基于MCCA的多情景土地利用演变及其ESV变化研究——以龙岩市为例

为了探究多情景下土地利用演变与生态系统服务价值(ecosystem service value,ESV)的特征及两者间的差异性,以龙岩市为例,基于2005、2010、2015和2020年的4期土地利用数据,运用混合元胞自动机(mixed-cell cellular automata,MCCA)模型模拟2035年龙岩市土地利用格局,并采用当量因子法计算分析了历年以来和未来情景下ESV。结果显示:2005—2020年龙岩市林地和耕地面积总体上呈下降趋势,分别减少了10590.33 hm^(2)、4183.63 hm^(2),水域面积小幅度上升,建设用地面积增长迅速;龙岩市ESV在2005—2020年整体上呈现出下降态势,累计减少4.15亿元;在城市发展和耕地保护情景下,2035年龙岩市ESV较2020年分别损失了6.52亿元和4.30亿元;而生态保护情景下,ESV预测为927.43亿元,较2020年上升了0.67亿元,这是由于水域面积的增加使ESV得到了有效提高。因此,生态保护情景是符合未来发展趋势的理想土地利用空间格局。

土地利用演变对国家公园生态系统服务价值的影响——以三江源国家公园为例

研判土地利用演变对国家公园生态系统服务价值的影响,是推进国家公园生态文明体制建设的重要依据。为厘清土地利用演变对生态系统服务价值的影响效应,基于2000—2020年三江源国家公园土地利用数据,首先采用生态系统服务价值修正模型测算生态系统服务价值,继而运用价值变率模型、GIS空间分析方法刻画三江源国家公园生态系统服务价值演变的空间差异特征,最后引入交叉敏感性系数揭示三江源国家公园土地利用演变对生态系统服务价值的影响趋势。结果表明:(1)20年间三江源国家公园的土地利用演变表现为荒漠、草地、水体三地类间的互相转换,变化速率最大的时间段在2015—2020年,集中发生于长江源园区西北部和北部;(2)从时间序列来看,三江源国家公园的生态系统服务价值呈现“趋好”态势,其中,2015—2020年的变化量高达82.42亿元,草地和水体对园区生态环境贡献较大,土地利用类型的演变与生态系统服务价值存在一定的关联;(3)从空间演变来看,三江源国家公园三园区(长江源、黄河源和澜沧江源)的生态系统服务价值从高值到低值依次为:长江源>黄河源>澜沧江源,呈现出从西北向东南递增的分布特征;(4)土地利用类型演变对生态系统服务价值的影响程度从大到小排序为:荒漠与水体>草地与水体>荒漠与草地,土地利用转型跨度愈大,对生态系统服务价值的影响就愈强。研究时段内土地利用演变对生态系统服务价值影响的交叉敏感性系数呈现先升高后降低的特征,表明生态系统服务价值的变化也会反作用于土地利用对生态系统服务价值影响的敏感性。

基于遥感技术的红旗沟小流域土地利用演变及退耕地利用研究

利用遥感判读与访问调查相结合的方法,查清红旗沟小流域1950年以来土地用途的变化情况,分析土地利用状况的演变,尤其是退耕地的演变和利用情况。分析结果认为,土地利用的变化与流域治理、基本农田建设等人为干扰活动关系密切。农耕地退耕与发展林果业比例有关,退耕地比例与发展基本农田尤其是坝地比例相关。

古堰画乡景区及其周边土地利用演变研究

以古堰画乡景区及其周边区域为研究对象,利用ENVI等软件对研究区2009年、2014年、2018年三个关键时点遥感影像进行研究分析。结果显示:建设用地是古堰画乡景区及其周边土地利用演变的主体和主要驱动,它引起林地、耕地、水域和未利用土地等其他用地类型相应变化。研究期内建设用地面积增加最多,其他类型用地面积均不同程度地减少。建设用地基本不向其他土地类型转化,其他土地类型虽有相互转化,但都主要向建设用地转化。影响研究区土地利用演变的主要因素包括旅游者、当地政府和村民,其中政府是最主要的推动因素。

