城市湿地损失和内涝灾害响应的遥感分析——以武汉市南湖为例

随着快速的城市化，城市湿地不断转化成建设用地，这打破了城市水量循环的均衡，城市内涝灾害的敏感性和危害性随之提高。选取城市快速扩张的武汉市南湖地区，基于1988～2015年近30 a南湖湿地多时相遥感影像，以武汉市南湖2016年7月内涝灾害为对象，运用遥感和GIS手段，分析南湖湿地损失过程、驱动因素以及城市涝灾害的响应情况。结果表明：（1）1988~2015年间南湖湿地持续损失，累计消减1 563 hm2；南湖湿地损失经历了快速损失（1988~1996）急剧损失（1996~2004）缓慢损失（1996~2010）相对静止（2010~2015）的4个阶段，每个阶段南湖湿地转化为建设用地量分别为35.3、135、30、5.4 hm2；损失过程从南湖湿地北部开始，逐渐向南部蔓延；（2）环湖地区房地产发展是湖泊湿地损失的主要原因,52%的损失湿地转换为住宅用地；（3）85.7%的内涝灾害区域位于原湖泊湿地内；南湖地区海拔较低，随着住宅用地以及其他建设用地对湖泊湿地的侵占，南湖地区不透水面面积增加，湿地蓄水排水能力下降，在降雨量较多的时段，原湖泊湿地区域更容易受到内涝侵袭。 关键词： 城市湿地; 湿地损失; 内涝灾害; 武汉市南湖     

基于SLEUTH模型的滇池流域城市扩展模拟分析

通过滇池流域1992～2010年城市扩张研究，发现城市建设用地增长主要表现为两种形态：一是边缘增长，表现为城市建成区范围不断扩大；二是道路影响增长，表现为环滇池道路两边新城市单元的产生。基于滇池流域城市扩展变化遥感数据，对SLEUTH城市扩展模型进行校准，模拟30 a间（2010～2040年）3种预案下的昆明城市扩展变化过程，并对模拟结果进行分析。3种模拟预测结果表明：任意管理预案下城市无序扩张，大量农林用地被城市建设用地占用，人口和城市建设用地呈现爆发式增长，滇池沿岸被城市包围，会对滇池水环境产生极大的压力；土地总量控制预案下城市的发展完全按照城市总体规划内容进行，没有考虑城市实际发展过程中的经济、人口等因素影响，没有达到滇池生态环境保护的需要；生态环境保护预案下，能相对有效控制建设用地，减少对农林用地、湿地的侵占，利于滇池环境保护。预测发现，从滇池流域水资源现状来看，即使实施了环境保护模式，人均水资源量仍处于“严重短缺”状态。需要通过调整昆明城镇体系和产业布局，降低城市首位度和人口；采取更为严格的空间管制策略，有效控制城市空间扩展，以减少对滇池流域的环境压力     

中国城市建设用地扩张与经济增长重心迁移与脱钩关系研究

协调经济增长与土地资源利用关系是经济发展提质增速及可持续城市建设的关键，为探索城市建设用地扩张与经济增长的时空演变特征及其耦合趋势，运用重心模型、Tapio弹性指数对建设用地扩张与经济增长的空间耦合关系与脱钩状态进行测度，并构建计量模型，检验了经济、社会、政策等因素对城市扩张的影响。结果表明：（1）中国经济与建设用地规模保持双增长态势，中西部地区近年来建设用地扩张更加明显，经济和建设用地重心均呈现西南方向迁移，但空间耦合性逐渐减弱；（2）中国经济与建设用地脱钩关系不断恶化，脱钩状态分布格局变化明显，东部地区脱钩状况逐渐改善；（3）社会经济因素是城市扩张的关键推动力，政策、产业集聚等也在一定程度上促进城市扩张。未来要重点加强对中西部地区城市土地扩张的管控，对于东部地区而言，则要在经济转型的过程中寻求产业转型与土地利用转型的契合点，追求城市的精明增长。     

