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.     

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GIS的揭阳市城市生态安全格局构建

为了缓解潮汕地区面临的环境污染、生态源地减少、生态廊道阻断及生态景观碎片化等生态问题,以揭阳市为研究区,借助GIS空间分析技术,选用指标评价方法识别生态源地,运用最小累积阻力模型识别生态缓冲区和生态廊道,进而构建城市生态安全格局. 结果表明:(1)生态源地、廊道和缓冲区的识别是城市生态安全格局构建的核心,从生物多样性、水资源和土壤状态3个方面对生态用地进行有效提取,识别生态源地面积为1 682.26 km2,占全区总面积的32.11%,生态源地呈C字型且分布范围与生态功能区空间分布基本吻合;(2)识别低累积阻力生态缓冲区面积为2 751.02 km2,占全区总面积的52.51%. 识别生态廊道21条,总长度为845.23 km;(3)“绿色屏障—生态廊道—农田绿网”的生态保护框架有利于加强生态源地、生态缓冲区、生态廊道与建成区间的发展与连通,对区域生态保护和可持续发展具有重要意义.     

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.     

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。     

宝鸡市秦岭生物多样性保护的生态安全格局构建——基于生态源地识别与最小累积阻力模型

在厘清生物多样性功能数量关系的基础上,科学构建生态安全格局,能为生物多样性保护提供更有效的空间参考.以宝鸡市秦岭范围为研究区域,生物多样性保护为目标,运用直接与间接结合的方法识别生态源地,以目标物种分布验证源地的目标符合性;利用最小累积阻力(MCR)模型构建阻力面,并提取生态廊道和生态节点,进而构建研究区生物多样性保护的生态安全格局.结果表明,细化识别的生态源地3 065.43 km²,占研究区面积的41%,空间上与物种分布有较好契合性,地类景观以林地和湿地为主.物种运动的低、中、高阻力区分别占25.62%、31.44%、42.94%.识别出50条生态廊道,11个生态节点,空间分布呈现中西部密集、东部稀疏的特征.基于源、廊、节点与研究区自然本底构建出“一核两带三区多廊道多节点”的生物多样性保护格局,对研究区生物多样性保护具有参考价值.研究为宝鸡市秦岭生物多样性保护的精准落实提供了科学依据.     

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。     

基于MSPA的南京市绿色基础设施网络构建

【目的】针对城市建设空间快速扩张、绿色空间破碎化且逐渐丧失问题,探寻优化城市绿色基础设施体系的有效方法,为市域尺度绿色基础设施体系构建提供科学的依据。【方法】以南京市为研究对象,运用形态学空间格局分析(MSPA)法,以土地利用类型图为基础,识别南京市现有绿色空间中核心区、边缘、孤岛、桥接、环、穿孔、分支等7类重要景观类别。通过斑块面积计算和连通性指数评价,发掘具有生态潜力的绿色基础设施网络中心,并计算最小成本路径生成潜力廊道,结合现有核心区、潜力节点、现有廊道、潜在廊道构建未来南京市绿色基础设施网络体系。【结果】通过MSPA法,识别出南京市绿色基础设施核心面积为538.16 km²,占研究区域总面积的37.57%,其中综合筛选出一级网络中心16个,二级网络中心24个。基于阻力模型构建生态廊道73条,其在长江以南地区分布较密,重要性等级较高,长江以北区域生态廊道数量较少,重要性等级有待提升。【结论】MSPA法具有数据量少、便于可视化等特点,能够为市域尺度绿色基础设施构建提供生态特征较为精确的景观要素识别结果,有效增强绿色基础设施的系统性和结构性。根据南京市绿色基础设施网络构建结果,建议加强南京市域长江以北网络中心和廊道的建设,提高长江以南网络中心和廊道质量,从而提升全市域的生态功能。     

阿克苏地区土地利用变化情景模拟及其生态安全水平评价

采用CA-MCE-Markov模型设计并模拟了阿克苏地区2030年自然发展、经济发展优先、内涵提升情景下的土地利用变化,运用PSR模型定量评价了3种情景的土地生态安全水平.结果表明：1)面积变化上,内涵提升情景耕地减少了774 km²,城乡建设用地增加了100 km²,实现了集约发展;自然发展情景与经济发展优先情景耕地增加了3 436 km²,城乡建设用地增加了386 km²,呈粗放式发展.2)空间变化上,自然发展情景耕地、林地、水域反演位置不符实际、经济发展优先情景城乡建设用地布局粗放、内涵提升情景用地布局具备合理性.3)顺延历年发展状态,生态安全水平将持续降低;若以经济发展优先为发展导向,安全压力及承载力响应两方面问题依然严峻;相比之下,内涵提升情景生态安全水平大幅提升,为最优模拟方案,生态高度安全.通过评测不同情景土地利用变化差异,为解决实际矛盾、改善生态环境、谋求永续发展提供措施与方法.     

