河南省土地利用变化特征及其空间格局

[目的]通过分析河南省2011~2016年土地利用变化特征和空间格局状况,以期为日后河南省合理开发、利用土地资源提供一定的理论指导。[方法]基于河南省土地变化特征,通过马尔科夫模型对河南省2011~2016年土地变化特征进行分析,从多个角度揭示该地区土地利用结构变化情况,并对河南省土地空间利用变化进行评价。[结果]河南省建设用地增加幅度最大,耕地、水域用地有不同程度的减少。土地空间变换主要表现为耕地和林地、水域用地、建设用地等土地类型之间的变换。由土地利用综合区可知,不同土地类型转换过程中,草地是转换比率最小的类型。[结论]河南省的各类土地利用之间的矛盾日益激烈,直接或间接地影响社会经济制度、土地政策和土地管理,因此,有必要加强开展土地资源管理和规划、保护生态环境等方面的工作。     

基于FLUS模型的景泰县土地利用动态变化与趋势预测

土地利用变化研究是分析土地利用中存在问题的重要环节，开展土地利用动态变化与趋势预测，是加强土地资源管理，提高土地资源利用率的重要保障。本文选取甘肃省景泰县2000年、2010年和2020年三期Landsat-TM/ETM、Landsat 8遥感影像作为基础数据，通过未来土地利用模拟（FLUS）模型分析土地利用发展趋势、预测2030年土地利用格局。结果表明，（1）景泰县土地利用整体动态度变化速率较快，耕地、林地、其他草地、水域、建设用地和其他土地六种地类产生转移的面积占其总面积的6.01%，其他草地为主要的转出型地类，建设用地为转入型，增幅较明显。（2）通过模拟2030年土地利用格局，建设用地集中点由北向南部兰州经济圈转移，自然因素影响下北部水域面积小幅减少，耕地与林地无明显变化，其他草地继续为转出型地类。研究表明FLUS模型预测土地利用格局符合景泰县实际情况，方法切实可行，是开展土地利用变化预测较好的方法，研究结果对优化土地利用结构、编制国土空间总体规划、制定土地管理政策具有重大的指导意义。     

基于ArcGIS的河南省土地利用变化特征研究

[目的]以河南省为研究对象,分析2005~2010年河南省土地利用变化特征及其影响因素,为日后河南省合理利用各类土地资源提供思考和借鉴。[方法]主要采用数据分析法和文献研究法。查阅文献搜集2005~2010年河南省土地利用情况相关数据,通过ArcGIS 10.2软件,得到河南省土地利用变化特征。[结果]河南省的主要土地利用类型是耕地,2010年占河南省土地总面积的63.12%。2005~2010年,河南省的耕地转移面积最大,为5.055 4万hm~2。其次为水域用地,转移面积2.184 8万hm~2。草地转移面积最小,转移面积为2 424hm~2。水域用地动态度变化为7.49%,未利用地动态度变化为6.86%,耕地变化动态度最小,为0.48%。耕地主要向建设用地转移,转移面积为13.403 1万hm~2。林地主要向耕地转移,转移面积为1.617 4万hm~2。未使用地主要向耕地和水域用地转移,转移面积分别为2 568hm~2和7 673hm~2。[结论]2005~2010年河南省土地利用格局发生了较大变化。耕地面积减少,建设用地面积增多。未利用地主要向耕地和水域用地转出。河南省单一土地利用动态度最大的水域用地,最小的是耕地。建议相关部门,依据各地地理条件、经济发展水平及土地利用中出现的问题,制定合理的政策和措施,促进土地利用健康发展。     

武汉市城区土地利用景观格局变化分析与模拟

基于1994年和2005年TM影像,在遥感和地理信息系统技术支持下,分析武汉市城区土地利用及景观格局变化特征,利用CA Markov模型预测研究区2016年土地利用景观格局.结果表明:研究期内耕地、草地和水域大面积减少,建设用地和林地则以较快速度增加,末利用地有所减少.景观格局变化呈现出"破碎度增加、多样性和均匀度微减、优势度微增"的特征.预计到2016年,耕地和水域将继续大面积减少,建设用地仍将以较大幅度扩展,林地增加速度趋缓.     

