分形理论支持下的城市土地利用热环境效应研究——以武汉市为例

传统的城市土地利用热环境效应研究主要以统计分析方法为主,无法从本质上反映城市土地利用与热环境在空间上的内部关联性.该文引入分形理论方法,构建了半径维数,定量描述从热岛效应中心向四周低温辐射过程中土地利用空间格局的变化特征,并以武汉市为例展开案例研究.从分析结果来看,武汉市农用地、林地、水域、未利用地和建设用地5种土地利用类型的半径维数从大到小分别是2.343,2.333,2.218,2.304和1.715,说明建设用地对城市热环境表现为正效应,林地、农用地及水域表现为负效应,未利用地效应不显著.研究结论表明,半径维数能够有效区分各种土地利用在空间结构上对热环境效应的聚集或缓解的作用效果,可以科学地指导政府部门通过城市土地利用规划手段来降低城市热岛效应影响范围与程度.     

基于RS和GIS的贵阳市土地利用/覆盖变化时空特征分析

利用TM、ETM+遥感影像,通过遗传神经网络分类方法提取了1995～2010年贵阳市土地利用/覆盖类型变化(LUCC)信息,并分析了LUCC的空间分布特征和近15a来的整体变化情况.结果表明:林地、草地、农作和裸地、建设用地和水体是贵阳市的主要地表类型,其总体变化特征为城市建设用地扩张明显,水体、草地面积保持平稳,农田和裸地面积减少,林地面积稳步增加.     

基于分形理论的福州市土地利用空间格局变化研究

以福州市为例,在遥感和GIS技术的支持下,运用分形理论对土地利用空间格局的变化进行了研究．首先对福州市1988年的TM和2004年的ASTER影像进行解译,然后利用分形模型,计算出1988年和2004年各个地类的分维数和稳定性指数,对土地利用空间格局变化进行了定量分析．结果表明：福州市各土地利用类型的分布具有分形结构,其中耕地、林地形态复杂程度上升,建设用地形状趋向简单化;水域一直比较稳定,耕地和林地稳定性都有不同程度的下降,建设用地稳定性从1988年的最不稳定变化到2004年的最稳定．     

贵州山区土地利用景观格局变化分析——以麻江县坝芒乡为例

以贵州省麻江县坝芒乡为例,根据1992年和2012年2期遥感影像解译获得土地利用数据,通过计算相关景观格局指数,研究了1992—2012年坝芒乡土地景观格局演变特点.结果表明:1)研究期间,耕地与未利用地面积下降,林地、草地、建设用地和水域面积增加,耕地、林地和草地之间的转化最为突出;2)各土地景观类型的斑块数都有不同程度的变化,林地、草地、建设用地有所增加,耕地、水域和未利用地有所减少,除耕地景观形状指数降低外,其他景观形状指数都呈增加趋势;3)景观多样化指数、均匀度指数和分离度指数呈减少趋势,结合度指数、蔓延度指数和聚集度指数呈增加趋势,反映出该区景观异质性降低,结构趋于简单.退耕还林还草工程以及快速城镇化是贵州山区土地利用景观格局变化的主导因素.     

贵阳市土地利用变化及驱动因素分析

以贵阳市2000年、2005年、2010年土地利用数据为基础,依托Arc GIS、IDRISI等软件平台,分析2000—2010年间贵阳市土地利用变化。从自然、社会经济、可达性等方面选取6个驱动因子,运用Logistic模型,分析贵阳市各土地利用变化驱动因素。研究结果表明:1)10年间,贵阳市土地利用变化显著,建设用地、林地大幅增加,耕地大幅度下降,且耕地是建设用地、林地的主要转入来源;2)2000—2010年,各地类平面重心均发生迁移,建设用地平面重心变化幅度最大,耕地平面重心迁移方向与建设用地相反;3)各地类与驱动因子的Logistic回归模型的ROC值均大于0.75,能很好地模拟土地利用变化与驱动因子之间的关系;4)在喀斯特山区,坡度、高程、距居民点距离对贵阳市土地利用格局的形成及演变有重要作用。     

基于GIS的土地利用变化分析

本文选用1985年和2000年两期土地利用现状图,借助ArcView3.2软件和统计分析技术,分析了泉州市1985年～2000年间土地利用类型的数量变化和空间变化特征,结果表明:(1)1985年～2000年期间,泉州市土地利用发生了很大的变化。(2)泉州市15年来各类土地利用类型年均变化速度为0.22%。(3)泉州市各种土地利用类型面积的增减在空间上存在明显的区域差异,通过统计分析显示,耕地和水域面积的减少主要集中在沿海地区,草地和未利用土地面积的减少主要集在内陆山区,城乡、工矿、居民用地面积的增加主要集中在沿海地区,林地面积的增加主要集中在内陆山区。其中类型转化变化量最大为耕地转变为城乡、工矿、居民用地,其次为林地与草地类型之间的转化。     