北京市房山县岩溶地貌特征与分布规律

房山县是北京市西南边缘的一个远郊县。地势西北高、东南低,西北部为峰峦起伏的山地,东南部是一片倾斜平原。山区约占全县总面积的2/3左右,最高峰白草畔2035米,最低点立教洼26米。幅员面积2011.426平方公里。该县地处暖温带大陆性季风气候区,冬季寒冷干燥、夏季炎热多雨。年平均温度11.2℃年平均降水量655毫米。境内共有大石河、拒马河等大小河流十三条,永定河是一过境河流,     

基于水资源承载力的黑河中游生态建设空间格局优化

以黑河中游为研究区, 基于系统动力学模型、灰色线性规划模型和Dyna-CLUES模型, 在揭示区域水资源承载力的基础上进行景观结构优化, 并通过耕地、林地和草地分布概率的博弈, 进行退耕还林区、退耕还草区和人工造林区的空间位置识别, 得到如下结果。到2020年, 在水资源满足生产发展、生活保障和生态优化的情景下, 黑河中游水资源可承载人口为144.16 万, 可承载工业增加值为79.73 亿元, 可承载耕地、林地和草地面积分别为3027.88, 953.535和3947.115 km²。以水资源承载能力为基本约束, 黑河中游景观最优结构为耕地2742.49 km², 林地 846.456 km², 草地2184.57 km², 水域170.671 km², 建设用地364.509 km², 未利用地13289.23 km²。生态建设空间分布格局较分散, 退耕还林区集中在高台、临泽和甘州绿洲边缘, 以期增强绿洲抵御风沙功能; 退耕还草区集中在山丹和肃南的海拔较高、坡度较大、水资源和耕作条件均较差的区域, 以期减轻区域水资源压力; 人工造林区集中在民乐和山丹两县的耕地外围, 以地势平坦、水资源条件相对较好的未利用地为主, 以期增强区域水源涵养、水土保持和防风固沙等功能。     

干旱区景观格局综合优化:黑河中游案例

选择黑河中游为研究区,通过生态系统服务价值、景观连接性和生境质量识别核心生态源地,根据显性阻力、隐性阻力、地形和道路数据构建生态阻力面,基于最小累积阻力模型识别生态廊道网络与节点,并进行生态功能分区,进而从点、线、面进行景观格局优化。结果表明:1)黑河中游生境质量较好的斑块仅占总面积的13.77%,主要由湿地、高-中覆盖度草地和耕地构成,集中分布在东南部大起伏中高山以及黑河干流两侧;2)主干生态廊道呈东南-西北走向贯穿整个研究区,辅助生态廊道主要连接核心生态源地与主干生态廊道,分支廊道主要分布在东部,连接相邻主干廊道(或是源地),生态节点多分布在生态廊道薄弱的地方;3)根据累积阻力值频率突变与空间分布特点,将黑河中游分为生态缓冲区、生态连通区、生态过渡区和生态边缘区4个功能区,并在此基础上针对生态源地、生态廊道和生态节点提出建设策略。研究结果可为黑河中游生态系统管理提供切实可行的科学指导。     

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RS与GIS的中巴经济走廊生态现状评价

生态现状评价是开展区域规划和生态管控的前提基础,本研究以遥感(RS)和地理信息系统(GIS)技术为支撑,从地形、生物、土壤和人类活动4个方面构建了生态现状评价指标,并运用层次分析法确定各指标权重,对中巴经济走廊生态现状进行了评价,获得了中巴经济走廊生态现状分布图.结果表明:中巴经济走廊生态状况达到优等级的地区主要分布在中北部的森林覆盖区,其面积约为24 162km~2,占研究区总面积的2.48%;达到良等级的地区主要分布在自然条件良好的东南部农耕区,面积约为169 235km~2,占研究区总面积的17.37%;一般等级的地区面积最大,约为454 510km~2,占总面积的46.65%,广泛分布在巴基斯坦的中西部和中国喀什的中部和东部;差等级的地区面积约为326 390km~2,占总面积的33.50%,主要分布在高山地带和沙漠地区.本研究得到的中巴经济走廊生态现状分布图,可为优化中巴经济走廊的产业类型、结构、规模和布局,完善区域生态保护设施和措施,提升投资区的生态环境治理能力提供数据支撑和规划指导.     

