西安市土地利用变化与碳排放空间格局特征研究

目的研究城市土地利用与碳排放变化的时空特征及响应机制,为西安市低碳化的城市土地利用与空间增长提供理论依据。方法基于遥感和GIS技术,运用能源消耗的碳排放模型和Hopfield神经网络聚类方法进行研究。结果 2000—2007年西安市各区县的建设用地增长迅速,耕地减少,部分区县林地面积有所增加,草地变化量很小;土地利用动态度依次为建设用地、水体、耕地、未利用地、草地、林地;建设用地的碳源作用非常突出,林地的碳汇功能较强,建设用地增长是导致碳排放总量变化的主要因素;西安市各区县的碳排放类型可以划分为4类。结论西安市土地利用表现出显著的碳源增加、碳汇减少的特征;从"减排"和"增汇"两个方面优化土地利用结构,对西安城市低碳发展和低碳调控具有重要意义;从西安市碳排放的4种区县类型来看,新城市空间增长区域的碳代价显著大于老城区,优化城市空间增长模式对西安市低碳发展具有重要意义。     

基于LUCC的眉山市县域碳排放效应

LUCC是碳排放研究的重要切入点,对低碳经济发展具有重要作用.根据2005和2015年遥感影像获取眉山市土地利用数据,通过碳排放模型分析眉山市碳排放效益,再用造林成本法和碳税率法估算生态补偿标准.结果表明:1)眉山市土地利用以耕地、林地为主.10 a来,眉山市碳源用地面积明显增加.2)研究期眉山市碳排放总量增加,县域总碳排放量除丹棱县外均增加.仁寿县和东坡区总碳排放量最大,洪雅县为碳吸收.3)眉山市碳排放的ECC和ESC西高东低且研究期内均为增长态势,仅东坡区ESC下降了0.01.4)碳源区应对作为碳汇区的洪雅县按碳汇价格进行生态补偿.基于碳排放的生态补偿标准,建立横向财政转移支付政策,以期为眉山市节能减排和平衡发展提供参考.     

石羊河流域土地利用变化对区域碳排放和碳吸收的影响

利用土地利用转移矩阵、RS、GIS技术,根据2006、2010、2015年3期遥感影像数据和统计年鉴数据,分析2006-2015年石羊河流域土地利用变化情况,借助碳存储和碳排放的估算方法对2006-2015年石羊河流域土地利用/土地覆盖变化的碳效应进行剖析,运用模糊线性规划法对研究区土地利用结构进行规划.结果表明:2006-2015年石羊河流域林地、建设用地和未利用地呈增加趋势,未利用地、建设用地增加明显,林地略有增加;草地、耕地和水域呈减少趋势,耕地和草地减少显著,大量转化为未利用地,弃耕和荒化现象明显;建设用地是最重要的碳源,林地、水域、耕地、草地是主要的碳汇,未利用地的碳收支密度较低,但面积较大,对区域净碳储量贡献较大;土地利用碳存储量大于碳排放量,存在碳吸收盈余现象,但是盈余的空间有缩小态势.在增汇减排目标的模糊线性规划情景下,石羊河流域林地、草地、耕地、水域面积增加,建设用地和未利用地减少.石羊河流域的碳存储增加了1.7331×10~9 kg,碳排放减少了4.898 4×10~9 kg,净碳存储量增加了6.631 5×10~9 kg,碳排放明显减少.规划方案增汇减排的效果明显,有效缓解陆地生态系统的碳排放,达到优化土地利用结构的目的.     

基于PLUS-InVEST的池州市土地利用及碳储量时空演变分析

探究池州市土地利用及碳储量时空变化,对合理利用土地、土地规划与开发及减少碳排放提升生态环境质量具有重要意义。以2000—2020年池州市土地利用类型为数据源,基于PLUS模型预测2030年土地利用分布数据,分析30年间池州市各土地利用类型变化趋势,并运用In VEST模型计算不同时期碳储值,分析池州市碳储量的时空变化。结果表明：2000—2030年池州市的土地利用变化显著,耕地、水域、人造地表面积总体呈增加趋势,林地、草地、未利用地呈减少趋势,其中人造地表面积增加最多,增加了154.02 km²,林地面积减少最多,减少了200.35 km²;池州市碳储量呈先下降后升高趋势,总体为减少趋势,共减少了4.85×10⁶t;4个时期林地和耕地的碳储量占比最高,林地转出使得碳储量减少1.46×10⁷t,耕地转出增加了4.67×10⁶t。2000—2030年池州市土地利用类型发生显著变化,各地类之间的相互变化影响着碳储量的变化,应加强生态环境保护提高生态系统的固碳能力。     