普湾新区土地利用动态监测及预测分析

以大连市普湾新区作为研究区,利用2000,2007,2014年3个时期的遥感影像数据,对研究区14年间的土地利用动态变化过程以及各土地利用类型间的相互转化情况进行分析,获得研究区各年份间土地利用变化的转移矩阵和土地利用类型变换图。然后运用IDRISI的CA-Markov模型对研究区未来土地利用演变趋势进行模拟及预测,得到研究区2021年土地利用类型预测图及统计数据。结果表明:2000-2014年的14年期间研究区的建设用地明显增加,耕地和水体不断减少,林地后期出现减少趋势,未利用土地呈现波动变化的趋势。而且到2021年建设用地和耕地、水体之间的矛盾将更加突出,应合理利用土地资源、保护生态环境,减少对海洋生态的危害。     

基于PLS-PP的延吉市土地利用变化趋势预测研究

利用延吉市1992年和2007年两期Landsat TM数据,在分析土地利用变化的基础上,应用偏最小二乘回归的投影寻踪耦合（PLS-PP）模型,对延吉市的土地利用变化进行了分析和定量预测。研究结果表明,偏最小二乘回归的投影寻踪耦合（PLS-PP）模型与传统的偏最小二乘回归（PLS）模型方法比较,预测值精度显著提高。根据PLS-PP模型的运算结果,按照目前的变化速度,延吉市林地、草地将逐渐减少,耕地、居民点工矿用地、未利用地、水域用地逐渐增加,其中未利用地、水域用地变化幅度较大。该方法可为土地利用变化预测研究提供一种新的思路,预测结果可为土地管理部门制定相应的对策提供依据,从而达到土地资源优化配置与合理利用的目的。     

基于CA-Markov模型的云南自由贸易试验区土地利用和景观格局时空演变分析及模拟预测

为探究云南自由贸易实验区土地利用和景观格局变化特征,协调经济发展和生态保护,促进土地资源高效可持续利用。本文通过Arc GIS 10.6、Fragstats 4.0、IDRISI 17.0以自贸区2010、2015、2020年三期遥感影像为数据源,研究分析其土地利用变化和景观格局时空演变特征,并利用CA-Markov模型,模拟预测2025年土地利用类型和景观格局。研究表明,（1）三个片区土地利用结构变化为建设用地增加,林地、耕地和未利用地减少,草地和水体基本保持不变。（2）在研究期前期,建设用地主要来源于林地和耕地,后期为未利用地,并加大对生态环境的保护力度。（3）在发展过程中,其整体景观破碎度逐渐降低,但连通性和集聚度逐渐加强,生物多样性减少;耕地、林地破碎化程度加重,聚集度和景观优势不断下降,并转换为建设用地;随着人类干扰因素不断增强,建设用地优势表现明显,聚集度高,区域景观自我调节能力增强,景观空间结构更加稳定。     

基于CA-Markov模型的大连市旅顺区土地利用变化及预测研究

实时监测土地利用及其变化(LUCC)的状况对于经济增长、社会进步、环境保护以及生态文明建设具有重要的意义。本文基于IDRISI软件中的CA-Markov模型,分析了大连市旅顺区1994年-2014年的土地利用变化,同时预测了2024年的土地利用状况。结果表明:旅顺自1994年来,建筑用地面积逐年增加,并主要集中在中南部和西部沿海地区,与此同时,耕地面积也逐年增加,但由原来的西部逐渐演退至北部区域的丘陵地带,林地面积逐步萎缩,面积大幅下降,其主要被开垦为耕地或建筑用地,在本区域中南、西南部,林地大多直接转变为建筑用地或先转变为耕地再转变为建筑用地,而北部则主要转变成了耕地和相对较小的居民点,水域(湖泊、河流)的面积逐年减少,湖泊、水库面积萎缩,随着城镇化的加快和人口数量的不断增加;由于不断地城市用地开发和林地的砍伐以及耕地的弃用等综合因素导致,未利用地减少。总体上,旅顺的土地利用变化由于经济建设的力度不断加大,人工自然景观用地越来越多,生态安全压力不断增大,未来十年间,旅顺土地利用将持续20年来的趋势,但变化速度放缓。     

