微观尺度绿洲乡村聚落用地评价及空间重构——以新疆精河县托托镇为例

分析新疆维吾尔自治区精河县托托镇乡村聚落空间格局及耕地利用现状,运用核密度法、全局空间自相关和土地利用评价模型、聚落等级评价方法,实现微观尺度乡村聚落空间重构。结果表明,托托镇乡村聚落格局分布为低集聚型,聚落空间分布差异大;地方土地利用现状优于新疆生产建设兵团第五师91团(简称“91团”)。地方南北两边利用现状较好,中部居民聚居区利用现状较差;91团耕地利用呈细碎化分布,尤其中部及中北部地区耕地细碎集中连片,呈“N”字形分布;基于聚落等级评价标准对托托镇分散居民点进行空间重构,重构后斑块数量由37个降至29个,斑块密度由5.74个/hm 2增至6.42个/hm 2;微型聚落全部得到优化,大聚落增加1个,重构后节约用地69.69 hm 2。

基于CA-Markov模型的漓江流域土地利用模拟研究

土地利用/覆被变化是研究全球范围内的人类活动对土地利用、开发以及对环境变化的影响,是人类可持续发展研究中必不可少的一部分。选择国家重点保护的漓江为研究对象,基于2005、2010、2015年Landsat7TM/ETM影像,利用ENVI对影像预处理,最大似然进行监督分类,借助土地转移矩阵,选取四个(坡度、水域、建设用地、GDP指数)限制性因素作为适宜性图集,运用CA-Markov模型预测2020年漓江流域土地利用类型。结果表明:(1)2005-2015年漓江流域土地利用/覆被变化特征显著,耕地、草地面积减少,林地、水域、建设用地面积增加,其中,建设用地变化最大,动态度为13.64%。(2)从土地利用转移矩阵知,耕地向林地,草地向林地为主要转移流,各地类的内部转入转出较频繁。(3)模拟预测研究区2020年建设用地持续增加,耕地、草地持续减少。研究揭示漓江流域土地利用变化的内部机制,以期为促进研究区土地资源配置的高效性和合理性提供参考依据。

基于光谱指数和机器学习的土壤有机质含量反演

土壤有机质(SOM)是衡量矿区生态环境质量的重要指标之一。为了提高SOM含量的估算精度,在已有二波段指数的基础上加入第3个波段,构建新的三波段指数,利用极限学习机(ELM)和随机森林(RF)分别建立SOM含量的预测模型。在新疆准东煤田采集168个土壤样点,在室内进行SOM含量、光谱的测定。对光谱数据进行平滑和预处理后,构建多个两波段、三波段光谱指数,随后分析不同维度光谱数据与SOM含量的敏感程度和敏感区域。ELM和RF被用于对每个维度最优光谱参数建立预测模型。研究结果显示,无论采用哪种方式建模,每个维度的光谱数据与SOM含量的敏感程度和建模精度均随信息维度的增加而增加,即三波段指数(TBI)>二波段指数>一维光谱数据。在三波段指数中,ELM的预测效果要优于RF,其中(TBI-4)-ELM的预测效果最好,决定系数(r 2)=0.87,均方根误差(RMSEP)=4.07,相对分析误差(RPD)=2.63。三波段指数与ELM的结合,可以很好地减弱土壤信息噪声,提高SOM含量的预测精度。

孔雀河流域聚落分布特征及驱动力解析

以塔里木盆地东北缘的孔雀河流域绿洲为研究对象,基于GIS空间分析与景观指数方法,并参考土地利用数据及社会经济数据等,解析该地区的空间格局特征,同时探讨孔雀河流域绿洲乡村聚落驱动机制。结果表明:(1)孔雀河流域地区乡村聚落斑块面积相差悬殊,独院和小型聚落占主体;孔雀河流域村落集聚态势,呈现出“北南密,中部疏”的空间格局特征。(2)孔雀河流域聚落规模设有差异,呈现出全局低值集聚的冷点区;孔雀河流域聚落斑块形态不规则,但破碎化不明显。(3)研究区自然因素呈现出“邻河邻路低高程低坡度”特征,它在一定的程度上决定了研究区聚落的空间分布格局。它是人口规模、农业状况、产业结构、经济发展水平和政策体系等人文和社会因素也是农村居民点发展和空间演变的主要推动力。本研究结果对在乡村振兴策略背景下指导新时期社会主义新农村建设,并更进一步了解在不同发展程度与水平的人地关系和演变规律,对优化孔雀河流域村落人居环境具有一定的参考意义。

微观尺度下莎车县乡村聚落演变及其影响机制

基于2010年、2016年的土地利用调查数据,提取建制镇、村庄、耕地、林地、草地、水体和沙地等土地利用类型数据,运用最近邻方法、核密度估算法、生态景观法、扩张指数法等方法,精准解剖莎车县聚落演变与周围土地利用变化的关系,并解析聚落演化过程中的驱动因素。结果表明:(1)2010—2016年莎车县聚落斑块面积和数目均有所增长,而平均斑块面积变化不明显;莎车县聚落斑块扩张强度比较大,演变过程中依然保持聚集模式;(2)对聚落形态特征分析发现,在2时期聚落斑块形状指数整体较高,表明在研究时间段内聚落趋于不规则化,散乱且缺乏规划,同时土地利用效率较低;(3)研究区聚落演变过程受自然环境和人文因素共同作用,表现出“低高程、低坡度、沿河流、沿交通线”的分布特征,其中聚落的生态、生活、生产“三生条件”及土地利用变化因素对农村聚落分布状况影响较大,城镇的带动作用明显;乡村聚落对农业的依赖性较强,在用地迅速扩展的同时对周围土地利用变化带来负面影响。

干旱内流区绿洲乡村聚落空间格局及影响因素分析——以塔里木河流域为例

把握干旱区绿洲群乡村聚落空间规律,揭示其驱动因素,以期为新疆乡村振兴战略实施中的聚落规划和管理提供依据。基于GIS空间分析技术、景观韵律指数及计量统计方法,研究塔里木河流域绿洲乡村聚落的空间格局及其影响机制,结果表明:(1)塔里木河流域绿洲乡村聚落规模差异悬殊、微小型聚落数量居多、整体呈小规模—低密度—多核破碎化分布;(2)流域上游至下游,乡村聚落密度、规模、形状、破碎化程度分异明显,空间上呈现逐次递减态势,且大小绿洲、兵地聚落差异明显;(3)聚落主要分布在海拔767~1746 m、坡度0°~4°、距河流2 km以内。交通、经济、政策、兵地体制等人文因素是推动聚落空间演变及发展的重要驱动因素,但在塔里木河流域复杂的地势地貌及河流典型的内陆性质影响下,聚落的格局发展演变受自然因素制约较强。