土地利用变化碳排放效应研究 — —以重庆市为例(三峡地区资源环境生态研究)

土地利用方式是影响碳排放的主要原因,低碳排放已成为土地利用调控的新课题。为了分析不同土地利用方式的碳排放效应,本文以重庆市为例,分析直辖以来重庆市主要土地利用方式的碳排放,并对重庆市的碳排放进行预测。结果表明,1997-2008年,由于土地利用的变化,重庆市碳排放从1 158.29万t增加到2 892.75万t,其中建设用地和耕地是主要碳源,建设用地年碳排放达1 214.92～2 987.29万t,排放强度为2.49～5.04 kg/(m2a),耕地年碳排放从126.3万t降为111.13万t;林地为主要的碳汇,由于林地面积持续扩大,林地的年碳吸收量由182.43万t增加到205.17万t。对重庆市2020年土地利用规划下的碳排放预测结果显示,2020年重庆市单位GDP碳排放比2005年减少43.99%,但碳排放总量显著增加,为10 381.19万t,因此面临的减碳任务非常严峻。     

内蒙古太仆寺旗土地利用景观格局与空间动态特征分析

以位于我国北方农牧交错带的太仆寺旗为研究区,基于1995、2000和2008年3期土地利用现状图并结合太仆寺旗地形图,借助GIS提取太仆寺旗土地利用空间信息,运用景观生态学原理和定量分析方法,对太仆寺旗13a来土地利用数量变化、景观格局和空间动态变化进行分析.结果表明：数量上,林地面积增加,耕地、草地和未利用土地面积减少;景观格局上,耕地、草地和林地形状趋于复杂和不规则;空间变化上,土地利用变化主要表现为大量耕地转变为林地以及耕地、草地和未利用土地之间的相互转变;空间分布上,随着海拔、坡度和坡向的变化,各种土地利用类型的呈规律性分布.相关政策是土地利用变化的主要驱动因素之一.     

基于经济和政策双重作用的南方集体林区土地利用时空变化

【目的】探究南方集体林区的土地利用类型在经济和政策双重作用下的演变特点,加深了解南方集体林区生态环境的变化路径。【方法】以福建、江西、四川、重庆等为代表的10省1市1980、2000、2015 共3期的集体林区遥感影像为基础数据源,以转移矩阵为基础,结合土地利用动态度、土地转变倾向度等指标对南方集体林区土地利用的动态特征进行分析。【结果】1980—2015年,林地、耕地、草地是南方集体林区最主要的3种土地利用类型,其中耕地和草地占比逐阶段减小,林地占比逐阶段增大,其变化速度都有加快趋势:前20年林地面积占比增加了0.09%,耕地、草地分别减少了0.43%和0.07%; 而后15年林地面积占比增加了0.18%,耕地、草地面积分别减少了0.93%和0.56%; 研究区年变化率最显著的地类是城乡建设用地(3.27%),年变化率最不明显的地类是林地(0.02%); 南方集体林区综合土地利用动态度为0.42%,各土地利用类型的土地利用动态度均呈现出前期慢后期快的变化趋势。【结论】近35年间,耕地和城乡建设用地主导了研究区土地利用的净变化,林地主导了研究区土地利用空间位置的变化。受经济和政策等因素的影响,以2000年为分界点,研究区土地利用类型变化速率明显加快,耕地、草地面积减少,林地面积少量增加。     

