基于生态承载力的国土空间开发布局方法研究

为揭示城市生态承载力空间特征,探讨国土空间开发格局优化方法,该文以湖北省鄂州市为例,构建"资源环境承载力-生态弹性力-社会经济协调力"生态承载力综合评价模型,采用状态空间法在市域范围进行生态承载力综合评价,利用三维魔方法设计生态承载力综合评价与国土空间开发格局的关联模型,结合生态承载力的空间分异特征与评价单元主体功能分区结果进行国土空间开发布局分析。结果表明:1)生态承载力综合评价指数最大值为0.233 8,位于梁子镇,最小值为0.050 9,位于临江乡。受到资源环境本底和社会经济投入条件影响,研究区生态承载力较高地区主要分布在西南沿湖一带,北部相对较低,总体呈现南高北低的空间分异格局。2)国土空间格局划为城市经济核心区、城市经济拓展区、农业生产区、生态功能涵养区四大功能区域和一类禁止开发区域,能够较好地反映生态承载力综合指数的空间分异特征。结果能够为国土空间开发格局优化理论与实践提供科学依据和实证基础。     

基于生态安全格局的三峡库区腹地低丘缓坡土地开发利用

对低丘缓坡土地资源的合理开发利用进行研究,以期为研究区缓解用地紧张、优化区域土地资源配置提供参考依据。以三峡库区腹地的5县为研究区,首先对低丘缓坡范围进行了界定,然后基于ArcGIS 10.1软件,对研究区生态敏感性和生态系统服务功能重要性进行了评价,基于评价结果,提取出生态源地,接着应用最小累计阻力模型构建研究区生态安全格局,把生态安全格局空间分布图与低丘缓坡土地资源空间分布图进行了叠加分析。结果表明:研究区低丘缓坡面积共计3 930.90 km~2,禁止开发型、限制开发型、适度开发型和优先开发型,其面积分别为1 182.02 km~2,1 775.19 km~2,835.71 km~2,137.98 km~2,研究区低丘缓坡土地资源大部分属于禁止开发型与限制开发型,适宜于开发利用的低丘缓坡土地资源面积较小;对4种开发利用类型特征进行了分析,提出适宜了相应的开发利用建议。基于生态安全格局的研究方法,有利于促进研究区低丘缓坡土地资源的合理开发利用,有利于生态环境的保护。     

基于景观生态安全格局的县域建设用地开发策略研究——以福建省永泰县乡村振兴实践为例

[目的]在景观生态安全保护的基础上提出建设用地分区开发策略,为缓解人地矛盾、协调经济社会生态持续发展,以及乡村振兴战略实施提供科学依据。[方法]以福建省永泰县为例,借助GIS空间分析技术、景观安全格局理论方法,选取地形地貌和土地景观利用类型为主要阻力因子,构建不同安全水平的景观生态安全格局,并获取不同乡镇的生态安全综合得分。此外,结合主成分分析法,以乡镇为评价单元,选取合适的评价因子,获得不同乡镇的经济发展需求能力得分。[结果]综合考虑生态安全格局和经济发展需求能力二者的得分情况,可将研究区土地分为优先、适度、控制和禁止4类建设发展区,并提出建设用地发展方向与开发策略。[结论]基于构建景观生态安全格局的思路方法,弥补了传统空间发展布局仅考虑经济发展而轻视生态保护的缺陷,可广泛应用于研究区的生态保护、空间规划管制以及防止建设用地无序蔓延等方面。     

