基于多源空间数据的"三生"空间异质性评价与分区划定

为优化"三生"空间评价方法体系,探索海南岛"三生"空间聚集性与协调度特征并制定有效的空间分区方案,该研究从空间异质性角度出发,采用多源空间数据从栅格尺度上对同地类不同地块的"三生"空间功能进行评价,再通过空间自相关及三角坐标图分析乡镇尺度上"三生"空间的聚集性与协调度特征,并为国土空间优化提供相关分区方案。结果表明:1)海南岛生产空间高分值区域集中分布在沿海市县,呈"四周高、中间低,北部高、南部低"的分布特征,且城镇生产空间与农业生产空间有所差异;生活空间高分值区域多集中在各市县城镇范围内,整体呈"小集聚、大分散"的空间格局;生态空间高分值区域集中在中部地区,呈"中间高、四周低,南部高、北部低"的分布格局。2)乡镇尺度上海南岛生产、生活、生态空间功能值的Moran’sI指数分别为0.569,0.221和0.716,表现出空间自相关性特征,据此面向全岛提出基于空间聚集性的"三生"空间分区方案。3)海南岛各乡镇"三生"空间存在较大的协调度差异,高值区以生态主导和"三生"协调型为主,分别占乡镇总数的51.72%与43.97%;低值区则以生态主导型为主,占乡镇总数的72.41%,据此面向全岛提出基于空间协调度的"三生"空间分区方案。该研究有效识别了同地类不同地块"三生"空间的异质性,并从空间聚集性与协调度视角提出"三生"空间分区管制方案,能够为当前国土空间优化提供参考。     

中国“三生”空间功能异质性评价、时空演变及分区调控

科学识别生产、生活、生态空间时空演化特征及其内在相互关系,对实现国土空间优化布局和可持续发展具有重要意义。该研究结合多源时空数据,对2000—2020年中国陆域“三生”空间功能进行异质性评价与时空演变分析,揭示了中国市域“三生”空间的聚集性与协调性特征,并据此提出了相应分区调控方案。结果表明：1）中国生产空间功能整体呈现“东高西低、大聚集小分散”的空间格局;生活空间功能呈现沿胡焕庸线两侧东高西低的空间格局;生态空间功能呈现“腹地高沿海低”的格局。2）2000—2020年间中国市域“三生”空间功能呈现较强的聚集性分布特点,且正相关类型以集群形式出现,负相关类型多零星分布于各地。3）2000—2020年间中国市域“三生”空间功能耦合协调度整体沿胡焕庸线呈现自西向东有序发展的格局,其时空演变具有波动特征。此外,该研究根据2020年中国市域“三生”空间聚集性及协调性特征,提出了两种针对性的分区管控方案并进行对比分析,能够为中国国土空间优化与高质量发展提供参考。     

河南省"三生"功能时空演变特征及影响因素

随着城镇化进程快速推进,国土空间功能格局产生剧烈演变,探讨国土空间"三生"功能的时空演化特征及影响因素,可为区域协调可持续发展和国土空间优化布局提供科学依据。该研究以河南省县域单元为例,从生产、生活、生态三个维度构建指标体系,评价区域2000、2006、2012年及2018年"三生"功能的空间格局特征及演化规律,并利用主成分分析法诊断"三生"功能演变的影响因素及作用机制。结果表明：1）2000-2018年河南省各县域"三生"功能均呈现不同程度的增长态势,空间上"三生"功能存在地域分异特征,生产功能空间梯度差异显著,生活功能由市辖区向外逐渐减弱,生态功能呈现"山地丘陵区>平原区>市辖区"的梯度变化;2）2000-2018年河南省"三生"功能发展变化明显,24.39%的县域生产功能明显减弱,86.99%的县域生活功能水平得到提升,而生态功能平稳发展,减弱区域较少;3）粮食保障、社会保障、生态维持是影响河南省"三生"功能演变的重要因素,经济发展与生态承载是基础性影响因素,说明不同影响因子间形成共同推力才能促进"三生"功能的良性发展。研究结果可为促进国土空间规划及空间可持续利用提供参考与依据。     

