老工业搬迁区土地利用变化时空特征及其驱动力——以沈阳市铁西老工业区为例

基于QuickBird遥感影像数据,在GIS支持下,分析2000-2010年沈阳市铁西老工业区土地利用变化的时空特征及驱动力.结果表明:研究期间,铁西老工业区工矿仓储用地格局变化最大,由“南宅北厂”历史格局逐渐演变为以居住用地为主的土地利用格局.其中,居住用地面积增加9%,主要来自于建设大路以北地区工矿仓储用地的搬迁转化;工矿仓储用地面积减少20%;商业服务业设施用地、公共管理与公共服务用地面积都有不同程度的增加,分别增加1.3%和3.1%;建设用地是变化幅度较大的土地利用类型,总体变化率达76.9%.研究区2000-2005年的土地利用变化率高于2005-2010年.国家发展战略和政策、区域发展规划、行政体制改革、产业升级等是铁西老工业区土地利用变化的主要驱动力.     

基于高分辨率影像和GIS的辛庄镇景观动态变化

利用1980、1991、2001和2009年4期高分辨率(空间分辨率≤1m)遥感影像,选择景观动态度、转移矩阵和景观格局指数等方法,对常熟市辛庄镇景观变化总体特征、变化速率、转移流向以及景观水平和类型水平的格局特征进行了分析。结果表明:1980—2009年间,水田面积急剧下降,旱地和水体面积也逐渐减少;居民用地、工业用地和鱼塘面积持续快速增加;其他类型景观面积变化不太显著。水田始终是研究区景观转化最主要的"源",主要转移去向是鱼塘、工业用地和居民用地;2001年前,鱼塘和居民用地是景观转化的"汇";2001年后,随着农村城镇化和工业化的加速发展,建设用地成为最主要的"汇",工业用地和居民用地的转入贡献率逐渐增加。在景观水平上,研究区景观格局破碎化程度日益严重,异质性逐渐增加,景观优势类型对景观整体的控制作用逐渐减弱,景观向多样化和均匀化趋势发展。在类型水平上,居民用地、鱼塘和工业用地呈连片发展趋势,优势度不断加大,水田的优势地位逐渐降低;各时期水田和水域的最大斑块指数(LPI)值远大于其他景观类型,但随着时间的推移,居民用地、工业用地和鱼塘的LPI值逐渐增大。水域和旱地的景观形状指数(LSI)值最大,水田、居民用地和鱼塘次之,表明这几类景观形状较为复杂,其余各类景观的形状相对规则。     

土地利用变化对生态系统服务功能的影响——以密云水库流域为例

生态系统服务功能与人类福利息息相关,土地利用变化是生态系统服务功能退化的主要驱动力之一,以人地关系紧张,生态系统服务功能变化剧烈的密云水库流域为对象,分析流域1990-2009年土地利用的变化,采用空间显式的生态系统服务功能评估软件InVEST中的“产水量”、“土壤保持”、“水质净化”模型,研究流域土地利用变化对生态系统服务功能的影响.结果表明1990-2009年密云水库流域土地利用变化剧烈,农田、草地和水体的面积分别减少了30％、48％、61％,林地、建筑用地和裸地的面积增加,增幅分别为30％、230％、282％.随着土地利用变化,生态系统服务功能相应产生着显著变化,研究期内,土壤保持功能和固碳服务分别增加46％和19％,但水资源供给服务和水质净化功能分别减少了3％和25％.农田面积的减少和森林的扩张改善了土壤保持服务,森林面积的增加同时也改善了固碳服务,但会削弱水资源供给服务,建筑用地的扩张会大幅度削弱水质净化功能,为维持和改善流域整体的生态系统服务功能,应加强对森林和建筑用地的控制.其研究为密云水库流域土地利用科学管理决策提供参考.     

