喀斯特生态脆弱区“三生”空间时空演变与功能优化——以石林彝族自治县为例

基于石林彝族自治县2010年、2015年和2020年3个时期的土地利用遥感监测数据，利用动态度、转移矩阵和景观格局指数等方法分析石林彝族自治县“三生”空间时空演变特征并提出优化策略.研究发现：(1)石林彝族自治县“三生”空间中生态空间占主要部分，生产空间和生活空间比重较小，生活空间集中分布在石林彝族自治县西部城区和周边集镇，生产空间围绕生活空间分布，其余地区为生态空间.(2)2010-2020年间，石林彝族自治县“三生”空间土地利用动态度呈现上升趋势，其中以2015-2020年增幅较大，达3.6%.(3)石林彝族自治县“三生”空间呈“生产+生活+生态-”的演变趋势，即生产空间和生活空间增加，生态空间减少.(4)2010-2020年石林彝族自治县“三生”空间地表破碎化水平始终较高，地表景观逐渐多样化，土地动态转移逐渐剧烈，生态空间逐渐被挤占，生态脆弱性进一步增加.     

耦合MOP-PLUS模型的库车市LUCC趋势与景观生态安全评价

探究干旱区典型绿洲城市景观生态安全时空演变,设置经济、生态、景观生态安全、可持续(MOP)4种情景,预测土地利用/覆被变化(LUCC)趋势,评价2030年景观生态安全,以期缓解城市建设开发与生态环境保护的矛盾。基于1990-2020年的土地利用数据,采用遥感、地理信息系统(GIS)网格等方法构建景观生态安全评价模型,以揭示库车市近30 a景观生态安全空间分布特征与变化趋势,并通过耦合MOP-PLUS模型预测库车市2030年景观生态安全时空演变规律。结果表明：1990-2020年,研究区耕地、林地、建设用地面积总体呈增加趋势,草地、水域面积总体呈现减少趋势,地类转换主要集中于耕地、草地与未利用地;景观生态安全值(ESI)空间集聚状态明显,但集聚程度有所下降,景观生态安全等级以中等、较高、高生态安全为主,占研究区总面积60.15%～64.87%;相较于2020年,2030年4种情景下的ESI变化幅度较大,主要集中于南部人口聚集地。     

冀北山区“三生”空间识别与演化特征分析——以张家口市为例

以冀北山区中心城市张家口为研究区, 运用土地利用转移矩阵、土地利用动态度和景观格局指数等方法, 从空间布局、数量结构、垂直梯度和景观格局4个方面, 剖析1990—2015年张家口市“三生”空间的分布格局和演化特征, 得到如下结论。1) 张家口市“三生”空间分布的区域差异显著, 生态空间主要分布于东部的燕山余脉和南部的太行山区, 生产–生活空间和生产–生态空间集中分布于洋河河谷盆地、桑干河和壶流河流域, 潜在空间散布在中部和西部的生产–生活空间周边。2) 张家口市“三生”空间均有不同程度的相互转化, 其中以生态空间和生产–生态空间的相互转化为主要特征。与1990—2000年相比, 2000—2015年“三生”空间的相互转变更为频繁。3) 在垂直带谱上, 中低山和缓坡区域的“三生”空间类型更加多样性。研究时段的生态空间向高海拔、高坡度地带扩展, 生产–生态空间向低海拔、低坡度地带转移。4) 张家口市“三生”空间的景观格局趋于破碎化和复杂化。5) 自然地理背景是“三生”空间分布的自然基础和空间载体, 工业化、城镇化、社会经济发展和政策因素是张家口市“三生”空间格局变化的主要原因。     

