考虑“资源-资产-资本”属性的云南山区耕地质量评价与管理分区

市场经济体制下树立耕地“资源-资产-资本”属性观并开展耕地“三资”管理实践是实现耕地高效利用和配置的重要手段。该研究按照属性分析-质量评价-分区管理的基本思路,归纳总结了耕地“三资”属性内涵,并以此为依据运用多源数据构建了云南山区典型农业县寻甸县的耕地“三资”质量评价体系,通过耕地质量评价结果空间集聚特征,划定寻甸县耕地“三资”管理分区,提出了针对性管理措施。结果表明:1)耕地资源属性指耕地在一定的光温水土气热自然条件下进行农业生产活动获取农产品的属性;资产属性指处于社会关系中的耕地资源,通过法律制度确定权属,可以为产权主体带来收益的属性;资本属性指耕地在市场中进行交易和流通以获得高额利润的属性。耕地的“三资”属性相互影响,逐渐递进,是耕地资源价值化的必经之路。2)寻甸县耕地“三资”质量分布和空间格局存在差异。耕地资源质量较资产、资本质量变异特征较小,分布稳定。在空间格局上资源质量呈现出“东西高,中部低”的空间格局,而资产和资本质量分别呈现出“向城镇中心梯度递减”和“东南高,西北低”的空间格局。3)以行政村为单位,将寻甸县划分为市场化建设先行区、市场化发展培育区、高效利用提升区和整治修复集中区4个耕地管理分区,并提出差异化的分区管理措施。该研究成果可对寻甸县耕地保护和发展建设提供指导,并对云南山区耕地管理实践工作提供科学借鉴。

基于“三生”功能的土地利用转型及其生态环境效应——以尉犁县为例

为探讨尉犁县土地利用功能转型及其生态环境效应,利用1993、2001、2009、2017年4期TM影像数据解译获取土地利用变化数据,按照“三生”功能分类,通过面积加权法、土地利用转移矩阵、生态环境质量指数等方法,定量分析尉犁县土地利用功能数量变化、土地利用功能转型及其引致的生态环境效应。结果表明:(1)1993—2017年,生产用地和生活用地持续增加,生态用地总体减少;土地利用功能转型中转入转出面积最大的是牧草生态用地,其次为其他生态用地,城镇生活用地转入转出面积最小。(2)尉犁县生态环境质量指数,由1993年的0.07629减至2001年的0.06378,随后持续增至2017年的0.07339,整体生态环境质量有所恶化,但处于慢慢恢复改善状态。(3)其他生态用地转入湿地生态用地和牧草生态用地是生态环境质量改善的主要原因,相反,其他生态用地和农业生产用地对牧草生态用地的占用则是生态环境质量恶化的主要原因。总体来看,过去25 a尉犁县生态环境恶化和改善趋势并存,但其改善趋势大于其恶化趋势。

利用光谱混合分解模型分析GF-6新增波段对土地利用/覆被的响应

当前面对紧迫的自然资源管理压力和生态环境监测需求,针对国产遥感卫星大数据应用能力的挖掘将面临很大的挑战。GF-6卫星具有大角度、高频次和新谱段的特点,该文基于GF-6卫星数据,测试新增的红边、黄光和紫光波段响应能力。利用具有物理意义的全约束线性光谱混合分解模型,根据研究区物候特征确定四端元包括植被(GV),裸地和建设用地等基质(SU),山体植被阴影(DA)以及水(WA),通过对比保留红边、黄光波段、紫光波段和去除红边、黄光、紫光波段后的分解结果,对各新增波段和GV端元、SU端元、差均方根(RMSE)进行相关性分析;最后对比光谱混合分解结果和基于专家知识决策树分类结果。通过对比丰度值估计参数和决策树分类结果发现红边波段对植被较为敏感,对光谱混合分解模型的适用性、稳健性以及丰度值估计精度有着很大贡献,黄光波段和紫光波段经过数据降维后对植被和裸地、建设用地有少量贡献。通过相关性分析发现红边2波段、近红外波段与GV端元丰度图有最大的相关性,紫光波段、黄光波段和红边1波段与GV端元反向相关;红边1波段、紫光波段和黄光波段与SU端元丰度图显著相关;红边1波段和黄光波段对丰度值计算误差有主要贡献,是主要的噪音来源,紫光波段次之。通过对比GF-6数据和OLI、Sentinel-2数据丰度值估计结果发现GF-6丰度值估计的均方根误差以及除了WA端元的各端元丰度值估计变异系数均小于OLI和Sentinel-2载荷,体现出CF-6卫星在地表信息识别上较高的精度和稳健性。

