黄土高原沟壑区生态用地空间格局变化分析——以陕西省洛川县为例

[目的]揭示基础生态用地与生产性生态用地相结合的现实条件下生态用地的时空格局变化,为探索果业生产在林地资源有限区域的现实生态意义提供支撑。[方法]利用国土二调和三调数据,从景观生态学和空间统计学视角,对洛川县生态用地数量变化、转移过程、空间冷热点进行了分析。[结果](1)2009—2019年,洛川县生态用地总量增加了4703.87 hm^(2),其中林地和果园增加面积最大,分别为23103.4,9025.31 hm^(2)。(2)全县稳定性生态用地面积达108583.1 hm^(2),其中北部的低峁丘陵区稳定性生态用地以林地为主,其面积占比达到了90.04%。中部塬区与南部残塬沟壑区稳定性生态用地以生产性生态用地类型为主,面积占比分别达到了各区域稳定生态用地总面积的44.35%,45.7%。(3)生态用地占比的局部空间自相关分析显示,2009年和2019年两个年度基础性生态用地的聚集度格局未发生显著变化,但生产性生态用地的空间聚集格局变化较大,其高—高聚集区和低—低聚集区分别增加了6079.64,10792.11 hm^(2),统计不显著区域减少了18309.15 hm^(2)。(4)以园地为代表的生产性生态用地变化直接促进了整个县域生态用地格局的变化,其中高—高聚集区和低—低聚集区分别减少了18262.62,8373.14 hm^(2),统计不显著区域增加了27725.61 hm^(2),并显著提高了乡村农民的收入水平,对区域环境的可持续发展具有重要的促进作用。[结论]洛川县以果园为代表的生产性生态用地对该区生态用地稳定性影响较大,未来应加强果业生产对林地资源有限区域的生态研究。

近30年来滇中城市群生态用地变化轨迹时空演变特征及其驱动机制

[目的]生态用地在维持生态平衡和支撑经济发展方面发挥着重要作用。研究滇中城市群生态用地的时空演变特征和驱动机制对优化生态安全格局、推进云南生态文明建设、筑牢国家西南生态安全屏障具有重要现实意义。[方法]利用Google Earth Engine(GEE)云平台对滇中城市群1990—2020年生态用地进行识别的基础上,采用变化轨迹分析、热点分析和地理探测器对滇中城市群生态用地时空变化轨迹和驱动机制进行了探索。[结果](1)滇中城市群生态用地变化以非生态用地与林地互换为主,并集中发生在林地和非生态用地的过渡地带,而生态用地内部之间(林地和草地)的转换主要发生在研究区北部和南部的山地区域。(2)生态用地变化以低频次变化为主,高频次较少,频次变化在元江干热河谷、金沙江干热河谷区域、滇东滇东南喀斯特地带表现出明显的聚集效应。(3)耕地面积变化是影响滇中城市群生态用地变化的主要驱动力,社会经济因素对生态用地的影响力显著高于自然因素,在自然环境、耕地扩张、生态修复政策等多重驱动下,多因子交互作用对生态用地变化更具解释力。[结论]滇中城市群生态用地破碎,自然环境的改变和人类活动的日益增强极易导致生态用地发生变化,亟需分区域合理制定生态保护措施,筑牢国家西南生态安全屏障。

1980—2020年黄河流域生态用地时空格局及演变特征研究

为揭示黄河流域长时间序列生态用地时空格局及其演变异质性,服务黄河流域生态保护和高质量发展。基于1980年、1990年、2000年、2010年、2020年五期中国科学院土地利用遥感数据集,采用土地利用追踪技术、重心迁移轨迹模型与标准差椭圆等方法,开展黄河流域生态用地时空格局及演变特征研究。结果发现:①1980—2020年黄河流域生态用地主要分布于黄河流域上游和中游地区,占总面积的69.770%—70.411%,数量结构呈倒“N”型规律,其中,草地和未利用地呈减少趋势,林地和水域呈增加趋势。生态用地转移以草地与林地、未利用地和耕地互转为主,转出区域主要发生在上游。②各地类动态度变化具有明显的时序和空间差异特征,林地空间动态度呈现迂回的迁移特征,草地动态度呈现空间“集聚—分散—集聚”的特征,水域变化分布均匀且较高动态度区域逐渐南移,未利用地动态度在中游地区变化差异较大。③生态用地重心位于吴忠市,迁移方向西偏北,迁移轨迹呈三角形,共迁移40.643km。其各地类迁移方向均呈现相反方向往复迁移特征,迁移幅度在不同时段差异明显。生态用地空间格局趋向不稳定,经历了先收缩后扩张、再次收缩后又扩张的波动性增长过程。

