基于CLUE-S模型的京津冀城市群土地利用变化时空模拟

针对京津冀城市群协同发展对土地利用的需求, 制定现状延续、粮食安全、保护自然和城市扩展4种土地利用策略。使用改进的柯布?道格拉斯效用函数, 量化土地利用策略对各土地利用类型需求的影响, 并利用CLUE-S模型模拟不同策略下京津冀城市群土地利用的时空特征。结果表明, 在不同土地利用策略下, 2020年各类土地利用类型的面积和空间格局与2010年有较大不同。现状延续策略以城镇持续扩张为特征, 建设用地增加2280 km²; 粮食安全策略下耕地面积显著增加, 共增加 3611.4 km², 但林地和草地等生态用地面积减少; 保护自然策略以耕地大量减少为代价, 共减少耕地3082.13 km², 但林地、草地和水域增加3726.4 km²; 在城市扩展策略下, 除建设用地大幅增加(增加3375 km²)外, 其他各类用地都呈现减少态势。在空间格局上, 各策略下土地利用类型的转化有显著的区域特征: 建设用地的增加和耕地的减少高度契合, 往往发生在原有城镇的周边地区; 生态用地的增加多出现在坝上高原以及燕山与太行山山地。在京津冀协同发展战略逐步实施的背景下, 研究结果可以为制定不同偏好的土地利用政策提供参考。     

黑河生态调水前后中游 土地利用变化分析

水资源对干旱区土地的开发利用起着决定性作用,基于GIS的空间数据处理功能及数学统计分析功能,分析生态调水前后1986—2000年和2000—2005年2个时期黑河中游土地利用的动态变化.结果表明:调水前,耕地和城乡建设用地处于增加状态,调水后增速加快;调水前,林地、草地和未利用土地均处于减少状态,调水后,林地和草地减速有所缓解,未利用土地的减速增加;调水政策的实施使水域面积从减小趋势转变为增加趋势.实施黑河生态调水后,中游土地利用整体变化速度加快.调水前,土地利用变化的主导类型是耕地、草地和水域;调水后,土地利用变化的主导类型为耕地、未利用土地和草地.黑河中游土地资源的开发程度呈增加趋势,调水后比调水前发展速度快.     

基于资源约束的十堰市郧阳区城市开发边界划定研究

以十堰市郧阳区为研究对象,借助层析分析法、综合适宜性评价模型、水资源承载力模型等先后进行建设用地适宜性评价、水资源承载力测算,进而预测中心城区建设用地规模,划定研究区的刚性开发边界和2030年弹性开发边界.结果显示,研究区建设用地高度适宜区面积为412.16 km²,占总面积的10.82%;2030年,中心城区水资源可承载最大人口规模为29.42万人,建设用地需求量为19.29 km²;研究划定刚性开发边界外(禁止建设区)面积为1 575.20 km²,2030年弹性开发边界内总面积为19.29 km²,其中新增城市建设用地规模为2.12 km².本文中综合考虑土地条件、资源承载力以及城市扩张的内在需求,探索县级城市开发边界的划定方法,提出城市扩展的最佳方向和合理规模,为引导十堰市郧阳区城市空间有序扩展提供理论依据.     

黑河流域1988—2000年土地利用/覆被变化研究

利用1988年和2000年Landsat 5的4、3、2（RGB）波段合成影像解译结果,采用中国科学院资源环境数据库中的全国1∶10万土地资源利用分类系统,基于GIS（ArcView 3.2a）对黑河流域近12年来土地利用/覆被变化（LUCC）进行了研究。结果表明：（1） 土地利用结构变化表现出耕地、林地和城镇用地明显增加,草地和水域减少的趋势,反映出区域城镇化进程加快和生态环境恶化的趋势;（2） LUCC的区域差异显著：上游地区水域在减少,草地和未利用地大量增加,林地和城镇用地变化不大;中游地区耕地、城镇用地大量增加,草地急剧减少;下游地区水域面积大量减少,草场严重退化,未利用地大量增加,生态环境遭到严重破坏。最后,对研究区LUCC的原因和土地持续利用途径进行了讨论。     

