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。     

廊坊市土地可持续利用综合评价研究

为探究自然禀赋相似区域土地资源可持续利用水平差异,协调区域发展,该文以廊坊市为研究区域,从土地利用经济效益、集约程度、生态安全和社会可接受性方面选取了18个指标,运用因子分析法分析了指标权重,以综合指标法得出了8个县域土地可持续利用的综合评分,并运用ArcGIS软件对评价结果进行了空间分析。结果表明:廊坊市土地利用总体水平较低,各县域间差异显著,生态安全成为发展较快地区土地可持续利用的重要制约因素;从空间上看,区位因素对土地利用影响极为显著,廊坊市土地可持续利用水平从北向南为逐渐降低趋势,南北两端形成极大极差,土地可持续利用呈现极不平衡状态。廊坊市土地利用受京津地区影响显著,土地可持续利用水平空间分异明显,在未来发展中,应着力发展南部地区,以平衡南北地区发展间差异。     

三峡库区移民安置区土地资源可持续利用限制因子分析

土地资源可持续利用是可持续发展战略的重要基础。重庆三峡库区土地资源可持续利用是维护库区生态环境,保证库区经济健康、高速发展的前提条件。库区移民安置区是整个库区经济最活跃、土地承载压力最大、生态最敏感的区域。本文在分析库区移民安置区土地利用特征、社会经济现状和生态环境条件的基础上,评价了该区域土地资源可持续利用的综合水平,系统阐述了土地资源可持续利用的限制因子和产生原因。安置区土地资源可持续利用的主要限制因子有社会经济发展水平和产业结构差距、土地资源利用优化配置水平、城镇化发展水平、资源环境问题、扶贫问题和剩余劳动力转移等6大因子。     

广东佛山市土地利用格局与生态承载力相关性研究

依据1996年和2002年佛山市土地利用数据,应用土地利用数量和程度变化模型对土地利用的时间及空间动态特征进行定量分析,得出佛山市快速城市化过程中的土地利用格局;并运用因子分析法对佛山市区域生态环境承载力进行定量评价,揭示了区域生态环境承载力与土地利用格局的相关性,从而为城市土地的可持续利用提供科学依据。     

基于地形梯度的高原山地区土地利用格局时空特征——以贵州省盘县为例

地形因子在一定程度上制约着土地利用空间格局的形成及变化,高原山地区更为明显。该文选取贵州省盘县作为研究区,运用地学信息图谱理论、地形分布优势指数、地形位指数和土地利用综合程度指数分析了2000—2010年研究区土地利用在地形梯度上的空间分布和内在演变特征。结果表明:研究期间,盘县耕地大幅度减少,林地、草地、建设用地和水域大幅度增加,未利用地不甚明显.不同土地利用时空分布及其变化受地形因子的影响呈现一定的垂直分布特征。低级别区耕地优势位增强,水体优势位出现显著萎缩,中级别区林地和草地优势位基本保持稳定。高级别区林地和草地优势分布范围拉宽,建设用地和水体优势位出现退缩。土地利用图谱以稳定型和前期变化型为主,不同图谱变化类型均是不同级别区耕地向林地、草地及建设用地转化为主要特征。土地利用综合程度指数随地形级别区的增加呈现先下降后趋缓特征。高原山地区土地利用结构调整应充分统筹区域地形结构及土地利用格局垂直梯度特征,对不同土地利用类型优化布局进行因地制宜的安排与协调,实现区域土地资源在空间结构上的合理配置与可持续利用。     

中国省域土地利用可持续性评价及时空格局特征

为了揭示中国省域尺度土地可持续利用程度及其时空格局特征。该研究运用基于"国家公顷"改进的生态足迹模型构建土地利用可持续性系数,对中国31个省区1998-2008年土地利用可持续状态进行综合评价,借助ArcGIS 10.0软件平台,绘制出研究期内中国土地利用可持续程度的空间格局地图,并以此进行时空分析。结果表明:从时序变化特征看,各地区土地利用可持续性总体偏低且出现不同程度的赤字现象,近71%的省区土地利用可持续性呈上升态势但增速不平衡,部分省区变动幅度较大;从空间格局及其演变特征看,土地可持续利用程度从高到低排序依次为东部沿海地区东北地区中部地区西部地区,局部省区虽有变化,但总体格局变幅较小,土地利用处于Ⅱb、Ⅲc、Ⅲb的省区分别下降了4、6和13个百分点,而处于Ⅲa的省区则上升了23个百分点,上升的省区中大都为中西部地区,土地利用可持续性的空间格局不断优化且呈良性演变趋势;人均生态足迹的本底基数较大,且人均生态足迹和人均生态承载力的变化率相差较小是导致土地利用产生赤字的主要因素,人口较快增长也是一个重要因素,贸易和区域互补可为减少或消除土地利用产生的赤字提供重要的解决路径。该研究可为中国省域尺度土地开发与可持续利用战略、政策与对策制定提供科学依据和决策参考。     