基于CA-Markov的江汉平原生态系统服务价值动态模拟*——以湖北省潜江市为例

[目的]江汉平原为典型快速城市化区域,文章以地处江汉平原腹地的潜江市为例,研究其土地利用及生态环境发展趋势,旨在指导土地利用规划及生态经济协调发展,为类似区域提供参考。[方法]以1995—2015年5期土地利用矢量图为基础数据,采用修正的生态服务价值当量系数计算各年份生态系统服务价值(Ecosystem Services Value,ESV),绘制空间分布图,分析其时空变化特征。并采用CA-Markov模型对2035年土地利用空间格局进行模拟,分析2015—2035年ESV变化趋势。[结果]2000年前后城镇化速度差异明显,总体上生态用地在不断减少,潜江市土地利用方式有待转型;1995—2015年,潜江市ESV变化呈现"急速增加—锐减—恢复增加"的模式,水域面积变动是ESV变化的根本原因;面积起伏不大的耕地对生态系统稳定十分重要,但林地、湿地、草地生态服务价值占比都有减小的趋势,表明生态环境发展并不乐观;1995—2015年ESV空间分布发生了显著变化,高值区逐渐以返湾湖为中心集聚分布,并存在向南扩大态势,低值区呈条带状分布于中心城区;敏感性指数计算结果表明计算结果较为科学; CA-Markov模型模拟结果表明, 2015—2035年,生态用地数量增加,土地利用结构趋于优化,但耕地大幅减少,ESV由47.31亿元下降至46.66亿元,减幅为1.37%。[结论]以潜江市为代表的区域生态环境发展不容乐观,政府应加强对水资源、耕地的保护,推行环境友好型土地利用方式,推动生态文明建设。     

武汉市土地利用/覆被变化(LUCC)时空特征研究

为揭示武汉市1994—2016年土地利用/覆被变化特征和三峡库区重要节点土地利用状况。利用1994年、2006年和2016年三期LandsatTM遥感影像和基础地理数据,通过目视解译对武汉市土地利用类型进行监督分类,分析武汉市土地利用结构特征、土地利用与覆盖变化的时空格局和重心迁移特征。研究结果表明:1994—2016年间,研究区的草地、水域和城乡、工矿、居民用地增加比例分别为0.48%、0.19%和4.53%;林地、耕地和未利用土地减少比例分别为0.82%、0.70%和0.99%;研究区内30.77%的区县草地面积比例最高,其次是林地、耕地。2016年城乡、工矿、居民用地比例最高的区县占武汉市总区县的50%。1994—2006年间,研究区各用地类型之间的相互转换较多;耕地的动态变化最为明显,总面积减少了972.69 km~2;林地净增加最多,为900 km~2;草地净增加264.38 km~2;城乡、工矿、居民用地净增加39.63 km~2。2006—2016年10年间,土地利用变化面积比例为63.69%;耕地和林地的动态变化最为明显;城乡、工矿、居民用地的转入面积为1738.79 km~2,转出面积为83.93 km~2;水域主要由林地和草地转化而来。22年间耕地的重心迁移最明显,向西南方向偏移29.14 km;草地向西北方向偏移16.59 km;林地向东南方向偏移12.99 km;城乡、工矿、居民用地和水域用地类型的重心迁移量微弱。     