洞庭湖生态经济区“三生空间”转型的生态环境效应及其驱动因素

采用土地利用遥感数据,运用三生空间动态度、三生空间转移矩阵、生态环境质量指数和三生空间转型生态贡献率分析1990—2020年洞庭湖生态经济区“三生空间”时空格局演变及“三生空间”用地转型下的生态环境效应;运用地理探测器和地理加权回归模型对驱动因素及其作用进行全局与局部效应分析。结果表明：1990—2020年洞庭湖生态经济区“三生空间”演变呈现生活、生态空间不断增加,生产空间不断减少的特征。洞庭湖生态经济区生态环境质量呈现出东西部高、中部北部低的U形空间分布格局;1990—2020年洞庭湖生态经济区生态环境质量指数由0.513 983升为0.515 311;农业生产和农村生活空间转变为水域和林地生态空间是生态环境质量改善的主要原因。从空间的全局驱动效应和局部驱动效应来看,海拔、坡度、人口密度、距水域距离和生态保护工程是生态环境质量格局的主导因素,其因子交互作用均是双因子增强,并且空间差异作用显著。研究结果可为洞庭湖生态经济区合理开发国土空间,制定生态环境保护政策提供参考。     

甘肃省2000—2020年土地利用变化分析及基于PLUS的生态空间多情景模拟

在甘肃省经济快速发展的背景下,通过分析甘肃省土地利用时空演变特征与预测“三生”空间变化趋势,能为甘肃省推动区域高质量发展提供决策辅助。本文先分析20年间甘肃省土地利用变化特征并挖掘诱因,再模拟甘肃省的“三生空间”在四种情景下的变化趋势。由结果可知：在2000~2020年期间,甘肃省草地和耕地的面积持续缩小,主要集中在酒泉市、张掖市;建设用地面积持续扩大,定西、甘南、临夏交界处的水域、林地面积小幅增加;未利用土地面积增加;草地与建设用地转换程度最剧烈。由多情景模拟结果可知：除了强调发展生产情景外,生产空间均呈萎缩趋势;林地、水域持续扩张,草地大面积缩小,导致生态空间在各情景模拟中呈缩小趋势;生活空间则均呈扩张趋势。“三生空间”在发展综合优化情景中的预测变化趋势与生活条件提高情景的模拟结果相似,但前者更平缓。甘肃省应该抓住发展机遇,推动产业转型并促进土地高效利用,重视酒泉生态恶化问题并及时提出应对措施,积极改善北山山地区荒漠环境,走上可持续发展道路。     

广西国土空间碳储量多情景模拟与区划管控对策研究

人类活动导致土地利用与覆被变化(land use and cover change, LUCC)从而影响陆地生态系统碳储能力。然而LUCC受政策的限制,从而影响碳储量的变化。本研究基于2000、2010、2020年土地利用数据,运用PLUS-InVEST模型对广西国土空间2020—2030年未来发展的3类情景的碳储情况进行预测,并通过标准椭圆差法、空间等级格局划分法、空间自相关模型分析碳储量空间分布特征,总结分区演变规律,基于此提出“分区-分级”管控和要素优化对策。结果表明：(1)2030年3种情景下,广西国土空间碳储量仅在基于生态可持续的发展情景稳定提升,其他2类情景都大幅下降。(2)2020、2030年3类情景碳储量空间分布特征具有相似性,格局呈高碳储围绕式多核联动、中碳储片状镶嵌于中部、低碳储点状分布;变化趋势呈东北—西南朝向;碳储量高值区聚集于广西北部与西部区域,低值区聚集于中部及南部沿海。(3)2020、2030年碳储分区变化分析中,基于生态可持续的发展情景碳储核心区保持完整碳密度提升,而基于高强度的发展情景碳储变化分区形态最为剧烈,碳密度下降,基于中等强度的发展情景变化则位...     

“双碳”目标下张家口市“三生”空间格局演化及碳效应研究

基于“三生”空间识别与碳源(汇)属性分类体系,分析2000—2020年张家口市“三生”空间格局演化特征,测算“三生”空间垂直方向和水平方向的碳效应,探讨“三生”空间演化的生态关系及其对碳效应的影响。结果表明,2000—2020年张家口市“三生”空间时空格局变化显著,生态空间增加710.24km²,生产–生活空间增加652.55km²,生产–生态空间减少1362.79km²,3类空间相互转化的幅度愈加强烈。垂直方向上,碳通量从2695.18万吨上升到4894.36万吨,碳排放远大于碳吸收,碳收支不平衡现象较为严重。水平方向上,生态空间的碳吸收强度逐渐上升,生产–生态空间和生产–生活空间的碳排放强度不断下降。20年间,积极碳流增加823万吨,消极碳流减少1182万吨,整体净碳流为负值。张家口市“三生”空间生态关系冲突明显,主要表现为掠夺–限制与竞争的关系,对碳效应产生消极影响。     