长江上游地区土地利用格局时空演变——以四川省宜宾市为例

[目的]以四川省宜宾市为例,定量分析长江上游地区土地利用格局时空演变状况,为该区及类似区域的土地资源利用与开发以及生态安全评价提供参考与借鉴。[方法]综合利用GIS和景观生态学方法,以宜宾市2010,2015年地理国情监测数据为基础,分析宜宾市的土地利用时空变化及其对景观格局响应。[结果]宜宾市整体景观格局以耕地和林地为基质,其他景观镶嵌在其中。2010—2015年宜宾市土地利用格局总体变化明显,各类景观要素的相互转移比较频繁,研究区各类景观要素的形状复杂度、破碎化程度和聚集度等特征存在明显的差异性,基于景观要素的格局变化趋势,发现房屋建筑区、道路、水域的稳定性增强,而其他景观要素的稳定性下降。受城镇化建设和农业生产活动的影响,研究区整体景观格局向着均匀化方向发展,景观破碎化程度加深;同时,受垂直地带性的影响,海拔越高,景观破碎化程度越低、斑块形状越简单、景观优势度越大。[结论]今后对该地区的生态保护与城镇规划应结合土地利用格局与地区优势,分区治理,分区建设。减少生态功能区内人类活动,加强水源涵养功能保持和长江上游生态屏障建设;沿江重点开发区域,加强城市空间开发利用管制,促进该区域的可持续性发展。     

基于计量地理模型的松嫩高平原土地利用特征及其空间布局

研究土地利用特征及其空间布局是实现区域土地合理开发和利用的基础。该文以松嫩高平原典型地域黑龙江省巴彦县为研究区,以2006年巴彦县土地利用变更调查矢量数据库为基础,运用计量地理模型和现代地理信息空间分析技术相结合方法,探讨使用土地利用总体组合类型、土地利用综合程度及各地类的区位意义,来表征巴彦县18个乡镇土地利用的数量特征,进而分析其空间布局特征等。结果表明:研究区土地利用的数量特征总体存在一定的差异性,土地利用组合类型表现为土地整体功能较弱,土地利用程度高低不一,各地类中耕地和水域的区位意义较为突出;空间格局的总体特征表现为各地类斑块的形状总体较为复杂,其中耕地、林地的形状较规则且分布集中连片,为该区域的景观基质,未利用地、其他农用地和园地的分布最为离散。     

基于多智能体遗传算法的土地利用优化配置

土地利用优化配置是促进土地资源可持续利用的必要手段,然而现有模型在解决土地利用优化配置问题时存在一定缺陷。该文将多智能体系统的建模框架与遗传算法的计算框架有机结合,设计了土地利用规划多智能体决策框架,将多智能体在空间决策行为与遗传进化算子相结合,构建基于多智能体遗传算法的土地利用优化配置模型,促进土地利用数量结构与空间布局向可持续方向发展。该文选取武汉市蔡甸区开展了实例应用研究,试验结果表明:模型能够合理地对区域土地利用数量结构与空间布局进行配置,协调不同土地利用决策主体的需求,明显提高了区域土地利用经济、社会和生态效益,促进区域土地资源可持续利用。     

陕南地区县域土地利用绩效评价

区域土地利用绩效评价及障碍因子识别是区域土地资源可持续利用的重要基础.以陕南地区为例,从影响土地利用绩效的自然、社会经济和环境因素等方面选取16个指标,构建土地利用绩效评价指标体系.运用综合指数法和障碍度模型,对陕南地区土地利用绩效进行评价.结果表明:(1)陕南各县区土地利用绩效总体上处于中等水平且空间差异明显.陕南地区土地利用绩效空间分异与城市化进程和社会经济发展水平基本一致;(2)陕南各县区的土地利用绩效与土地利用结构信息熵空间分异规律并不严格一致,汉台区的土地利用绩效和土地利用结构信息熵均最高,岚皋县和镇坪县的土地利用绩效最低,而留坝县和佛坪县的土地利用结构信息熵最低;(3)各县区土地利用绩效指标层主要障碍因子各不相同,森林覆盖率、垦殖指数、人均建设用地面积、复种指数、地均GDP、地均固定资产投资、单位工业用地水泥量、人均收入和单位建设用地产值9项指标成为陕南地区土地利用综合绩效的主要障碍因素.最后,根据评价结果提出了相应调整措施.     