河北省耕地压力与经济发展的时空耦合研究

[目的]通过测度河北省耕地压力指数,分析其时空变化,再利用GDP和人均GDP等数据探明河北省耕地压力与经济发展的空间关联和耦合关系。[方法]文章利用人均最小耕地面积公式计算耕地压力指数的变化,利用地理联系率、重心模型等方法拟合了河北省耕地压力指数重心与GDP重心、人均GDP重心演变轨迹,进而测算其地理集中度和耦合指数,分析耕地压力和经济发展的时空耦合类型。[结果](1)1978~2014年间河北省耕地压力指数从1.16震荡下降至0.91,期间经济发展速度较快,2014年GDP达2.942 12万亿元。(2)河北省耕地压力与经济发展存在密切的联系,2010年耕地压力指数与GDP、人均GDP的地理联系率均超过95,三者的重心移动轨迹保持较高的一致性。[结论]河北省耕地压力与经济发展耦合关系明显,耦合类型随着时间的推移发生演变,越来越多地级市的耕地压力与经济发展的耦合指数逐渐趋近于1。     

基于耕地多功能权衡与协同分析的耕地利用转型研究——以北京市为例

[目的]探究耕地隐性形态变化,丰富耕地利用转型研究的形态视角。[方法]土地系统功能权衡度(LFTD)模型,灰色关联度分析法。[结果](1)2005—2016年北京市耕地多功能性呈现不同变化趋势。生产和社会保障功能为下降态势,生态功能经历U型变化,文化功能为持续上升状态。(2)根据功能层次性将北京市耕地多功能变化分为3个阶段:2005—2008年耕地转型前期,生产和社会保障功能为主导;2008—2014年转型期,多功能间发生复杂作用;2014—2016年转型后期,文化和生态功能为主导。(3)耕地多功能随阶段变化经历了权衡协同关系持平到以权衡关系为主导再到权衡协同关系持平的过程。3阶段主导功能变化及转型期生态、文化功能和生产、社会保障功能间复杂的权衡关系共同佐证了北京市于2014年实现了耕地功能层面转型。(4)3阶段影响因素关联性趋势变化显示第一产业比重、人均固定资产投资、农民人均纯收入和人均GDP是耕地转型期显著影响因素。[结论]耕地隐性形态变化可深层次显化耕地利用转型,为耕地可持续利用提供参考。     

怒江州土地利用模拟及生态系统服务价值评估——基于PLUS模型的多情景分析

[目的]为测度怒江州土地利用及生态系统服务价值。[方法]文章借助斑块生成土地利用变化模拟模型（Patch-generating Land Use Simulation Model,PLUS）及当量因子法计算3种情景下土地利用变化的生态系统服务价值（Ecosystem Services Values,ESV）,选取2013年和2019年两期遥感数据及2013—2019年NPP和粮食产量、播种面积以及粮食价格数据进行2025年土地利用变化模拟并对其生态系统服务价值进行评估。[结果]（1）采用PLUS模型对2025年怒江州土地利用变化类型模拟的效果较好,其总体精度为82.3%,FOM值为0.26,说明模型具有普适性;（2） 2019年自然情景下的ESV为764.18亿元,2025年自然发展、生态保护及耕地保护情景的ESV分别为759.42亿元、764.16亿元和762.80亿元;（3）生态价值敏感度小于1,表明怒江州ESV对生态系数缺乏弹性,结果可信;（4）在生态价值变化度中,林地和水域变化度大于1,说明林地和水域面积变化对怒江州ESV的影响大。[结论]怒江州土地利用变化度小,生态系统服务价...     

人口规模、经济增长、资源禀赋与虚拟土地进口

[目的]分析虚拟土地进口的主要影响因素,为我国合理利用"两个市场"和"两种资源"提供决策依据。[方法]以1992~2014年的经验数据为依据,建立VAR模型,对我国人口规模、经济增长、资源禀赋与虚拟土地进口之间的关系进行实证分析。[结果]人口规模增长、经济发展以及人均耕地锐减是我国虚拟土地进口持续增长的驱动因素,三者对虚拟土地进口增长的驱动作用持续时间较长,且人口和人均耕地面积对虚拟土地进口的贡献呈不断增强趋势,但人均GDP对虚拟土地进口的贡献呈不断下降趋势。[结论]在未来一段时间内,虽然我国人口和人均GDP将继续保持双增长,但对促进虚拟土地进口增长的贡献较小,而人均耕地面积的不断减少对虚拟土地进口增长的贡献作用大,且贡献率有不断上升的趋势,耕地资源紧缺将成为我国虚拟土地进口不断攀升的主要影响因素。在当前严峻的资源环境形势下,保障耕地资源数量和质量、优化耕地资源空间配置、合理进口非粮土地密集型农产品、大力支持农业"走出去"等虚拟土地战略措施需要积极落实执行。     