基于空间扩张互侵过程的土地生态安全动态评价——以(中国)苏锡常地区为例

从景观单元水平过程出发,通过采用生态用地和建设用地两种不同源空间扩张互侵过程的方法,提出了以分区形式的土地生态安全动态评价方法。以快速城市化苏锡常地区为研究区域,分别以生态系统服务价值高的水域和林地及建设用地现状为扩张源,生态系统服务价值和生态风险值为阻力赋值依据,在模拟不同生态安全格局水平和城市发展模式的基础上测算互侵结果并进行区划。结果表明:1)不同城市发展模式下建设用地空间扩张随生态用地从底线到满意到理想水平变化呈空间集聚收敛趋势;生态用地呈似圈层状空间集聚趋势。2)城市发展模式对土地生态安全水平具有显著影响;高等级源优先发展模式下土地资源利用更集约。3)将研究区划分为生态核心区(面积占比35.27%)、生态安全区(29.07%)、缓冲区(7.76%)及建设区(27.90%),提出相应土地用途管制措施。探讨了新方法不足和未来研究方向。     

淮河流域1990-2015年间土地利用时空变化特征及驱动机制研究

淮河流域位于我国东部沿海地区, 是我国社会经济发展潜力最大的地方之一。通过ArcGIS空间分析、土地转移矩阵等方法, 揭示淮河流域25年间的土地利用时空变化特征和驱动机制。结果表明: (1)1990-2015年间, 淮河流域各土地利用类型占比为耕地>建设用地>林地>草地>水域>未利用地, 其中, 耕地减少面积最大, 减少了6536 km2, 建设用地增加面积最大, 增加了6926 km2, 其中建设用地呈明显的放射状扩散增加趋势。(2)25年间淮河流域整体的用地类型转化强度呈减弱趋势, 1990-2000年间所有土地类型之间存在剧烈的双向转化, 淮河流域西南部、东北部和北部耕地与草地、林地的双向转化最为明显。中部耕地与建设用地的双向转化最为明显。耕地与水域的双向转化主要发生在河流和湖泊沿岸。2000-2015年间土地类型之间的转化较轻微, 主要是耕地向建设用地转化, 较为均匀地分布在各个区域。(3)社会经济发展是淮河流域土地利用变化的最主要驱动力, 尤其在2005年后更加明显。探究淮河流域土地利用类型时空动态变化和驱动机制, 可为淮河流域土地资源的科学管理与利用提供依据。     

白洋淀流域土地覆被变化及其生态服务价值评价

白洋淀流域处于京津腹地, 经济、生态战略地位显要, 研究其土地覆被变化规律及它引起的生态系统服务价值变化具有重要意义。文章研究了白洋淀流域 2005—2015 年土地覆被的变化情况, 并对其引起的生态系统服务价值的变化进行分析。为此, 收集了该区域 2005 年、2015 年两个时间段 TM/OLI 遥感影像, 解译出相应的土地覆被数据, 从两个时期土地覆被变化的趋势、转换关系及土地利用程度等方面对土地覆被变化规律进行分析, 并进一步分析不同土地覆被类型变化对当地生态服务价值的影响。结果表明: 2005—2015 年间流域内土地覆被显著变化, 草地、未利用地的面积呈减少趋势, 林地、耕地、建设用地、湿地水体呈增加趋势, 土地利用程度增加; 生态服务价值随土地覆被变化有所改变, 林地、耕地、湿地水体的变化导致生态服务价值增加, 草地的变化导致生态服务价值减少。总体而言, 近 10 年来白洋淀流域生态服务总价值增加, 生态环境明显改善。     

宁波鄞州新城区城市土地利用的空间趋向性

采用梯度分析和城市土地利用程度相结合的分析方法,研究了鄞州新城区居住用地和工业用地的空间布局特征,并选择公共绿地、公共设施用地和道路等作为区位优势因素,探索城市各类用地的区位特征.结果表明： 梯度分析能够有效地与城市土地利用的空间布局相连接,定量描述城市土地利用的空间特征;鄞州新城区城市空间形态中心主要集中在距中心2 km的范围内,即城市发展的十字轴核心片区,区位优势明显,鄞州大道以南将成为新城区发展的腹地.产业结构调整后工业用地的合理变迁、核心区土地刚性条件约束下商务用地的高效集约利用、以及东南部城乡结合带的农田保护将成为鄞州新城区在未来土地利用中需重点考虑的方向.     

