郑州城市建设用地扩张格局及其动力机制

为了解深化改革时期郑州城市建设用地空间演变特征,保障城市用地合理扩张,基于多时相遥感影像数据,采用多种模型方法分析了1990～2016年间郑州城市建设用地扩张的时空变化及其驱动因素。结果表明:(1) 2000年以前郑州城市建设用地扩张速率和贡献率均处于较低水平; 2000年以后处于快速扩张时期,扩张速率先上升后下降,扩张贡献率一直维持在较高水平;城市空间形态趋于简单但稳定性逐渐减弱。(2)城市空间扩张由蔓延式向跳跃式转变,呈明显的圈层格局;新增建设用地主要分布在距离市中心6～18 km处;扩张方向主要集中在东、西、南3个方向,城市重心向东转移888.2 m。(3) 2026年城市建设用地Logistic预测值为755 km2,结果较为可靠。(4)研究期内,市场经济的作用力呈现下降趋势,政策制度、全球化、社会发展和交通区位的作用力呈现上升趋势。最后提出合理行政干预、健全市场机制、进一步加强经济全球化和区域一体化发展的建议,以期优化城市空间结构。     

基于GWR模型的鄱阳湖地区城镇用地空间扩张差异及其影响因素研究

利用鄱阳湖地区2000、2005、2010、2013年4期土地利用现状图,采用扩张强度、扩张动态度、空间自相关等方法,分析了2000²013年鄱阳湖地区城镇用地扩张的空间差异,利用GWR模型深入探讨了城镇用地空间扩张的驱动机制。结果表明:(1)在20002013年鄱阳湖地区城镇用地扩张的空间差异,利用GWR模型深入探讨了城镇用地空间扩张的驱动机制。结果表明:(1)在2000²013年期间,鄱阳湖地区城镇用地快速扩张,由332.86 km2增至742.72 km2,城市重心向东南迁移,迁移量为13.99 km,以正西方位扩张规模最大,达到267.89 km2;期间以20002013年期间,鄱阳湖地区城镇用地快速扩张,由332.86 km2增至742.72 km2,城市重心向东南迁移,迁移量为13.99 km,以正西方位扩张规模最大,达到267.89 km2;期间以2000²005年扩张最为显著;(2)鄱阳湖地区城镇用地扩张区域差异明显,南昌市周边和交通通道交汇处高速扩张;根据空间集聚Moran’s I指数值,城镇用地扩张空间自相关性不明显,空间集聚特征由中心城市向外围减弱,且逐年减弱;(3)不同驱动因素对鄱阳湖地区不同区域城镇用地空间扩张的影响程度和方向存在较大差异,财政总收入、户籍人口对城镇用地扩张的贡献为负,而地区生产总值、固定资产投资起推动作用。     

1990—2020年郑州城市扩张时空特征分析

【目的】通过刻画城市扩张时空特征,实现城市扩张精准管控,推动城市高质量发展。【方法】基于多时相遥感影像解译土地利用数据,对郑州1990—2020年城市扩张时空特征进行定量分析,并通过扩张用地来源和人口经济弹性系数评价城市扩张效应。【结果】(1)1990—2000年、2000—2010年和2010—2020年郑州城市扩张总体呈现“平稳—快速—趋缓”的趋势,中心城区主要向东部和南部扩张,郊区县市城市扩张主要偏向中心城区。(2)1990—2000年城市扩张主要为填充式或蔓延式为主的离散扩张,各辖区以中低速扩张为主;2000—2010年呈蔓延式或跳跃式为主的集聚扩张,各辖区多数为高速扩张;2010—2020年主要为蔓延式或跳跃式为主的离散扩张,各辖区均为中低速扩张。(3)研究期间郑州市耕地转化为城市建设用地的比例不断下降,其他建设用地转化比例持续上升,有利于粮食安全和生态保护。(4)城市扩张的人口弹性指数和经济弹性指数变化表明城市用地人口和经济承载力增强,社会经济效益明显提升。【结论】研究对郑州市城市规划管理和新型城镇化发展具有重要参考价值。     