三峡库区土地利用/覆被变化对碳储量的影响

【目的】土地利用/覆被变化通过改变陆地植被覆盖度对生态系统产生影响,笔者估算1990—2015年三峡库区不同土地利用类型碳储量的变化,及时有效地评估土地利用变化与区域生态系统碳储量的关系,了解三峡库区生态系统碳储量对土地利用变化的响应,为区域碳循环研究提供参考。【方法】以1990年、2000年、2015年Landsat影像获取三峡库区土地利用/覆被变化数据,应用InVEST模型定量分析了土地利用/覆被变化对三峡库区生态系统碳储量的影响。【结果】1990—2015年三峡库区土地利用格局和各类土地面积发生了明显变化,林地、水域、建设用地和未利用地面积均不断增加,而耕地和草地面积减少; 1990—2015年三峡库区生态系统碳储量呈持续增加趋势,净增加量为90.43 Tg,增加率为24.47%,年增加率为0.98%; 三峡库区生态系统碳储量空间分布不均,呈现出东高西低、南高北低的趋势; 耕地转化为林地是库区生态系统碳储量增加的主要原因,碳损失途径主要源于林地开垦为耕地、其他土地利用类型转为水域和建设用地。【结论】三峡库区土地利用类型变化导致生态系统碳储量时空分布格局发生了相应变化,生态系统碳储量随林地面积的增加而增加。因此,在保障耕地安全的前提下,加大三峡库区退耕还林力度,加强三峡库区林地保护,有助于增加库区碳汇潜力并改善库区生态环境。     

基于分形理论的城市空间结构及其影响因素研究——以贵阳市为例

以贵阳市为研究区,以2010、2020年各土地利用类型数据为基础,采用分形理论探究贵阳市土地利用的变化速度和幅度,并分析贵阳市土地空间结构变化的驱动因素。结果表明：(1)贵阳市主要以耕地和林地为主,研究期间耕地、林地、草地等农业用地面积下降,建设用地和水体面积增加显著。(2)研究期间贵阳市各地类分形维数相差较大,整体边界维数呈上升趋势,形态维数下降,说明城市空间结构不规则性增加,城市土地利用复杂化,紧凑性降低。(3)贵阳市土地利用类型的变化是自然、人为因素共同导致的,尤其是经济与政策的影响。     

黑龙江北部边境样带土地利用时空变化特征及其驱动因素

选取黑龙江省北部边境24个县市为样带,基于1995、2015年2期土地利用/覆被数据,利用空间分析、多元线性回归和地理探测器等方法,从时空耦合角度对样带的土地利用变化的时空特征进行分析,并以林地-耕地转换为例,探索土地利用变化的驱动因素．结果表明:1)1995—2015年,样带以耕地面积增长、林地和未利用地面积减少为土地利用/土地覆被变化的主要特征．研究区中的大兴安岭区、小兴安岭区、三江平原区耕地面积的增加速度逐渐加快,相应林地和未利用地面积减少的速度逐渐加快．林地-耕地类型的转移是研究区土地利用变化的主要类型,空间上集中分布在三江平原和小兴安岭北部的农林交错区;2)相对于自然资源因素,社会经济因素对农林交错区的林地-耕地转移的影响更大,主要受人口增长、产量增收和经济效益提高的影响;3)根据不同区域林耕转换的主导因素与驱动机制差异,将林地-耕地转移的典型县市划分为人口主导型、产量主导型和经济效益主导型3种地域类型．      

基于碳中和的旅游景区净碳排放估算与低碳景区建设——以镇江“焦山”风景区为例

旅游景区是低碳或碳中和旅游实践的重要节点.以镇江焦山风景区为例,首先分析了旅游景区碳源、碳汇的构成,其次分别对旅游景区交通、管理及废弃物碳排放和林地、草地、园地、水域、滩涂的碳吸收进行了测度,并对焦山风景区的碳源、碳汇做了综合评估,得出以下结论:交通碳排放在焦山风景区碳排放中占据主导地位,控制交通过程中碳排放是焦山风景区节能减排发展低碳旅游的重要措施;林地、湿地碳吸收量最多;焦山风景区碳汇能力相对较强,是镇江市重要的碳汇地.因此焦山风景区应充分发挥碳汇能力,为镇江市低碳城市建设做出贡献;最后提出了焦山风景区建设低碳景区的实现路径.     