生态用地动态演变与热环境的空间自相关分析——以山西中部城市群为例

为探讨城市群尺度下生态用地与热环境的空间相关性,以2010~2022年间Landsat遥感影像为数据源,在分析山西中部城市群生态用地及热环境的动态演变的基础上,从热贡献度、用地均衡度和空间分布及动态演变等方面对二者进行空间自相关性分析.结果表明:(1)城市群生态用地中基础性生态用地与辅助性生态用地相互转化频繁;(2)2010~2022年间研究区热环境变化复杂:高温区面积增加最多,达11.63%,次高温区面积占比减少5.75%,升温区域占19.40%,降温区域占24.16%;(3)城市群生态用地与热环境有着密切的空间自相关关系:基于热贡献指数的各类用地对热环境贡献排序为:辅助性生态用地(0.95)>非生态用地(0.33)>基础性生态用地(-1.29),基础性生态用地起显著降温效应;生态用地均衡度与地表温度呈负相关性,其中2010年最为显著,莫兰指数(Moran'sI)为-0.264且具有显著的空间聚集性;在空间分布上,生态用地类型与温度分区具有较强的空间相关性;重心迁移轨迹表明二者在动态变化过程上具有一致性.本文在城市群尺度视角下探讨生态用地演变与热环境的空间自相关性,为城市群生态用地的热消减理论研究进行了补充,在实践上为城市群热环境的改善提供科学依据.

乌鲁木齐市建设用地扩张与生态用地空间冲突识别

[目的]分析乌鲁木齐市生态用地的时空演化特征,特别是识别建设用地扩张与生态用地的冲突区域,对干旱区绿洲城市的生态用地保护、生态安全格局优化和区域可持续发展具有重要意义。[方法]基于乌鲁木齐市2000年、2010年和2020年土地利用数据,利用土地利用动态度、建设用地扩张速度及模式、识别生态源地并构建生态安全空间格局,对乌鲁木齐市建设用地扩张与生态用地的空间冲突进行分析。[结果](1)2000-2020年,研究区林地、草地、水域和建设用地面积总体呈增加趋势,分别增加160.51,451.17,47.58,805.19 km^(2),耕地和未利用地面积持续下降。(2)研究区建设用地面积加速扩张,其中米东区扩张最为显著,共增加230.62 km^(2),天山区建设用地扩张面积最小。(3)2000-2020年,乌鲁木齐市生态水平整体呈上升趋势,生态源地面积共增加611.52 km^(2)。(4)建设用地扩张与生态用地产生的空间冲突区域面积乌鲁木齐县最大,其次是米东区、沙依巴克区和水磨沟区,新市区则是无空间冲突区域。[结论]研究结果表明2000-2020年乌鲁木齐市建设用扩张与生态用地之间存在空间冲突。

不同空间尺度下南京都市圈区域生态用地景观格局演变分析

随着城镇化进程的不断推进,都市圈已经成为我国城镇化发展格局的主体形态之一。区域生态用地对维护都市圈生态系统安全具有重要作用,开展多尺度景观格局分析有利于把握快速城镇化背景下都市圈区域生态用地景观格局的演变特征和规律。本研究以南京都市圈为例,基于2000—2020年Landsat影像数据,综合使用动态度、土地利用转移矩阵、景观格局指数等方法,分析都市圈、城市、区县3个尺度下区域生态用地景观格局。结果显示:(1)近20年间南京都市圈区域生态用地总体规模呈“急剧下降”到“逐渐增加”的趋势,其变化具有明显的转入和转出双向特征;水域和草地景观格局趋于破碎化,林地景观优势度提升。(2)城市尺度下各城市区域生态用地规模在时间上的变化特征与都市圈基本一致,但在景观格局变化上具有差异,其中宣城区域生态用地景观格局逐渐优化,而淮安、马鞍山、芜湖则破碎化程度增加。(3)区县尺度下约半数以上区县的区域生态用地的规模下降且景观破碎化增大,其中盱眙县、郎溪县和广德市加剧明显。研究结果表明:多尺度分析不仅有助于深入全面了解都市圈区域生态用地格局演变特征,还有利于制定满足不同空间层次且兼顾差异性的生态保护策略。

北川县地震前后生态用地的空间格局演变

针对区域规划中生态用地时空格局不能及时更新和获取的问题,通过转移矩阵、土地利用动态度和重心转移模型,从生态用地现状、变化、效应及政策启示等方面对北川县震前、震后生态用地空间格局的演变进行了全面分析。结果表明:2008—2018年北川县生态用地呈减少趋势,共计转出生态用地1215.69 hm^(2),生态用地主要流失方向为建设用地;10年间生态用地呈现“西多东少,中部集中”的空间格局,各类生态用地的重心集中在中部及西部,总体较稳定,但在东西方向有轻微波动。