2000~2010年汉江流域湿地动态变化及其空间趋向性

基于面向对象分类方法建立汉江流域2000年、2005年和2010年湿地景观数据库。运用湿地景观动态变化指数、强度指数及多度指数等方法分析近10a来汉江流域湿地景观变化的时空分异特征及空间趋向性。结果表明：2000年以来，汉江流域湖泊、河流、水田湿地面积大幅度减少，其中前5a（2000~2005年）湿地变化强度明显高于后5a（2005~2010年）。空间趋向性以湿地景观内部转变和湿地向其他用地转移为主要特征，内部转变以水田与水库坑塘间的转变为主，在空间上呈现3种趋向特征：湖泊周围[0-12]km两者之间转化强度随距离拉大而增大；河流周围两者转变趋势明显，在[4-6] km变化尤为突出；交通用地附近[0-4] km水田与水库坑塘间转变强度高。水田、湖泊和水库坑塘湿地向建设用地的转变是引起区域湿地面积萎缩的重要原因，10a间湿地向建设用地转变总量约为470.43 km²，占湿地变化总量的22.55%。     

基于Dyna-CLUE模型的太湖流域建设用地空间扩张模拟

从区域尺度模拟建设用地空间扩张是理解和解释区域土地利用变化过程与趋势的有效途径之一。基于Dyna-CLUE模型，通过1985年以来5个时段太湖流域遥感影像数据及自然与社会经济数据提取先验转换规则，模拟未来太湖流域在耕地保护、生态保护与综合保护3种不同情景模式下建设用地空间增长过程。结果显示：3种模拟情景下Kappa 系数均大于0.75，具有较高的一致性，表明Dyna-CLUE模型在太湖流域建设用地空间扩张模拟中有较强的适用性；3种情景下，综合保护情景下建设用地扩张模拟精度最高；2020与2030年流域建设用地扩张均以大城市周边为主导，其中2010～2020年扩张总量位居前列的城市依次为上海、嘉兴、无锡和湖州等，而2020～2030年依次为嘉兴、苏州、上海和无锡等。2020年、2030年建设用地空间扩张模拟结果基本符合太湖流域建设用地空间扩张的趋势。研究方法及模拟结果相对可靠，以期为未来太湖流域城市化进程中的土地利用规划实施，特别是土地利用宏观需求的空间配置提供一定的借鉴与参考     

1989~2015年武汉市城市格局时空演变分析

城市格局时空演变以土地利用变化为承载，为城市用地调控、空间发展政策的制定提供依据。以武汉市主城为实证区，采用1989、1999、2008和2015年4期Landsat遥感影像为数据源，综合空间信息技术、用地扩张量化分析方法研究城市土地利用转换关系，测度建设用地扩张强度、弹性与方向，揭示城市格局时空演变过程。结果表明：1989~2015年间，武汉市主城区土地利用变化以建设用地扩张、未利用地和耕地减少为主，经济增长与建设用地扩张关联度高；主城区建设用地在1999年之后扩张速度明显加快，总体扩张强度逐步加强。建设用地扩张呈现时空不平稳状态，扩张主要集中在以汉阳、青山为代表的城郊过渡带区域，以及硚口、武昌等老城区的更新改造区域，1989~2008年间扩张方向以偏西向为主，2008~2015年间扩张方向以东南向为主，反映城市区域发展阶段的差异和空间开发政策变动的影响。     