基于国土空间适宜性的长江经济带“三生空间”格局优化研究

以长江经济带上三生空间的单空间适宜性评价为基础，探索优化“三生空间”布局与实现“三生功能”协同发展的理论机制和实现途径.借助德尔菲法和GIS的空间分析法，由分类到综合，在多空间评价的基础上，遵循最适宜原则和生态－生活－生产优先递减原则，划定长江经济带上的“三生空间”功能分区.从单宜空间评价结果来看，生产、生活空间适宜度分布的空间相似性较强，生态空间与生产、生活空间的空间异质性显著；比选后的生态、生产和生活空间分别占总面积的45.72%、46.98%、7.30%.生产空间所占比重最大，整体呈现出“东多西少，中心外围”空间分布特征；生态空间则主要集中分布在胡焕庸线以西的区域；生活空间所占比重最小，整体上呈现出“东密西疏、小集聚、大分散”的分布特征；从省域尺度来看，苏、皖、赣、鄂、湘、渝、黔7省的生产空间所占比重超过总面积的50%；川、滇两省生态空间占比超过总面积的70%；上海市则以生活空间为主，各省份主导空间优势突出，辅助空间的开发潜力大.     

近40年来黑河流域三生空间格局演变及其驱动因素分析

选择西北内陆黑河流域为研究区,基于1980—2020年土地利用数据和社会经济统计数据,通过构建三生空间分类体系,从地形、城镇与道路方面分析近40年三生空间的时空演变特征,采用地理探测器分析其驱动因素,得到如下结果。1)黑河流域国土空间水平分异明显,以生态空间为主导地位。生产生态空间主要分布于中游农业绿洲,生产生活空间散布在生产生态空间之中。近40年来,生产生态空间和生产生活空间持续扩张,强生态空间波动增加,弱生态空间持续缩小。2)三生空间垂直分异明显,以海拔1500 m和坡度5°为界线,生产生态、生产生活和弱生态空间集中在界线以下区域,强生态空间则相对集中在界线以上区域。3)三生空间受城镇和道路的显著影响,生产生态空间和生产生活空间趋向靠近城镇和道路分布,生态空间则多分布在远离城镇和道路的区域。4)自然地理因素是三生空间格局形成和演变的基础性条件,社会经济因素则是关键推动力,其中城镇化率、城镇规模和固定资产投资是主要的驱动因素;因子间的交互作用具有协同增强效应,尤其城镇规模、总人口与自然因素交互作用对三生空间的格局变化影响最为显著。研究结果可为黑河流域生态保护与高质量发展提供参考。     

基于三生空间耦合的生态安全格局构建与优化——以扬州市为例

【目的】 充分考量生态、生产和生活空间(三生空间)的相互影响,为生态安全格局优化提供新的思路,并为扬州市在保护生态安全前提下优化空间开发格局提供决策参考。【方法】 以扬州市为例,基于1:5 000土地利用变更调查数据,综合考虑未来城镇扩张和生产空间缓冲作用对生态安全格局的影响,借助多情景基础方案冲突协调评价和环形梯度分析的方法,从三生耦合角度对区域生态安全格局进行构建并优化。【结果】 构建了“三生主体功能量化-多情景基础方案冲突协调评价-基于三生规律分析分区协调情景评价”三生耦合优化框架,扬州市生态安全格局网络优化后,生态源地与廊道面积共计2 444.63 km²,占全域面积的36.85%;研究区生态安全格局网络由底线功能用地、缓冲功能用地、连通功能用地组成,占全域的面积比例分别为23.16%、12.01%和1.68%。【结论】 本研究形成的三生耦合优化框架,可以为区域生态安全格局优化提供新思路,进而有效指导相关规划。     