基于GWR模型的鄱阳湖地区城镇用地空间扩张差异及其影响因素研究

利用鄱阳湖地区2000、2005、2010、2013年4期土地利用现状图,采用扩张强度、扩张动态度、空间自相关等方法,分析了2000~2013年鄱阳湖地区城镇用地扩张的空间差异,利用GWR模型深入探讨了城镇用地空间扩张的驱动机制。结果表明:(1)在2000~2013年期间,鄱阳湖地区城镇用地快速扩张,由332.86 km2增至742.72 km2,城市重心向东南迁移,迁移量为13.99 km,以正西方位扩张规模最大,达到267.89 km2;期间以2000~2005年扩张最为显著;(2)鄱阳湖地区城镇用地扩张区域差异明显,南昌市周边和交通通道交汇处高速扩张;根据空间集聚Moran’s I指数值,城镇用地扩张空间自相关性不明显,空间集聚特征由中心城市向外围减弱,且逐年减弱;(3)不同驱动因素对鄱阳湖地区不同区域城镇用地空间扩张的影响程度和方向存在较大差异,财政总收入、户籍人口对城镇用地扩张的贡献为负,而地区生产总值、固定资产投资起推动作用。     

30年来北京市土地利用时空变化特征

基于1980、1990、1995、2000、2005和2010年6期土地利用类型图,利用数理统计与空间分析相结合的方法分析市域、主体功能区的土地利用数量结构及类型转化的时空差异,以期为北京市实施土地利用精准调控提供科学依据。结果表明:1)研究期间全市耕地减少1 462.11km~2,建设用地增加1 344.64km~2,林地和草地略有增减;各土地利用类型面积变化呈"先加速后减速"趋势,1990—1995和2000—2005年建设用地扩张和耕地缩减尤为严重;2000年前,耕林草之间相互转化较活跃,后趋于稳定,2000年后耕地转为建设用地成为最主要的转化方向;2)城市功能拓展区和城市发展新区耕地降幅分别为61.75%和22.28%,建设用地增幅分别为84.32%和109.16%,较其他功能区更为剧烈;3)耕地缩减及建设用地扩张多发生在距城市中心较近(30km)的区域,且随时间变化向外推移,距城市中心65~70km有密云、平谷和延庆区建成区,耕地缩减和建设用地扩张也相对明显。过去30年北京市建设用地激增,耕地锐减,土地利用结构失调,未来应控制建设用地占用耕地,全国其他地区在城市化进程中也应重点协调建设用地扩张与耕地及生态空间保护的矛盾。     

郑州市黄河南岸景观格局变化及其对生态空间的影响

以郑州市沿黄河南岸6个区(县)1997、2009、2019年3期遥感影像为基础数据,借助ENVI、Frag-stats和ArcGIS软件,运用景观单一动态度、土地利用转移矩阵、景观格局指数等方法,对研究区景观格局变化特征及对生态空间的影响进行了分析,并进一步分析了黄河南岸郑州段景观格局演变特征,揭示了郑州市沿黄河6个区(县)景观格局变化对黄河生态空间的影响.结果表明:(1)1997～2019年郑州市的快速发展使沿黄河大面积区域从郊区变为城镇,耕地面积占比由49.2％下降至21.4％,建设用地占比由5.36％上升至28.52％,土地利用变化整体处于不平衡状态,相互之间转换频繁;(2)1997～2009年,研究区处于无序蔓延的城市扩张状态,2009～2019年研究区内城市快速扩张的同时,开始注重区域内生态环境的建设;(3)研究区总体上景观格局呈现破碎化趋势,斑块形状趋于规则,景观空间分布不集中,连通性较差;(4)黄河南岸大堤外5000 m范围内生态空间被不断侵占,生境质量和连通性差.受人类活动不断增强的影响,近22年黄河南岸郑州段景观格局变化显著,生态空间不断被城市发展用地挤占,必将削弱黄河生态屏障功能,威胁区域生态安全.     