古堰画乡景区及其周边土地利用演变研究

以古堰画乡景区及其周边区域为研究对象,利用ENVI等软件对研究区2009年、2014年、2018年三个关键时点遥感影像进行研究分析。结果显示:建设用地是古堰画乡景区及其周边土地利用演变的主体和主要驱动,它引起林地、耕地、水域和未利用土地等其他用地类型相应变化。研究期内建设用地面积增加最多,其他类型用地面积均不同程度地减少。建设用地基本不向其他土地类型转化,其他土地类型虽有相互转化,但都主要向建设用地转化。影响研究区土地利用演变的主要因素包括旅游者、当地政府和村民,其中政府是最主要的推动因素。

郊域轨道交通对土地利用演变的影响分析

选择贝叶斯网络(Bayesian Network,BN)对郊域轨道交通引起的土地利用演变规律(Land Use Change,LUC)进行研究。将影响范围外设为参照区分析LUC是否因郊域线出现差异,并与市郊线进行对比。东京都的案例结果表明,郊域线对LUC产生了影响,其中,影响较大的是森林、建筑与运动竞技用地(运营期)及森林、运动竞技与水域(开通前)地块,上述地块缓冲区与参照区的差异依次是-32.08%,12.59%,8.24%与-24.23%,4.62%,4.40%;然而市郊线未产生影响,说明不同于市区LUC的多驱动力,郊域线作为郊区LUC的强驱动力,引起的LUC变化显著,可为通过建设郊域线推动郊区土地发展提供依据。由于市区土地发展成熟,土地利用(Land Use,LU)延续性好,故市郊线当期总与前期LU有直接关系;郊域线作为郊区LUC的强驱动力,运营后引起LUC活跃程度比较大,故导致运营期与前期LU无直接关系,可为郊域线土地开发时期提供参考依据。BN推理显示,郊域线运营期缓冲区终态为建筑地块受建筑用地聚集程度影响低于参照区,说明郊域线运营期终态为建筑地块的演变较独立,同样是由郊域线引起LUC活跃程度比较大引起的;为支持郊域线运营期地块终态为建筑用地,区域需87.2%的概率为缓冲区,初始邻域用地需98.5%为非森林地块,以上可为郊域线土地开发中建筑用地布局与选址提供参考依据。以多摩线2006年LU作为初始态,预测2014年LU,结果精度达89.9%,表明BN具有较强的推理能力。最后,挖掘轨道交通LUC机制,即其通过提高出行可达性影响人们愿意在其周边居住与生活,因此出现缓冲区用地演变现象,并据此阐释了郊域线的LUC机制。

喀斯特地区河岸土壤碳磷对土地利用演变的响应

为探究喀斯特地区河流沿岸土地利用演变对土壤有机碳和全磷密度及土壤碳磷比的影响,采集耕地、林地上黄壤和石灰土等土壤样品,运用人机交互式目视解译方法、土壤类型法、克里金插值法及土壤生态化学计量法,估算都柳江上游沿岸土壤有机碳和全磷密度及储量。结果表明:①研究区2013~2019年土地利用演变主要为连续耕地、连续林地和退耕还林。研究区表层土壤有机碳密度平均值为3.94 kg/m^(2),高于中国典型地区平均水平(3.19 kg/m^(2)),有机碳储量为3.2×10^(6) t;全磷密度平均值为0.124 kg/m^(2),略低于中国表层土壤平均水平(0.166 kg/m^(2)),全磷储量为1.0×10^(5) t。②研究区不同土地利用演变中,连续林地土壤有机碳密度最高,退耕还林6 a有机碳密度较连续耕地增加20%,连续耕地土壤全磷密度最高;随退耕还林时间的增加,土壤碳磷比逐渐增高,退耕还林6 a土壤碳磷比显著高于连续耕地。因此,退耕还林可以增强土壤的固碳能力,对改善土壤结构和土壤肥力具有积极作用;而全磷更多是受耕地施肥作用的影响。