叶尔羌河平原绿洲耕地生态安全评价及预警分析

[目的]为了明确叶尔羌河平原绿洲耕地生态环境现状,分析耕地生态安全当前面临的主要影响因素,探索耕地生态安全预警问题及协调人地关系。[方法]文章运用DPSIR概念模型构建预警指标体系,在此基础上,运用DPSIR概念模型与障碍度模型对1991—2016年叶尔羌河平原绿洲的耕地生态安全警情格局进行评估和主要障碍因子分析,最后采用灰色GM(1, 1)预测模型对其2018—2025年的警情演变趋势进行预测。[结果](1)总体上, 1991—2016年叶尔羌河平原绿洲耕地生态安全预警值从0.149 1增加到0.691 8,呈波动上升趋势,安全警情经历了"巨警—重警—中警—轻警"的发展历程。(2)就各子系统的变化趋势而言, 1991—2016年压力系统的预警值整体上呈现下降态势,驱动力、状态、影响和响应系统的预警值总体上呈现递增趋势。(3)长期来看,系统压力是影响耕地生态安全的主要因素,是今后调控的重点。1991—2016年系统压力的障碍度以年均7.57%的速度增加,而系统驱动力、状态、影响和响应的障碍度分别以年均0.34%,1.01%,100%和4.65%的速度下降。(4)影响耕地生态安全的主要障碍因子包括农作物受灾面积、农药使用强度、灾害指数、地膜使用强度、化肥使用强度和人口密度等。(5)按现状发展态势,灰色预测分析得出2018—2025年耕地生态安全预警值分别为0.697 0,0.730 1,0.765 3,0.802 8,0.842 5,0.884 6,0.929 2,0.976 3。[结论]叶尔羌河平原绿洲耕地生态安全在向较好的态势发展。     

基于核密度估算的大都市耕地数量空间分布特征分析*——以天津市为例

［目的］耕地资源是人类生存和发展的基础性资源，通过研究大都市耕地空间分布特征，为耕地保护和优化耕地空间布局提供科学依据。［方法］文章利用土地利用现状矢量数据在ArcGIS 101中提取出耕地要素图层，采用重心模型确定城市重心位置，运用象限分析法把天津市分成8个方位，分析天津市的耕地空间数量分布特征，利用核密度估算法计算天津市耕地数量的核密度值，继而采用自然断点法进行核密度分区来确定天津市耕地密度等级，分析的耕地空间聚集分布特征，总结出影响耕地空间分布的主导因素，针对性地提出耕地保护建议。［结果］（1）耕地核密度变化范围为0~8687 point/km2，核密度值由小变大，耕地整体呈由分散向聚集状态演变，天津市主要是以中低密度区（36525 696万hm2）为主，整个区域内的耕地呈分散状态分布； （2）中心城区无耕地可用，耕地核密度等级结构单一； 近郊区的耕地核密度等级结构复杂多样且变化趋势相似，耕地聚集程度适中； 远郊区的耕地面积较多，耕地核密度等级结构不同，耕地聚集程度相差较大。（3）天津市耕地分布主要受到地形地势、土壤、经济发展、城镇扩展、土地相关规划及政策等多方面因素影响。［结论］天津市耕地在各区各方位的空间分布呈现不同特征，借助核密度估算法能更加细致深入地研究大都市耕地在不同空间的聚集程度，对促进耕地空间优化布局与合理利用具有重要的研究意义。     