黑河中游灌区水资源配置要素对生态用地变化的影响

以黑河中游绿洲灌区为研究对象,以土地覆被数据、基础地理信息数据和绿洲灌区统计数据等为数据源,分析了绿洲灌区水资源配置要素对生态用地动态变化的影响.结果表明:黑河中游灌区总体呈现明显的绿洲扩张、荒漠减少趋势,耕地增加以荒漠和草地的开垦为主,但耕地扩张趋势有所减缓;大部分灌区耕地都呈扩展趋势,前期(2000-2007年)以马营河、大满、友联、西浚、洪水河、梨园河、大都麻和童子坝灌区耕地扩展较为明显,后期(2007-2011年)以友联、梨园河、大都麻、鸭暖、老军和马营河灌区耕地扩展较为明显;各灌区水资源配置要素呈现明显的空间分异性,山丹县和民乐县各灌区水资源配置要素水平相对较低,甘州区灌区水资源配置要素水平两极分化较严重,临泽县和高台县水资源配置要素水平相对较高;灌区各生态用地变化的影响因素差异明显.耕地增加与供需比、干渠密度呈明显的正相关关系,而与灯光、坡度等要素呈负相关关系;草地与供需比呈正相关关系;林地变化的影响因素与耕地变化的影响因素大致相同.研究结果对提高绿洲水土资源配置效率具有重要的借鉴意义.     

民勤县近30年植被覆盖度时空变化特征研究

植被覆盖度是荒漠化治理成效的重要指标，掌握植被覆盖变化为区域生态环境保护与治理提供科学依据，对区域可持续发展具有重要意义。基于美国NASA陆地卫星影像数据，利用像元二分模型和一元线性回归趋势分析法对民勤县1990—2020年植被覆盖时空变化情况进行定量分析。结果表明：(1)近30年，民勤县裸地面积较广，裸地面积占全域土地面积比重较大，未来区域生态环境建设任重而道远；(2)从总体上看，民勤县整个区域多年平均植被覆盖度呈上升趋势，裸地占比不断下降，低植被覆盖区占比明显上升，区域多年生态建设和修复工作取得了一定成效；(3)县域有92.256 3 km²的土地植被覆盖度呈明显退化趋势，有661.978 8 km²的土地植被覆盖度呈轻微退化趋势。明显退化区主要分布在苏武乡和三雷镇。轻微退化区主要位于腾格里沙漠和绿洲，其中，绿洲轻微退化区多围绕明显退化区分布，主要坐落于耕地和耕地及村庄的周边，撂荒地以及撂荒地和村庄周边应采取措施防治和改善土地荒漠化。西渠镇的北端、东湖镇东北边缘和收成乡东部的裕东公路两侧轻微退化区呈带状分布，是沙漠化潜在地带。     

青藏高原生态屏障区近10 年生态系统结构变化研究

以2000, 2005和2010年3期生态系统类型数据为基础, 采用生态系统转移矩阵、动态度等统计分析方法, 研究青藏高原生态屏障区近10年的生态系统结构变化及驱动因素分析。研究结果表明: 1) 近10年屏障区内生态系统结构较为稳定, 以草地生态系统为主, 约占研究区总面积的69%; 2) 生态用地与非生态用地均有增加或减少, 其中湿地增加2660.9 km², 草地减少1377.5 km², 城镇面积增加224.6 km², 农田面积减少163.4 km², 荒漠减少1388.5 km²; 3) 受人类活动影响较大的城镇、农田类型变化速率明显高于湿地等生态用地, 2000-2010年城镇面积以2.88% 的年平均增长率迅速增加, 农田面积以0.64%的年均速率持续减少, 而湿地年均增长率仅为0.44%; 4) 生态系统类型整体转移量较小, 仅为整个研究区的0.5%, 其中草地→湿地、荒漠→湿地的转移量最大, 两个转移方向的总转移比例达到69%; 5) 自然因素和人为因素是生态系统结构变化的共同驱动因素, 其中气候变化是引起湿地面积增加的主要自然因素, 人口与GDP的急速增长导致城镇不断扩张, 其深层次原因是工矿业的发展, 载畜量增加是引起草地退化的主要原因, 但生态保护工程对草地生态系统恢复具有积极作用。     