基于最小累计阻力模型和情景模拟法的滇池流域最小生态用地量化对比研究

最小生态用地是保障区域生态系统服务功能完整的关键性生态用地,量化最小生态用地对于维持区域生态系统健康与可持续发展具有重要意义。从最小生态用地的内涵解析出发,以生态系统服务功能视角为切入点,提出基于最小累计阻力模型(MCR)与情景模拟法的最小生态用地量化的研究框架,并以滇池流域为例进行实证分析。结果表明:(1)基于MCR模型,识别出研究区最小生态用地栅格数量为1275560,面积为1148.00km^(2),占流域生态用地面积50.68%,占流域总面积39.32%。(2)基于情景模拟法,比较占研究区总生态用地面积30%、40%、50%及60%的四种情景,识别出流域最小生态用地面积为1129.55km^(2),占流域生态用地面积50%,占流域总面积38.96%。(3)进一步对比分析发现:情景模拟法确定的最小生态用地在土地利用类型的分布特征方面表现出更高的稳定性和合理性,而在流域尺度上,MCR模型和情景模拟法确定的最小生态用地中占比最高的均为林地,分别为78.17%和47.32%;情景模拟法量化的最小生态用地的最大斑块面积指数、蔓延度指数及聚合度指数均大于MCR模型的,分别为10.62、39.57和93.39,表明情景模拟法确定的最小生态用地的优势斑块连接度更好,景观集聚程度更高,景观破碎度更小。

武汉市城市内部生态用地时空演变特征研究

科学认识城市内部生态用地时空演变特征,对城市内部生态用地优化布局、提升城市居民生态福祉具有重要意义。以武汉市三环线内为研究区,借助2000年、2010年和2020年3期高分辨率遥感影像提取城市内部主要用地类型,运用土地利用动态度、景观格局指数等方法从数量、空间及景观格局三方面分析城市内部生态用地演变特征。结果表明:(1)虽然2000-2020年间研究区生态用地总面积呈下降趋势,但主要表现为耕地面积减少,林地和草地面积显著增加;(2)生态用地减少区域位于三环线附近的新建成区内,生态用地增加区位于内部改造的已建成区内;(3)生态用地破碎度总体呈升高趋势,且空间差异显著,破碎度升高区域主要位于新建成区,城市内部已建成区近10年破碎度有所缓和。经济发展、人口增长和政府政策是影响生态用地形态变化的三个主要方面,研究结果有助于为城市内部生态用地的优化与管控提供科学依据。

生态用地视域下湿地生态补偿制度的困境及出路

湿地生态补偿制度对维护湿地生态系统及促进公共服务均等化具有关键作用。在《湿地保护法》强调发挥湿地生态功能的背景下,湿地的定位应为生态用地。目前湿地生态补偿未能与生态用地的性质相衔接,存在补偿手段适用规则不明、补偿资金来源单一化、管理部门缺少整体性的问题。以生态用地为导向,在类型化视角下将湿地生态功能的实现作为标准厘清补偿方式的适用,结合市场机制推动湿地生态功能经济化,拓展补偿资金来源,成立湿地保护专门机构以确保生态补偿贯彻整体理念,完善湿地生态补偿制度,助力湿地生态功能的有效发挥。

低碳目标下城市生态用地空间特征识别与优化研究——以哈尔滨为例

低碳发展背景下,城市生态用地的空间格局优化被视为降低城市CO_(2)浓度的有效途径。为深入了解城市生态用地空间格局和其对CO_(2)浓度的影响关系,尝试构建了低碳目标下耦合优先尺度与空间格局特征识别的城市生态用地规划优化综合研究框架,并以哈尔滨市为例,提取与计算了2000—2020年城市生态用地与CO_(2)浓度的多年空间分布数据。基于多尺度的景观格局指数与CO_(2)浓度相关性变化,识别研究二者影响关系的优先尺度为10km。在优先尺度下,通过划分城市生态用地空间格局类型单元、筛选特征指数,明确高碳汇单元内城市生态用地的空间格局特征与阈值范围,并以此提出了城市生态用地合理发展与规划布局的优化策略,以期为城市低碳规划提供理论与实践参考。

