基于SD-PLUS耦合模型的陕西省土地利用变化及碳储量多情景预测

[目的]为探讨不同土地利用方式对区域生态系统碳储量的影响。[方法]以陕西省为研究对象,利用SD-PLUS耦合模型,采用国际耦合模式比较计划第6阶段(CMIP6)提出的耦合共享社会经济路线和代表性浓度路线(SSP-RCP)情景,对2030年陕西省的土地利用变化进行预测,然后利用InVEST模型模拟未来不同情景下陕西省碳储量及其空间分布。[结果](1)对构建的SD模型进行历史检验,其误差<5%,PLUS模型模拟的2020年土地利用Kappa指数为0.86,模型精度和可靠性总体符合要求;(2)3种情景下,未来建设用地面积均增加,增长速率从低到高的情景分别为SSP126、SSP245、SSP585;在所有情景下,林地面积均增加,水域面积均保持稳定;草地面积在SSP126情景下有小幅度增加,其他情景下减少;耕地面积3种情景下均减少;(3)3种情景下,陕西省碳储量均减少,关中平原建设用地的扩张占用大量的耕地是造成陕西省碳储量下降的主要原因。[结论]在SSP126情景下,建设用地扩张所占用的生态用地面积最小,碳储量损失最少,该情景同时考虑社会经济发展及生态保护的需要,可为未来陕西省国土资源保护和高质量发展提供参考模式。

珠江三角洲土地利用变化与工业化和城市化的耦合关系

在分析珠江三角洲1990～2000年土地利用变化趋势和特征的基础上,根据土地利用的综合变动系数将珠江三角洲划分为4种土地变化类型,即剧变型、缓变型、相对稳定型和稳定型,并总结了不同变化类型的特征.进一步研究了工业化、城市化发展阶段与土地利用变化类型的关系,结果显示,处于不同工业化、城市化阶段的县市,其土地利用变化也明显不同,且与工业化、城市化进程和状态具有一定的内在关系;最后对产业非农化、城市化与土地利用变化的耦合系数进行了研究,发现各市县的产业非农化、城市化和土地利用变化的耦合系数,与土地利用的综合变动系数具有很高的一致性,按照产业非农化、城市化和土地利用变化耦合系数,在一定程度上可以判断土地变化的类型.

广东省土地利用变化时空分异及其与城市化和工业化的耦合关系

研究目的:分析广东省1996—2008年土地利用变化趋势和特征,划分快速型、中速型、慢速型和稳定型4种土地利用变化类型,探讨土地利用变化与城市化和工业化耦合关系。研究方法:GIS技术,统计分析与耦合分析方法。研究结果:珠江三角洲地区土地利用变化剧烈,粤东地区次之,粤西地区和北部山区相对稳定;城市化、产业非农化与综合土地利用动态度有较高一致性,表现出良好的正相关性。土地利用变化越剧烈的地区,其城市化进程和工业化进程对土地利用变化的影响越大;处于城市化加速和完成阶段、工业化中期和后期的县市区土地利用变化剧烈。研究结论:城市化和工业化的迅速发展是导致土地利用变化的重要因素,必须通过掌握广东省土地利用变化的时空分异及其与城市化、工业化耦合关系,合理调控未来各区域土地利用发展方向。

新疆土地利用变化及其与城市化和工业化的耦合关系

运用统计分析与相关分析相结合的方法,分析2001—2008年新疆土地利用变化趋势及特征,研究不同地区土地利用变化与城市化和工业化的耦合关系,为更加有效实施"富民兴边"国家战略提供政策依据。结果表明:(1)天山北坡经济带3个轴心城市土地利用变化最为显著,其他地区相对稳定,南疆的克州与和田两个集中连片贫困地区,土地利用变化最小;(2)城市化和工业化是新疆土地利用变化的主要影响因素,并且随着土地利用强度的增加,城市化和工业化对土地利用变化的影响会越来越大。边疆新时期扶贫开发,应针对处于不同城市化和工业化发展阶段的地市州采取有差别的土地政策,通过放宽、放活建设用地供给,激活经济发展内生动力,力争与全国同步建成小康社会。