低碳导向下滇西北石漠化山区国土空间综合分区

在中国碳中和战略背景下，探索低碳生态发展框架下的国土空间分区是国土空间优化的核心所在。文章以石漠化山区玉龙县为研究区，在土地利用变化分析基础上，核算2010、2020年玉龙县的碳源、碳汇，分析其时空变化特征；在分析区域碳源/汇效益及生境质量基础上，以低碳发展与生态保护为目标来划分国土空间综合分区，并提出了协同减排的差异性对策建议。结果表明：(1)2010—2020年，玉龙县土地利用结构以乔木林地、灌木林地、草地和旱地等为主，城镇建设用地增加的速度最快。(2)2010—2020年，玉龙县碳源增长剧烈，碳排放量涨幅高达74.96%,碳排放增长量远超碳吸收增长量。(3)2010—2020年，玉龙县碳源/汇效益有较大的提升，但仍有大范围低效益区域；玉龙县以高等级生境质量区域为主。(4)以碳源/汇效益和生境质量为划分依据，可将玉龙县划分为6个分区：碳汇功能保持区、低碳限制发展区、减碳优先发展区、增汇生态修复区、高碳生产优化区和高碳总量控制区。     

基于土地利用的丹江胡村—商镇断面控制流域景观格局研究

以土地利用数据为基础,采用地理信息处理软件Arc GIS和景观格局分析软件FRAGSTATS,选取斑状密度、斑块个数、Shannon指数、蔓延度指数、边缘密度、周长-面积分维数、类型分离度等指标,对丹江胡村—商镇断面控制流域土地利用特征、景观空间分布和结构特征进行分析研究。结果表明:研究区域内人类活动导致林地、草地景观类型面积减少,逐步转变为耕地景观类型;优势景观类型渐渐从林地(面积比从48.83%减小到31.49%)变为草地(面积比从24.35%增加至41.73%);在景观级别上,各断面控制流域内同类型斑块逐渐聚集,而形状趋于复杂,不同类型斑块聚集程度及多样性也逐渐增加,且各类型比例较为均一;在类型级别上,人为活动对耕地、建设用地和未利用土地的影响作用较大,其景观类型形状趋向复杂,破碎程度增加,草地景观的斑块表现出聚集的趋势,水域景观的分布杂乱且形状复杂,连通性越来越低。     

黄河下游滩区河南段土地利用类型的时空变化特征

分析黄河下游滩区土地利用类型的时空变化特征，可为黄河流域生态保护和高质量发展战略提供可靠的数据支撑和依据.以黄河下游滩区河南段为研究区，基于Landsat、Sentinel-2遥感影像数据，利用支持向量机算法、转移矩阵、变异系数对2000—2020年研究区土地利用类型的时空变化特征进行了分析.结果表明：(1)2000—2020年研究区内土地利用类型的空间分布相对集中，空间自然连通性大，但是部分区域存在斑块现象.2000—2020年研究区时空变化较大的土地利用类型是滩涂和水面.研究区土地利用类型变化较大的区域主要集中在新乡市原阳县以及郑州周边区域的滩区.2005—2015年期间，研究区土地利用类型的空间分布格局变化最大.(2)研究区的主要土地利用类型为耕地，其面积占研究区总面积的60%左右，其次为水面、滩涂、建设用地、园地及林地.研究期内，研究区各土地利用类型的面积均处于动态变化之中，变化幅度较大的为耕地、水面和滩涂，且这3种土地利用类型的面积之间存在此消彼长的关系.(3)总体来看，研究期内研究区的土地利用程度呈增加的趋势，2020年研究区的土地利用程度最高，为78.49%.在时间序列上...     

基于碳足迹方法的山西省土地可持续利用研究

基于2012年～2016年山西省土地利用和能源消费数据,采用碳排放和碳足迹模型,估算了该时段山西省在不同土地利用结构下的碳排放和碳吸收状况,并分析了土地利用结构、经济增长方式和能源消费结构对土地资源碳足迹的影响.结果表明:总体上,山西省土地利用不合理,建设用地碳排放量占到总碳排放量的99%,林地与草地的碳吸收量远不能抵消建设用地的碳排放量;煤炭的碳足迹远高于其他能源类型,占总碳足迹的87. 2%;平均地均碳排放强度是地均碳吸收强度的69. 5倍,山西省面临着巨大的碳排放压力.减少建设用地面积,改变高能耗低效率的经济增长方式,降煤增气合理化能源结构,方可使山西省土地可持续利用.     