基于三生空间耦合的生态安全格局构建与优化——以扬州市为例

【目的】充分考量生态、生产和生活空间(三生空间)的相互影响,为生态安全格局优化提供新的思路,并为扬州市在保护生态安全前提下优化空间开发格局提供决策参考。【方法】以扬州市为例,基于1∶5 000土地利用变更调查数据,综合考虑未来城镇扩张和生产空间缓冲作用对生态安全格局的影响,借助多情景基础方案冲突协调评价和环形梯度分析的方法,从三生耦合角度对区域生态安全格局进行构建并优化。【结果】构建了"三生主体功能量化-多情景基础方案冲突协调评价-基于三生规律分析分区协调情景评价"三生耦合优化框架,扬州市生态安全格局网络优化后,生态源地与廊道面积共计2 444.63 km~2,占全域面积的36.85%;研究区生态安全格局网络由底线功能用地、缓冲功能用地、连通功能用地组成,占全域的面积比例分别为23.16%、12.01%和1.68%。【结论】本研究形成的三生耦合优化框架,可以为区域生态安全格局优化提供新思路,进而有效指导相关规划。     

辽宁沿海经济带“三生空间”功能耦合协调时空分异及影响因素

辽宁沿海经济带作为辽宁构建“一圈一带两区”区域发展格局重要组成,是辽宁实现全面振兴新突破的重要战略支撑.针对辽宁沿海经济带“三生空间”进行功能耦合协调时空分析及影响因素分析,对协调推进“四个全面”战略布局,统筹推进“五位一体”总体布局,实现新时代东北全面振兴、全方位振兴具有十分重要的意义.应用功能耦合协调度、空间动态面板数据、回归模型探讨“三生空间”空间情况,探究辽宁沿海经济带空间溢出效应.结果显示：(1)辽宁沿海经济带“三生空间”功能存在耦合交互复合关系,耦合度呈现低耦合、拮抗、磨合、协调耦合4种类型;(2)辽宁沿海经济带“三生空间”功能耦合度呈“S”形趋势,耦合协调度呈“U”形趋势,政策制定应立足时空差异特征规律,向生产、生活、生态齐头并进,可持续化迈进;(3)辽宁沿海经济带生活-生态功能耦合结果最差,应在政策制定和中、长期规划中加大向生态倾斜力度,协调生活空间和生态空间功能之间的耦合关系.     

南昌市土地利用景观格局动态演变与模拟研究

为了区域土地利用的合理规划,进而推动土地利用和生态环境的协调。对南昌市2000年、2010年、2020年3期Landsat遥感影像进行目视解译,采用土地利用转移矩阵和景观格局指数分析土地利用与景观格局的动态变化特征,构建MCE-CA-Markov模型模拟2030年土地利用景观格局情景。结果表明:1) 2000—2020年,耕地面积大幅度减少,主要转出为建设用地,建设用地面积大幅度增加,林地和其他地类面积呈下降趋势,而水域面积缓慢增加;景观破碎化程度增强,景观异质性增多,连通性变弱; 2) 2020年模拟所得土地利用数据与实际解译的土地利用数据基本一致,Kappa系数为0.874 5,模拟精度较高; 3)模拟数据显示,2030年耕地和林地面积持续减少,水域和建设用地面积将继续增加;景观破碎化程度进一步加重,斑块形状趋向规则化,景观类型更加多样。因此,通过MCE-CA-Markov模型模拟研究区未来土地利用景观格局,有助于协调土地利用结构,使研究区在发展经济的同时,注重对生态环境的保护。     