近40年安徽省耕地非农化时空分布特征及扩散路径

[目的]为探明区域耕地非农化时空变化特征及演变路径,实现对安徽省耕地资源的保护及精准管理。[方法]文章基于1980年、1990年、2000年、2010年和2020年安徽省LUCC数据,利用GIS空间分析手段,并借鉴重心迁移模型,探究安徽省县域耕地非农化过程及空间分布关系。[结果]（1）近40年安徽省耕地非农化面积差异明显,4个不同阶段耕地非农化面积呈不断增长态势,耕地非农化强度趋向于皖中最大,皖北次之,皖南最小的格局。（2）县域耕地非农化速度等级空间分布地域差异性显著,皖南速度最快,皖北最慢。耕地非农化速度等级自小到大的重心点密度逐渐降低,整体波动方向为北西—南东方向,且波动幅度逐步提升。耕地非农化速度重心点的轨迹变化表明近40年安徽省耕地非农化历经了由中心向外围扩散又逐渐收敛的过程。（3）耕地非农化重心向东北方向迁移且距离不断变小,空间形态上呈现Y型,非农化路径表现为先远离后靠近的扩散态势。非农化重心一直偏安徽省几何中心以北。[结论]揭示了安徽省耕地非农化演进过程及扩散路径,为政府部门掌握耕地变化以及保护耕地资源提供对策。     

中国粮食耕作面积与农用化学品投入的时空协同分析

[目的]耕地保护是中国的基本国策,也是粮食安全的重要保障。耕地总量动态平衡是落实耕地保护政策的具体形式,这也造成耕地向欠发达地区转移。在此背景下,农用化学品投入也有向经济欠发达地区、特别是西部地区转移的风险,加剧西部生态脆弱区环境保护压力。然而,目前研究还鲜有这方面的报道,特别缺乏对粮食耕作面积与相应农用化学品投入间时空协同关系的分析。[方法]文章基于2000—2019年省级粮食耕作面积和用于粮食生产的农用化学品投入（化肥、农药、地膜和农用柴油）数据,利用重心模型、标准差椭圆和耦合协调度模型,对全国以及东、中、西部地区粮食耕作面积和农用化学品投入的时空协同特征进行分析。[结果] 2000—2019年中国粮食耕作面积和用于粮食生产的农用化学品投入重心整体向西北或西部移动,其中地膜投入重心移动速度最快,重心迁移速度大小依次为：地膜（11.16 km/年）>农用化肥（5.95 km/年）>粮食耕作面积（5.18 km/年）>农药（4.01 km/年）>农用柴油（3.67 km/年）;全国粮食耕作面积与地膜、化肥、农药、柴油的耦合协调度整体呈上升态势。[结论]随着粮食耕...     

黑龙江省耕地利用效率时空差异及影响因素研究

[目的]揭示区域耕地利用效率变化及影响因素,为提高区域耕地资源利用效率提供科学依据。[方法]文章采用了非期望产出SBM模型、Tobit模型、变异系数法、K均值聚类法。[结果](1)黑龙江省耕地利用综合技术效率总体呈现下降趋势,纯技术效率不高是制约综合技术效率提升的主要原因;(2)1994~2014年间耕地利用效率区域差异总体呈现增大趋势;1994~2005年各区域耕地利用效率差异较小,但变幅较大,该时期综合技术效率区域分异主要受纯技术效率的影响;2006~2014年耕地利用效率区域差异较大,但变幅较小,该时期综合技术效率分异主要受规模效率影响;(3)经聚类,齐齐哈尔、伊春、牡丹江、大兴安岭为I类地区,为耕地利用综合技术效率高效率区,纯技术效率略高于规模效率;鸡西、双鸭山、大庆、佳木斯、七台河、黑河、绥化为Ⅱ类地区,为中效率区,纯技术效率与规模效率相当;哈尔滨、鹤岗为Ⅲ类地区,为低效率区,纯技术效率远低于规模效率;I类地区投入要素利用率Ⅱ类地区Ⅲ类地区;(4)影响因素按影响程度依次为劳动力比例、单位播种面积农业机械总动力、农村劳动力人均播种面积、单位播种面积化肥施用量,其中农村劳动力人均播种面积对耕地利用效率为正向影响,其余均为负向影响。[结论]1994~2014年黑龙江省耕地利用效率呈下降趋势且区域差异较大,主要受劳动力、农机、化肥及播种面积影响。