延安市退耕还林前后土地利用动态变化分析

以延安市1989—2012年土地利用动态数据为基础,研究了土地利用的结构、动态度、强度等时空变化特征,并采用景观优势度和景观均匀度等景观格局指标对景观格局变化进行分析.结果表明,退耕前的1989—1999年,延安市各主要土地利用面积变化均不大;退耕后的1999—2012年,土地利用面积变化加快,面积减少最多的为耕地,增加最多的为林地,耕地和林地变化强度远大于其他类型土地;退耕前后的土地利用变化强度指数差异较大,退耕后明显大于退耕前;退耕还林工程的实施有效推动了耕地向林地的流转.延安市景观格局变化以退耕还林工程实施为节点,土地利用优势度先降后升,均匀度先升后降,工程的实施提高了以林地为主体的生态用地对土地利用的支配程度;但随着林地增加,耕地和牧草地减少,土地利用均匀性降低,土地利用丰富度减小,在以后的土地利用中要注重对生态环境建设成果的巩固和保护.     

高寒生态脆弱区土地利用动态变化研究--以青海省长江黄河源区为例

基于长江黄河源区土地利用分类系统,利用1986年TM和2000年ETM 卫星遥感数据的对比,运用GIS方法,分析了江河源区近15年来土地利用类型的空间分布变化与演变格局．结果表明,源区林地、湿地、草地和冰川面积减少,建设用地、耕地和未利用土地面积显著增加,土地综合利用程度下降．土地利用动态转化过程以草地转化为未利用土地、湿地转化为草地和未利用地逆转为草地为主要特征,全区土地利用的空间位置转换面积大于其数量变化．气候变化和人类经济活动是导致研究区土地利用变化的主要因素．     

银川市2000-2020年土地利用时空变化特征及预测

为探究银川市土地利用的时空变化特征,基于2000、2010、2020年3期土地利用数据,通过土地利用变化、景观生态学和元胞自动机(cellular automata, CA)-Markov模型,定量研究了20年间银川市土地利用景观格局变化特征,并对土地利用变化进行模拟预测。结果表明:耕地、林地、水域和未利用土地面积减小,草地和城乡工矿居民用地面积增加,各土地利用类型之间转换较为强烈,土地利用变化结构的主体为草地和城乡工矿居民用地,土地利用程度不断加深但具有区域差异性特征;土地利用景观形状的复杂程度增加,城市空间不断扩张,整体景观都趋于平均,景观异质程度增强,景观向多样化方向发展趋势;CA-Markov模型能有效模拟银川市土地利用变化情况且具有较高精度,Kappa系数为0.828 5;2030年耕地、林地和未利用土地面积减少,草地和城乡工矿居民用地面积增加。人口数量与结构、国内生产总值(gross domestic product, GDP)、经济增长以及区域宏观政策是研究区各类土地利用类型变化的主要驱动因素。     

湖南省土地利用碳排放时空差异及其影响因素分析

基于2000–2018年湖南省各类土地利用栅格数据,运用IPCC碳排放因子法、LMDI模型测算碳排放效应,土地利用的碳源、碳汇能力分析土地利用碳排放时空差异规律及五类影响因子与碳排放的关系。研究结果表明:(1)研究期内建设用地面积大幅度增加,水域、未利用地用地面积小幅度增加,耕地、林地、草地面积小幅度减少;(2)耕地、建设用地为主要碳源,林地、草地和水域为主要碳汇,碳排放强度在空间上大致呈现出由城市中心向城郊递减规律;(3)土地利用碳排放强度、土地利用结构效应、经济发展因子及人口因子对碳排放起推动作用,单位GDP土地利用强度对碳排放起抑制作用。     

陕北黄土高原生态脆弱地区土地利用变化的时空分析：以志丹县为例

由于黄土高原区域存在土地利用变化剧烈、人地关系结构不合理的问题,以陕西省志丹县为讨论范围,GIS技术为支持,对2008、2012年和2016年的3期遥感Landset影像进行目视解译,将土地转移矩阵、变动图谱和信息熵结合起来,对研究区域进行土地利用时空变化特征研究.结果显示:2008—2016年间,研究区域林地面积变化幅度最大,稳定型变动方式中林地所占面积最大,住宅和交通用地面积扩张显著;林地、园地、草地和水域呈现出缩减趋向,志丹县土地利用仍旧以耕地和林地为主要类型,并且耕地与林地相互间的转化十分显著.总之,志丹县土地利用结构向稳定方向发展,其结论以期能够对陕西北部黄土高原城市土地合理利用和高效管理提供根据.