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。     

黔东南苗族侗族自治州土地利用时空变化与驱动因素

选择黔东南州作为研究对象, 利用1993, 1999和2009年3期遥感影像, 研究了黔东南16年来土地利用格局的时空变化特征。结果表明: 1993?1999年, 研究区耕地、建筑用地面积明显增加, 而林地面积、草地面积和水体面积均呈下降趋势; 1999?2009年, 研究区建设用地仍然呈增加趋势, 耕地和水体面积略有增加, 林地和草地面积略有减少。研究区各市、县土地利用格局的变化动态差异明显, 耕地和林地是各市、县的主要土地利用类型, 变化强度较大, 并且在时间维度上的变化不稳定。 1993?2009年土地利用程度的变化表明,土地利用正处于发展期, 随着经济的增长和人口数量的增加, 对建设用地的需求还将扩大, 土地利用的广度和深度将不断增大。     

干热河谷典型区元谋县土地利用变化与动态预测

土地利用类型格局变化对于区域经济以及资源可持续发展规划有着显著的影响作用.基于遥感(remote sensing,RS)和地理信息系统(geographic information system,GIS)技术,应用土地利用动态度、土地利用程度指数、土地利用转移矩阵、CA-Markov模型对干热河谷典型区元谋县1990-2020年土地利用变化及2020-2025年的土地利用发展趋势进行了分析.结果 表明:1990-2020年30 a间,元谋县的草地、水域、城镇用地面积增加,林地、耕地、未利用地面积减少,其中城镇用地面积增加速率最大;整体上,元谋县的土地利用变化速度较快,土地利用程度有所提高,但土地利用程度仍处于中等水平;各种土地利用类型在近30 a转换频繁,主要以草地转入,耕地转出为主;CA-Markov模型预测结果表明2020-2025年期间元谋县除草地、林地、水域、其他用地面积呈现下降趋势外,未来耕地、城镇用地面积有所增加,其中城镇用地面积在未来5年内的增长速率为11.05％,预测模型的Kappa系数为0.92,说明模型结果和转换规则可信度较高.研究结果可为元谋县土地资源管理与合理利用提供科学依据.     

洱海流域土地利用格局变化研究

利用1990和2006年的遥感影像数据,应用Arec View3.3和Fragstate3.3软件,根据斑块密度指数(PD)、聚集度指数(AI)、景观蔓延度指数(CONTAG)、平均景观类型分维(FRAC-MN)、Shannon多样性指数(SHDI)、景观形状指数(LSI)等景观指数对洱海流域土地利用格局进行时空变化分析,研究结果表明:①1990~2006年间洱海流域土地利用整体空间格局变化不大,但各土地利用类型的面积却发生了较明显的变化.②流域景观基质都为林地.林地、耕地和草地面积占流域总面积80%以上,且均呈下降趋势,其中耕地面积减少了41.18 km2,林地面积减少了37.19 km2,草地面积减少了32.76 km2;景观指数变化表明他们的斑块破碎化程度增高,空间异质性增加,抗干扰能力下降,形状复杂化,连通性降低.③住宅用地面积增加最多,从52.80km2上升到151.25 km2,面积增加了2.9倍,并且其镶嵌分布于水田中间.     

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。     

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.     

基于分形理论的土地利用类型--以重庆永川区为例

土地利用空间形态研究是地理学的重要研究方向,为了增进对重庆市永川区土地利用时空变化的理解,为相应规划及政策的制定提供理论依据和方法。运用分形理论对2005-2015年重庆市永川区的土地利用类型进行了探讨,计算了永川区各类用地的分维数(D)和稳定性指数(S)。研究结果表明：在2005年至2015年十年间,永川区耕地面积减少严重,但仍为该区最主要的用地类型;从2010年起,林地面积增长迅速,“退耕还林、还草、还湖”政策在永川区的落实初显成效;建设用地占地比例从2005年的7.87%上升到2015年的14.53%,分维数逐渐减小,建设用地的分异性差异减弱,稳定系数逐渐增大,空间结构趋于稳定状态;草地、水域和未利用地在研究时间段内变化不大。分维值和稳定性指数大小及变化能够较好较好地反映地利用结构和演变规律。     

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。     

基于RS-GIS古浪河流域土地利用变化

借助3S技术,以1977年来七期的古浪河流域遥感影像为数据源,通过目视解译得到七期土地利用类型数据,统计古浪河流域土地利用各类型所占百分比及其变化;通过计算土地利用程度综合指数,分析该地区的土地利用程度,反映其中的自然因素和人为因素;通过计算变化最大的类型:林地、草地、耕地三者的相互转化面积和贡献率,分析土地利用变化的整体方向;最后分析土地利用变化的区域差异及时空格局.结果表明:林地面积下降13.92%,耕地面积上升14.38%,草地面积是先减后增,总体变化不大;土地利用类型变化主要为林地、草地、耕地三者的相互转化;土地利用类型变化较大的地区主要分布在沿河地区,并且古浪县的土地利用变化较天祝藏族自治县更大.     