省级以下建设用地空间配置效率测度及优化探讨

通过对建设用地扩张的空间最优配置特征进行理论分析,构建相应模型测度贵州省2005-2013年建设用地扩张所存在的空间配置效率损失,在此基础上,以当前建设用地计划配置机制为切入点,分析省级以下层面建设用地扩张空间配置效率损失的成因,探讨可行的优化路径,以期为我国土地资源配置优化提供科学参考.理论分析结果显示判定建设用地扩张的配置是否符合空间效率的条件应是辨别区域间建设用地扩张的边际净收益是否相等,本研究以此为原则对2005-2013年间贵州省建设用地扩张进行实证分析,结果发现该时段贵州省的建设用地扩张存在12.33％的空间配置效率损失,所辖区域均出现不同程度的空间错配,在此基础上,以建设用地计划配置体系为切入点进行深入剖析,发现当前计划配置体系缺乏指标区域间再调节机制应是造成省级以下层面建设用地扩张空间配置效率损失的主要原因之一,因此,建议在建设用地总量控制的基本框架下,通过引入市场机制(构建省级以下指标交易平台)来优化区域建设用地扩张的空间配置效率.本研究着力于测度分析省级以下层面建设用地扩张的空间配置效率,旨在说明市场机制的构建是优化建设用地资源空间配置的一条可行路径,但在实际中建设用地扩张还涉及其他影响因素,其最优配置还需要考虑城市性质、产业结构、用地功能等诸多条件,因而对其优化的实践还需要进一步的综合考虑.     

上海市滩涂湿地生态系统健康评价及成因分析

上海沿江沿海地区是我国重要的滩涂湿地分布区，其滩涂湿地生态系统健康对上海乃至长三角地区的生态安全具有重要意义。基于“压力-状态-响应（PSR）”模型，构建了上海市滩涂湿地生态系统健康评价指标体系，采用熵权综合评价法对研究区域生态系统健康状况进行评价，并设定了相应的健康评价分级标准。结果表明：杭州湾北沿边滩、南汇边滩、浦东边滩、宝山边滩、长兴岛周缘边滩、横沙岛周缘边滩、崇明南滩、崇明北滩均处于亚健康状态；崇明西滩处于较健康状态；而崇明东滩和九段沙湿地处于健康状态。过度围垦、环境污染、互花米草（Spartina alterniflora Loisel）〖JP2〗入侵等胁迫因子是上海市滩涂湿地面临的主要压力。在多重胁迫因子作用下，近30 a〖JP〗来上海滩涂湿地面积锐减，生态系统结构改变，生态功能退化。应重点控制滩涂开发强度，减少污染物排放，并加强对上海市滩涂湿地尤其是大陆边滩的保护，以维护湿地生态系统健康，保障区域生态安全     

近25年三峡库区土地覆被变化及驱动力分析

基于1990、2000、2005、2010和2015年五期30 m空间分辨率土地覆被遥感数据，利用动态度模型和转移矩阵，综合分析了近25 a三峡库区土地覆被的时空格局、变化特征及驱动力。研究结果表明：2015年三峡库区土地覆被以森林和耕地为主，分别占总面积的41.45%和24.58%；1990~2015年三峡库区人工表面、湿地、森林和其他用地的面积增长明显，耕地、灌丛和草地的面积整体减少，区域综合土地覆被动态度呈先增加后稳定的变化趋势，人工表面是最为活跃的土地覆被类型，其次是湿地和耕地；前10 a三峡库区人工表面占用耕地较为突出，后15 a土地覆被类型转换主要为森林、灌丛和耕地转为人工表面和湿地；三峡工程建设、移民安置与迁建、经济发展与城镇化导致人工表面不断扩张，水库蓄水导致湿地面积迅速增加，农业结构调整促使园地面积扩张。三峡库区近25 a来，在退耕还林等生态保护政策影响下，生态环境状况趋于改善，库区森林面积显著增加，坡耕地面积持续减少，但人地矛盾日益突出，研究结果可为后三峡时代库区生态环境保护与社会经济的协调发展提供数据支撑。     