综合土地多功能与适宜性的南京市溧水区"三生"空间划定

区域"三生"空间的划定是其生态文明建设的重要组成部分,也是其国土空间规划与治理体系的基础。划定"三生"空间应以土地利用多功能性分析框架为指导,突出土地主导功能,并考虑其用地分布现状及功能特征的时空变化趋势。该研究以南京市溧水区为例,在土地多功能评价和"三生"空间适宜性评价的基础上,综合其土地多功能及变化趋势和"三生"空间适宜性划定研究区"三生"空间。结果表明：1）10年间研究区生产与生活功能下降,生态功能提升,各功能高低值所在区域也有变化,生产与生活功能、生态与生产功能表现出一定的相关关系;2）研究区生产空间适宜性差异最大,与耕地的分布存在高度的关联。生活空间适宜性差异最小,但其均值最高,呈由镇中心向周围递减的分布。生态空间适宜性均值略低于生活空间,在各镇间较为平均;3）研究区各乡镇"三生"空间综合评价结果比适宜性评价结果的耦合协调度提升,据此划定的生产、生活、生态空间在研究区占比分别为39.63%、22.72%、37.65%,生产空间集中在研究区中部和西北部,生活空间主要分布在研究区中部,而生态空间则在研究区南部。综合土地多功能与适宜性的"三生"空间划定结果更精细,且三生空间的协调性也更高,可以为研究区进一步的国土空间规划提供参考。     

基于“三生”功能的长江中游城市群国土空间利用协调特征

利用系统科学理论,以长江中游城市群为研究对象,从国土空间生产、生活和生态功能协调作用的视角出发,利用2006-2014年长江中游城市群31市的统计数据,选择了熵-TOPSIS模型及耦合协调度模型进行协调性评价,揭示了城市群国土空间协调利用的时空特征,并运用泰尔系数深入剖析了协调度区域差异的来源。结果显示:在时序演变上,城市群总体协调水平呈现波动上升的趋势,协调类型处于濒临失调与勉强协调;在空间上,初级协调和勉强协调的城市大多分布于长江沿线,呈现出带状分布,并围绕中心城市集聚;子都市圈内差异对整个城市群协调度总体差异变化的贡献明显大于都市圈之间差异,而武汉城市圈内城市之间差异对城市群总体差异影响最大。     

基于“三生”功能的福建省国土空间特征及优化研究

[目的] 探究福建省国土空间特征,为解决城镇化快速推进导致的国土空间开发无序和推动其优化布局提供科学依据。[方法] 基于“三生”功能视角,以福建省为研究对象,运用综合评价法、探索性空间数据分析、障碍度模型和比较优势指数分析等方法,开展“三生”功能评价,分析其空间分布特征和障碍因素,找出优势功能区并提出优化对策。[结果] ①福建省2018年生产功能、生活功能和生态功能均值分别为0.061 8,0.093 6,0.030 6,三者空间分布特征整体呈现东高西低。②“三生”功能空间分布上均呈正相关性,三者的热点区和冷点区空间分布特点总体表现为东高西低,区域上存在一定重合。③影响“三生”功能的障碍因素主要有经济密度、生态价值服务总量、交通用地密度和城镇化率。④福建省国土空间可划分为4个功能利用区。[结论] 福建省“三生”功能发展差异大,应均衡区域发展,优化国土空间布局。     

基于“三生空间”的滇中城市群土地利用空间结构多尺度分析

"三生空间"功能优化是进行国土空间优化的重要基础,对生态文明建设具有重要意义。以云南省第二次土地调查数据为基础,构建滇中城市群"三生空间"功能分类体系。基于不同的行政尺度,采用不同的计量模型和GIS空间分析方法,对滇中城市的4个州市和42个县区的"三生空间"功能格局分布特征进行了多尺度分析。结果表明:(1)在市域尺度上,滇中城市的"三生空间"功能结构呈现出多样化和信息熵空间分布中、东部高西部低的现状;集中化程度空间分布整体较低且各地相差不大;优势度整体较高;各州市区位特征不显著。(2)在县域尺度上,滇中城市的"三生空间"功能结构呈现出多样化和信息熵空间分布东部高,西部低的现状;集中化程度除昆明市主城区外其他各地分布趋近;优势度呈中间低两边高的分布现状。(3)通过县域与市域尺度的分析对比,揭示了各尺度间"三生空间"功能分布格局的相互关系,实现各尺度间的良性约束和优化配置,为城市群的国土空间功能优化提供了必要的依据。     

1990—2020年河南省黄淮海平原国土空间“三生”功能时空演变

[目的] 对国土空间“三生”功能时空演变进行研究,为区域国土空间新格局的构建,实施监督国土空间规划和促进区域协调发展提供科学依据。[方法] 以河南省黄淮海平原为研究区,基于1990,2005和2020年土地利用遥感监测数据,运用功能归并、地理网格采样和空间协调度等方法开展研究。[结果] 1990—2020年,生产、生活功能指数分别上升了1.30%和20.83%,且均呈西部低而中东部高的特点,生态功能指数下降了2.52%。生产功能指数以相对平衡状态为主,生活功能变化幅度较小,空间上呈零散分布特点,生态功能空间变化幅度强烈。缩小区多位于研究区西南部,扩张区集中于西部和东端。国土功能的协调度逐渐变差,中高、高协调类型区面积均偏小,低协调类型区扩张显著,并成为最主要的功能协调类型,中低和中协调类型区面积比例持续下降。[结论] 应依据研究区国土空间的功能服务特性,合理统筹部署国土空间开发及利用,促进国土空间的生产、生活与生态功能协调发展。     