川西地区县域城镇土地利用演变下的生态优化策略研究——以四川省绵竹市为例

"多规合一"背景下的土地利用演变及生态优化研究,对于构建完善的国土空间规划体系,实现土地资源高效利用有着极其重要的推动意义。以县域城镇绵竹市为样本,在"多规合一"国家级试点平台的规划背景下,对2008—2019年的生态承载力进行量化评价,耦合土地利用阻力-潜力适宜性模型和CA-Markov模拟模型,对绵竹市城镇用地开发适宜性及城镇建设用地演变发展进行探索,针对生态承载力评价、土地开发适宜性评价及城镇建设用地未来发展模拟结果,结合"多规合一"的国土空间规划平台,分别提出以生态为导向的土地利用优化策略,以期为国内县域城镇"多规合一"的国土空间规划体系构建提供研究参考。

临河区土地利用演变及其驱动力分析

土地利用与社会经济条件发展密切相关,为了充分利用土地资源,合理调整土地利用结构,优化土地资源配置和布局,保证社会经济发展对土地的合理需求,需要以准确完整的土地利用资料为基础,对土地利用的现状及变化趋势做出科学合理的分析。通过对临河区土地利用现状及2004-2009年土地利用变化情况的分析,研究临河区各类用地的数量及分布的变化,土地利用的结构、开发程度等,并在此基础上对该区域土地利用变化的驱动力探讨,进而提出相应的对策建议,为土地利用规划提供重要的基础和依据。

基于土地利用演变的沛北老工业基地生态服务价值评估

土地利用变化是区域生态系统演变的重要驱动因素之一,研究土地利用变化对生态服务价值的影响及其相互作用关系具有重要意义。本文以四期遥感影像为基础,借助遥感处理软件和ArcGIS方法,计算分析了2004年—2015年沛北老工业基地的土地利用变化机制,并根据实地调查结果,修正了生态服务价值当量表,采用生态服务价值评估模型和敏感性指数等模型,定量分析沛北老工业基地的生态服务价值及其变化趋势,研究结果表明:(1)2004年—2012年,沛北农地面积减少,建设用地和交通用地面积增加,这主要是由于老工业基地的煤炭业发展迅速,占用大量农地。(2)2012年—2015年生态服务价值由247130.27万元增加到256807.39万元,主要是因为建设用地和交通用地面积逐年减少,湿地和水域面积增加,而水体的单位面积生态服务价值量较大,因此水体的面积对生态服务价值影响较大。

多特征联合的土地利用动态变化分析

基于GIS平台定量、定性分析研究区内长时间序列土地利用类型变化,了解土地利用空间分布,构建土地利用多特征功能性指数等,联合分析土地利用时空演变特征,进行土地利用演变驱动力分析。分析发现:研究区2000—2020耕地面积总体减少,向建设用地转移,建设用地呈快速增加状态;土地利用向多样化方向发展,土地利用程度增强,绝大部分区域呈快速发展状态。而经济结构改变及社会变革正是推动研究区内土地利用变化的主要驱动因素。研究成果可作为该区域土地利用可持续发展提供科学依据、数据支撑。

基于转移矩阵的高度城市化区域土地利用演变信息挖掘——以江苏省苏州市为例

深入分析土地利用转移矩阵和地类转移概率矩阵,提出利用连续分时段土地利用转移矩阵求算总时段转移矩阵的方法,进而改进地类变化量和地类动态度计算模型,提出了地类转移无序度的概念、含义并构造计算模型。以苏州市为例进行实证分析,结果显示:1999-2008年苏州市耕地的总变化量最大,其次是其它农用地和独立工矿用地;其中耕地和独立工矿用地的主导变化是净变化,而其它农用地以交换变化为主;10年间位列各地类动态度前三位的依次为独立工矿用地、其它农用地和建制镇用地,综合动态度在2004年和2002年最大,1999-2001年较低;地类转移无序度的前二位是其它农用地和交通运输用地,其它地类该值均不高,说明苏州市10年间的土地利用演化较为有序。研究表明,基于转移矩阵的相关模型的改进和构造深入挖掘了土地利用演变信息,有利于对土地利用变化进行深入研究。