城市边缘区“三生”空间格局演变与驱动因素分析——以北京市朝阳区为例

以北京朝阳区为例,识别城市边缘区的“三生”空间,并借助转换矩阵和空间分析工具刻画“三生”空间格局演变。在此基础上,优选空间计量模型,分析“三生”空间转换的驱动因素,得到如下结果。1)2005—2020年,按照距离市中心由近及远的空间顺序,生产空间规模缩减并集聚,生态空间在城市外围形成绿色环带,生态–农业生产空间和生活–农业生产空间快速缩减,生活–非农生产空间按照点–线–面顺序快速扩张。2)2005—2020年,生产空间转为生活–非农生产空间是首要转换方向,生活–非农生产空间持续获得大量转入,已成为区域内占比最大的“三生”空间类型。3)2005—2010年,在人口、经济与产业因素的驱动下,生产空间转为生活–非农生产空间,同时生态–农业生产空间转为生产空间;2010—2015年,人口与经济因素进一步驱动生产空间转为生活–非农生产空间; 2015—2020年,在政策和产业因素的驱动下,生产空间转为生活–非农生产空间或生态空间。研究结果证实城市边缘区“三生”空间格局演变存在距离和政策驱动效应。     

基于“三生空间”的长江流域重庆段生态系统服务价值时空演变研究

【目的】在掌握土地利用变化对生态系统服务价值影响的基础上,以“三生空间”视角分析其中内在联系,为国土规划提供参考,促进区域土地系统与自然生态系统的长期协调发展。【方法】基于“三生”用地分类体系,对长江流域上游重庆段的用地功能变化进行研究,以当量因子法计算重庆市生态系统服务价值并从不同角度分析变化特征,最后引入传统、交叉敏感性系数检验生态系统服务价值结果。【结果】1） 1990—2020年重庆市生活生产用地变化速率最快,其他建设用地波动最为剧烈,草地减少明显。2） 以林地为主的生态生产空间对重庆市生态系统服务价值总额贡献最大,渝东南和渝东北地区是生态系统服务高等级区域,以中心城区为主的生态系统服务价值低等级区域以各区为中心向外不断扩张。3） 1990—2020年重庆市生态系统调节服务占比最大,未来的生态文明建设工程需要注重水源涵养与水文调节及相关的其他服务类型。4） 林地、草地对重庆市生态系统服务价值具有显著影响。【结论】目前重庆市生态环境建设速率小于人口增长速率,在进行城市规划时应优先保护生态生产用地,修复受到破坏的生态用地、生产生态用地,以主城区为核心的生活生产用地是未来生态修复的重点区域,需在今后制定合理的国土空间规划。     

多情景下浙中城市群建设用地空间扩张模拟

选取浙中城市群2005、2010、2015和2019年四期土地利用遥感影像,以高程、人口、经济、距城镇距离等9个影响因素作为驱动因子,基于地理模拟与优化系统(GeoSOS)模拟未来浙中城市群在惯性发展、经济优先和生态优先情景下建设用地空间扩张情况.结果 显示:(1)土地利用空间模拟结果较好,神经网络-元胞自动机模型(ANN-CA)适用于浙中城市群建设用地空间扩张模拟;(2)生态优先情景下的研究区土地利用空间格局较惯性发展情景和经济优先情景更适合研究区建设用地空间规划模拟;(3)生态优先情景下,婺城区、金东区、义乌市、永康市和东阳市作为主要扩张地区引导浙中城市群建设用地空间扩张,2015-2030年浙中城市群总体建设用地扩张面积处于增加状态,增长逐渐变缓.     

生态系统服务价值时空演变、情景模拟与影响机制——以周口市为例

平原农区生态系统服务价值评估对于农区生态质量提升、土地资源合理利用等意义重大.以典型农区周口市为例，基于2000-2020年5期土地利用数据，结合土地利用动态度、转移矩阵、地理探测器等，分析周口市生态系统服务价值的时空演变及空间分异的驱动因素，并借助PLUS模型对周口市2030年用地变化进行模拟，计算多情景下的生态系统服务价值，以期为周口市资源管理与生态治理提供依据.结果表明：(1)2000-2020年，研究区建设用地面积扩张态势明显，耕地、林地面积减少，其他地类变化不显著；(2)从时间尺度看，生态系统服务价值总体逐渐递减，2000年生态系统服务价值最高为159.97亿元，2020年最低为157.65亿元；(3)空间上看，县域尺度地均生态系统服务价值形成以市区为中心、东西向延伸的“高-低-中”三级空间分布格局，高值区主要集中在西部区县，东部生态优势逐年弱化；(4)2030年自然发展、生态保护及经济优先情景下生态系统服务价值分别为159.75、159.89、158.09亿元；(5)周口市地均生态系统服务价值受多因素影响，各因素具有明显的时空分异特征，主要因子有复种指数、农业总产值和人为影...     