江西省三生空间结构时空格局的多尺度分析

为促进江西省国土空间功能结构优化,以江西省为研究区域,从不同时空、不同尺度上对江西省"三生"空间功能格局进行分析,揭示2006—2015年江西省"三生"空间功能类型的时空分布规律和特征;应用景观生态学方法中的计量模型计算出空间格局指数,再结合ArcGIS 10.2软件的空间聚类分析研究了其空间分布特征。结果表明:江西省"三生"空间功能结构分布格局呈现出比例结构不协调现象。从县域到市域进行多尺度跨时空分析,可以看到研究区多样化分布格局呈现北部偏高,南侧偏低的递减格局,集中化指数空间分异较显著,整体优势度较高,且呈现南北两侧高、中间偏低的空间格局特征;空间功能结构均匀度水平较低的特征。     

黄河流域水贫困与经济高质量发展的耦合协调关系

[目的] 对黄河流域水贫困与经济高质量发展的耦合协调性进行探析,以期为黄河流域水资源高效利用与经济高质量协同发展提供参考。[方法] 基于2010—2019年黄河流域9省（区）的面板数据,运用熵权法确定指标权重,利用耦合协调度模型及灰色关联度等方法,分析黄河流域水贫困与经济高质量发展耦合协调度的时空演化特征与相互影响程度。[结果] ①黄河流域各省（区）的水贫困指数普遍提升,经济高质量发展水平普遍较低,区域差异明显。②耦合协调度呈波动上升趋势,在空间分布上大致呈现“东高西低”的态势。③水贫困与经济高质量发展两个系统各指标间的灰色关联度系数都大于0.5,处于较高关联状态。[结论] 黄河流域的水贫困程度和经济高质量发展水平整体上有所改善,耦合协调度水平整体上较低,大部分省份处于轻度失调阶段。     

黄河流域（河南段）耕地多功能时空格局演变及其权衡协同关系

科学测度耕地多功能权衡与协同关系对于量化和表征耕地隐性形态具有重要意义,可为构建土地利用绿色转型调控路径、揭示人地关系演化过程提供科学依据。该研究以黄河流域（河南段）为研究区域,利用1990-2020年时间序列社会经济发展数据,从耕地的生产、社会、生态以及文化功能4个维度系统构建耕地多功能评价指标体系及土地系统功能权衡度（Land system Function Trade-off Degree,LFTD）模型,测算黄河流域（河南段）耕地多功能指数,解析耕地多功能之间权衡与协同关系时序演化特征,以此揭示耕地利用隐性形态的演变规律。结果表明：1)1990-2020年间黄河流域（河南段）耕地的生产、社会、生态和文化功能均呈增长态势,且生产与文化功能增长较为突出。2）按照功能层次性,将1990-2020年间耕地多功能的变化划分为6个阶段。在1990-2010年的前四个阶段中以生产与生态功能为主,在2010-2020年的后两个阶段中以生产与文化功能为主,并且功能间作用关系较为复杂。3)1990-2020年间,耕地生产、社会、生态和文化功能间相互作用关系呈现“权衡为主导-权衡协同持平-权衡为主导...     

黄河三角洲人地关系协调度时空演变及其驱动机制

黄河三角洲是黄河流域典型的生态环境脆弱区,在黄河流域生态保护与高质量发展的要求下,定量评价区域人地关系对黄河三角洲生态环境修复与经济发展有重要意义。基于1998—2018年遥感影像数据,运用耦合协调度模型、地理探测器等方法,分析了20年间黄河三角洲人地协调度时空演变特征,探讨了人地协调度空间演变特征及其驱动机制。结果表明：(1) 1998—2018年黄河三角洲人地协调度大致呈由内陆向沿海逐渐递减的空间分布特征,人地关系失调区域面积不断下降,协调区域面积不断上升,人地关系逐步缓和。主要协调水平为良好协调,区域面积达2 847.57 km²;各乡镇人地协调度等级呈自黄河流域向两岸地区递减的特征,各乡镇协调水平不断上升且差异显著但逐步缩小,极差值缩减至0.24,六合镇、胜坨镇、垦利街道和永安镇协调水平增长最为显著,分别上升了0.27,0.26,0.25,0.24;(2)因子探测器结果表明人均水资源、年均降水量、植被覆盖率与人口数量对人地协调度的解释力较高,经济发展水平、自然资源禀赋与自然环境特征在人地协调演进过程中的重要程度逐步上升;(3)研究时段内各因子间交互作用对人...     