以提高生态系统服务为导向的土地利用优化研究——以兰州市为例

分析从1997年到2009年兰州市土地利用类型变化,对其生态系统服务价值进行核算,结果表明,兰州市生态系统服务功能主要表现为土壤形成与保护、维持生物多样性,气候调节等,但土壤形成与保护功能和水文调节功能从1997年开始一直呈下降趋势,由于盲目扩展建设用地而占用生态用地的现象使兰州市生态用地面积不断减少,从而造成生态恶化。以生态系统服务价值作为适应度函数,利用改进的混合蛙跳算法建立土地优化模型,得到生态型、发展型、综合效益型三种优化方案,优化后兰州市生态系统服务价值可达到58.89亿元。优化方案为提高兰州市生态系统服务价值提出以下建议:(1)保证退耕还林、还草的力度,加强南北两山绿化改造。(2)保证耕地、牧草地、园地面积,尽量控制建设用地的扩张。(3)建设用地所占用耕地面积,必须进行补偿,其中开发宜耕未利用地、挖掘土地利用潜力为较好的解决办法。     

城市土地利用变化对生态系统服务的影响——以淮北市为例

城市是一类以人类活动为中心的社会-经济-自然复合生态系统.城市的快速蔓延及强烈的人类活动显著地改变了城市的土地利用结构,进而严重影响了城市生态系统服务及人居环境.通过遥感、GIS技术及生态系统服务价值评估等方法,对淮北市1987年、2000年和2007年3个时期20a间的土地利用结构及生态系统服务价值的演变进行定量评价.研究结果表明:1987-2007年间淮北市生态用地空间结构和面积发生剧烈变化,生态用地占城市面积的比例由91.45％降低至71.86％.1987-2000年,农田面积大幅度下降,而林地和水体都呈不同程度的增加趋势,建设用地面积增长迅速.2000-2007年,农田面积有所增加,林地和水体面积却明显下降,建设用地总面积虽然没有明显变化,但其聚集度显著增加.20年间,城市生态服务功能的价值呈现先增加后减少的趋势,在2000年达31.32亿元.2000-2007年,以废物处理和水源涵养功能退化最为严重.可见,城市土地利用结构的变化与生态服务功能密切相关,此结果可为淮北市景观格局优化及土地合理调控和管理提供一定的科学依据.     

基于生态服务价值的玛纳斯河流域土地利用结构优化

通过土地利用结构优化能够实现区域生态效益的最大化。采用5期Landsat遥感影像数据,基于单位面积当量因子法,估算了玛纳斯河流域1990—2015年各项生态系统服务价值及其变化;并借助灰色线性规划模型(GLP)进行土地结构优化,探讨了最大化生态效益目标下优化前后研究区生态服务价值的比对及变动。结果表明:(1)该流域草地和未利用地是主要的土地利用类型,所占比例达70%;建工用地和耕地面积逐期增加,而其他土地利用类型均逐渐减少。(2)研究期内流域生态服务价值(ESV)总体呈下降趋势,2015年较1990年减少了14.97%;各单项ESV大小依次为:水文调节气候调节土壤保持生物多样性气体调节净化环境美学景观食物生产原料生产维持养分循环水资源供给;从空间分布来看,流域生态服务价值呈片状分布,ESV等级分界线较明显,其中ESV最高的低山区占总价值的35.84%,气候、水文调节是主要的生态服务功能,其原因在于草地覆盖面积大。(3)优化配置后,未利用地面积明显减少,而其他土地利用类型均有所增加;总ESV较优化前增加了5.29%,且各单项ESV也均增加,特别是水文调节和气候调节的增加最为明显。本研究可为区域土地利用规划和生态文明建设等方面提供一定理论基础和实践参考。     

基于景观可达性的广州市林地边界动态分析

林地边界是景观边界中一种特殊类型,受综合因素的影响而呈现动态变化,其发生位移的位置和方向能清晰地反映出该地段的土地利用过程和强度。通过对广州市1985年、1995年和2007年的土地利用数据进行分析,基于市内主要公路的分布进行景观可达性分区,提取林地边界并根据边界性质进行分类分析,着重研究了林地边界的动态变化特征。结果表明,研究时段内广州市林地面积相对稳定,而林地斑块数量和林地边界总长度持续增加,林地呈现出边界复杂化和景观破碎化的趋势。广州市林地的邻接景观以耕地为绝对优势的局面因建设用地和水域的增加而打破,表现为林地与耕地邻接边界长度迅速减少,而林地与水域、林地与建设用地邻接边界显著增加。从1985年到2007年,林地与耕地邻接边界的减少速度随着与主要公路距离的增加而变缓;林地与建设用地邻接边界增速最快的区域逐渐远离主要公路;林地与水域邻接边界更多分布于主要公路1km以外的区域,且随着时间推移逐渐靠近主干道路。     