基于土地利用变化的扬州市广陵区景观生态风险评价

基于土地利用数据,结合ArcGIS和Fragstats4.2计算研究区各类景观指数,分析广陵区2010—2015年景观生态风险空间格局与过程特征,为研究区生态风险管控措施的制定奠定坚实的基础.研究结果表明:(1)2010—2015年,广陵区景观格局发生了较明显的变化,草地、林地、耕地和水域面积降幅明显,建设用地扩张明显,扩张面积主要来自耕地和水域面积的转化. 2010—2015年,广陵区景观破碎度整体呈降低趋势,分离度也明显的降低,分维数整体变化不大,耕地的分维数最高,最小的是其他土地.(2)景观生态风险等级有逐渐降低的趋势,中度风险区面积明显减少,而轻度风险区面积有所增加,高度风险区面积减少也比较明显.(3)从空间分布上分析,整体上广陵区的风险类型从西部向东部风险等级有增加的趋势.较高风险区主要分布在施桥镇、沙头镇和头桥镇等农村地带,该区域主要的景观类型是耕地,极易受到人为活动的干扰;轻度风险区主要分布在西北部的汤汪乡和杭集镇周边的农村地区;微度风险区大部分在广陵区市辖区,主要的景观类型是建设用地,抗干扰能力强,风险值最低.基于不同土地利用变化的生态风险评价,对建立研究区生态风险预警机制、降低生态环境风险、维护区域生态系统服务功能具有十分重要的意义.     

新疆玛纳斯河流域景观生态风险评价

景观生态风险评价是基于景观形态与生态过程耦合机理,研究土地利用变化对生态系统结构、功能的风险响应,可为区域生态安全评价提供了系统模式。本文以玛纳斯河流域绿洲为研究区,以2000、2005和2015年3期TM遥感影像为数据源,通过计算景观格局指数构建生态风险评价模型,利用GIS和GS+软件对生态风险指数进行采样和空间插值,得到景观生态风险时空分布图,进一步分析景观生态风险效果及其表征。结果表明:2000-2015年玛纳斯河流域景观格局变化明显,耕地和建设用地破碎化程度降低,分离度减少,优势度不断增加;2000年流域以较低、中等生态风险区为主,高风险区分布于流域西北部的河流尾闾区,2005年较低和中等风险区范围扩大,生态环境整体呈现好转趋势,相较于2005年,2015年高风险区范围显著扩大,主要分布于河流中下游的下野地垦区,较高风险区有向东部延伸的趋势;2000-2015年,研究区生态风险等级呈降低趋势,高等级向低等级生态风险转移的面积远高于由低等级向高等级生态风险转移的面积。因此,应通过优化土地利用结构和方式,改善与治理退化的生态环境。     

基于Markov模型的城市土地利用景观格局分析及预测——以六盘水市为例

通过景观结构及景观格局指数分析贵州省六盘水市中心城区1990年～2010年生态环境变化的趋势及原因,并通过Markov模型预测了2020年～2050年研究区景观格局演变趋势,结果表明:①研究区20a间灌木林地显著增加、耕地尤其是水田大量减少.②20a间研究区建设用地大量增加,斑块由零散分布逐渐连成片;耕地斑块的破碎化程度提高,且形状越趋复杂.③1990年～2010年间研究区内景观结构发生了较大变化,景观空间连接性下降,多样性增加,破碎化程度提高,斑块的空间镶嵌趋向复杂,景观组分趋向均匀分布.④通过预测可知,随着城市化进程的加快研究区景观破碎化程度将进一步增大,斑块的空间镶嵌更加趋向复杂,景观组分进一步呈均匀化分布.