长江中游城市群土地利用生态风险分析——以长株潭城市群为例

为揭示城市群发展对区域生态风险的影响,以位于长江经济带的长株潭城市群为研究区,利用1993-2013年Landsat遥感数据,定量获取土地利用变化特征,并基于移动窗口的景观生态风险指数,获得区域空间连续的生态风险指数等级分布图,分析长株潭城市群土地利用动态变化及生态风险时空变化特征。结果表明,近20年来,研究区土地利用变化较为显著,建设用地呈持续增加的趋势,耕地、林地面积在波动中减少且变化明显;近20年,生态风险等级面积变化显著,低风险区波动减少,中等风险区先减少后增加,较高风险区、高风险区均波动性增加。本研究为长株潭城市群土地资源可持续利用、生态风险的有效防范,以及对城市建设用地开发边界和生态红线的确定提供了参考,也为区域生态风险定量评价提供了有效的技术方法。     

河北承德市土地利用变化研究

针对承德市土地利用存在结构不合理、后备资源不足、经营粗放、生态环境恶化等问题,文章使用承德市2007~2015年统计年鉴以及土地利用变更数据等,通过定量与定性分析结合的方法,分析承德市的土地利用现状、土地利用结构以及土地利用速度变化。并借助主成分分析方法,分析承德市建设用地的驱动因素。结果表明:(1)土地利用现状具有开发程度适中、比例分配合理特征;(2)土地利用结构方面,农用地变化不大,耕地面积有所减少,园地、林地增幅较大,建设用地增长幅度也较大;(3)土地利用程度方面,承德市土地利用程度变化不大,总体来说呈现增强态势;(4)土地利用变化速度方面,水域、水利设施占地以及交通用地变化较大,耕地和草地变化程度较小;(5)土地利用变化的主导因素是经济发展、人口以及城镇化。由此提出调整土地利用结构,优化土地利用布局,提高耕地质量,转变土地经营方式,建设水土保持工程等措施,以促使土地利用生态化利用及土地可持续发展。     

长江中下游粮食主产区城镇化与耕地利用生态效率耦合协调度时空格局分析

目的 探究长江中下游粮食主产区城镇化与耕地利用生态效率两者间的耦合协调发展时空特征,为新型城镇化和生态文明建设提供理论支持。方法 文章基于城镇化与耕地利用生态效率的内涵及耦合机理,采用多因素综合分析法及SBM-DEA模型,测度长江中下游粮食主产区71个地级市城镇综合指数与耕地利用生态效率,并引入耦合协调度模型及空间自相关模型探究两者间耦合协调度及时空演化规律。结果 （1）长江中下游粮食主产区城镇综合指数整体呈显著上升趋势,由2007年的8.11增加至2019年的16.10,平均增速达6.50%;年均耕地利用生态效率为0.70,整体呈现小幅波动下降的趋势,年均耕地利用生态效率表现为江苏>江西>湖北>安徽>湖南;（2）城镇化水平与耕地利用生态效率耦合协调度整体呈波动上升趋势,由2007年的0.21提高至2019年的0.40,但两者暂未步入协调阶段;（3）城镇化水平与耕地利用生态效率耦合协调度在地理空间上存在空间正相关性,且相关性程度逐渐增强,其中高—高集聚区主要分布于长江中下游粮食主产区的东部地区,而低—低集聚区则主要分布于长江中下游的西部地区,且随着时间变迁,该集聚格局呈逐步扩大态势。结论 应有序推进城镇化发展,强化耕地绿色发展理念,并统筹区域协调发展,积极构建邻近市域之间的合作机制,推动城镇化与耕地生态环境的协调发展。     

大连旅顺区土地利用及地表温度时空分异研究

伴随着城市空间的快速扩展,土地利用发生巨大转变,城市气候和生态环境问题日益突出。本文以大连旅顺区为例,基于2005年和2016年两期数据,单窗算法进行地表温度反演,并通过GIS空间分析方法,探讨旅顺区土地利用及地表温度时空分异特征。2005-2016年,旅顺区建设用地、水域面积呈增加趋势,面积分别增加了9.51 km2、13.19 km2;耕地、林草地及其他用地呈减少趋势;11年间,旅顺区地表温度整体逐渐升高;各用地的地表温度呈现出“建设用地和其他用地>耕地和园地>林草用地和水域”状态。     

基于土地利用变化的 三江平原景观生态风险研究

利用ArcGIS 10.2和Fragstats 4.2软件,通过土地利用转移矩阵、景观格局指数和景观风险指数等,分析了2000～2015年三江平原土地利用变化和景观生态风险.结果表明,(1)2000～2015年,三江平原的土地利用类型发生了明显变化,耕地、水体、建设用地面积增加,林地、草地、未利用地面积减少,土地利用效...     