矿业城市土地损毁生态风险评价与空间防范策略

为量化矿业城市土地损毁生态风险、提高土地复垦和综合整治有效性,以吉林省辽源市为研究区,提出基于GIS的矿业城市土地损毁生态风险定量评价与空间防范的思路和方法。首先将土地损毁作为直接生态风险源,将土地生态系统作为生态风险受体,借助遥感信息模型与GIS空间分析模型,依次评价土地生态系统的生态敏感性、土地损毁累积作用以及二者间的暴露关系;然后确定综合生态风险值及其等级空间分布,并据此将矿业城市土地利用划分为环境敏感特别保护区、一般生态保护区、生态保育区、生态协调区、生态复垦区、限制发展区、工矿发展区与城镇发展区等八大功能区,各区内生态风险防范措施各有侧重;最后利用2010年城市总体规划图对评价与分区结果进行有效性分析,分析结果表明,辽源市90%以上的规划建设用地属于发展主导区域、70%以上的非规划用地属于生态保护主导区,研究结果与2010年城市规划用地布局范围基本吻合。基于 GIS 定量方法进行矿业城市土地损毁生态风险分析可空间化土地利用的风险等级与主导风险因素,为制定有针对性的风险防范措施提供了空间信息;也为矿业城市土地复垦规划、土地整理规划与土地利用总体规划的有机结合提供了参考。     

基于主成分分析法和GIS的土地利用综合分区研究——以黑龙江省红兴隆垦区五九七农场为例

对黑龙江省农垦总局五九七农场进行土地利用综合分区研究,旨在为土地规划、农业区域规划提供依据,实现土地资源的可持续利用。利用综合评价法从土地资源利用的结构、投入、产出、生态和动态5个方面对土地综合利用程度进行评价,并结合空间聚类分析对研究区进行管制分区。结果表明:五九七农场土地利用的综合水平在空间上存在明显差异。按照研究区域土地利用综合水平的空间分异特征将其划分为4个综合分区,分别为:西南城镇发展区、完达山北麓林牧业土地利用区、三江平原中部农业土地利用区、三江平原南缘湿地土地利用区,并根据分区结果制定差别化土地管理方案。     

基于土地生态环境质量的建设用地空间管制分区评价

从土地生态风险和生态系统服务价值两方面构建了土地生态环境质量的综合评价方法,并以湖北省潜江市为例,利用土地生态质量评价结果对新一轮土地利用总体规划(2006—2020年)的建设用地管制分区进行评价。结果表明:(1)研究区西南部的生态风险整体较高,建设用地和湖泊水面的生态风险性较大。(2)生态系统服务价值较低,低生态系统服务价值区域占52.24%。(3)土地生态环境质量比较均衡且具有显著的空间分布特征,其中低价值中风险土地类型分布最广,主要分布于西南部返湾湖的外围区域。(4)建设用地管制分区与土地生态环境质量分布比较协调,能够达到控制建设用地空间扩展和保护生态环境的基本目的,但管制分区划分中存在以用地需求为导向和分区依据不足的问题。     

基于多源国土空间数据的资源环境综合承载力及人口承载力评价——以江苏省常州市为例

[目的] 研究江苏省常州市资源环境综合承载力情况,明确国土空间开发与利用方向,为该区土地与人口的空间布局优化提供决策依据。[方法] 基于2010—2019年多源国土空间数据,构建多因素多因子综合判别模型。[结果] 常州市资源环境综合承载力呈现出显著的东高西低,平原高山地丘陵区低等空间分异特征。此外,基于未来土地资源的粮食安全保障水平预测2030年常州市人口承载指数高达1.27,显著高于国际警戒水平。[结论] 常州市空间开发程度、自然本底和基础设施条件对区域资源环境综合承载力水平具有显著的约束,且人口处于超载状态。     