中国建设用地利用强度时空演化及其驱动机制分析

以中国4个五年发展战略的截止年份为时间节点,基于径向函数(RBF)神经网络模型测度2000,2005,2010和2015年中国337个市级行政单元(不含港澳台地区)建设用地的利用强度,并利用探索性空间数据分析模型(ESDA)分析其时空演变格局,运用地理加权回归模型(GWR)分析中国建设用地利用强度时空分异的主要驱动因素。结果表明:1)2000—2015年,中国建设用地利用强度整体上呈上升趋势,且空间差异显著,高强度的利用水平集中在环渤海经济区、各大沿海城市和省会城市;2)中国建设用地利用强度呈现空间自相关性,且全局分异格局与冷热点分布格局及空间异质性的态势基本上吻合;3)中国建设用地利用强度的空间格局演变主要受经济发展水平、产业结构、城市化水平以及政府经济调控4种因素影响,影响程度的排序为城市化水平<产业结构<经济发展水平<政府经济调控。

山东省耕地质量空间自相关分析与耕地保护分区研究

【目的】根据耕地质量等别差异及其空间特性,科学合理地划定具有空间调控与引导作用的耕地保护分区。【方法】将山东省133个区(县)耕地质量等别作为空间变量,采用自然断点法分析耕地质量空间分布,运用空间自相关的方法分析山东省耕地自然等、利用等、经济等的空间聚集关系,从而进行耕地空间分区。【结果】①山东省耕地自然等、利用等、经济等平均等别分别为6.67、8.30、9.53,耕地质量总体较优,空间上呈现“西高东低”的特征。②山东省耕地质量呈现显著的空间集聚特征,耕地质量自然等、利用等及经济等的空间集聚性呈递增趋势。③基于农业区位理论、空间极化理论,统筹考虑耕地质量空间内在联系与现实需求,将全省耕地划分为核心保护区、综合重构区、重点改良区、优先提升区4个耕地保护区并提出了相应耕地保护方案。【结论】山东省耕地质量空间差异性显著,可以利用空间集聚特征与农业区位来确定耕地保护分区与保护方案。

基于灰色-BP神经网络模型的多情景交通用地需求预测——以长江中游城市群为例

为探索科学预测区域交通用地需求的合理途径,指导国土空间规划编制中交通用地规模的划定,拟通过灰色-BP神经网络模型识别主要社会经济影响因素,以长江中游城市群为例,在预测其远景交通用地需求规模的同时,基于城市群发展的阶段特征选取典型城市群样本设置3类情景,对不同情景下的交通用地需求分别进行预测。结果表明:1)城镇化水平、产业结构高度化程度和劳动力资源禀赋是当前影响长江中游城市群交通用地需求的主要社会经济因素。2)通过系统仿真试验对比不同方法的交通用地需求预测结果,可以发现基于灰色-BP神经网络模型的预测方法精度较高,误差较小,该预测方法对于区域交通用地规模的预测具有一定的适用性。预测得到的长江中游城市群2020和2030年交通用地需求分别为31.22万和49.07万hm2。3)不同情景下长江中游城市群交通用地需求预测结果存在明显差异,底线情景可作为划定交通用地规模的底限,一般情景可作为基准,极限情景可作为红线,长江中游城市群交通用地合理规模应以基准为参考,介于底线和红线之间。