我国耕地变化驱动力研究进展：驱动因子与驱动机理

[目的]综述耕地数量变化的驱动因子与驱动机理,为未来丰富相关研究以及针对性地制定耕地保护对策提供参考。[方法]文章主要应用了文献分析法、分类统计法和比较分析法。[结果](1)耕地数量变化的驱动因子主要包括自然因子和社会经济因子,地形、气候等自然因子往往在较长时间内发挥作用,经济状况、区位条件等社会经济因子在短期内对耕地变化的影响较大,国家政策是特殊的社会经济因子。(2)自然因子和社会经济因子分别通过改变土地生产潜力、影响耕地和建设用地平衡来驱动耕地数量变化,社会经济因子中的政策因子通过强化或减弱土地某项功能对耕地变化产生影响。(3)自然因子对耕地数量变化的驱动作用在快速城镇化地区、粮食主产地区和生态脆弱地区依次增强,社会经济因子的驱动作用依次减弱,政策因子是所有区域耕地数量变化的主要驱动因子。(4)快速城镇化地区、粮食主产地区和生态脆弱地区的耕地数量变化分别主要受到建设占用、粮食生产和经济发展压力、自然条件限制及退耕还林驱动。[结论]探究耕地变化的驱动因子和驱动机理是提高耕地管理效率的有效途径,未来研究应当向全面分析耕地变化内涵,定量研究政策因子,衔接耕地保护对策制定等方向发展。     

黄河流域土地利用转型图谱特征

研究目的:分析黄河流域土地利用转型时空特征,为开展流域国土空间规划编制、推动流域生态保护和高质量发展提供基础依据。研究方法:地学信息图谱分析、涨落势图谱分析。研究结果:(1)1990—2018年黄河流域主要土地利用类型是草地和未利用地,草地和城乡建设用地面积呈增加趋势,年均变化率分别为0.04%和2.49%;耕地和未利用地面积减少,年均变化率分别为0.15%和0.17%。(2)土地利用转型图谱单元以草地与未利用地、耕地和林地之间的相互转换为主,广泛分布在除阿拉善中部以外的黄河流域上、中游地区,空间分布较集中;其次是耕地与城乡建设用地的相互转换,主要分布在甘肃省中部、宁夏回族自治区、陕西省榆林市西北部、内蒙古自治区巴彦淖尔市南部以及黄河入海口附近,空间分布集中;(3)两个时序单元内,土地利用涨落势图谱中面积变化最大的均为草地,且上、中、下游地区涨落势图谱存在显著差异。研究结论:研究结果较清晰地展示了黄河流域土地利用转型时空演变特征,能为摸清转型规律、开展国土空间规划等提供依据。     

“一带一路”典型区土地利用变化热点区判别与其影响因素

目的 土地利用与覆盖变化是监测区域变化的重要方法,而发生剧烈变化的热点区域更是研究的重要部分,有效识别热点区并分析其影响因素可以为保护土地生态环境、有效利用土地资源提供科学支撑。方法 文章利用欧洲航天局（ESA）气候变化倡议的长期时间序列土地覆盖数据集（CCI-LC）对“一带一路”典型区土地利用与覆盖变化进行分析,根据变化面积、相对变化速率及其聚集程度建立了热点区域的识别方法,并分析了影响因素。结果 （1）根据土地覆盖变化结果表明,1992—2020年“一带一路”典型区内总共有5.46%的面积发生了变化,建设用地净增加面积最多,为24.61万km²,相对变化速率在2000—2010年最高,为76.94%。（2）热点识别结果表明,2000—2010年土地覆盖变化最剧烈,不同时期的热点区域内主要的转型特征不同,1992—2000年主要表现为耕地的增加,2000—2010年主要表现为林地和建设用地面积扩张,2010—2020年主要表现为建设用地面积增多和林地的砍伐与恢复。（3）热点区域集中分布在0~200m的海拔范围内,热点区域内的像元数量随海拔升高不断减少。（4）热带多雨气候区域内热点占比最大,而其他气候类型对热点区域内的像元数量的影响较小。（5）社会经济因素对于热点区域内的像元数量有着显著的影响,其中城市人口数量和国内生产总值最重要,两者结合可以解释全部热点的86.46%。结论 研究探明的热点区域和影响因素可以为“一带一路”典型区土地利用格局演变、区域土地利用规划和土地资源可持续利用提供决策支持。     