基于Barista的城市建筑景观动态变化——以沈阳市铁西区为例

基于Barista软件从高分辨率影像提取建筑物3D信息,结合ArcGIS软件,应用转移贡献率、建筑密度、建筑平均高度及建筑面积比例分析了沈阳市铁西区改造过程中建筑景观的动态变化.结果表明： 随着城市改造的进行,空地、居住、工业建筑与道路4种优势景观类型是景观变化的主体,空地、居住、商业建筑和道路面积增加,工业建筑面积减少.建筑密度降低,平均高度升高.建筑景观的区域差异明显,工业区建筑密度高于居住区,建筑平均高度低于居住区.离城市中心距离越远,建筑密度越小,建筑平均高度越低.     

南昌市中心城区土地集约利用水平对主要大气污染物的影响

当前,我国城市化进程已由外延式的扩张逐步转变为内涵式发展.集约利用土地资源,构建“紧凑城市”变得越来越迫切.然而,集约利用土地意味着更少的土地资源承载更多的城市要素,人们对环境污染,特别是大气环境污染会变得越来越敏感,研究城市土地集约利用水平对大气污染的影响具有重要意义.本研究以南昌市中心城区为研究区,采用普通克里格插值法模拟6种主要大气污染物(PM_2.5、PM₁₀、SO₂、NO₂、CO、O₃)浓度的空间分布,基于土地利用样本区,选择综合容积率、建筑密度、人口密度等16个土地集约利用水平相关变量,采用偏最小二乘回归与通径分析方法,定量分析土地集约利用水平对大气污染物的影响.结果表明: 土地集约利用水平相关变量与PM_2.5和PM₁₀的相关性最强,其次是O₃和NO₂,与SO₂和CO的相关性最弱;不同土地利用样本区土地集约利用水平变量与6类主要大气污染物的相关性强弱依次为:居住区>教育区>商业区>工业区.土地集约利用水平越高,对大气污染物的影响越大,其中PM_2.5与PM₁₀的影响最大,其次是O₃,NO₂的影响较小.各土地利用样本区土地集约利用水平对大气污染物的直接影响、间接影响和综合影响基本相当,但总体而言,土地集约利用水平的直接影响大于间接影响,其中,居住区土地集约利用水平的综合影响最大,其次是商业区,最小的是教育区.本研究为土地集约利用对大气环境的影响研究提供了新的思路,为解决紧凑城市大气环境问题提供了一定的参考.     

深圳市大鹏半岛土地利用变化对植被覆盖动态的影响

城市化背景下的植被覆盖动态研究对于区域生态保护工作具有重要的指导意义.利用深圳市1995-2007年的遥感数据以及1996和2007年土地变更调查资料,基于归一化植被指数轨迹追踪分析和叠图代数计算方法,对大鹏半岛植被覆盖动态类型及其空间分异、土地利用变化结构和格局特征以及土地利用变化与植被覆盖动态之间的响应关系进行研究.结果表明：1995-2007年,研究区65%的地区植被覆盖发生显著改变,植被覆盖状况总体趋于好转;城市化和商品农业发展是该区土地利用动态变化的主要成因,研究时段内31%的地表发生了用地功能转变;土地利用变化是区内植被覆盖发生改变的重要成因之一,约35%的植被覆盖出现退降过程区域与土地功能转变有关;55%的用地功能转变区域因机械干扰导致植被覆盖退化,但至研究期末,大多数退化区域已经进入植被覆盖显著改善阶段.     

黑河中游土地利用转型过程及其对区域生态质量的影响

干旱区土地利用转型作为影响区域生态系统变化的主要因素,直接关系人类福祉.本文以生态脆弱的黑河中游地区为研究对象,基于1987、2001、2016年的遥感影像数据,采用土地利用转型检测评估模型、生态响应模型系统研究了1987—2016年黑河中游地区土地利用转型的过程及其区域生态质量响应规律.结果表明: 1987—2016年,研究区土地利用转型变化显著,总变化量呈增加趋势,耕地和建设用地持续增加;在随机新增和减少状态下,未利用地向其他地类转型的倾向性不强,草地向耕地转型具有很强的倾向性;研究区生态质量总体呈下降趋势,生态用地呈缩减态势,净减少2.8%,对于生态环境退化影响最大的土地利用转型类型是草地向耕地和未利用地的转型.为促进区域土地资源的可持续利用以及改善区域生态质量状况,需根据区域水资源状况合理分配区域生产用地和生态用地的比例.     