工业化进程中传统农区的土地利用变化——以重庆市荣昌县为例

选取四川盆地中部荣昌县为研究区,利用最近12年的数据分析了该地区的土地利用变化,并结合社会经济因素对这种变化进行了解释.研究表明:①1996-2007年间,荣昌县土地利用变化明显.耕地、其它农用地、未利用地持续减少,林地、园地、建设用地显著增加,2001年前后两个时段呈现出明显的阶段分异性.②工业化是传统农区土地利用变化的根源.从土地利用变化机制分析,2001年之前,在人口压力下,建立在过密化基础上的农业增长是传统农区土地利用方式的延续,没有也不可能造成明显的土地利用变化;2001年之后,向反过密化方向发展的农业增长改变了传统农区长久延续的土地利用方式,引起了明显的土地利用变化.③工业化进程中,(地方)政府的作用至关重要,在退耕还林、工业化和城镇化过程中通过政府行为影响土地利用变化.④研究再次证实,社会经济因素不是直接驱动土地利用变化,而是通过人的响应改变土地利用方式驱动土地利用变化.

乡村工业化地区土地利用变化及驱动力分析——以福建省晋江市为例

基于不同时相(1988和2000年)的遥感数据,在GIS支持下对晋江市12年来土地利用的数量和空间变化特征进行分析,并探讨了晋江市土地利用变化的驱动力.研究表明:(1)建设用地(主要是城镇用地、农村居民点与工矿用地)通过大量占用农用地而急剧增加,已成为主要的土地利用类型.土地利用多样性指数和破碎度指数提高,优势度减小;建设用地的空间分布趋于集中化,农用地则趋于破碎化和分散化.(2)政策体制转变和侨乡因素推动的乡村工业化、城镇化是引起晋江市土地利用大规模变化的根本驱动力.城镇用地扩展的主要驱动力是城镇人口的增加和第三产业的发展;农村居民点与工矿用地变化的驱动力主要来自分散布局的乡镇企业的发展以及乡村住宅建设需求增长.

基于GeoSOS的乡村工业化地区土地利用变化模拟分析——以河南省长垣县为例

运用ENVI 4. 8,ArcGIS 10. 0和GeoSOS软件对长垣县1995—2004,2004—2014年两个时段内土地利用变化过程进行模拟分析,结果显示:(1)两个时段内土地利用变化均呈现区域性差异,且变化剧烈的区域主要集中在长垣县东南部和东北部区域;(2)城乡用地规模在两个时段内表现出不同的扩张趋势,其中2004—2014年间空间扩张趋势更显著。基于2004—2014年城乡用地转化速率进行的预测显示,长垣县未来10年土地利用变化主要向东南、东北两个方向扩张,其中乡村工业发展基础、乡镇规划、交通可达性和地理区位对未来城乡用地空间发展具有一定促进作用。

社区居民生计模式变迁与土地利用变化的耦合协调研究——以大连金石滩旅游度假区为例

土地利用变化与社区居民生计的耦合是认识人类社会-陆地自然系统相互作用的一种新视角。文章以大连金石滩为例,采用遥感影像目视解译、参与式观察、半结构访谈、调查问卷等方法,结合耦合协调度模型,研究了过去20年大连金石滩旅游度假区土地利用变化与当地社区居民生计之间的动态耦合关系。研究结果表明:旅游度假区当地社区土地利用的规模、结构和效益与当地社区生计模式中在生计资本、生计策略和生计结果之间存在明显的对应关系。总体看,土地仍然是决定当地社区生计的决定因素。这种变化从生产性要素(农业生产)向非生产性要素转变(房租出租或价值提升)。在过去20年,金石滩土地利用-生计模式的耦合协调程度尚处于可接受状态,维持均衡,但仍存在较大的可优化空间。基于此,该文认为,旅游度假区的发展需要进一步调整土地利用结构,改善居民生计资本配置方式,从而实现旅游度假区的可持续发展。

土地利用变化空间多尺度驱动力耦合模型构建

研究目的:从多尺度空间关联耦合的角度,构建一个能够动态、定量表征不同尺度土地利用变化及其驱动机理的土地利用变化多尺度驱动力系统动力学耦合模型。研究方法:以系统动力学理论与方法为指导,构建耦合模型主控反馈环与耦合关系模块形成耦合模型总体框架,并对该耦合模型进行实现与应用验证。研究结果:该耦合模型模拟结果相对误差的均值为-0.155%,相对误差分布在[-3.91%,4.98%]区间内的样本数占样本总数的90.3%,基本达到了对三级实证研究区土地利用变化及其多尺度驱动机理时域行为的再现与模拟。研究结论:耦合模型构建思路与方法较为可靠,能够为土地利用规划数量结构在不同尺度间的配置与协调提供有效的预测手段。