郑州市黄河南岸景观格局变化及其对生态空间的影响

以郑州市沿黄河南岸6个区(县)1997、2009、2019年3期遥感影像为基础数据,借助ENVI、Fragstats和ArcGIS软件,运用景观单一动态度、土地利用转移矩阵、景观格局指数等方法,对研究区景观格局变化特征及对生态空间的影响进行了分析,并进一步分析了黄河南岸郑州段景观格局演变特征,揭示了郑州市沿黄河6个区(县)景观格局变化对黄河生态空间的影响。结果表明:(1)1997～2019年郑州市的快速发展使沿黄河大面积区域从郊区变为城镇,耕地面积占比由49.2%下降至21.4%,建设用地占比由5.36%上升至28.52%,土地利用变化整体处于不平衡状态,相互之间转换频繁;(2)1997～2009年,研究区处于无序蔓延的城市扩张状态,2009～2019年研究区内城市快速扩张的同时,开始注重区域内生态环境的建设;(3)研究区总体上景观格局呈现破碎化趋势,斑块形状趋于规则,景观空间分布不集中,连通性较差;(4)黄河南岸大堤外5000 m范围内生态空间被不断侵占,生境质量和连通性差。受人类活动不断增强的影响,近22年黄河南岸郑州段景观格局变化显著,生态空间不断被城市发展用地挤占,必将削弱黄河生态屏障功能,威胁区域生态安全。     

基于遥感的宜春主城区城市空间扩展时空特征及形态演变

基于宜春市多时相Landsat TM遥感影像提取不同时期城市建设用地信息,采用景观指数法等空间方法对宜春市袁州区城市扩张特征和形态演变进行定量分析.结果表明,2000—2018年间宜春市建设用地的扩张主要通过大面积侵占耕地实现,城市扩张速度快于人口增长速度,不利于城市空间结构的可持续发展;建成区面积持续增长,外部轮廓趋于紧凑,主城区扩张减弱,城市扩张的方向主要集中在袁州区东部和北部;城市扩张过程中紧凑指数降低,土地利用开发程度较低,建成区由紧变松.     

基于InVEST模型的杭州市典型年份年产水量时空变化特征及其影响因素

  目的  自然因素和土地利用变化是引起生态系统服务改变的两大驱动因素。研究年产水量时空变化特征及两大驱动因素对年产水量的影响,对维持或提升城市水源涵养、保持水土具有现实意义。  方法  以浙江省杭州市为研究对象,采用景观格局分析、空间梯度分析、相关性分析等方法,综合应用InVEST、ArcGIS、Fragstats、SPSS等工具,识别杭州市土地利用和气象因子变化特征,评估并分析年产水量时空变化特征及其与气象因子、景观格局指数的相关性。  结果  2000—2015年杭州市年产水量呈先下降后上升趋势。在空间上表现为东北高、西南低,随着远离城市中心先增大后减小,于10 km处达到最大值。建设用地的产水量最大。2000—2015年杭州市土地利用变化最剧烈的是耕地与建设用地之间的转化。景观总体呈现更强烈的破碎化和异质性趋势,在距离城市中心10~20 km处达到峰值。年降水量先降低后升高,年均气温波动上升,年实际蒸散量处于波动状态。离城市中心50 km内年降水量变化不显著,年均气温显著下降,年实际蒸散量先减小后增大。杭州市年产水量与气象因子的相关性大于其与景观格局指数的相关性,其中与气象因子中降水量正相关性最强。  结论  气象因子的变化是引起杭州市年产水量变化的主要因素,但景观格局的影响仍值得关注。距离城市中心10 km处是年产水量变化的拐点。图4表7参34     