黑河中下游绿洲生态安全变化分析

在对黑河中下游5个绿洲1980s中期和2000s近期的状况开展生态安全评价的基础上,进行各个绿洲及流域的生态安全变化分析。无论是1980s中期还是近期,绿洲生态安全综合评价的结果均由中游向下游依次降低,而近期的生态安全状况又比1980s中期有不同程度的下降,下降的幅度也是由中游向下游依次增大。在支持区域生态安全总系统的3个分系统中,与20世纪80年代中期相比,水安全和土地安全水平均明显下降,社会经济安全有所上升。在宏观气候变化的背景下,中游绿洲耕地的增加和绿洲面积的扩大使水资源供需矛盾更加突出,并对下游绿洲的生态环境造成了一定的负面影响,是导致下游绿洲萎缩,整个流域绿洲系统面积缩小、稳定性下降的重要原因。必须加强全流域水资源的调配和流域的综合管理,才能实现黑河流域的生态安全和可持续发展。     

基于网格尺度和BP神经网络模型的“双评价”研究——以濮阳市为例

以河南省濮阳市为研究对象，根据土地利用数据、自然环境与社会经济统计数据，基于网格尺度，结合单要素评价和集成评价，采用BP神经网络模型进行资源环境承载能力和国土空间开发适宜性评价.研究结果表明：(1)利用单要素评价与集成评价相结合，引入BP神经网络模型在双评价中是适合的，评价结果可信度较高.(2)生态保护高等级地区主要集中在黄河沿线；农业生产适宜区面积为2 764.60 km²,占全域面积比重64.73%,在清丰县和南乐县分布较多，2035年濮阳市农业生产可承载规模为400.22～412.54万亩；城镇建设适宜区面积为500.20 km²,占全域总面积比重的11.71%,主要分布在华龙区、濮阳县城、清丰县城、南乐县城建成区及周边区域，2035年濮阳市可承载的城镇建设规模为465.26～639.73 km².     

基于绿洲灌区尺度的生态需水及水资源配置效率研究——黑河中游案例

以黑河中游农业绿洲灌区为研究对象, 以基础地理信息数据、土地覆被数据和绿洲灌区统计数据等为数据源, 基于Penman-Monteith公式和NDVI数据, 研究生态需水量的时空分异, 在此基础上, 结合实际引水量和单产耗水量, 分析绿洲灌区水资源配置的效率, 得到以下结果。1) 年潜在蒸散量在800~1200 mm/a之间, 每年6-8月为峰值。多年平均生态需水量在614~999 mm之间, 每年4-8月需求最大, 空间上呈现从东南向西北逐渐减少的变化趋势, 黑河干流沿岸灌区生态需水量相对较大。2) 黑河中游引水以地表水为主, 地下水为辅。2008年引水总量最大, 引水量较大的灌区主要集中在黑河干流沿岸。3) 黑河中游水资源配置总体情况较好, 黑河干流周边灌区供需比普遍大于1, 山丹县及民乐县灌区供需比小于1。近80%的灌区属于水资源配置高效或相对有效的地区, 仅4个灌区水资源配置效率低下, 1个灌区引水量严重不足, 因此适当调整部分灌区引水量, 进一步推广节水理念和技术, 是全面提高水资源配置效率的途径。研究结果对提高干旱区水资源配置水平有借鉴意义。     

江西省土地利用空间格局重建研究——基于1820年和1980年数据的对比分析

在查阅历史文献基础上,采取治所邻近度分析、适宜性评价等方法重建江西省1820年1 km×1 km空间格网下的主要地类空间分布,并将重建后的1820年土地利用数据和1980年土地利用现状数据进行比较分析.研究结果表明:重建结果通过了显著性检验,这表明重建结果较为合理; 1820年江西省耕地、城镇用地、农村居民点用地、水域及其他土地面积分别为29 228、105、1 648、3 730、134 227 km²,其中耕地主要分布在吉安、建昌以北的鄱阳湖平原区,城镇用地及农村居民点用地分布则较为零散,主要分布于河流两岸及河流交汇处; 从1820—1980年,江西省土地利用空间格局未发生大的改变,但受人口增长的影响,全省城镇用地、农村居民点和耕地的面积分别增加了364、462、16 276 km².     

辽宁省耕地利用的时空演变特征分析及对策

采用耕地核密度、动态度及影响机制等模型对1990—2020年辽宁省耕地空间分布演化与影响机制进行了探讨.结果表明:辽宁省耕地集聚特征显著,整体呈现“西北密东南疏”的空间分布格局,变化范围为0~10.17hm²/km².耕地变化的相对指数由1990年的西部、东部地区高逐渐到2020年的中部地区高,20世纪90年代耕地年均增加1.88×10⁴hm²,而21世纪后年均减少2.72×10⁴hm².沈阳、大连及鞍山等耕地面积减少,而盘锦、铁岭等耕地面积增加.自然因素是耕地利用的先决条件,但是社会经济及地区政策发挥着重要的作用.其中干旱化加剧及农业人口减少导致耕地面积减少了3.576×10⁵hm²,而随着社会发展,地均产值增长了302%,社会固定投资增长了9.4倍.建议政府鼓励耕地多元化种植,建立耕地流转机制,加强新农村建设,鼓励青年劳动力回乡发展科技农业.     