基于卫星跟踪的钳嘴鹳家域研究

【目的】钳嘴鹳(Anastomus oscitans)是近年来在国内出现的新分布种,也是高致病性禽流感病毒H5N1的宿主。掌握钳嘴鹳空间活动分布及变化规律,揭示其与家禽养殖区的空间关系,为家禽管理和禽流感防控提供依据。【方法】2016—2018年,在云南蒙自捕捉11只钳嘴鹳并为其佩戴了卫星跟踪器,采用动态布朗桥模型对其中5只符合数据分析要求的钳嘴鹳进行了家域计算,并在ArcGIS中通过叠加分析探究钳嘴鹳家域和养鸭场的空间关系。【结果】①钳嘴鹳的家域主要位于长桥海和大屯海两个湖泊周边区域,核心区域(核域)主要集中于长桥海的南部和东南部以及大屯海的南部和西北部区域;②钳嘴鹳(n=5)年平均家域和核域面积分别为(45.65±17.57)km²和(1.98±1.19)km²,核域仅占家域面积的4.34%;③家域和核域面积在个体间差异均较大,年家域面积最大为70.93 km²,最小仅为22.16 km²;年核域面积最大为3.67 km²,最小为0.51 km²;④单因素方差分析表明,钳嘴鹳家域面积季节间差异性不显著(F=2.607,df=3,P>0.05);核域亦不存在显著季节性差异(F=1.832,df=3,P>0.05),但夏季明显大于其他季节;⑤所有养鸭场均分布于钳嘴鹳家域范围内,有3处养鸭场和钳嘴鹳的核域在空间上高度重合,表明在研究区域内存在极大的禽流感传播风险。【结论】建议当地养殖方式由开放式放养转为封闭式圈养。今后应加强钳嘴鹳的种群监测工作,系统开展钳嘴鹳卫星跟踪研究,从而全面了解国内钳嘴鹳的分布和扩散动态,提高禽流感防控能力。     

基于ArcGIS的辽河流域水生态人类干扰性评价

以辽宁省内辽河流域作为研究对象,以小流域为评价单元.在相关数据调查基础上,构建辽河流域水生态干扰性的组成和评价指标体系,确定评价指标标准体系,采用灰色关联度法确定各指标的权重值.在此基础上运用ArcGIS技术生成辽河流域水生态系统干扰性评价分级图.结果表明:辽宁省辽河流域低、中、高干扰区域分别约占全流域面积的37.3%、58.4%、4.3%.低干扰区域主要分布在东部和西部丘陵和低起伏山地区,主要集中在抚顺、本溪、阜新和锦州等市(县);中干扰区域主要分布在东北部山区和西南部河流冲积平原地区,主要位于辽河干流沿线城市,包括铁岭、沈阳、本溪、辽阳、鞍山、营口、锦州、盘锦等市的部分地区;高干扰主要分布于中部平原地区,主要是沈阳、鞍山、辽阳等市的部分地区.人类干扰度贡献率排序依次为资源利用状况社会发展水平污染物排放压力经济发展水平.     

基于限制因素分区的耕地质量保育与提升探讨——以湖北鹤峰县为例

以湖北省恩施州鹤峰县为研究区，以地类图斑为研究尺度，从立地条件等方面入手构建耕地质量等级评价指标体系.运用障碍度模型和局部自相关方法，揭示研究区耕地质量现状和空间分布特征，识别鹤峰县耕地质量提升主导限制因素，划分限制因素类型区，最后综合之前分析成果进行耕地质量提升分区，探讨不同分区下耕地质量的提升措施.结果表明：1) 鹤峰县整体耕地以中等级耕地为主，耕地质量空间分布呈现北部、西南部高和西北、东南低的格局；2) 存在主导限制因素为灌溉能力、有效磷2类的共7种“主导限制因素－次要限制因素”类型分区；3) 将现有耕地分为耕地核心保护区、适度改良区和重点整治区3个一级类和8个二级类，针对各分区特点重点实施蓄水保土和养分提升等措施.研究成果可为鹤峰县乃至鄂西南山区耕地质量提升和耕地保护整治提供方法借鉴.