土地综合承载潜力和承载量评价——以湖南省“3＋5”城市群为例

城市群土地综合承载潜力和承载量是衡量城市人口集聚、经济发展、生态环境现状及未来发展空间大小的重要指标.从耕地承载力、建设用地承载力和生态用地承载力3个层面选择指标,分别构建土地综合承载潜力和现实承载量评价指标体系,并对湖南省“3＋5”城市群的8个城市分别进行土地综合承载潜力和现实承载量定量评价.结果表明：1）娄底市的土地现实承载量超过了土地综合承载潜力,其比值为1.383 8,为超载区;2）益阳、长沙、株洲、衡阳这些城市的土地现实承载量已非常接近甚至达到了土地综合承载潜力,其比值分别为1.022 8、0.951 0、0.923 8、0.920 4,为满载区;3）岳阳和常德这2个城市的土地资源还可承载部分人类经济活动,土地现实承载量与土地综合承载潜力比值分别为0.867 6和0.854 7,为尚可承载区;4）湘潭市的土地现实承载量相对土地综合承载潜力而言最低,其比值为0.685 5,为可承载区.针对不同的承载情况分别提出有针对性的提高承载潜力或降低承载量的措施,这将对促进区域土地与人口、经济、环境之间的可持续发展具有重要的意义.     

基于主导功能的国土空间生态修复分区的原理与方法

国土空间规划是统筹区域资源开发利用和生态保护格局、促进空间治理体系现代化、服务生态文明建设和国家现代化战略的重大举措,国土生态修复是针对区域空间格局失调、资源利用低效、生态功能受损的国土空间进行综合整治与生态修复的活动和过程,是编制和实施国土空间规划的重点内容,生态修复分区则是合理编制国土空间生态修复规划和科学高效开展生态修复的重要前提。通过分析区域国土、生态、经济等主导功能的分区定位与内涵特征,依据"生命共同体理论"、"三生协调理论"、"适宜性管理"等国土空间规划与生态文明建设的基本理论,基于"自上而下"和"自下而上"相结合,提出了基于主导功能型区划的国土空间生态修复分区的思路与方法:1)摸清自然资源本底,完成一级生态功能基础分区;2)评价区域生态功能状况,完成二级生态修复格局分区;3)明确生态修复重点区域,完成三级生态修复模式分区。通过在江西省国土空间生态修复分区进行实践应用,可将江西省生态修复区划分为5个大区,以及24个亚区、70个修复小区,研究可为江西实施生态修复工程和国土空间管治提供决策依据。该方法归纳起来有以下4点特征:一是突出主导功能;二是遵循生态规律;三是适配空间尺度;四是强化上下衔接。研究对于国土空间生态修复规划编制、实施和生态管控具有积极的意义,可为国土空间整体保护、系统修复、综合整治与推进美丽中国建设提供科技支撑。     

基于GIS的星云湖流域生态敏感性评价

基于GIS技术,根据星云湖流域主要生态问题选取6个因子,采用多因子加权求和模型对星云湖流域生态敏感性及其空间分布进行了评价分析,并按生态敏感性评价值将研究区划分为高度敏感区、中度敏感区、低度敏感区和不敏感区4个等级。结果表明:研究区高度敏感、中度敏感、低度敏感和非敏感区域面积分别为104.08km~2,124.52km~2,102.78km~2,39.30km~2;中度及以上敏感区面积约为228.60km~2,占流域总面积的61.67%,生态敏感性总体较高,空间上主要分布在江城镇、星云湖及其湖滨和雄关乡等;建议将高度敏感区划定为生态保护区加以重点保护,中度敏感区划定为控制发展区,低度敏感区和非敏感区为适宜发展区。评价结果能较好地反映流域综合生态敏感性空间分布特征,可作为流域土地资源开发建设和环境规划与保护的依据,并为高原湖泊流域开展类似研究提供参考。     