基于土地利用变化的黄河流域景观格局及生态风险评估

黄河流域生态环境脆弱,水土流失严重,诊断其景观格局及生态风险对促进流域高质量发展具有重要意义。该研究采用黄河流域2000、2010和2018年的土地利用数据,计算景观格局指数并构建生态风险评价模型,从网格尺度和县域尺度揭示生态风险的时空演化特征和空间关联性。结果表明:1)草地和耕地面积之和占黄河流域总面积的70%以上,2000—2018年,耕地面积减少14 243 km2,未利用地面积减少9 410.3 km2,建设用地面积增加12 179.8 km2。2)2000—2018年,黄河流域斑块数、斑块密度、最大斑块指数、景观形状指数、香农多样性指数值上升,蔓延度指数值下降,黄河流域景观格局趋于复杂化、破碎化和分散化。3)2000—2018年,黄河流域的生态风险值呈上升趋势,较高风险区和高风险区的面积增加,低风险区和较低风险区的面积大幅度减少,生态风险等级大多由低等级向高等级转移。4)2000—2018年,黄河流域生态风险呈现空间正相关,但空间聚集程度和空间分异性减弱。网格尺度的Moran’s I指数大于县域尺度,表明网格尺度的空间正相关性更强。基于上述结果,该研究将黄河流域划分为生态风险重点管控区、严格管控区和一般管控区,并提出差别化的管控建议,以期为流域管理及风险防控提供定量参考和决策依据。     

黄河流域两大区域的土地生态安全动态评价及比较

[目的] 探究山东半岛与黄河几字弯两大区域的土地生态安全水平差异,为实现黄河流域生态保护与高质量发展,推动"共同抓好大保护,协同推进大治理"战略提供现实依据。[方法] 运用熵值法、核密度估计、马尔科夫链与障碍因子模型等方法,对黄河流域两大区域的土地生态安全进行动态评价。[结果] (1)在水平变化上,两大区域的土地生态安全增速均呈"倒U"形态势,山东半岛的土地生态安全水平明显高于黄河几字弯,但黄河几字弯的增长速度更快。(2)在时间上,两大区域土地生态安全均呈现"单核"演变特征,山东半岛区域差异有扩大态势,几字弯区域差异则有缩小态势。在空间上,两大区域均呈现出"东中部高—西部低"的空间分布态势。(3)动态演化特征上,两大区域土地生态安全等级演变具有"路径依赖"与"自身锁定"效应。(4)山东半岛土地生态安全受人均耕地面积、地均化肥农药施用量等影响;黄河几字弯土地生态安全受景观破碎度、森林覆盖率等影响。[结论] 未来山东半岛与黄河几字弯既要根据区域优势分类施策,也要从流域全局出发,协同提升黄河流域土地生态安全水平。     

西藏尼洋河流域土地景观格局演变的生态风险分析

针对青藏高原流域生态景观格局的演变所引起的生态风险问题,选取青藏高原生态脆弱区的尼洋河流域为研究区域,以1980年、1995年、2010年、2020年4期土地利用数据为基础,根据景观生态学理论将尼洋河流域划分为814个生态风险评价单元,构建景观生态风险评价模型,对尼洋河流域景观生态风险的时空动态演变特征进行了评价和分析。结果表明：(1)尼洋河流域近40年来的6种土地利用类型面积皆发生了改变,其中水域和建设用地变化幅度最明显;(2) 1980—2020年流域内高生态风险区与中生态风险区面积增加,流域内总体景观生态风险呈增加的趋势,生态恶化的区域主要发生在尼洋河干流河谷区和高海拔区;尼洋河流域各期景观生态风险等级以尼洋河干流为轴线呈现对称式分布,跟随海拔高程的上升生态风险等级增加;(3)尼洋河流域景观生态风险空间分布呈逐年上升的正相关性,在空间上表现为集聚效应。综上,1980—2020年尼洋河流域生态风险总体呈上升的趋势,人类活动和气候变化是驱动生态恶化的重要因素。     