基于解释结构模型和模糊分析的黄淮海平原区土地利用结构优化——以河北省曲周县为例

为探索通过优化土地利用结构改善黄淮海平原区土地利用存在的不合理现象的途径,拟通过构建多目标规划模型,运用解释结构模型将区域土地利用目标量化至目标函数及约束条件中,采用模糊两阶段算法对土地利用结构进行优化,以曲周县为例,通过Markov算法计算出自然演化方案下土地利用结构(2035年),并将现状方案(2012年)、自然演化方案(2035年)、优化方案进行对比并进行分析。结果表明:1)经过优化后的曲周县土地利用结构(2.87)其满意度明显高于现状方案(2.80)、自然演化方案(2.23),土地利用结构合理度也更高,土地利用结构优化方案具有有效性。2)对自然演化方案进行分析发现,曲周县现行的经济驱动模式对于生态效益、区域水资源造成损害,不利于生态环境的改善。以多目标优化模型为基础框架,嵌入ISM和模糊分析的土地利用结构优化方法对于区域土地利用结构优化具有借鉴意义,结合区域土地利用优化目标,保持其余地类结构的相对稳定,协调平衡耕地、林地、城镇村及工矿用地和未利用地间的结构比例是区域土地利用结构优化的基本途径。

生态与经济协调目标下的郑州市土地利用空间优化配置

城镇化快速发展进程中建设用地占用生态用地的现象普遍存在,如何协调经济发展与生态保护之间的矛盾成为目前中国土地利用所面临的主要难题。本文以郑州市为例,借助LANDSCAPE模型,开展生态与经济协调目标下土地利用空间优化配置。结果表明:①在满足耕地保护和建设用地需求的前提下,以2008年为基期,模拟2020年土地利用布局时,优化情景下比规划情景下土地利用空间布局的生态效益和经济效益分别提高0.3亿元和49亿元,实现经济发展和生态保护相协调。②两种情景下的模拟结果显示,建设用地配置向经济发展较快、生态效益较低的区域聚集。其中,优化情景下建设用地配置较多的区县为荥阳市、新密市及登封市;规划情景下建设用地配置较多的区县为金水区、惠济区、中牟县。优化情景下的建设用地布局更符合目前郑州市经济发展走向,对区域生态保护更为有利。③LANDSCAPE模型在一定程度上可解决传统的城乡建设用地指标分配方法对土地利用生态效益与经济效益的空间异质性考虑不够等问题,进而实现区域经济效益与生态保护的协调发展。

基于科学计量分析的生态资产研究进展

为梳理生态资产的研究脉络,利用知识图谱可视化技术对生态资产的文献数量、学者、研究机构及国际间科研网络特征进行分析,总结不同时段的研究热点和演化过程。结果表明:1973年以来生态资产研究的刊文量总体呈增长趋势,主要集中在生态学、地理学、经济学和社会学,其中生态学和地理学的相关学者在生态资产研究中占有重要地位;具有生态学及地理学优势的研究机构是生态资产研究的主要力量,国际间合作多分布于经济发展良好的国家;生态资产研究经历了3个阶段,不同阶段的研究热点具有鲜明的时代特征,说明生态资产研究与全球宏观政策的联系十分紧密。随着全球已有近30个国家和地区做出“碳中和”承诺,未来生态资产价值化和生态资产综合管理将成为主要的研究方向。

城市职能视角下“三生”空间的识别与评价——以京津冀城市群为例

科学识别“三生”空间能够帮助摸清区域空间本底,促进国土空间的有序开发利用,是国土空间规划编制的基础。本文选取京津冀城市群作为研究区,以土地利用类型“三生”功能为基础,结合“三生”功能适宜性识别划定“三生”空间,并对京津冀城市群进行职能分类,分别评价2010—2020年城市群整体与各类城市的“三生”空间格局与转移变化。结果表明:(1)京津冀城市群“三生”空间地理分异规律明显,由西北向东南依次呈现生态-自然生产空间、自然生产-生态空间和生态空间,其中穿插着以各个城市中心为主体的生活-工业生产空间;(2)2010—2020年,仅有生活-工业生产空间面积增加,其余空间均减少,4类空间均有不同程度的转移,其中生态-自然生产空间转为自然生产-生态空间面积最大;(3)京津冀城市群“三生”空间中多为复合功能空间,生态与生产功能呈现多种强度组合方式,2020年新增自然生产-生态空间自然生产适宜性较2010年有所下降;(4)京津冀城市群职能结构分工不明确,相同职能类型的城市“三生”空间变化相似。结合土地利用类型与适宜性识别“三生”空间更加科学准确,划分城市职能类型评价各类城市“三生”功能特征,以期为京津冀城市群国土空间开发利用与协同发展提供科学参考。