兰州新区生态用地时空演变及驱动因素分析

研究生态用地的时空演变及驱动因素,可以为实现区域可持续发展与推动生态文明建设提供参考。因此,运用土地利用动态度、土地利用转移矩阵及GIS技术等方法,分析兰州新区2010—2018年生态用地时空演变及形成机理。研究表明,兰州新区生态用地时空变化显著,其驱动因素与政策导向密切相关。

国土空间规划中生态用地的法律界定——兼谈生态环境损害的范围

在“多规合一”之前的空间规划体系中,生态用地已被纳入其中,并得到了一定的保护。但是,生态用地未得到界定,导致生态用地与其他类型土地的边界不清晰,这不利于国土空间规划及国土空间用途管制制度的实施。生态用地的界定存在生态要素决定论、生态功能决定论和主体功能决定论三种观点。在国土空间规划中,宜采纳主体功能决定论下的生态用地概念,但该主体的生态系统服务应是狭义上的,并以生态安全为价值目标。此外,应以主导功能确定生态用地的生态服务功能类型。因而在生态环境损害公益诉讼中,生态环境损害应仅计算主导生态服务功能的丧失。在国土空间立法上,无论是国土空间规划法还是国土空间开发保护法,生态用地都是指微观、具体地块层面的用地类型,生态空间是指宏观、衔接层面的国土空间。

城市生态用地分类及其规划的一般原则

城市生态用地的规划布局是城市规划的难点之一,也是急待解决的问题.本文根据城市生态系统的特点,给出了城市生态用地定义,指出城市生态用地同时具有自然属性和社会属性,依据这个特点,将城市生态用地划分为服务型生态用地和功能型生态用地两大类型,并结合具体的城市生态规划对各种类型的生态用地规划进行了定性分析.

中国生态用地稳定性空间分异及其影响因素

生态用地稳定性是生态用地数量与质量双重保护的重要载体。基于2000、2010、2020年的GlobeLand30土地利用数据,借助地理信息系统(GIS)空间分析方法,并应用生态用地稳定性指数,揭示中国2000—2020年生态用地稳定性空间格局特征;同时运用地理探测器,探究中国生态用地稳定性的主要影响因素。主要研究如下:(1)近20年中国生态用地面积总体减少了近7.44×10^(4)km^(2),以新疆西北部缩减最为明显;同时,耕地(76.5%)、建设用地(11.3%)的侵占是生态用地缩减的主要原因。(2)近20年中国稳定性生态用地数量变化不大,其空间分布与“胡焕庸线”较一致,其中热点面积分布在“胡焕庸线”西北侧(42.3%),冷点面积在“胡焕庸线”东南侧(21.2%);以占稳定性总面积53%的高稳定等级的生态用地为主,集中分布在生态脆弱的西部地区,中(24%)、低(23%)稳定等级数量相差不大,多在人口密集、经济发达的中东部地区。(3)自然因素,特别是年降水量与年日照时数,对生态用地稳定性变化的影响最为显著;同时自然与社会经济因素的交互作用,相较单一影响因素对生态用地稳定性变化更具解释力。生态用地稳定性空间分异及其影响因素的深入探究,能在动态背景下为保障生态保护红线、实现国土空间优化配置与规划提供科学依据,有助于全面促进人地关系的可持续发展。

湖北省2009-2019年主要生态用地的时空演变特征及驱动因素

[目的]研究生态用地的时空演变规律及驱动因素对优化湖北省生态安全格局、提升区域生态系统服务可持续供给能力和筑牢长江中游生态屏障具有非常重要的现实意义。[方法]研究基于国土调查数据,利用景观格局指数和地理探测器模型,对湖北省2009—2019年主要生态用地的规模与结构、景观格局、时空变化特征和驱动因素进行了分析。[结果](1)湖北省生态用地的总量呈现上升趋势,但主要生态用地的连片度下降、人类活动对生态用地干扰和侵蚀风险增大。(2)城镇化和耕地开发等农业生产活动是生态用地流失的主要原因,退耕还林(湖)和土地整治工程是湖北省补充生态用地的主要途径。(3)斑块边缘密度、城镇化率和人均耕地面积等6个因子是湖北省生态用地变化的主要驱动因素。其中,城镇化率与第一产业产值之间的交互作用能解释86.6%的生态用地变化,表明城镇化和农业发展的综合作用是引发湖北省生态用地变化的主要原因。[结论]湖北省生态用地总量趋好,但生态用地的空间形态和人类生活及生产活动对生态用地造成的负面影响应重点关注,未来需优化生态空间保护格局、提高农用地及建设用地利用效率,筑牢长江中游生态屏障。