环境约束下的洞庭湖平原耕地利用效率动态演变特征分析

目的 洞庭湖平原是长江中下游重要的粮食生产基地,同时也是重要生态功能区,探究其耕地利用效率动态演变特征,为有效治理洞庭湖平原耕地面源污染问题,提高耕地利用效率,缩小地区间效率不平衡提供参考依据。方法 文章基于环境约束视角下构建耕地利用效率评价指标体系,采用非期望产出的超效率SBM模型对洞庭湖平原耕地利用效率进行测度,并基于Malmquist-Luenberger指数模型及核密度估计法探究其动态演化特征。结果 （1）耕地利用过程中产生的面源污染及碳排放对耕地利用效率产生显著的负影响效应;（2）洞庭湖平原耕地利用效率在研究时限内呈平缓的“升—降—升”演变趋势,整体耕地利用效率均值为0.861,未达到最有效的生产前沿,效率损失的主要原因为生产要素投入及非期望产出两方面的冗余,其中各项资本要素投入冗余为最主要因素;（3）2007—2017年洞庭湖平原耕地利用全要素生产率年均提高4.7%,技术进步是耕地利用效率总体提高的最主要因素;（4）洞庭湖平原耕地利用效率在2007—2017年存在着显著的“双峰”态势,且该极化现象越来越显著,内部差距呈现先变大再缩小的动态演变特征。结论 应对效率低效地区加强农业生态生产意识构建和实施科技助推战略等,以提升洞庭湖平原耕地利用效率。     

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。     

广西石漠化地区土地利用空间变化的生态风险研究

[目的]利用2000年、2005年、2010年、2015年广西轻度及以上石漠化的69个区/县土地利用数据,分析其土地利用时空变化特点,揭示其变化对该区域土地生态风险的影响。[方法]基于GIS支持,采用土地利用动态变化度、土地转移流、土地生态风险指数(RSI)等对研究区土地生态风险的异质性特征进行定量分析。[结果](1)2000—2015年广西石漠化地区土地利用动态度呈逐渐增大趋势,土地利用动态度变化,反映出研究区土地利用变化较频繁。(2)耕地、林地、草地、建设用地4类用地转移的数量与方向决定着广西石漠化地区土地利用变化的特征。(3)2000—2015年广西石漠化各区/县土地生态风险程度略微增大,南部的贵港、南宁是生态重警区,研究区的土地生态安全有待进一步改善。(4)土地生态风险指数与土地利用类型变化的活跃程度呈正相关。[结论]研究区未来土地利用,应进一步优化土地资源配置,加强生态环境保护,提高土地利用综合效益。     

中国农业土地利用结构及其优化途径

我国农地利用的结构性障碍在于耕地和林地所占比重偏低，而牧草地比重偏高：优质高产地比重偏低且减少较快；林牧用地结构不合理，植被覆盖率低一我们应往农产品供给和生态环境建设相协调的目标导引下．本着以林地为基础，以耕地为中心，以园地为辅助，以草地为依托，以水域为保障的原则进行农地利用优化配置。还必须通过对农业用地空间布局进行优化调整，进一步改善土地景观格局．增加环境容量．实现农业土地利用在产业发展和生态重建方面的双重功效。     

长江三角洲耕地资源态势与可持续利用

长江三角洲是我国经济最发达的地区之一,但随着经济的高速发展,耕地资源锐减,人地矛盾愈加突出,制约了经济的发展;分析了该区耕地资源的现状,提出了可持续利用对策,包括做好土地利用规划,加大土地执法力度;改造中低产田,合理开发利用土地后备资源;进一步调整农业产业结构,改善土地生态环境;加快城镇化建设步伐,提高土地利用效率;加强土地整理工作,保持耕地总量的动态平衡等。     

