基于土地利用转移流的国土空间格局演变及其驱动机制研究——以宁夏原州区为例

提出了基于土地利用转移流的溯源分析法,结合社会网络分析方法与核密度分析法,探究了2000—2018年原州区国土空间格局演变及其动力机制。结果表明:(1)原州区的三生空间向生产空间增效、生活空间扩容、生态空间提质的方向演化,生产、生活和生态用地结构由2000年的44.76%、2.90%、52.34%调整为2018年的41.17%、6.29%、52.54%。(2)原州区的三生空间变化与现行国土空间优化目标有较高的契合度,生态用地的转入主要发生在不宜耕作或不宜居住的区域,体现“生态空间山清水秀”导向;生产空间通过坡改梯田、提供灌溉条件以提升水土资源集约利用水平,体现“生产空间集约高效”导向;生活空间的扩张主要发生在居住条件更为适宜的河谷区,体现“生活空间宜居”导向。(3)三生空间格局演变表现出明显的空间集聚性,呈现出六盘山阴湿区为带状高值区、黄土丘陵沟壑区为散点高值区、清水河谷为团块状高值区的特征,且不同地类变化的空间集聚性特征有所不同。(4)基于土地利用转移流溯源法提出了原州区三生空间演变的“动力-响应-结果”传导性动力机制;生态建设是国土空间格局演变最重要的驱动力,其次是水土资源集约利用,二者为国土空间格局优化作出重要贡献;水土流失是各类用地向未利用地转化的重要动力,今后仍需加大对水土流失的治理。通过探究经济与生态双重制约区国土空间变化特征及其动力机制,为国土空间优化提供决策参考。

基于CA-Markov的土地利用时空变化与生境质量预测——以宁夏中部干旱区为例

探究干旱半干旱区土地利用结构动态变化特征,评估并预测生境质量,可为区域生态规划和恢复提供决策性依据。本研究以搭载OLI和ETM+传感器遥感影像和气象数据、社会经济数据等为基础,采用土地利用转移流概念、InVEST模型和CA-Markov模型研究2000—2030年宁夏中部干旱区土地利用和生境质量时空变化特征及规律,对未来情境进行模拟和预测。研究结果表明:宁夏中部干旱区土地系统结构变化与生态建设规划高度一致,具有黄河流域两侧集中分布的特征,土地系统综合动态度逐期减小,活跃度具有稳中有变、部分较活跃的特征。土地系统信息熵特征值呈逐年降低趋势。随着时间变化土地系统受人类活动干扰强度低,自我调整程度高,修复能力强,系统向稳定状态转化。2000—2015年研究区生态环境质量呈“U”型特征,以优秀等级为主。2015—2030年土地系统结构将发生显著变化,生境质量优秀、差和良好等级面积逐渐扩大,生态系统呈现稳定向好的趋势。本研究的多模型集成应用可为区域土地规划和生态恢复建设提供理论依据和支撑。

1995-2018年广西中越边境地区土地利用变化与生态风险研究

本文采用土地利用动态度、信息熵、土地转移矩阵、生态风险指数等方法分析了广西与越南接壤的8个县(市、区)的土地变化的生态风险异质性特征,研究了土地利用变化对该区域土地生态风险的影响。研究结果如下:(1)广西中越边境地区平均综合土地利用动态度指数为3.40%,土地利用变化较为剧烈。(2)土地利用结构信息熵从1995年的0.832 Nat增加至2018年的0.877 Nat,土地利用的空间结构特征变化较大。(3)研究区土地利用存在30种相互转化类型,各地类土地利用转移数量存在显著差异,转出地类以建设用地和草地为主。(4)研究区土地利用生态风险指数年均值从1995年的0.187上升至2018年的0.196,由较低风险上升至中度风险。(5)土地生态安全具有区域差异性,从1995—2018年各县(市、区)的平均土地利用生态风险指数来看,研究区从东南至西北方向呈现出近似W型的生态风险等级特征,其中,中部和南部区域生态风险程度更高。在国家兴边富民政策实施以来,广西中越边境地区社会经济快速发展和城市化进程的加快导致土地利用类型变化显著,但在追求经济发展的同时也应该注重生态安全,实现生态保护与经济高质量发展同步。

宁东能源化工基地土地变化及其对生境质量的影响

以宁夏宁东能源化工基地为例,利用土地利用转移流和活跃度分析土地利用时空动态变化,InVEST模型评价生境质量,将其划分为优、良、中和低4个等级,探究区域土地转移对生态环境质量时空格局的影响.研究结果表明:研究区土地利用变化呈现城镇快速扩张和工业用地集聚特征,不同开发建设时期的土地转移关系、转移流净值和单一动态度特征存在显著差异;综合动态度特征保持较高水平,开发建设初期-中期-后期呈现逐渐降低趋势;不同时段土地利用信息熵特征保持较高水平(稳定在0.33及以上),证明研究区土地系统不稳定,特征随开发建设时期的发展呈现降低趋势,表明研究区土地系统在向较稳定状态发展;宁东能源化工基地生物多样性功能具有较高水平,以优等级和一般等级为主,差等级面积逐年增加,人为扰动对生态环境的破坏更加强烈;InVEST模型在新型工业园区生态环境质量评价、生态恢复及重建研究中具有普适性.研究结论能够为当地生态恢复和重建提供理论依据和科学指导.

城乡一体化背景下上海农村居民点时空变化研究

上海市土地资源紧缺成为城市化发展的瓶颈,对农村居民点的空间布局特征分析为上海土地利用结构优化提供参考意义。本文运用数理统计、计算几何、空间分析多种方法有机结合,分析1990-2015年的农村居民点的整体规模变化和空间演变特征。结果表明:上海城市化的扩张一定程度上是建立在农村居民点的集中规划基础上;农村居民点Voronoi图的Cv值远高于64%,是典型的集聚分布,但因受创业热潮和人们对居住环境要求水平提高等因素的影响,整体的Cv值在降低,分布的随机性在变大;崇明区的农村居民点在西北—东南分布密集,东南方向为扩展的热点方向;主体区的农村居民点总体布局较为均匀,在东—西方向更为密集,近年向浦东新区扩展的趋势加强。

宁夏沿黄经济带生态用地格局演变及其驱动机制

基于多源遥感数据支持,采用土地利用转移流和标准椭圆差等方法,分析了宁夏沿黄经济带生态用地演变特征及其驱动机制。结果表明:(1)生产和生活用地挤占生态用地现象明显,1980—2018年生态用地占比由71.68%降为66.35%。重点生态功能用地增加,形成了沙坡头、白芨滩以及银川平原中北部三个防护林带和黄土丘陵沟壑区水土保持林区,银川平原湿地面积扩大,生态用地时空结构有所优化。(2)生态用地在空间上呈现为西南—东北方向变化趋势,且由早期“面域”调整转为后期“点域”优化。(3)生态用地变化体现为“驱动力—响应—结果”的驱动机制,城镇化和工业化、生态移民工程、绿洲农业发展是生态空间受到挤压的主因,生态建设与修复是优化生态用地格局与提升生态服务功能的重要举措。(4)基于土地利用转移流的驱动力溯源分析方法,为土地利用变化驱动因子及其定量测评提供新的分析视角与方法。