基于人粮关系的鄂尔多斯砒砂岩区土地资源承载力变化特征

[目的]分析2000—2015年鄂尔多斯砒砂岩区人口数量与粮食产量关系,研究生态脆弱区土地资源承载指数和土地资源承载力状态,为砒砂岩区经济和社会的可持续发展提供理论依据。[方法]采用2000,2005,2010和2015年Landsat影像进行鄂尔多斯砒砂岩区土地类型分类提取,结合土地面积、粮食产量和人口数据等社会经济数据,运用土地资源承载力模型和土地资源承载指数研究砒砂岩区土地资源承载力时空变化特征。[结果]①2000—2015年鄂尔多斯市土地资源承载力呈现逐渐增加的趋势,土地资源承载指数波动下降;②粮食产量呈逐渐增加趋势,人粮关系基本处于粮食盈余状态,人口容纳能力尚有一定的增长空间;③旗区间土地资源承载力存在较大差异,其中东胜区和准格尔旗土地资源承载力较高,人粮矛盾相对严重;鄂托克旗和伊金霍洛旗土地资源承载力中等,大部分年份粮食盈余;鄂托克前旗、杭锦旗、乌审旗和达拉特旗处于粮食盈余状态,土地资源承载力相对较低。[结论]鄂尔多斯砒砂岩区土地资源承载力总体上仍有一定增加空间,但各旗区内部存在较大差异。     

基于生态敏感性评价的乌海市土地资源承载力分析

土地资源承载力反映了快速城市化背景下土地资源可持续利用状况。利用GIS空间分析技术,采用多因素加权叠加法,以地形地貌、土地利用类型、土壤侵蚀、距离条件、生态敏感区5类因子进行了生态敏感性评价,并在此基础上分析了其土地资源承载力。结果表明:（1）高度敏感区、中度敏感区、低度敏感区和不敏感区所占比例分别为11.61%,25.70%,37.80%和24.80%,乌海市以不敏感区和低度敏感区为主,占总面积的62.6%。（2）土地利用在生态敏感性评价中最为敏感,区域内土地资源承载了86.03%的城镇村及工矿用地、93.18%的交通运输用地。研究结果将对乌海市可持续发展提供理论支撑。     

基于模糊伽马模型的河南省生态空间辨识与格局优化

生态空间的辨识与格局优化是保障区域内土地生态安全的有效途径。为明晰研究区内生态空间整体格局,清查研究区整体资源清单,了解土地自然生态系统现状,通过综合生态系统服务重要性评价模型和生态系统敏感性评价模型,以河南省为研究区域,依托ArcGIS 10.5平台,根据研究区生态本底状况选择评价指标,基于模糊逻辑理论利用模糊伽马模型辨识生态空间,并提出了生态空间优化格局方案。研究表明:研究区域生态空间分为生态保护空间、限制约束空间、控制缓冲空间、优化开发空间4种类型,生态保护空间面积为13 668.73 km~2,占研究区总面积的8.3%,限制约束空间面积为19 161.78 km~2,占研究区总面积的11.63%,控制缓冲空间面积9 434.67 km~2,占研究区总面积的5.72%,优化开发空间面积为122 480.73 km~2,占研究区总面积的74.34%。根据生态空间辨识结果提出研究区生态空间格局优化方案,将研究区域划定为"三区、两带、3块",分别为太行山生态红线保护区、大别山生态红线保护区、伏牛山生态红线保护区;沿黄河生态保护带、沿淮河生态保护带;豫东平原生态保护块、豫西丘陵生态保护块和豫北丘陵生态保护块。     

基于景观适宜性评价的建设用地管制分区研究

[目的]开展建设用地适宜性评价并进行评价分区方案优选,为完善建设用地适宜性评价方法、优化建设用地空间布局提供参考。[方法]通过构建科学的建设用地适宜性评价指标体系,合理划定适宜性等级,根据适宜性等级的不同组合确定建设用地管制分区供选方案,构造景观生态质量评价模型,开展供选方案的优选。[结果]建设用地适宜性评价结果为6级适宜性等级区,面积分别为6.03,13.83,27.75,45.66,168.24,108.05km2;适宜性分区方案1具有较高的景观生态质量,为方案优选结果。[结论]基于适宜性评价的建设用地管制区方案具有较低的干扰度、较高的稳定度,景观生态质量综合指数较高。通过综合比较,方案1具有较高景观生态质量,它优化了城乡建设用地拓展空间,有利于提高景观生态系统的可持续性。     