近32年来南京城市扩展与土地利用演变研究

基于1980-2012年6个时相的遥感影像分类成果,运用扩展强度的等扇分析和土地利用转移矩阵对南京市城市扩展区由城市扩展引起的土地利用布局、结构演化进行了长周期、多时段的研究。结果表明:32年间5个阶段城市扩展的方向极不均匀,城市经历了东北-东南-西南的扩展演化过程,2000年之后的扩展强度显著扩大;在总变化量的构成中,耕地净变化量和交换变化量所占的比重较为接近,在面积净减少的同时,空间位置的转移也较为突出;城市建设用地、城市绿地、采矿用地与裸地以净变化为主,水面、村镇建设用地以交换变化为主;2000年后,各时段耕地和城市建设用地年均总变化量远高于2000年之前,以2004-2008年的值最高,2008-2012年有所回落;32年间各单项类型动态度均较高,城市绿地、村镇建设用地和城市建设用地均达90%以上;综合动态度的结果揭示32年来南京城市的扩展历经了加速演变-变化趋缓-剧烈演变-整合重构4个主要阶段。

黄土丘陵固原上黄试区土地利用结构演变过程分析

利用1980～2004年土地资源变化调查数据，分析了上黄试区土地利用变化及演变过程。结果表明：耕地和林地变化最为显著，主要表现为耕地向林地、草地及园地的转变。引起这一转变的因素是多方面的，主要有人口增长、比较利益及国家宏观政策等因素。上黄试区今后应结合当地自然和社会经济条件，大力发展特色农业。提高政策因素对土地的宏观控制能力，使土地利用向高效型、生态型及集约型发展；进行人力资本投资，重新协调人地关系，保障退耕的成果及后续产业的培养和发展。

巢湖流域土地利用功能演变及其生态环境效应

以巢湖流域为例,构建基于“三生空间”的土地利用主导功能分类体系,基于1980年、1990年、2000年、2010年、2020年五期土地数据,运用转移矩阵与图谱、重心转移,分析土地利用功能演变特征,运用生态环境效应模型分析生态效应规律。结果表明:①数量上,生活空间面积显著增加,生产空间面积大量减少,生态空间面积相对稳定。②空间上,城镇、工矿、耕地空间重心转移明显,2000年后土地转移主要集聚在城区。③生态效应上,1990年后生态质量持续下降,密集的城乡生活空间是主要低值集聚区。④生态贡献率上,导致生态环境恶化的主要转型为城乡建设空间对耕地、林地、草地的侵占,使其改善的主要转型则为耕地向林地、水域的转换。

陕北工业城镇土地利用演变特征及转型策略

“镇区+园区”嵌入式的发展模式是陕北工业城镇产城二元特征的显著体现,探讨该类型城镇土地利用演变特征及转型策略对于促进新时期的产城融合发展具有重要意义。以陕西省第二大工业园区所在地锦界镇为例,以产城关系作为分析视角,基于2008—2018年三个时期城镇建设用地相关数据,从边界拓展、功能组织、用地布局三个方面对城镇用地演变特征进行归纳,同时结合土地利用变化指数模型对土地利用问题进行解析,并从产城一体的空间引导、产城共振的功能织补以及产城融合的用地活化等方面探讨城镇土地利用转型策略。