黄河流域经济带生态环境绩效评估及其提升路径

黄河流域经济带是我国北方重要的经济走廊,科学评估黄河流域经济带生态环境绩效水平,提高黄河流域沿线9省生态环境质量是实现黄河流域经济带的高质量发展重要举措之一。运用生态环境质量评估、生态效率评估等研究方法,开展2012—2017年的生态环境质量、生态效率和绿色全要素生产率评估。结果表明:黄河流域经济带生态环境绩效水平总体呈现由较低水平不断提升的趋势;黄河沿线九省在生态环境质量和生态效率系统层中有明显差异,生态环境质量系统层中,上游地区的最优;生态效率系统层中,中下游地区的生态效率最优且稳定。研究结果从生态系统修复功能、产业绿色发展和完善生态环境顶层制度设计3个方面提出加快推进黄河战略的实施,提升黄河流域经济带生态环境绩效。     

基于MODIS的沿黄粮食主产区耕地利用水分盈亏特征分析

明确中国核心粮食主产区耕地水分盈亏状况，有利于区域灌溉策略制定及保障国家粮食安全。为探讨沿黄粮食主产区耕地利用下水分盈亏规律，该研究基于土地利用现状数据、MODIS遥感数据和常规气象数据，在Priestley-Taylor公式、区域遥感蒸散模型支持下构建水分盈亏评价模型，揭示2000-2020年原阳县、封丘县、延津县、长垣市、滑县和濮阳县沿黄6县的气候水分平衡状况及耕地利用下水分盈亏效应。结果表明：1)2000-2020年沿黄6县耕地及其子类型面积均缓慢下降，垦殖率由2000年81.46%降至2020年的79.34%，耕地变化过程类型以稳定型、前后期萎缩型以及前期新增型为主；2）研究区常年水分盈亏指数为-0.60，整体气候水分亏缺，以原阳县西南部、滑县、濮阳等地最为突出，同时在各研究时点呈现趋势性变化规律；3）研究区耕地多处于较为严峻的气候干旱状态，缺水类型主要为中度、重度和严重干旱，无正常和轻度干旱区，且在变化状态效应上，稳定型耕地处于严重干旱状态，前期和后期萎缩型耕地重度干旱，前期新增型耕地为严重干旱。当地需通过“以水定产，量水而行”并在保障粮食安全生产前提下，积极谋划和推行面向水...     

松花江流域哈尔滨段三生空间演变的生态环境效应及驱动因素分析

探索三生空间演变的生态环境效应及驱动因素,可为国土空间优化及生态环境保护的实施提供科学依据。以松花江流域哈尔滨段为例,运用网格单元法,结合生态环境质量指数、全局自相关模型、核密度函数等方法分析1986—2016年三生空间演变的生态环境效应时空分异特征,并借助地理探测器模型揭示生态环境质量空间分异的驱动因素。结果表明:(1)1986—2016年研究区三生空间以生产空间为主,其中农业生产空间和林业生态空间所占比重最大,呈现生产空间和生态空间减少、生活空间增加的变化趋势;(2)研究期内生态环境质量基本稳定,整体上略呈下降趋势,预示着生态环境质量有所恶化。空间分布上,生态环境质量指数存在显著的、正向的空间自相关性,总体呈现"南密北疏""边密中疏"的空间格局,且在空间上出现集聚现象;(3)生态环境质量空间分异的主控因子为到水域距离和到乡级以上道路距离,各因子之间的交互作用以非线性增强为主,且社会经济因子内部的交互作用明显强于自然因子和社会经济因子之间的交互作用。多因子共同作用导致了研究区生态环境质量的空间分异差异。     

沱江流域土地利用碳平衡与人类活动强度的关系

[目的] 研究土地利用碳平衡与人类活动强度间的协同关系,为沱江流域的区域协同碳减排规划及实现中国“碳达峰、碳中和”目标提供参考。[方法] 基于2000—2020年土地利用及社会经济数据,使用碳排放经济贡献系数、碳生态承载系数、人类活动强度指标,耦合协调度模型及回归分析方法,核算了沱江流域土地利用碳排放量并分析了土地利用碳平衡与人类活动强度的时空演变特征及其协同关系。[结果] 研究表明,2000—2020年沱江流域碳排放量增加了5.13×10⁷ t,其中建设用地碳排放量占90%以上;碳吸收量变化不大,主要来自林地,呈现先减后增的趋势;净碳排放增长率呈下降趋势。各区县的土地利用碳平衡协调度均在提升,但70%以上的区域处于失调衰退状态。沱江流域人类活动强度整体处于中等强度水平,空间上从北向南呈现“低—高—低—高”的格局。[结论] 人类活动强度与人均GDP、人均碳排放均存在显著的正相关关系。土地利用碳平衡协调度与人类活动强度的负相关关系随着技术进步与能源利用效率的提高而降低。提高碳汇能力与碳生产力是改善区域土地利用碳平衡协调水平的有效途径。