长株潭地区生态系统服务价值分析及趋势预测

为促进区域土地资源的可持续利用和生态环境建设,该文以长株潭地区为研究对象,采用Costanza生态系统服务价值计算方法,参照修正后的长株潭地区生态系统单位面积生态服务价值系数,结合敏感性分析,探讨研究区域1996-2008年土地利用变化对生态系统服务价值的影响,并利用灰色模型对其发展趋势进行了预测分析。结果表明:研究期内,研究区域生态系统服务价值从1996年的405.03×108元减少到2008年的399.83×108元。同时根据预测出的研究区域2011-2020年各类土地利用数量情况,得到2020年区域生态系统服务价值将减少到392.61×108元,区域价值受损的主要原因是生态系统服务价值系数较高的农用地转为无生态价值的建设用地,研究区域快速城市化的进程已给生态安全带来了巨大压力。区域生态环境持续退化的趋势应当引起当地政府部门高度关注并采取有效对策,以科学推进资源节约型和环境友好型社会的建设。     

综合国土整治规划环境友好型土地利用影响评价——以重庆市璧山县大路镇为例

以重庆市璧山县大路镇综合国土整治规划(2008—2020)为研究对象,从农用地、建设用地、未利用地三大地类出发,构建了综合国土整治规划区环境友好型土地利用评价指标体系并实证评价了综合国土整治规划对环境友好型土地利用的影响。研究表明:(1)构建的环境友好型土地利用评价指标体系,基本可以较完整地表征综合整治前后规划区环境友好型土地利用的状态和水平。(2)整治后规划区三大地类的土地利用环境友好评价指数都将得到提高。2008—2020年,农用地利用环境友好综合指数将从0.191 6上升到0.247 0,建设用地利用环境友好综合指数将从0.265 3上升到0.443 3,未利用地利用环境友好综合指数将从0.042 2上升到0.086 6。(3)规划区综合国土整治后土地利用环境友好综合评价指数将从2008年的0.498 9预计达到2020年的0.776 8,增幅为55.7%,土地利用环境友好状态将从整治前的较低状态上升到整治后的较高状态。由此可见,综合国土整治是提高区域土地利用环境友好状况的重要途径,符合土地合理利用和土地可持续的理念。     

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。     

陕西省城市土地集约利用评价及其区域差异研究

城市土地集约利用关系到城市的可持续发展问题,通过建立陕西省城市土地集约利用评价指标体系,以SPSS 16.0及SUPERMAP软件为平台,利用主成分分析法（PCA）对陕西省10个地级市的城市土地集约利用状况进行了评价研究,并分析了陕西省10个地级市土地集约利用的区域差异。结果表明:陕西省10个城市的土地集约利用程度具有较大的差异,从空间上表现为:关中地区较高,陕北次之,陕南较低的特点。土地集约利用呈现出的空间差异与三个区域的经济发展和区位有一定的关系。陕西省要在加大城市土地投入强度、提高土地经济效益和土地利用强度的同时发挥关中的区域辐射和带动作用,协调区域经济发展,提高城市土地集约利用效率。     

安徽省沿江地区耕地利用集约度及粮食安全相关分析

利用1989—2008年的耕地资源与粮食统计数据,运用主成分分析和回归模型预测的研究方法,分析了近20 a安徽省沿江地区耕地利用集约度、粮食安全水平以及二者的相关性。结果表明：（1）耕地利用集约度时序变化明显,为＂两升两降＂4个变化阶段,其空间差异显著,以北高南低为主要特征;（2）粮食安全指数大体处于安全状态,指数波动起伏上升,区域发展不均衡;（3）耕地利用集约度与粮食安全指数二者相关性系数较大,相关性明显。该研究结果可为安徽省沿江地区耕地资源合理利用和保障粮食安全提供理论依据。     