水资源约束下的黄淮海平原区土地利用结构优化

[目的]黄淮海平原作为中国粮食的主产区,同时该区域水资源短缺问题日益加剧。如何在水资源可承载的条件下,保证粮食安全和经济发展,对黄淮海平原区土地利用结构的优化调整进行探索,具有重要意义。[方法]文章应用多元优化模型及遗传算法,在土地面积、宏观计划约束、粮食产量约束、市场约束等条件下,追求流域水资源平衡,同时保障粮食产量最大化,得到2020年黄淮海平原区土地利用结构优化方案,并通过土地转移矩阵,在2020年土地利用总体规划的约束下,依据2000~2010年土地利用变化路径,预测出2020年最大概率自然演化形成的土地利用结构。[结果]将最优方案与自然演化进行了土地利用结构、用水结构以及粮食产出3个方面对比,最优方案的粮食产量为8464.75万t,总耗水量减少18.56亿m~3,均优于自然演化结果,证明土地利用结构优化方案具有一定的有效性。[结论]黄淮海平原区土地利用结构优化的方向是在满足社会经济发展的情况下,尽量降低高耗水强度的建设用地面积占比,减少水资源匮乏流域的耕地面积,增加水资源较丰富流域的耕地面积,以保障粮食产量,充分利用未利用面积,增加林地、水域等生态用地的面积;优化后的土地利用结构,有效缓解了地下水水位下降的趋势。     

大庆市土地利用变化对生态系统服务价值的影响

采用生态服务价值法对大庆市1996-2007年土地利用变化引起的生态服务价值变化进行了研究,结果表明土地利用类型面积变化为:草地耕地水域未利用地林地建设用地。耕地、林地、水域、建设用地呈增加态势,而其他地类则减少。其中水域增幅最大,达42.31%;牧草地减幅最大,达4.13%。11年间大庆市生态系统服务价值总量增加324506.61万元,主要得益于水域面积的增加,耕地、林地的增加对生态系统服务价值量的增加也起到了一定的作用。这表明大庆市生态建设取得了成效,生态环境质量有所提高。     

基于GIS的乌鲁木齐市中心城区空间增长边界研究

[目的]在我国城市化过程中,城市空间增长边界的划定作为城市空间管理的重要手段之一,可以有效缓解城市规模无序扩张、土地利用效率不高等问题。[方法]研究主要是根据乌鲁木齐市中心城区土地利用现状数据和社会经济发展数据对城区空间增长边界进行划定和分析,运用BP神经网络方法和灰色模型对2020年乌鲁木齐市的建成区规模进行预测,依托GIS空间数据处理平台对乌鲁木齐市中心城区行政范围进行建设用地适宜性评价,根据建成区规模的预测结果和建设用地适宜性评价结果综合分析获取中心城区空间增长的弹性边界及刚性边界,并分析其划定的合理性及建设用地增长的空间特征。[结果]到2020年乌鲁木齐市中心城区规模预计将达到5.227 6万hm~2。其中城区南部新增建设用地最多,但是城南区域对城市未来发展贡献的潜力较小;北部新增建设用地分布较为分散,主要是因为城区北部存在大面积的农用地。[结论]未来城市空间发展的重要方向是北部,这就面临着建设用地开发与耕地保护之间的矛盾,耕地保护不仅是为了粮食安全,更重要的是其承载的生态功能,完整的生态系统是城市可持续发展的重要基础,如何协调建设用地开发与耕地保护之间的关系显得尤为重要。     

大连金石滩土地利用时空分异研究

以1992、1998、2004、2009年的金石滩地区土地利用数据为基础,运用GIS软件的叠置分析,空间分析对研究区土地变化时空分异研究。本文通过单一土地利用动态度和综合土地动态度分析研究区内图地类型变化的速度和趋势,同时将土地利用扩展强度指数带入分析土地利用规模的变化,以此探究其土地利用变化的驱动因素。研究表明,土地利用数量变化模式呈现耕地面积大量减少,建设用地迅速增加:1992-2013年各土地利用类型单一动态度中耕地和未利用地减少速度相对较快,分别为-4.36%和-4.37%;城乡建设用地增加最快,为21.37%,其次为交通水利用地,为17.99%;1998-2004年综合土地利用动态度最大,为3.63%,这期间土地利用变化最为迅速,旅游开发活动剧烈。扩展强度指数计算各土地类型得出,耕地的扩展强度指数最低,为-1.48,城乡建设用地的扩展强度指数最高,为1.42%。研究结果可信。     