基于Logistic回归模型的陕西秦巴山区林地变化驱动力分析

【目的】探究陕西秦巴山区林地时空变化及其驱动因素,为林地保护和林地资源可持续利用提供依据。【方法】基于土地利用遥感监测数据,分析秦巴山区2000—2018年林地变化及其景观格局的时空特征;选择自然、社会经济和地理区位3类共12个影响因子,运用Logistic回归模型分别对秦巴山区林地增加和减少驱动因素进行分析。【结果】2000—2018年秦巴山区林地以净增加为主,林地净增加39951.72 hm²,增加主要来源于21.83万hm²耕地转为林地,占林地转入总面积的94%。自然和地理区位因素是陕西秦巴山区林地转化的最主要驱动因素。海拔、到城镇的距离、年均气温倾向率、土壤有机质含量、坡度≥25°、到农村居民点的距离等是林地增加的主要驱动因子。海拔、坡度≥15°~25°、到城镇的距离、到道路的距离等则是林地减少的主要驱动因子。【结论】退耕还林等生态修复工程的有效实施是秦巴山区林地增加的重要原因,而林地减少则是在社会经济快速发展背景下,自然和地理区位因素共同作用的结果。     

基于Logistic回归模型的陕西秦巴山区林地变化驱动力分析

【目的】探究陕西秦巴山区林地时空变化及其驱动因素,为林地保护和林地资源可持续利用提供依据。【方法】基于土地利用遥感监测数据,分析秦巴山区2000—2018年林地变化及其景观格局的时空特征;选择自然、社会经济和地理区位3类共12个影响因子,运用Logistic回归模型分别对秦巴山区林地增加和减少驱动因素进行分析。【结果】2000—2018年秦巴山区林地以净增加为主,林地净增加39951.72 hm²,增加主要来源于21.83万hm²耕地转为林地,占林地转入总面积的94%。自然和地理区位因素是陕西秦巴山区林地转化的最主要驱动因素。海拔、到城镇的距离、年均气温倾向率、土壤有机质含量、坡度≥25°、到农村居民点的距离等是林地增加的主要驱动因子。海拔、坡度≥15°~25°、到城镇的距离、到道路的距离等则是林地减少的主要驱动因子。【结论】退耕还林等生态修复工程的有效实施是秦巴山区林地增加的重要原因,而林地减少则是在社会经济快速发展背景下,自然和地理区位因素共同作用的结果。     

基于MODIS反演数据的河套地区荒漠化研究

基于2001-2013年MODIS遥感反演数据, 通过对土地覆盖类型、叶面积指数(LAI)、归一化植被指数(NDVI)和增强植被指数(EVI)4个方面的分析, 研究河套地区的荒漠化情况及其季节变化特点。结果表明, 2001-2013年, 河套地区整体植被覆盖转好, 其中, 耕地面积从2001年的4218 km² 增大到2013年的20470 km², LAI平均值从2003年的0.130~0.335增大到2013年的0.182~0.405, 平均NDVI和EVI逐年总体增大, 分别从2001年的0.142和0.095增大到2013年的0.193和0.116, 而且, 单位面积上的植被生长质量也在加强。此外, 归一化植被指数季节分布特点显示, 河套地区北部巴彦淖尔盟2013 年左右开始大面积种植一年两季粮食作物。但是, 研究结果表明河套地区植被覆盖指数仍较低, 北部和西南部荒漠化情况加剧, 若不采取有效措施, 极易出现“沙进人退”的生态环境问题。     