广州市建设用地集约利用评价研究

城市土地的集约利用直接关系到区域土地的可持续利用,如何衡量土地的集约利用程度是一个复杂而重要的过程。以广州市1990—2007年建设用地数据、各类社会经济数据为基础,构建适合广州市建设用地集约利用评价的指标体系,综合运用主成分分析和BP神经网络建立建设用地集约利用评价模型,计算其集约利用程度,并与前人通过模糊综合评价法得出的结论进行比较。结果表明:1990—2007年广州市整体集约利用水平呈上升趋势,1990—1994年、1996—1997年处于粗放利用,1995年、1998—2003年处于中度集约,2004—2007年处于高度集约。主成分分析和BP神经网络的评价方法与模糊综合评价法的结果平均误差为4.37%。     

2006—2021年内蒙古耕地集约化与规模化耦合协调性

[目的] 研究耕地可持续集约化与规模化耦合协调模式,为制定国土空间规划、乡村振兴、耕地保护等政策提供科学依据。[方法] 以内蒙古自治区为例,基于研究区2006-2021年的土地利用实际,运用熵值法构建耕地可持续集约化与规模化评价指标体系,采用多因子综合分析法对耕地可持续集约化与规模化进行测算,根据评价结果进行耦合协调性分析。[结果] 2006-2021年内蒙古耕地集约化综合水平在0.218~0.370之间,总体呈上升趋势,空间特征为东西耕地集约化水平较高,中部较低。各盟市耕地集约化水平差距较小,耕地利用程度与产出效果对耕地集约化水平影响较为显著。耕地规模化综合水平在0.433~0.532内波动,总体呈现先上升后下降的趋势,空间分布特征不规律。各盟市耕地规模化水平差距较大,耕地斑块形状与面积对耕地规模化水平贡献度较高。在过去15 a间,内蒙古耕地集约化与规模化的耦合度由磨合阶段逐步向高度磨合阶段发展,耕地集约化与规模化的耦合协调度持续增长,由濒临失调、勉强协调向初级协调、中级协调跃进,但仍有33.33 %的盟市处于勉强协调阶段,空间分布格局大致为东西部较高,中部较低。[结论] 内蒙古耕地利用水平存在优化空间,应更加注重对耕地科学利用,改善种植环境,将耕地利用与保护并重,促进内蒙古地区农业可持续高质量发展。     

基于正态云模型的湖北省土地资源生态安全评价

针对综合指数法与模糊综合法无法同时兼顾评价指标模糊性与随机性的问题,该研究将正态云模型引入区域土地资源生态安全评价。基于正态云模型,以湖北省为例,对区域土地资源生态安全状况进行了定量测度。研究结果表明：2000-2010年间,湖北省土地资源生态安全状态从敏感级上升到良好级,土地资源生态安全综合值从2.9397上升为3.6033,区域土地资源生态安全整体水平有变好的趋势,但目前仍有部分指标处于恶劣、危险或敏感级,其单因子指标值<2.5,有待于进一步提高与改善;正态云模型使土地资源生态安全的定量评价兼顾随机性和模糊性,该研究可以为区域土地资源可持续发展提供一定借鉴与参考。     

基于“质量-产出-效率”的辽宁省耕地利用分区

耕地利用分区是引导区域耕地未来发展方向的重要依据,保证区片空间的连通是增强耕地利用分区管理可实施性的关键。以辽宁省为研究区,采用两维图论聚类和GIS空间分析相结合的方法,基于耕地利用"质量-产出-效率"的分区指标进行耕地利用综合分区,并探究各分区耕地利用方向。结果表明:1)研究区各县(市)耕地自然质量、产出水平和利用效率之间存在一定空间差异,高值区主要分布于辽宁中部和北部地区,低值区主要分布在辽宁东部和南部,西部地区耕地利用状况参差不齐;2)将辽宁省划分为辽西粮食生产及生态保护区、辽中耕地综合开发先导区、辽东水田及特色农业种植区、辽南耕地效率及产能挖掘区和辽中南耕地利用转型升级区5个耕地利用区;3)两维图论聚类和GIS空间分析相结合的分区方法有效保证了耕地利用分区相邻单元空间上的连通性和行政区界的完整性,对于耕地利用分区具有较好的适用性。研究结果有利于耕地利用分区的统一管理和实施,对综合引导区域耕地利用方向具有一定参考作用。