喀斯特石漠化地区退耕模式对土壤团聚体组成和稳定性的影响

探明贵州花江—关岭喀斯特石漠化地区不同退耕模式对土壤团聚体组成和稳定性的影响,为石漠化地区不同植被恢复模式的水土保持效益评估提供科学依据。选取喀斯特石漠化地区耕地(对照)、乔木林地和花椒林地土壤为研究对象,采用湿筛法测定0～40 cm土层土壤团聚体组成,计算0.25 mm水稳性团聚体含量(R_(0.25))、平均重量直径(MWD)、几何平均直径(GMD)和分形维数(D)等团聚体指标。结果表明:1)耕地转变为乔木林地和花椒林地显著增加了粗大团聚体(2 mm)含量(P0.05),显著降低了2 mm粒径团聚体含量(P0.05);2)土壤R_(0.25)、MWD和GMD值表现为乔木林地花椒林地耕地,土壤分形维数D值则相反;3)退耕后土壤团聚体稳定性的增加主要与粗大团聚体含量增加有关,2 mm和0.25 mm粒径是土壤团聚化过程中关键的临界点;4)退耕后,土壤团聚体含量和稳定性指标的变化幅度随土层深度的增加而减小,表明表层土壤团聚体组成和稳定性对土地利用变化的响应更为敏感。     

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.     

辽宁省土地利用碳排放空间关联性及碳平衡分区

土地的利用和改造是造成大气中CO₂含量增长的重要原因,土地利用调控措施的实施对实现“双碳”目标具有重要意义.基于2005—2020年4期遥感数据,分析辽宁省土地利用碳排放时空演变特征,运用社会网络分析方法探讨辽宁省土地利用碳排放空间关联网络的结构特征,并在碳平衡分区基础上提出了辽宁省低碳发展策略.结果显示：(1)研究期间内,辽宁省土地利用类型以耕地和林地为主,耕地转出面积最多,林地转入面积最多;辽宁省土地利用碳排放量高值区大致可分为经济高水平城市、资源型城市、港口型城市与粮食主产区等4种类型,低值区始终为丹东市.(2)辽宁省土地利用碳排放空间关联网络具有显著的通达性和非均衡性特征,沈阳市既是中心行动者又具有中介作用,城市碳排放联系模块内部的组成城市存在动态更替现象,呈现明显的核心-边缘结构特征;(3)结合辽宁省块模型划分结果,确定出丹东和本溪等为碳汇功能区,沈阳和辽阳低碳发展区,大连和鞍山等为高碳优化区,朝阳和锦州等为高碳控制区.未来辽宁省应实行差别化土地利用和管理政策,形成土地低碳化布局,着力推进经济社会高质量发展.     

宿州市城市扩展的遥感动态变化监测与评价

以安徽省宿州市为研究对象,分别从Landsat TM/ETM＋和Landsat 8遥感影像提取1987年、2000年、2005年和2013年四个时期的土地利用信息,每个时相的遥感影像分为建设用地、林地、水体和耕地四类,从城市建设用地扩展速度、扩展强度、分形维数、稳定性指数、城市扩展弹性系数、城市扩展方向等方面详细分析了26年来宿州市城市扩展的时空变化.研究结果表明：宿州市城市建设用地面积一直持续增加,扩展速度进一步加快,扩展强度也进一步增强.1987-2013年,建设用地面积净增50.67 km2,扩展速度为5.18％,扩展强度为1.63.城市空间格局由填充式逐渐向外延式转变（即由老城区向外延伸扩展）,主要向南、北、东南和西北方向发展.     

基于土地利用变化的宝鸡市生态系统服务价值研究

本文基于宝鸡市2005-2015年土地利用变化统计数据,分析并研究了土地利用变化情况和生态系统服务价值变化特征,为宝鸡市土地利用科学布局及合理规划提供了参考。结果表明:(1)研究期内,宝鸡市土地利用结构发生了明显变化,林地和其他农用地面积出现增加,未利用地、草地、水域、园地、建设用地、耕地均有不同程度的减少,未利用地面积减少最多,减幅高达55.45%,林地面积增加最多,增幅为17.67%。(2)近10年,宝鸡市生态系统服务总价值由327.45亿元增加到363.01亿元,增加了35.56亿元,林地的贡献度最大,耕地次之。(3)宝鸡市突出的生态系统服务功能是土壤形成与保护、水源涵养、生物多样性保护、气体调节,该4项生态系统服务价值超过了宝鸡市生态系统服务总价值的60%。(4)各时期不同土地利用类型的生态服务价值敏感性指数均小于1,表明研究结果可信。