北京市生态安全格局保护紧迫性分级

以北京市为例, 通过粒度反推法和景观连通性识别重要生态用地, 通过邻域分析法构建生态阻力面, 采用MCR模型构建北京生态安全格局, 利用人工神经网络计算建设用地扩张概率, 对构建的生态安全格局进行保护紧迫性分级。结果表明, 北京市重要生态用地面积为 6488.53 km², 主要分布在西部和东北部山区, 小部分位于东南平原。一级生态用地面积为4482.48 km², 主要分布在西北和西南地区; 二级生态用地面积为1338.27 km², 主要分布在西部远郊山区、西南部近郊平原和东南部平原; 三级生态用地面积为669.77 km², 主要分布在中北部和东南部平原。重要生态廊道长度为2410.47 km, 分布在远郊城镇以及城乡交界处。一级生态廊道长度为1477.63 km, 主要分布在西北和西南远郊山区; 二级生态廊道长度为390.91 km, 主要分布在远郊平原的生态用地附近; 三级生态廊道长度为 541.93 km, 主要分布在城市中心的周边地区, 呈环状包围中心城区。     

采用地理探测器和GWR模型的喀什地区农村居民点时空演变及影响因素分析

探究农村居民点的时空演变与影响因素,以喀什地区为例,采用网格分析、核密度估计等空间分析手段,研究喀什地区2009-2019年农村居民点时空分布特征及演变规律,选取坡度、地形起伏度、人口密度、耕地面积、距道路距离、距河流距离、距最近耕地距离、增减挂钩政策8个影响因子,进行地理探测和地理加权回归(geographically weighted regression, GWR)分析.结果表明：2009-2019年喀什地区农村居民点集聚特征显著,主要集中在叶尔羌河冲积平原和喀什噶尔河冲积平原,呈现集聚中部、西密东疏的分布特征,在2019年达到核密度峰值;2009-2019年喀什地区农村居民点的数量和面积逐年增加,但农村居民点平均面积由0.011 0 km²减少至0.010 7 km²,10 a间喀什地区农村居民点演变方式为自身扩展、新生/合并和消亡;坡度、地形起伏度、人口密度、耕地面积、距河流距离、距道路距离和距最近耕地距离是影响喀什地区农村居民点空间分布的主导因子,增减挂钩政策对喀什地区农村居民点空间分布影响不明显;各影响因子对农村居民点分布的影响...     

干旱区典型绿洲土地利用动态变化分析——以且末绿州为例

文章以干旱区典型的条带状绿洲一且末绿洲为例,以1972年MSS、1990年TM、2000年和2005年ETM＋遥感影像为数据源．结合野外考察数据,选择适宜的分类指标体系,对遥感图像进行了监督分类,并获得了研究区土地利用／覆盖转移矩阵。研究结果表明,近33年来耕地面积一直呈现出增加的趋势,增加了92．588km^2,耕地面积的增加量主要是由草地和林地的转化而来,是增加最快的土地利用类型;林地和草地面积一直呈逐渐减少的趋势,其中减少最多的土地类型是林地,减少了65．641km^2,林地面积的减少由林地转移草地、水体和耕地的比例超过草地转移林地的比例而引起;草地面积减少了62．01km^2,这主要是由一部分草地转移耕地、一部分转移未利用地而引起;水域面积总体上有增加趋势,增加了22．073km^2,这主要由草地和未利用地转移水体而引起;未利用地变化幅度不大,有缓慢增加的趋势,增加了13．105km^2。     

基于城市化进程的宜兴市景观演变与预测

【目的】在城市化进程不断加速的背景下进行区域景观变化预测,对宜兴市近年来景观格局分布演变情况进行分析,探索城市化水平与景观格局变化之间的联系,为当地以及周边地区的景观规划研究提供借鉴。【方法】选用1996—2016年宜兴市的遥感影像数据,通过利用景观指数、转移矩阵分析在此期间景观分布的演变过程,并采用灰色预测模型估算其未来主要景观类型的变化趋势。【结果】在景观的演变过程中,建设用地、林草地持续扩张,面积分别增加了168.13、375.76 km²,且分布逐渐复杂,耕地、未利用地不断缩减,耕地与林草地在前期变动较大,动态度分别为-4.72%、10.18%,但耕地在后期面积几乎不再减少,分布也趋于规整;在城市化水平不断提升的过程中,耕地、林草地、建设用地的变化与城市化水平之间的联系十分紧密,相关性均高于0.8;在未来景观的发展过程中,耕地面积将处于动态稳定的状态,随着时间的推移,建设用地与林草地不断扩张,预测2016—2024年的涨幅分别为15.1%、35.4%。【结论】宜兴市1996—2016年景观格局变化明显,且城市化进程对建设用地、林草地、耕地的范围和分布产生了较大影响。