基于变异系数TOPSIS法的咸岳九地区土地利用效益耦合度研究

通过构建土地利用效益评价指标体系、改进的TOPSIS效益测度指数与耦合协调度模型,对咸岳九地区土地利用社会经济效益与生态环境效益发展水平及耦合协调度进行分析。研究表明:(1)2001—2010年,研究区土地利用社会经济效益呈现持续增长的态势,区域差异较小,而生态环境效益则表现出在波动中稳定增长的趋势,区域差异明显;(2)整体上看,在研究时间段,研究区土地利用效益耦合度均处于拮抗阶段,波动和区域差异较小;(3)十年间,研究区土地利用效益耦合协调度稳步提高,除了九江只经历中度协调耦合和高度协调耦合2个阶段外,咸宁和岳阳均经历了低度协调耦合、中度协调耦合和高度协调耦合3个阶段,从2008年开始,三市步入高度协调耦合阶段。

山江海耦合关键带生态系统服务价值时空变化及其权衡研究

[目的]量化和分析山江海耦合关键带生态系统服务价值及时空变化,有助于深入了解其生态系统服务现状,进而阐明山江海耦合关键带生态服务之间的权衡/协同关系,对提高生态系统服务之间相互作用的认识,促进区域全面可持续发展和生态环境保护与修复具有重要意义。[方法]基于1990—2020年7期土地利用数据及结合修订后的当量因子表,运用网格法、地理加权回归等方法分析了山江海耦合关键带1990—2020年ESV时空变化和各项生态系统服务相互关系及其空间分异特征。[结果]1990—2020年山江海耦合关键带总ESV从788.55亿元增加至792.30亿元,增幅为0.48%,林地、耕地、水域地类ESV较高,为区内总ESV主要贡献因子,建设用地ESV较低,ESV在空间上呈现从西北向东南降低的趋势;1990—2020年各项生态系统服务相互关系以协同关系为主,约占85.45%,其中权衡高值区主要分布在山江海耦合关键带中部及南部地区,低值区主要分布在百色市喀斯特山区;协同低值区主要分布在人口密集、人类活动频繁、经济较为发达的市县级城区及沿海地区。[结论]1990—2020年山江海耦合关键带生态系统服务整体协调且保持动态平衡,食物生产活动会影响其他生态服务的能力,未来地方应严格把控生产活动开发边界,注重对生产地区的环境保护与修复。

哈尔滨市土地利用变化与社会经济发展耦合关系研究

本文以哈尔滨市为研究对象,根据系统科学理论与方法方法分析了土地利用变化与社会经济发展之间的协调发展水平及耦合度动态演化趋势。结果表明:1998～2008年间,哈尔滨市的土地利用变化与社会经济协调发展水平处于不断上升状态,协调等级从社会经济发展滞后型严重失调发展到土地利用变化滞后型良好协调,跨越了五个等级;土地利用变化与社会经济发展之间的耦合作用在不断增大,二者已处于不甚协调状态,已严重威胁到了哈尔滨市的可持续发展。

1990—2018年新疆喀什噶尔河流域土地利用/覆被变化空间耦合及其生态效应

【目的】以新疆喀什噶尔河流域为研究对象,探讨喀什噶尔河流域1990—2018年间土地利用变化及其生态效应。【方法】采用土地利用动态度、土地利用强度、重心迁移、土地利用结构信息熵和均衡度的方法,结合生态系统服务价值从空间耦合角度分析喀什噶尔河流域土地利用时空变化趋势及其对生态环境造成的影响。【结果】1990—2018年喀什噶尔河流域土地利用变化显著,耕地面积急速扩张,增长率为41.95%,新增耕地面积主要来自于中、低覆盖度草地及未利用地;林地面积变化较为稳定,并有轻微上升的态势;草地面积总体呈现下降趋势,其中高覆盖度草地增加1967.57 km^(2),中、低覆盖度草地共减少4113.02 km^(2);29年以来水域面积锐减,减少量为53.69%,大部分面积转化为未利用地;而建设用地扩张程度最为显著,动态度高达21.53%,主要由耕地转化而来。此外,未利用地的重心逐渐向西北推进与耕地、水域、草地重心迁移方向形成“荒漠—绿洲—山区”的空间耦合关系。信息熵和均衡度均呈现先上升后下降的趋势,伴随着城镇化进程的加速,人口数量持续增加,经济规模逐渐扩大,土地利用强度不断提高,生态系统服务价值在草地、水域、耕地面积变化的主要作用下呈现出先得益后损失的状态,并存在未来将持续损失的趋势。【结论】在气候变化背景下,耕地面积不断扩张与草地退化、水资源匮乏形成了空间与时间上的耦合,生态系统服务价值逐渐下降,流域的生态安全受到威胁。