基于主成分分析和GIS的统筹市域土地利用分区研究——以甘肃天水市为例

以乡镇为研究单元,从土地利用的经济发展、社会发展、生态、土地利用现状和效益等5个方面,建立区域土地利用综合分区的指标评价体系,利用主成分分析法对天水市土地利用程度进行综合评价,结合空间聚类分析,将天水市分为3大土地利用区。根据土地适宜性评价结果,结合DEM、坡度、土壤、气温、降雨等资料,利用GIS空间分析方法,将天水市划分为5个管制分区,并提出各分区内土地利用的管制措施。为区域土地利用规划、生态环境保护与建设规划提供科学依据。     

空间冲突-功能障碍视角下国土综合整治内涵、机制与实证

国土综合整治是解决资源环境矛盾、协调人地关系的重要手段。面向新时期国土综合整治的目标与需求，该研究基于国土"空间冲突-功能障碍"的解析视角，提出以"问题-途径-目标"为导向的国土综合整治理论体系，构建面向显性矛盾与隐性障碍的国土综合整治实施机制，通过国土空间冲突规模识别与功能障碍因子评价，提出耦合显著冲突与首位障碍的国土综合整治"分区+类型"模式，并以四川省为研究区进行案例分析。结果表明：1）四川省国土空间冲突存在显著的空间差异特征，冲突激烈的区域主要分布在省域东部和南部，全省管控冲突与利用冲突规模分别为42.93万hm2、20.91万hm2；2）四川省"三生"功能水平分布呈现出空间集聚特征，成都平原区和盆地丘陵区生产、生活功能水平较高，而盆周山地区生态功能水平最高，全省范围内阻碍"三生"功能发挥最显著的障碍因子分别为耕地布局、生活保障和生态保障；3）结合冲突识别与障碍评价结果，利用国土综合整治分区分类模型，面向县域单元将四川省划分为16种国土综合整治模式，提出了具有时空差异性实施方案的国土综合整治策略。研究结果有利于深化国土综合整治的理论研究和实践认知，为省（市）域尺度下国土综合整治工作及相关规划开展提供参考和支撑。     

甘肃省土地资源承载力格局的时空演变分析

以人粮关系为基础,构建了土地资源承载指数(LCCI)模型,从时间和空间2个尺度定量评价了1985-2010年甘肃省土地资源承载力的时空格局,并以1985、1990、2000、2010年为代表年份,讨论了全省14地州(市)、86县(区)近26年来土地资源承载力的发展趋势.研究结果表明:①1985-2010年全省粮食产量稳中有升,土地资源承载力指数逐年降低,土地资源承载力略有增强,但全省人粮关系总体形势依然严峻.②河西走廊绿洲农业区是全省主要粮食盈余区,土地资源承载力稳居全省之首;陇东高原区以低水平的人粮平衡为主,土地资源承载力年际变化较大;人口压力较大的陇中高原以及粮食生产水平较低的陇南山地、甘南高原区主要表现为粮食短缺,人口超载,土地承载力状况不容乐观.③河西走廊和陇东高原区所辖县域中,粮食盈余县域在增加,人口超载县域在减少,局部区域人粮矛盾得到缓解;陇中高原和陇南山地所辖各县的土地资源承载力指数在逐年降低,土地资源承载力在逐步增强,但绝大部分县域仍然处于不同程度的人口超载状态.④1985-2010年全省土地资源承载力格局在时间和空间上都发生显著变化,但是基于自然、经济层面的区域人粮关系在相当长的时间内无法扭转和改变.随着城市化进程加快,粮食短缺地区的人粮矛盾会进一步加剧,粮食调配和贸易趋势也就会越发明显,此时粮食主产区的空间集聚效应对本区域和全省的人粮平衡作用也就日益突出.     

