土地转移流视角下土地利用变化过程追踪方法探讨——以宁夏中部干旱带盐池县为例

基于土地转移流视角,提出土地转移率和土地转移链概念,采用Landsat MSS/TM/ETM遥感影像数据源,对宁夏中部干旱带盐池县的土地变化过程进行追踪分析.结果表明,1978—2015年盐池县土地利用变化总体表现为耕地和草地比例增大,未利用地减少.区县尺度上,土地转移率先增后减.类型上,耕地转移率为降—升—降态势,草地转移率持续降低,未利用地转移率呈升—降—平稳态势.1978—1987年,以未利用地—耕地流、草地—耕地流为主;1987—1996年,土地利用转移流呈现多元化特征;1996年后加强了生态退耕和对未利用地的改造利用.1978—2015年,土地转移链围绕着耕地的流失与保护进行,单向链主要是63型(未利用地—草地型);往复链以Ⅱa型为主,为363型(草地—未利用地—草地型)、313型(草地—耕地—草地型)和131型(耕地—草地—耕地型);复杂链主要是163型(耕地—未利用地—草地型).

基于土地转移流的干旱区河谷城市土地系统稳定性评价——以兰州市近郊四区为例

以位于西北的河谷型城市兰州市市区为例,引入流分析和土地利用活跃度分析,基于Landsat遥感影像数据,采用土地利用变化测度模型和主成分分析方法对研究区土地利用时空动态特征及其驱动机制进行了分析。研究表明:①研究区未利用土地资源较少,后备土地资源严重不足,林地、草地、水域比例较低,存在较大生态风险;②建设用地与耕地、草地、林地之间的转移关系是土地利用转移的关键关系,决定着研究区土地利用变化特征;③土地利用变化具有阶段性,随着社会经济高速发展,城镇化的快速推进导致土地系统熵值增加,稳定性降低。

转移流视角下甘州区土地利用动态变化及空间集聚特征

以甘州区为案例探讨了转移流视角下的土地利用动态变化及空间集聚特征,以为甘州区土地利用空间布局,湿地保护与建设提供参考。研究结果表明:1甘州区自然保留地占绝对优势,耕地、林地、牧草地和水域比例较低,说明后备土地资源较为充足,具有一定发展潜力;2耕地与建设用地、牧草地之间的地类变化是该地区的主要土地利用转移地类,耕地、牧草地和自然保留地是各地类中主要的转移流;3建设用地的活跃度不断增大,2006—2011年达到3.16%,主要原因是城市用地面积扩张,来满足中心城区扩张的增长需求;4地类转移波动度变化主要表现为林地和水域之间的相互转换,波动度均达到最大值2.000 0;5各类土地利用变化的空间分布构成了以中心城区为中心,以不断增长的建设用地为内圈,以牧草地转为耕地这种转移地类为外圈的环形结构;6空间集聚表现出热点区域逐年增加,有向南扩张,沿水系展布的特征。

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。

北部湾钦江流域土地利用变化与生态服务价值时空异质性

文章基于2000和2012年的土地利用数据,采用土地利用转移流网络和GIS密度制图法定量分析研究区土地系统时空动态变化及其空间集聚效应,并在此基础上应用地统计学方法对研究区土地利用生态服务价值进行时空异质性分析。结果显示:1)流域建设用地、水域和园地呈增加趋势,而耕地、林地和草地则呈现减少趋势;2)流域整体土地系统共存在30种土地利用转移流网络关系,上游27种,中游26种,下游17种,耕地、建设用地、草地与林地之间的网络转移关系决定了北部湾钦江流域土地系统土地利用变化的主体方向;3)通过选用不同的变异函数模型对钦江流域生态服务价值空间结构分析可知,2000年流域生态服务价值的最佳拟合模型应为指数模型,而2012年则为球状模型;4)流域整体生态服务价值总量由2000年的802 077.44万元减到2012年的787 794.14万元,减少了14 283.29万元。中游的生态服务价值最高,上游的生态服务价值次之,下游的生态服务价值最小。

基于矢量属性的宁夏中部干旱带土地利用变化信息挖掘

[目的]增加对土地利用变化矢量属性的认知,进一步挖掘潜藏于土地利用变化中的特征和规律,丰富土地利用变化研究方法,为区域土地资源调控提供参考依据。[方法]基于土地转移流视角,提出土地转移率和土地转移链概念,采用Landsat MSS/TM/ETM遥感影像数据,对宁夏中部干旱带同心县的土地变化过程进行研究。[结果]1978—2015年同心县耕地和草地比例增大,未利用地减少。区县尺度上土地转移率渐次降低;类型尺度上,耕地转移率先升后降,草地转移率先降后升,未利用地转移率呈"降—升—降"特征。1978—1987年的土地转移流以草地转未利用地为主,1987—1996年则呈现多元特征,1996年表现为退耕还林还草和对未利用地的改造利用。1978—2015年土地利用转移围绕着耕地的流失与保护进行,土地转移单向链以31型(草地转耕地)和61型(未利用地转耕地)为主,往复链以Ⅱa型为主,主要是161型(耕地—未利用地—耕地)和131型(耕地—草地—耕地)。[结论]同心县土地利用变化存在较大份额的"往复链"。在土地资源开发与管理中要重视往复链所揭示的内涵并采取针对性措施。

陕西黄土台塬区土地生态风险时空差异性评价

基于RS和GIS支持,采用土地转移流和土地生态风险强度指数,对陕西黄土台塬区的土地利用变化动态及其结构性风险进行了评价。结果表明:(1)1990—2010年陕西各台塬区的建设用地均有所增长、耕地除宝鸡台塬区和西安台塬区增长外,其他台塬区均减少,生态用地则刚性减少。(2)研究时段内土地利用的生态风险指数表现出"高—低—高"的发展过程,1995年是一个拐点。(3)市域尺度上,宝鸡台塬区和西安台塬区土地利用的结构性风险自1995年以来有较大幅度的攀升,2005年后临近"高等"生态风险。(4)县域尺度上,除了白水县和永寿县的生态风险降低外,其他区县均有所增大,各区县生态风险的差异性也进一步扩大。1990年、2000年、2010年土地结构风险的变异系数分别为10.43%,10.57%,10.79%。

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.

黄土台塬区土地利用转移流及空间集聚特征分析

提出了土地利用转移流和土地利用活跃度的概念,基于Landsat遥感影像数据,采用土地利用变化测度模型,以5年和25年两种时间尺度对黄土台塬区土地利用时空动态特征进行分析,并将密度制图法应用到土地利用变化的空间集聚特征识别中。研究表明:①黄土台塬区耕地占绝对优势,后备耕地资源严重不足,林地、草地、水域比例较低,存在较大生态风险;②耕地与建设用地、草地、林地之间的转移关系是黄土台塬区土地利用转移的关键关系,决定着台塬区土地利用变化特征;③1985-2010年耕地转建设用地流高达26668.80hm2,占土地转移流40.75%,草地转耕地流18923.90hm2,占28.91%,建设占用耕地情况严重,耕地占补平衡主要通过挤占草地实现;④25年以来,土地利用变化对水域扰动最大,其次为森林,草地第三;⑤土地利用变化存在阶段性,1990-2000年土地利用变化速率高于其他时段;⑥不同时间尺度下土地利用变化的空间集聚特征不同,25年尺度下城镇附近土地变化幅度较高,5年尺度下土地利用变化热点区由台塬中部向东西边缘区推移。

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。

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。