黑龙江省大庆市产业结构对土地利用/土地覆被变化的影响

大庆作为靠自然资源(石油、草原、耕地)发展起来的典型资源型城市,同时也是人类活动影响剧烈的地区之一,具有土地利用/土地覆被变化剧烈的特点。利用大庆市5个时段遥感影像解译得出的大庆市的土地利用数据,分3个阶段对大庆市三大产业产值和土地利用进行典型相关分析,并且计算了大庆1992年至2001年的大庆市区及4个县的产业工业化与土地利用的耦合系数。根据典型相关分析及耦合系数的结果,对大庆市土地利用变化的产业结构原因进行分析。结果表明,作为典型资源型城市的大庆由于受资源开发和利用的影响其土地利用/土地覆被变化有独特的特点,土地利用变化和产业结构之间存在着密切的联系。大庆市土地利用变化受工业产值,特别是与石油有关工业产值的影响较大。

鄱阳湖生态经济区乡村转型与土地利用变化的耦合关系

以鄱阳湖生态经济区为例,通过构建乡村性指数模型、土地利用综合变动系数,运用耦合度模型开展了乡村转型与土地利用变化的耦合关系研究,为促进乡村转型与土地利用的协调发展提供了科学依据。结果表明:(1)2000—2013年,鄱阳湖生态经济区31个县域单元乡村性指数变化较小,平均值为0.62～0.63,空间分布呈现圈层结构,以鄱阳湖水域为中心,越往外围乡村性越弱;(2)鄱阳湖生态经济区的土地利用结构以耕地、林地、水域为主,土地利用较为稳定,变化程度较小,南昌市区、星子县、鹰潭市区、鄱阳县为剧变型和缓变型,其余27个县域为相对稳定型和稳定型;(3)鄱阳湖生态经济区乡村转型发展与土地利用变化这两个系统的耦合度为低水平耦合,耦合度整体上为0.25,其中11个县域处在颉颃时期,20个县域为低水平的耦合;(4)乡村转型与土地利用变化两系统耦合协调度为低度协调,平均协调度为0.31,仅南昌市区、星子县、鄱阳县、余干县属于高度协调,武宁县、湖口县、鹰潭市区属于中度协调,其余24个县域为低度协调。

基于RS与GIS的土地沙漠化与土地利用变化时空耦合

土地利用是土地沙漠化发生、发展的重要驱动因子之一。研究土地利用变化及其与土地沙漠化之间的时空关系,是查明土地沙漠化成因机理及发展驱动的重要前提和基础。本文以毛乌素沙地为例,基于TM遥感影像,应用RS与G IS技术,在对20世纪80年代末到90年代末毛乌素沙地土地沙漠化演变与土地利用变化过程反演的基础上,从时空耦合的角度,对毛乌素沙地土地沙漠化演变与土地利用变化之间的关系进行了耦合关联分析,并建立了土地沙漠化转化等级与土地利用变化类型之间的关联关系。研究结果显示毛乌素土地沙漠化与土地利用变化之间具有较强的关联关系,而且这种关联性具有较为明显的区域差异性。

土地利用变化与社会经济发展耦合协调关系研究——以遵义市为例

协调好土地利用方式与社会经济发展之间的双向互动关系是各城市在城市化进程中不可避免的现实需求,探究如何促进土地利用与社会经济协同发展,对土地利用转型与城乡统筹发展具有重要意义。以遵义市为研究区,构建土地利用变化和社会经济发展两个子系统的指标体系,利用熵值和耦合协调模型探究遵义市2008—2017年的“土地利用-社会经济”耦合协调关系。研究表明:2008—2017年,遵义市“土地利用-社会经济”耦合协调程度呈现出增长趋势,耦合协调关系经历两个阶段5个发展特征;协调发展类型由土地利用滞后型转变为社会经济滞后型。遵义市土地利用与社会经济发展之间耦合协调关系较好,针对近年来社会经济发展强度低于土地利用强度的情况,建议合理地制定土地开发利用规划,注重经济转型、社会发展更好地提升土地利用潜力。