基于建设用地扩张的皖江地区生态用地格局演化与优化

【目的】分析皖江地区生态用地的时空演化特征,并提出生态用地格局优化策略,为皖江地区生态用地保护、生态安全格局优化及实现区域可持续发展提供新思路和理论依据。【方法】利用1980-2018年皖江地区土地利用数据、交通数据、社会经济统计数据以及自然概况数据,通过统计分析法,提取皖江地区滁州、合肥、马鞍山、芜湖、宣城、安庆、铜陵、池州8个城市耕地、林地、草地、水域用地、建设用地、未利用地等6类用地面积并计算面积增长率;利用凸壳原理法识别皖江地区建设用地扩张模式及系数,利用空间分析法识别皖江地区生态用地并计算生态用地指数,基于最小累积阻力面和自然断点法构建皖江地区生态用地安全格局,并提出优化策略。【结果】(1)1980-2018年,皖江地区耕地和林地面积持续下降,分别减少了2 552.48和306.58 km~2,草地、水域用地、建设用地、未利用地面积总体呈增加趋势。皖江地区建设用地加速扩张,其中合肥市最为明显,共增加了865.62 km~2,宣城市、芜湖市、池州市建设用地扩张比例均超过100%,铜陵市建设用地扩张面积最小。(2)1980-2018年皖江地区平均生态用地指数为0.412,其中宣城市、安庆市、池州市生态用地指数均高于皖江地区平均水平,其他城市低于区域平均水平。1980-1990年和2000-2010年皖江地区生态用地指数均有所增加,而在1990-2000年和2010-2018年均有所下降,且后一阶段下降明显。(3)建设用地扩张与生态用地产生的冲突区域面积以合肥市最大,其次为芜湖市、马鞍山市和滁州市,铜陵市冲突区域面积最小,仅有81.18 km~2。【结论】通过合理选择建设用地扩张空间、差异化保护生态用地斑块、加强生态用地间廊道连接可促进区域生态用地空间格局优化,是维护皖江地区生态用地系统安全的有效途径。     

基于库兹涅茨曲线的建设用地扩张与碳排放相关性研究——以重庆市城市发展新区为例

通过收集和处理1998—2013年重庆市城市发展新区的土地利用变更数据和能源消耗数据,进行重庆市城市发展新区16年间建设用地扩张与碳排放相关性研究,构建不同建设用地类型与碳排放强度之间的库兹涅茨曲线关系模型。结果表明:(1)重庆市城市发展新区建设用地总量逐年上升,城市用地和建制镇用地比例呈增长趋势,其他建设用地和农村居民点用地比例呈下降趋势;碳排放总量及碳排放强度呈波动增长趋势,近年来碳排放强度增长速度快于建设用地扩张速度。(2)重庆市城市发展新区建设用地扩张与碳排放强度之间呈倒U形曲线关系,曲线拐点位于建设用地总量比例为2.78%的临界处;城市用地和碳排放强度之间呈倒U形曲线关系,拐点位于0.474%的临界处;建制镇用地和碳排放强度之间呈倒U形曲线关系,拐点位于0.646%的临界处;农村居民点用地、其他建设用地与碳排放强度之间不存在明显的曲线关系。     

基于GIS的绿洲城市时空扩展特征研究——以新疆伊宁市为例

以新疆伊宁市2000、2005、2010、2015、2018年Landsat TM/ETM/OLI多时相卫星遥感数据为样本,利用GIS技术,采用最大似然法(MLC)对伊宁市土地利用进行分类,提取城市建成区范围,采用扩张速度指数(Expansion speed index,ESI)、扩张强度指数(Expansion intensity index,EII)、综合扩张程度指数(Expansion degree index,EDI)和标准差椭圆(Standard deviational ellipse,SDE)等指标分析伊宁市2000—2018年的城市空间扩展特征及其驱动力因素。结果表明,(1)2000—2018年伊宁市建设用地面积持续增加,共增加80.03 km²,为净增初期的2.7倍,研究区建设用地呈西北蔓延式扩张,2005—2010年间,建设用地扩展强度最大,城市化呈急剧扩张态势。(2)伊宁市建设用地的扩张主要是通过大面积的侵占耕地来实现,建成区扩张速度逐年提高,城市扩张呈先高速增长后缓慢扩张趋势。(3)伊宁市城市扩展受到自然及人文因素共同影响,自然因素限制了建设...     