东南诸河流域1990-2015年土地利用时空变化特征及驱动机制

土地利用/覆被变化作为影响全球环境变化的重要因素,是人类活动最直接的反映,其驱动力分析能够很好地揭示人类活动对土地资源的影响机制。运用ArcGIS空间分析和SPSS主成分分析等方法,从整个东南诸河流域片区的尺度上,研究了包含中国台湾地区在内的1990—2015年间的土地利用时空变化特征,并探究其主要驱动机制。研究结果为:(1)全流域各土地类型面积占比为:林地耕地草地城乡建设用地水域未利用土地,林地与耕地的空间分布特征均为"北聚南散,北多南少",城乡建设用地集中分布在经济较为发达的台湾海峡两岸沿海地区以及流域大陆北部靠近长江三角洲的地区。(2)全流域土地类型的面积变化量为:城乡建设用地耕地草地林地水域未利用土地。流域土地利用综合动态度为0.68%,整体用地类型转化程度先降低再增加,并以城乡建设用地和耕地为主要变化类型。流域南部各市的土地利用变化较北部剧烈,台湾地区主要土地利用变化类型为耕地和城乡建设用地。(3)大陆地区城乡建设用地变化的主要驱动力为人口数量及结构、城市化和社会经济发展,台湾地区在此基础上增加了社会工农产业结构调整因素。大陆耕地变化的主要驱动力为人口数量及结构、城市化水平和社会工农产业结构,社会工农产业结构和农业生产水平是台湾地区耕地变化的主要驱动力。本研究为东南诸河流域土地资源规划管理提供科学依据,为自然流域尺度的土地利用变化及其驱动机制研究提供可靠实例。     

基于土地利用变化的和田地区生态系统服务价值分析

生态系统服务的可持续利用有利于促进人类福祉。了解土地利用对生态系统服务的影响能为可持续发展生态系统提供科学与针对性指导。基于和田地区2010-2018年土地利用数据,利用单一土地利用动态度,系统分析土地利用变化特征。随后,修改等效系数,并在评估模型中引入支付意愿与支付能力来衡量生态系统服务价值。结果表明：（1）2010-2018年,和田地区土地利用变化较为显著,耕地、城镇村及工矿用地、交通用地均呈增加趋势,园地、林地、草地、水域及未利用地呈减少趋势。（2）在研究期间,研究区生态系统服务价值呈下降趋势,减少了5.89×10⁸元。各地类生态系统服务价值均呈减少趋势,其中水体构成生态系统服务价值的主体。区域生态功能的调节服务 > 支持服务 > 文化服务 > 供给服务,水文调节与废物处理是最主要的单项服务功能。（3）在空间尺度,各县市生态系统服务价值呈减少趋势。民丰县生态系统服务价值最高,和田市生态系统服务价值最低。（4）各土地利用类型的敏感性指数均小于1,说明研究区生态系统服务价值对价值系数缺乏弹性,研究结果可信。研究不仅可以为区域生态补偿提供基础数据,还可以为其他地区开展相关研究工作提供参考。     

1930—2010年额济纳三角洲土地利用景观格局变化

干旱区内陆河流域下游的土地利用、景观格局对水资源调配具有重要意义.本文基于1930、1961、1990、2000、2010年土地利用数据,分析黑河流域下游额济纳三角洲土地利用和景观格局的变化.结果表明: 2010年,研究区沙漠化土地面积占总面积的73.4%,其次是草地,占20.8%.1930—2010年,土地利用变化最明显的特征是草地、农田和建设用地增加;各土地类型间转化突出表现为农田和建设用地的转入;土地利用景观破碎度和多样性增加,优势度降低,且具有明显水源依赖性和地域性差异;土地利用变化使景观趋于均匀、多样、破碎.基于其驱动因素及生态环境效应的探讨,针对人-水-生态协调问题,提出“有计划生态移民、限制农田面积、发展集约式精准农业、增加生态用水比例”的建议.