武汉市土地利用多功能时空变化及耦合协调特征分析——基于“两型社会”试验区建设前后的对比

研究目的:定量测度武汉市土地利用多功能时空演变规律,分析其耦合协调特征,为实现土地资源高效利用、检验"两型社会"建设成效提供参考。研究方法:格网分析法、指标空间化模型、综合指数模型、耦合协调度模型。研究结果:(1)2005-2018年,武汉市二级土地利用功能时空分异显著,农业生产功能、生物保护功能、景观保育功能总体表现为减弱趋势,产值功能、人口承载功能、建筑承载功能、气候调节功能总体表现为增强趋势,其中产值功能增幅最大;(2)经济功能和生态功能整体有所下降,减幅分别为23.04%和0.49%,社会功能有较大提升,增幅为66.93%;(3)3个时期武汉市土地利用总功能均值分别为0.206、0.202和0.204,呈先减后增的趋势,硚口区、江汉区、江岸区功能提升最为显著,呈现出以城市中心到外延"高-低-高"的圈层式分布格局。研究结论:"两型社会"试验区设置后武汉市土地利用多功能耦合协调度先降后升,良好协调区以江汉区为中心规模扩张,武汉市土地利用多功能间的耦合协调水平呈现增强的优化发展态势,不同行政区土地利用多功能协调性有待增强。

新疆渭干-库车河流域土地利用变化空间耦合及其生态效应

土地利用/覆盖变化已成为全球生态环境变化研究不可缺少的部分。由于全球变暖以及人类活动对水土资源利用强度加大,1990年以来,位于新疆干旱区的渭干-库车河流域水资源和生态问题突出,生态环境与经济发展之间的用水矛盾不断加深。【目的】土地利用/覆盖变化被认为是全球环境变化的主要原因之一,随着社会的快速发展,耕地的扩张,水资源的匮乏导致渭干-库车河的生态环境愈发脆弱,严重威胁到流域的生态安全。兹以渭干-库车河流域为研究区,探讨渭干-库车河流域土地利用变化条件下的绿洲生态效应。【方法】采用土地利用动态度、土地利用结构信息熵和均衡度方法,结合生态系统服务价值基于1990-2014年TM遥感影像目视解译,从空间耦合角度分析了渭干-库车河流域土地利用变化及其生态效应。【结果】1990-2014年,渭干-库车河流域土地利用变化显著,耕地变化十分明显,增长率为53.10%,草地面积以255.70 km^2/a的速度减少,减少了近23.44%。新增耕地主要源于草地和未利用地,这一现象在渭干河中游和库车河下游区域最为明显。信息熵和均衡度均有所上升,伴随着人口数量的增加,土地利用程度不断提高,绿洲的扩张致使研究区生态服务价值25 a内下降19.78%。绿洲系统不稳定性也有所升高,对渭干-库车河流域的生态安全造成威胁。【结论】在全球变暖背景下,随着耕地面积的扩张,生态服务价值不断下降,导致渭干-库车河流域生态逐渐恶化,加剧草地退化,甚至引发沙漠化问题,严重危及绿洲系统安全与稳定,对渭干-库车河流域的生态安全和可持续发展造成了极大威胁。

贫困与土地利用变化时空耦合关系分析——以田阳县为例

以村级为尺度,基于多维贫困理论构建多维贫困测算指标体系并进行贫困度评价。选取耕地和未利用地2个对农村经济影响较大的地类测算田阳县贫困村2005—2015年土地动态度,分析区域土地利用时空变化情况;运用容量耦合系数模型计算贫困度与土地利用变化的耦合情况,并运用空间自相关技术分析其空间耦合分异特征。结果表明:52个贫困村中,耕地利用变化与贫困处于高度耦合阶段以上的贫困村有22个;未利用地变化与贫困处于高度耦合阶段以上的贫困村有36个,说明土地利用与贫困的时空耦合关联度大。其中,耕地利用变化与贫困有反方向的耦合关系,则未利用地与贫困有正方向的耦合关系。分析结果可为提出差别化土地扶贫政策服务。