基于景观安全格局的曹妃甸新区生态基础设施构建研究

通过对影响曹妃甸新区景观生态安全的水文、地质灾害和海岸防护、生物多样性保护、文化遗产和游憩4种景观过程进行分析和模拟,运用最小累积阻力面模型和加权叠加方法,分别构建了单一因素的高中低3种水平的景观安全格局,进而采用析取运算(V)进行叠加,形成了曹妃甸新区3种安全水平的综合安全格局。结果显示,曹妃甸新区低、中、高3个不同安全水平的生态安全格局用地分别占研究区总面积的14.15%、42.19%、25.02%。其中低水平安全格局为城市发展提供最基本的生态系统服务,是城市发展底线,须严格保护。研究可为曹妃甸新区国际生态城建设提供参考,同时对促进中国东部沿海城市可持续发展也具有一定的参考意义。

基于适宜粒度的曹妃甸新区土地利用景观格局分析

选取适宜粒度是保证准确分析土地利用景观格局的关键。本文以曹妃甸新区为研究区,应用RS、GIS等手段并结合景观指数法,探讨景观类型比例、景观类型指数以及综合面积损失随分析粒度变化效应,确定适宜分析粒度,从景观组成形态以及景观构型两个方面分析曹妃甸新区景观格局。结果表明:部分景观指数与粒度可拟合为数学函数关系(R2>0.905 4),并确定适宜分析粒度域(30,50)和适宜粒度50 m;曹妃甸新区土地利用景观类型较为丰富,但无明显优势类型,要素分布较为密集,景观的破碎化程度较高,各景观类型分布极不均匀,不利于景观空间格局的维持。

怀来县土地利用格局的影响因子分析

河北省怀来县作为北京首都及北方重要的生态屏障,其土地利用格局不仅与县域土地资源利用有直接关系,也对周边土地生态的可持续发展有一定影响。土地利用变化研究中驱动机制是重点,揭示这种机制的关键是能否正确认识土地利用景观格局和影响因子之间的关系。本文以怀来县为研究区,在遥感技术的支持下,解译了1994年、2004年和2014年的土地利用数据,并从社会经济因素和自然因素中选取平均高程、地形起伏度、年均降水量、温度季节性、距道路距离、距城镇中心距离、GDP密度和人口聚集度共8个因子,结合景观格局梯度分析和CCA分析方法,对土地利用景观格局和影响因子之间的关系进行研究。得出结论:2014年怀来县土地利用景观的蔓延度指数、散布并列指数、香浓多样性等存在明显的空间差异,均在东西方向及南北方向表现出一定的梯度特征;东西轴线和南北轴线方向上,蔓延度指数呈两端高中间低的趋势,而散布并列指数、香浓多样性、香浓均匀度则与之相反。平均高程和人口聚集度对研究区土地利用景观类型的分布影响较大,GDP密度的影响较小;1994年、2004年和2014年4个排序轴上累积土地利用类型数据与影响因子的解释量依次为99.1%、99.3%以及99.3%,特征值总量分别为0.780、0.720和0.853,从解释量数值上看2014年的特征值明显高于前两个时期,其在描述土地利用类型与影响因子关系上体现出优越性;影响因子中的地形起伏度、温度季节性、年均降水量、距道路距离和距城镇距离与研究区土地利用景观类型分布的相关性较大,相关性系数相对较高;随着研究时间的推移,地形起伏度相关性逐渐减小,其他4种影响因子的相关性逐渐增大。通过此项研究,揭示了怀来县土地利用变化的原因,并为土地利用的可持续发展提供了理论依据。

土地利用景观格局演变及驱动力分析——以唐山市曹妃甸新区为例

以唐山市曹妃甸新区为研究区,运用遥感(RS)、地理信息系统(GIS)等技术方法,运用景观生态学理论研究景观动态变化,结合主成分分析方法从自然条件、区域政策与经济发展等角度,探讨了曹妃甸新区景观格局变化的驱动力因素。结果表明:1990—2010年盐田、居民点及工矿用地呈增加趋势;港口码头为新增加用地;耕地、林地则有增有减;沿海滩涂和未利用地则处于减少趋势。土地利用景观多样性增加,斑块形状复杂性降低,破碎化程度整体有所上升,景观类型趋于均衡并且更加合理发展,这些变化主要受全区总人口、GDP、固定资产投资等社会经济驱动因子和区域政策的影响,其研究对于曹妃甸新区土地利用规划和生态环境保护具有重要意义。

聚落景观粒度空间转换响应及机理分析

聚落景观作为人类生产生活的聚集场所,体现人类空间活动强度,揭示人类活动与景观形成与演化的机制。借助ArcGIS平台和Fragstats软件,设定空间粒度30,100,250,500,1 000m,以RMA(面积最大值法)和RCC(中心属性值法)为原则进行转换,研究聚落景观分布格局空间粒度转换以及机理。结果显示:(1)RMA法生成数据各景观类型的面积相对误差较大,特别是当粒度为1 000m时交通用地消失,RCC法在空间粒度转换中的面积相对误差较小,并且是随机的。(2)斑块面积结构和空间邻接的景观类型决定空间粒度转换中的聚落景观格局。(3)聚落景观方面,斑块数量、斑块密度以及聚集度指数下降,面积加权平均斑块分维数上升,最大斑块指数先上升后下降,表现出随着粒度增加,小斑块逐渐被聚落景观较大斑块融入,斑块破碎化降低、斑块面积扩大并趋于成片成团等特征,使得聚落景观的斑块连片程度以及优势度提升。(4)聚落景观格局变化表明RMA法突出整体分布规律,RCC法突出聚落景观的空间分布特性。

曹妃甸新区土地资源优化配置与模拟

采用线性规划模型,设定生态效益和经济效益作为目标函数,在土地面积、社会经济、生态环境等方面设置约束条件,对曹妃甸新区目标年土地利用结构进行优化配置研究,并将其结果作为CA-ANN模型约束条件,模拟曹妃甸新区土地利用空间布局。研究结果:(1)曹妃甸新区优化后,沿海滩涂和盐田减少较为明显,耕地略有所减,建设用地、港口码头和林地呈现增加趋势;优化后经济效益和生态效益均有所增加。(2)运用CA-ANN模型进行空间结构优化。模拟结果在空间布局以及其他规划的衔接上较为合理,为土地资源可持续利用提供借鉴。基于线性规划的CA-ANN模型能够实现土地资源的优化配置,研究方法较为合理,拓展了土地资源优化配置研究思路。

基于生态安全的土地利用结构优化研究

满足生态安全的土地利用结构优化是协调社会经济发展与生态环境间矛盾、实现土地持续利用的有效途径。本文以保定市土地利用结构数据(2002~2009年)为基础,引入反映生态指标生态绿当量和土壤有机碳储量,评价研究区土地利用结构在不同发展阶段的生态效益,并且借助TOPSIS模型对历年土地利用结构进行生态合理度评价。在此基础上以经济发展和生态效益并重为目标,构建多目标优化模型,获得保定市2020年土地利用结构优化方案,调整内部用地结构,注重生态用地保护,生态效益和生态合理度得到提升,进而提出合理利用土地资源的建议。研究结果为保定市土地利用可持续发展以及土地利用总体规划修编提供借鉴和指导。