中国生态用地碳汇时空演进及综合分区研究

生态用地碳汇为从增汇角度实现“双碳”目标提供重要途径,综合分区优化对促进生态保护与经济高质量发展融合具有重要指导意义。在测算中国31省(市、区)各类生态用地碳汇总量及单位面积碳汇量的基础上,运用探索性空间数据分析、核密度估计,探究2000-2020年生态用地碳汇空间集聚特征和时空演进趋势,并基于碳汇与绿色GDP的脱钩关系和协调状态构建综合分区,结合重要生态功能区分布开展优化治理。研究表明,(1)研究期内生态用地碳汇总量呈波动上升态势,年均增速为0.077%;在空间上呈显著的集聚效应,湖南、贵州、广西属于高-高集聚区,形成高值辐射中心,山东属于低-低类型,为低值塌陷区。(2)生态用地碳汇总量空间差异明显,高碳汇区碳汇能力强于其他地区;核密度估计显示高碳汇区和低碳汇区碳汇呈增加趋势,中碳汇区保持相对稳定,且三者均存在区内集聚特征。(3)单位国土面积生态用地碳汇与单位生态用地面积碳汇均以高-高集聚类型和低-低集聚类型为主,呈现出较强的空间集聚特征,尤其南部地区的省(市、区)具有单位面积生态用地碳汇优势和潜力。(4)生态用地碳汇与绿色GDP两者以脱钩和多元协调状态为主,大部分省(市、区)单位面积生态用地碳汇处于多元协调区,重要生态功能区的碳汇积极作用显现。研究结果为改善生态用地碳汇能力和潜力,推进生态领域实现“双碳”目标提供有益参考。

长株潭城市群生态用地时空变化特征研究

选取长株潭城市群1995—2018年共6个时间点的土地利用现状数据,采用土地动态度、空间演变等方法分析其生态用地时空变化特征。研究区域生态用地界定为具有生态服务功能、能够有效调节生态平衡、维持生物多样性的林地、草地和水域。研究区域从时间上看,生态用地数量呈下降趋势;结构占比中林地最大、水域居中、草地最小;林地、草地的生态用地动态度为负值,水域的动态值不稳定。研究区域从空间上看,斑块数量、斑块密度、景观破碎度均呈上升趋势,平均斑块面积呈下降趋势;生态空间不断缩小,生态用地呈破碎化、分离化趋势;重心以东南部和东北角为主,重心集聚性减弱。基于此,建议一体化推动生态环境共保共治,完善生态用地法律制度,加大生态修护及保护力度,以促进长株潭城市群绿色健康持续发展。

区域一体化视角下长三角地区生态用地时空演变影响因素

区域一体化在推动要素流动、整合地区资源、提高区域竞争力的同时,也为生态用地带来一定风险与压力,造成生态用地规模缩减、景观格局破碎、生态功能降低等问题。探讨区域一体化背景下生态用地的时空演变特征与影响因素对于平衡区域发展与生态保护的关系、制定合理生态用地保护策略、实现区域协调可持续发展等具有重要意义。以长三角地区为例,在分析生态用地时空演变的基础上分别构建两个地理加权回归(GWR)模型,一个模型为考虑区域一体化因素的实验组,一个模型则是不考虑区域一体化因素的对照组,通过结果对比分析区域一体化对长三角地区生态用地演变的影响,结果表明:(1)2000—2020年间,长三角地区生态用地规模缩减显著,减少166.56×10^(4) hm^(2),生态用地急剧减少时间集中在2015—2020年间;(2)长三角地区生态用地减少面积的时空演变具有以上海、江苏南部和浙江北部为中心向周边地区扩散的趋势,扩散方向覆盖长三角全部地区,生态用地集聚性快速减少区域则以安徽中北部、江苏北部地区为主;(3)GWR回归对照试验分析结果表明区域一体化对生态用地演变具有显著促进作用,其作用强度和作用范围伴随时间增加;(4)根据生态用地演变影响机制,长三角生态用地演变类型可分为内生驱动型、外生驱动型以及发展监测型,可为平衡国土空间开发与生态用地保护提供决策支持。

基于ANDERSON分类法的区域生态用地分类体系构建——以常州市为例

长期以来,对生态用地的分类一直无明确定义,同时土地的开发利用也不断影响着区域生态健康。为了完善该类型土地的分类体系,以ANDERSON分类法为切入点,将所有具有生态服务能力的土地定义为生态用地,结合区域生态系统特点,构建了以基础功能生态用地、保全功能生态用地、生产功能生态用地为主的3个一级类型、6个二级型、16个三级类型,该分类体系能够为常州市生态用地保护提供必要的基础支撑,为推进生态文明建设、推进生态治理体系和治理能力现代化提供重要的基础保障。