景泰县耕地后备资源生态敏感性评价与空间利用对策研究

[目的]中国西部干旱半干旱地区是我国耕地后备资源集中分布区和生态脆弱地区,保护生态环境稳定、实现有序稳妥开发是确保耕地后备资源可持续利用的前提。文章以甘肃省景泰县为例,采用新一轮耕地后备资源调查评价数据成果进行生态敏感性评价,以期为耕地后备资源的利用和管理提供参考。[方法]基于第二轮耕地后备资源调查评价成果,结合区域生态环境特征,构建了水土流失、土地沙漠化以及土壤盐渍化等3类因子共11项指标的生态敏感性评价体系,采取单因子评价法和多因子综合评价法,测算了耕地后备资源开发利用的生态敏感性。[结果]根据生态敏感性综合评价结果,可将景泰县耕地后备资源划分为不敏感、轻度敏感、中度敏感和高度敏感区域。综合来看,景泰县耕地后备资源约91.32%面积存在生态敏感性问题,其中以轻度敏感性为主;从单因子角度看,景泰县耕地后备资源的水土流失问题最为突出,敏感性面积比例超过96%,其次为土地沙漠化,敏感性面积达到65.50%, 1.77%的区域对土壤盐渍化存在敏感性。[结论]根据耕地后备资源生态敏感性评价结果,为保证耕地占补平衡以及降低生态风险,提出对策建议:应着重对于敏感性高的区域实施更为科学的保护和开发措施,避免造成恶劣的生态环境问题。     

The intensity change of urban development land: Implications for the city master plan of Guangzhou,China

The Chinese economy has experienced substantial development over the last thirty years. This growth has resulted in an enormous expansion of China's urban areas and it has also led to a growing scarcity of land resources. Consequently, there is currently an urgent need to mitigate the conflict between the needs of growing urban areas and the shrinking supply of land resources. Understanding land-use intensity and its changes can provide important information to find mitigating measures for this conflict in the demand for land. Previous studies have found that increasing the utilization efficiency of land resources is one of the most effective ways to resolve this issue. This study focuses on the city of Guangzhou, which is an intensively developed megalopolis. A number of different data sources have been analyzed to find the characteristics and changes in urban land use in Guangzhou, including: Landsat data from 1979, 1990, 2000, and 2009; relative socioeconomic data from the Guangzhou statistic yearbooks; and the master plans of Guangzhou. The results indicate that the area of developed land has continued to increase. Urban development land intensity and its change were then explored using a Back Propagation neural network model of the city. Although the analysis revealed that urban development land did not have a higher intensity overall, it also showed that there was a sectional upward trend throughout the study period. Consequently, there is a potential to improve the land-use intensity of Guangzhou. A linear regression model was then adopted to explore the mechanism of land use change. The results reveal that rapid industrialization and urbanization have improved land-use intensity in Guangzhou. The per capita urban road area and per capita GDP show a strong relationship when compared with land-use intensity. Using the relative city master plans, the authors have argued that local government in Guangzhou has taken active steps to address land issues to promote the city's socioeconomic development; however, a scientific city master plan in the study area is still necessary to ensure the effective utilization of the city's limited land resources.     

基于GIS网格技术的城镇周边永久基本农田划定研究——以江苏宜兴市为例

[目的]通过运用网格化技术和综合评价法将研究区划分为4类永久基本农田划定类型区,为创新县域尺度永久基本农田保护区划定的方法和技术体系,协调耕地保护、经济发展和生态保护之间的关系提供有力支撑。[方法]文章以宜兴市为实证研究区,将城镇周边区域网格化,选取综合等别、距城镇和可建设占用区的距离等因子作为评价指标,确定永久基本农田约束划入区。同时,根据土壤综合污染指数修订耕地利用等,得到耕地综合等,然后以耕地距离城镇、交通干线的距离和空间连片度作为评价指标,对耕地进行立地条件评价并划分等级,最后将约束划入区以外的耕地以综合等-立地条件的形式,划分为不同的类型区。[结果](1)城镇外延区被划分为1.232 0万个100m×100m的网格评价单元,在网格环境下,纳入约束划入区的耕地面积5 170.33hm~2,占全部耕地的9.65%;(2)耕地利用等修订后得到的综合等与利用等相比,耕地等别依然集中在4、5等,受重金属污染区影响出现了8等耕地;(3)约束划入区外的耕地被划分为优先划入区、适宜划入区及整治划入区,耕地面积占比分别为21.16%、40.52%及28.67%。[结论]通过网格化确定的约束划入型主要分布在规划选定的重点建设项目区和有条件建设区,与城镇主要发展方向一致,既满足了城镇连片发展的需求,也实现了对城镇周边优质耕地优先保护;优先划入型分布在城镇周边或交通干线沿线,区位条件优越,且耕地质量高;适宜划入型在立地条件或综合等方面有较大发展潜力,可通过整治措施提升其质量水平;整治划入型受重金属污染严重,综合等别较低且立地条件较差,在经过差别化的土地整治后可作为入选永久基本农田的后备资源。