黄河三角洲国土空间演变的时空分异特征与驱动力分析

科学有效掌握国土空间时空演变特征及其驱动机制是优化与构建国土空间保护开发格局的基本前提。该研究以黄河三角洲为例,围绕"过程-格局-驱动"的逻辑主线,基于2000、2010和2020年遥感数据构建国土空间分类体系,利用弦图可视化模型和地学信息图谱刻画国土空间演变过程,借助重心偏移模型和空间自相关分析法明晰国土空间演变的时空格局特征,通过地理探测器解析国土空间演变的驱动机制。结果表明:1)2000—2020年黄河三角洲国土空间规模与结构变化日益显著,不同类型之间发生着农业空间内部互换、生态空间与农业空间互换以及城镇空间向生态空间的转移过程。2)2000—2020年黄河三角洲不同类型国土空间重心偏移呈同向连续和异向迂回现象,沿海地区的HH集聚和LL集聚特征显著,并在不同时期表现为农业空间和城镇空间占用生态空间转向城镇空间反哺生态空间和农业空间的特点。3)2000—2020年黄河三角洲前后两个时期国土空间演变的驱动力存在差异,由早期的交通区位和经济发展水平为主控因子逐渐转向后期以政策制度环境为主导的驱动机制。积极开展黄河三角洲资源环境承载能力和国土空间开发适宜性评价,构建合理有序的国土空间保护开发秩序是实现该地区可持续发展的重要支撑。     

望谟县特大山洪泥石流灾后重建分区与功能定位

贵州省黔西南自治州望谟县灾后重建关系到灾区群众的切身利益和长远发展,必须全面贯彻落实科学发展观,坚持以人为本,尊重自然,科学规划,合理布局,要立足灾区实际,做好重建分区与功能定位.在灾区范围内根据流域的生态环境背景,通过对其资源环境承载能力进行综合评价,充分考虑其国土开发强度、产业发展方向以及人口集聚和城镇建设的适宜程度,对其指标体系进行分层聚类,以定量为主,定性为辅进行生态环境建设分区,同时兼顾行政单元的完整性,将灾区范围国土空间分为生态保护区(面积376.07 km2)、适度重建区(面积716.06 km2)、适宜发展区(面积407.47 km2),分析其功能定位,使管制原则与城镇建设更趋于合理,为灾后重建的规划布局工作提供理论支撑.     

基于"重要性-脆弱性-服务价值"的国土空间生态保护与修复管控

国土空间生态保护修复是维护国家生态安全格局的重要保障，科学划定与管控保护修复关键区对维持区域生态系统功能与可持续发展具有重要意义。该研究以福建上杭县作为典型研究案例区，在综合生态系统完整性、系统性与生态效益的基础上，构建了"重要性-脆弱性-服务价值"（I-F-V）的多维生态系统测度框架，进而分析了区域生态系统的多维特征、测度因子间的权衡与协同关系，运用空间聚类（分组分析）划定了生态保护与修复空间，并基于各分区的空间分异性及生态系统结构特征，提出分区管控措施。结果表明：1）上杭县生态系统具有较强的空间异质性，整体上呈现重要性较高、脆弱性程度低、服务价值较高的空间分异格局；2）上杭县各生态系统测度因子间协同与权衡关系并存，综合重要性、脆弱性和服务价值之间均为协同关系，生态系统保护与修复区域可能存在高度重叠；3）上杭县可划分为III-I-V（中等重要-一般脆弱-极高价值）、III-III-V（中等重要-中等脆弱-极高价值）、III-II-V（中等重要-较为脆弱-极高价值）、III-III-IV（中等重要-中等脆弱-较高价值）、II-III-I（较为重要-中等脆弱-低价值）和IV-I-I（高度重要- 一般脆弱-低价值）6个分区，其中，III-I-V和III-II-V两个分区面积较大，是区域发展的生态系统功能基底，各分区所在的土地覆被类型构成也存在明显的空间异质性，林地、灌丛、耕地和园地属于优势土地覆被类型；4）依据生态保护与修复措施将研究区进一步划分为生态保护区（生态保育区、绿色发展区、适度开发区）和生态修复区（生态修复区、保护修复统筹发展区）。研究结果可为区域国土空间生态保护修复规划与建设、生态安全格局维护提供较为科学、全面的研究思路和实践借鉴。