西北旱区土地利用变化的时空异质性研究——以陕西铜川耀州区为例

【目的】从土地利用变化程度、过程及空间转移3个维度揭示西北旱区典型县域土地利用时空变化过程及特征,为区域土地政策的制定与实施提供参考依据。【方法】以陕西铜川耀州区为例,用2000年5月、2008年7月以及2015年8月的Landsat遥感影像为主要数据源,根据土地资源及其利用、自然属性状况,将研究区土地利用类型共分为7种（林地、耕地、草地、农村居民点、城镇用地、其他建设用地和水库坑塘）,采用土地利用程度指数、土地利用转移矩阵和土地利用重心迁移模型,分析2000-2015年陕西铜川耀州区主要土地利用类型的时空格局变化特征。【结果】(1)从利用程度来看,2000,2008及2015年耀州区土地利用程度综合指数依次为252.65,247.69和250.66,其中2000-2008年耀州区土地利用程度变化量为－4.97,处于调整期;2008-2015年耀州区土地利用程度变化量为2.97,处于发展期;2000-2015年,耀州区土地利用程度变化量为－2.00,土地利用总体处于调整期,仍有较大开发利用空间。2000-2015年,耕地利用程度变化量间呈持续下降趋势,开发利用水平较低,呈衰退趋势;林地利用程度变化量先上升后下降,总体呈持续发展趋势;而农村居民点、城镇用地及其他建设用地的利用程度变化量则呈持续增长趋势,处于发展阶段;水库坑塘和草地的利用程度变化量呈先下降后上升趋势。(2) 从转移过程来看,在2000-2008和2008-2015年耀州区不同土地利用类型之间发生转移的面积分别为23 362.44和21 579.20 hm²,其中耕地和林地发生转移面积占总转移面积的比例均最高,其次是农村居民点用地、草地、其他建设用地和城镇用地,水库坑塘转移面积占比最小;各土地利用类型均进行了一定程度的相互转移,其中耕地与林地相互转化以及耕地向农村居民点、其他建设用地和城镇用地转化成为主要趋势。(3)从空间变化来看,在2000-2015年,耀州区各土地利用类型重心均进行了一定程度的空间迁移,其中其他建设用地和草地的重心转移距离均较大,林地的重心转移距离最小。【结论】2000-2015年陕西铜川耀州区土地利用变化存在明显的空间分异特征,土地利用格局演变加速。     

2000-2010年武汉城市圈建设用地扩张对植被净初级生产力的影响

城市发展是影响生态系统物质循环和能量流动的主要因素之一,研究其对植被净初级生产力(net primary productivity,NPP)的影响,对于区域土地利用的合理规划具有重要意义。本文基于2000-2010年武汉城市圈土地利用数据和NPP数据,分析研究武汉城市圈建设用地扩张及其对NPP的影响。结果表明:1)2000-2010年武汉城市圈建设用地面积持续增加,研究期间建设用地面积增加了57.88%(即1 459.44 km2);2)区域平均NPP由919.55g C/(m2·a)下降为702.95 g C/(m2·a),NPP总量由2 317.66 Gg C/a增加到2 797.91 Gg C/a,增加率为20.72%;3)武汉城市圈的9个市中,建设用地扩张较大的区域主要集中在武汉市及周边地区,2000-2010年武汉市建设用地增加率为80.73%,NPP总量增加了30.53%,由于建设用地平均NPP降低了27.78%,武汉城市圈建设用地NPP总量增加量相对较少。     

北京市郊城市化过程土地利用变化研究

本研究在利用多种数据源获取快速城市化过程中不同阶段的土地利用变化信息的基础上,重点研究城市化过程中土地利用结构变化。结果表明:研究区城市化发展在不同的阶段显示不同的特征:1990—1995年,建设用地面积大幅度增加;1995—2000年,建设用地内部结构调整,建设用地盲目扩张的现象得到有效的控制。建设用地面积变化不大,耕地面积也有所恢复;2000—2006年,建设用地发展重点由建成区转移到远郊区县,建设用地又有所增长。同时从空间角度分析建成区空间分布变化、高速公路周边5 km范围内城市扩张强度变化,揭示了城市化过程土地利用的空间演变规律。     

西安市高陵区建设用地扩张时空变化分析

随着工业化、城镇化进程不断加快和人口的持续增长,建设用地的需求不断增加,未来建设用地扩张与土地供给刚性和耕地保护的矛盾将会日趋尖锐。为了更好地利用建设用地,了解建设用地的扩张情况及驱动机制十分必要。本文以2012—2018年高陵区建设用地和相关社会经济数据为基础,对高陵区建设用地的时间变化特征进行分析;运用空间分析方法揭示高陵区建设用地扩张的空间变化特征;分析建设用地扩张的主要驱动因素。研究表明:2012—2018年,高陵区建设用地持续扩张、结构趋于均衡发展、分散性和破碎度逐渐增大。各用地类型的比例差异呈缩小趋势,人类活动对居住环境的破坏程度较大且较明显。另外,高陵区建设用地扩张的空间分布具有较强集聚性且趋向稳定;扩张强度的标准差椭圆在空间分布上呈现"东北—西南"的空间特征并向"西北—东南"方向收缩。影响建设用地扩张的驱动因素概括为居民生活水平提高及经济发展。高陵区应通过合理预测、统筹安排布局等方式及行政手段等系统管理建设用地。     