工业化、城镇化背景下农村居民点内部土地利用演变

为分析工业化、城镇化背景下农村居民点用地演变规律,以河北省东马营村为例,采用参与式农村评估、ArcGIS矢量化等方法,分析其工业化发展历程,并选取扩展强度指数、容积率、吉布斯-马丁多样化指数等指标,在微观尺度上对农村居民点内部土地利用动态演变及其驱动过程进行研究分析。结果表明:1)1985—2015年,东马营村箱包工业的发展导致当地经济非农化、农户从业结构非农化,当地纯农型农户所占比例不足1%,其显然已经不是传统意义上的农村;2)东马营村农村居民点的用地规模、扩展强度、多样性、建设面积与建筑面积等持续增长,其动态演变是与工业化发展历程相适应的。研究认为,未来应借助村级土地利用规划编制工作,通过农村土地整理、复垦等缓解快速工业化农村地区的建设用地供需矛盾,同时应做好耕地流转,提高耕地利用效率。

基于“三生空间”的土地利用功能演变及生态环境响应——以桂西资源富集区为例

分析土地利用功能演变及生态环境响应是区域"三生空间"划定和管控以及生态环境保护的重要依据。以桂西资源富集区为例,基于1995年、2000年、2005年、2010年和2015年5期遥感数据,构建"三生空间"土地利用主导功能分类体系,运用转移矩阵、重心转移和生态环境响应模型分析研究区20年土地利用功能演变特征及生态环境响应情况,结果表明:(1)研究区生态生产空间和生活生产空间面积呈上升趋势,生产生态空间和生态空间面积呈下降趋势。(2)生态生产空间重心转移距离最大,其次是生活生产空间重心,生产生态空间和生态空间重心转移距离较小。(3)研究区生态环境质量指数从1995年的0.6337持续降至2015年的0.6323,整体质量有所下降。(4)以林草地为主要地类的县域生态环境质量较高,重点矿产资源型县域和农产品生产基地生态环境质量较低,城镇化重点县域生态环境质量最低。

近20年陕西省土地利用时空格局分析

【目的】研究区域土地利用时空变化格局对于理解区域人地关系演化至关重要。【方法】以陕西省为例,基于2000、2010、2020年三期土地利用数据,从数量变化、方向变化、空间变化三个方面分析了2000—2020年土地利用变化时空演变特征。【结果】(1)陕西省土地利用格局变化显著,变化总面积达11 815.9 km^(2),占陕西省总面积的5.75%,主要变化地类为耕地、林地、草地、建设用地。整体来看,耕地净面积持续下降,主要流向由草地与建设用地转变为集中流向建设用地,新增面积主要来自草地与建设用地面积的减少;林地面积与建设用地持续增长,其中,林地新增面积主要来源耕地和草地,建设用地面积的增加主要得益于耕地的转入。从地域上看,关中平原快速城镇化侵占大量优质耕地,耕地和建设用地是主导的地类变化类型,陕北地区以耕地与林草地之间的互换为主,未利用地的开垦次之。陕南地区土地利用变化活跃度较低,总体表现为耕地面积持续减少,建设用地面积快速增加的趋势;(2)研究期内,耕地属于高速衰减土地利用类型,建设用地属于高速扩张类型。水域与其他用地是研究区域内较为“敏感”的用地类型;(3)2000—2020年,陕西省各类土地的重心不断向北迁移,不同地类的重心表现出不同的迁移特点,其中耕地和建设用地互动较为强烈。【结论】近20年陕西省土地利用格局发生了较为明显的变化,耕地、林草地和建设用地变化最为突出,各类土地的重心均表现出向北迁移的特点。

城镇土地利用时空演变信息图谱模型研究——以绵阳城市规划区为例

地学信息图谱为城镇土地利用时空演变研究提供了一种定量化与定位化相结合的信息谱系研究方法。该文选取四川绵阳城市规划区为研究区,在3S技术支持下,基于地形图、遥感影像、土地利用现状图等数据源,建立了土地利用变化信息图谱模型,分析了土地利用时空演变的主要驱动因子,为新一轮土地利用总体规划修编提供了科学依据。