中山市土地利用及景观格局时空变化分析

土地利用及其景观格局配置与城市发展关系密切,其时空变化深刻影响着区域水土保持和生态安全.以粤港澳大湾区重要节点城市—中山市为研究区,利用2000—2020年GlobeLand30土地利用数据,使用转移矩阵、景观格局指数等分析方法,多尺度和多层次探究了中山市土地利用及景观格局的时空变化特征.结果表明：(1)20年间,中山市土地利用总体呈建设用地、林地增加,耕地、草地、水体减少的“两增三减”态势;建设用地急速增长,耕地则锐减近50%;(2)20年间,各土地利用类型皆互为转换关系,主要表现为耕地、水体和草地转为建设用地的转换方式;(3)中山市优势景观类型由2000年的耕地(670.22 km2,37.23%),2010年的水体(505.15 km2,37.23%),2010年的水体(505.15 km2,28.06%),转变成2020年的建设用地(644.43 km2,28.06%),转变成2020年的建设用地(644.43 km2,35.80%),城市发展占用了大量耕地和水体.同时,建设用地斑块密度和蔓延度指数高值区的范围逐渐增加,团聚程度增强,景观优势持续扩大.20年间,中山市土地利用类型呈现出建设用地取代其他用地类型的均一化发展趋势,景观格局空间异质性逐渐减弱,城市耕地保护和生态建设任务越发严峻.     

沈阳城乡建设用地扩张时空特征分析

探讨城乡建设用地变化时空规律是优化城乡建设用地管理重要依据。基于1986、2000和2015年3期TM/OLI遥感影像,采用GIS方法分析沈阳市城乡建设用地变化时空特征。结果表明,(1)1986~2000年,城乡建设用地增加169.78 km~2,其中城市、乡村建设用地分别占28%、72%;2000~2015年,城乡建设用地增加151.63 km2,其中城市、乡村建设用地分别占71%、29%,阶段差异性显著;(2)于洪区、苏家屯区、浑南区和沈北新区分别在1986~2000年和2000~2015年城乡建设用地扩展中具有异速性和区域差异性;(3)自城市中心向外围,城乡用地扩张强度指数先增后降,在12 km呈峰值。     

柳州市及城乡结合部非农建设用地扩张控制研究

寻求城市非农建设用地的合理扩张是实现土地资源可持续利用与管理的核心问题。运用马尔柯夫和最优化理论,以柳州市为例,将非农建设用地扩张的趋势预测与系统优化下的非农建设用地扩张控制(目标预测)比较,探讨在多目标约束下,柳州市及城乡结合部非农建设用地控制的规模和方向。模型演绎表明:非农建设用地扩张的趋势预测与目标预测有比较大的差异,为实现非农建设用地扩张的控制目标应控制耕地和农用地转用,实行节约和集约利用土地,加大土地复垦和土地整理。     

北江干流河岸缓冲带景观格局的梯度效应分析

基于2000、2005和2010年的TM遥感影像,结合GIS和RS技术,采用缓冲区分析方法研究了北江干流10km河岸缓冲带景观格局特征及其水平梯度效应。结果表明,10 a间,林地是景观基质,其次是农田和水体;农田、草地和灌丛呈减少趋势,建设用地和未利用地呈增加趋势,林地和水体先增加后减少。在类型水平上,各景观组分的复杂度呈下降趋势,破碎化呈现先上升后下降状态,而连接度呈现增强的趋势;在景观水平上,最大斑块和凝聚度指数在0~1 km有明显的峰值,形状指数随着缓冲区宽度的增加逐渐上升,而聚集度指数与凝聚度指数呈现相反的趋势。