建设用地空间错配理论、机制与效益损失:基于湖北省的实证

研究建设用地空间错配特征及内在机制,对纠正土地资源错配、优化土地资源配置机制具有现实意义。基于资源错配理论对土地资源错配理论开展梳理,提出建设用地错配机制假说,运用边际分析法和计量方法构建建设用地空间错配测度模型及机制检验模型,并以湖北省为例进行实证研究。结果表明:①1996—2017年湖北省建设用地过度错配与短缺错配并存,空间错配程度总体上有所改善,但局部地区错配程度加剧。②土地负外部性扩散、非均衡发展、非市场化供应、土地财政依赖等加剧了建设用地空间错配,优化产业结构、减少政府腐败、发展多元所有制等有利于降低建设用地空间错配程度。③1996—2017年湖北省建设用地空间错配效率损失由6.92%下降到3.84%,年均减少2.03%,效率损失得到缓解。④从损失值看,湖北省建设用地空间错配效率损失严重,1996—2017年累计经济损失达3.90×10^4亿元。主要结论:建设用地空间错配测度模型兼顾了土地配置的效率与公平,可以作为建设用地空间错配程度衡量的有效方法;建设用地空间错配已经成为阻碍经济增长的重要因素之一,纠正建设用地空间错配,能有效促进区域经济增长;土地市场配置和政府主导配置均会带来建设用地空间错配,建设用地配置中一个“有效的市场”与“有为的政府”结合十分必要且迫切。     

南京城市扩展的遥感研究

卫星遥感影像为数据源， 以GIS为制图和数据提取的分析手段， 通过引入城市扩展强度、重心坐标、紧凑度、弹性系数等指标，研究了南京城市扩展的时空规律、形态特征以及与人口发展之间的协调关系；并应用回归分析，筛选了能够解释城市扩张的主要社会经济因子。结果表明：①南京城市扩展的时空分异特征明显，江南主城的东北-西南轴向和东南的江宁一带成为城市扩展最活跃的地区；②城市扩展过程中，紧凑度降低，空间形态向着趋于不稳定状态发展；③ 21世纪以来，城市扩展的弹性系数向着逐渐合理化的方向转变，但在1988~2001年，该指数与合理数值有一定差距，城市扩展与人口增长速度之间出现了不和谐现象；④国家和地方相关政策的引导及自然因素的影响对于南京城市扩展起了重要作用，职工年平均工资的增长和非农业人口的增加也是影响南京城市扩展的主要社会经济因子。     

1980年以来南京市建设用地扩张阶段性特征

以快速城市化地区南京市为例，基于1980~2016年7期遥感影像分类结果，采用规则格网法、等扇分析法和公共边测度法等空间分析方法，分阶段分析36a间城市建设用地扩张强度、方向和模式等特征。结果表明：36a间南京城市建设用地增长迅速，达574.73 km2；在不同时期和不同方向上，南京城市空间扩张强度和扩张模式有很大差异， 36a间南、东北方向扩张强度最大；扩张最快的阶段是2004~2008年，年均扩张55.28 km2；填充式扩张主要发生在主城区内部和已有一定发展基础的地区，蔓延式扩张除围绕主城区向外扩张外，还包括上一阶段飞地式扩张地区的持续发展，飞地式扩张则比较分散，多受开发区、大学城等选址的影响；南京城市建设用地扩张经历了低速扩张-加速扩张—高速扩张—变化趋缓的过程。     

基于RS和GIS的上海城建用地扩展研究

利用多时相遥感影像,借助GIS强大的空间分析功能对上海市城镇建设用地的时空扩展过程、特征、规律作了探讨,结合社会经济统计数据对上海市城镇建设用地扩展驱动力进行了分析和综合评估。研究结果表明：1985~1995年城镇建设用地扩展主要集中于城郊边缘地带,而1995~2000年地区扩展差异则更为明显;上海城市扩展主要侵占的用地类型为耕地,其中以水田为主,同时也占用了较多的农村居民点;上海城镇建设用地在不同方向上扩展程度和规模有较大不同;随着距离城区几何中心点距离的增加,各阶段城镇建设用地扩展强度指数都呈现一个大致相同的变化过程,扩展强度指数最高的区域大多位于上海主城区的外围即城乡交替地带;经济发展是上海城镇建设用地扩展的决定因素,郊区小城镇及小城镇工业的发展是郊区城镇建设用地扩张的一个重要影响因素。     

Coastal wetland loss and environmental change due to rapid urban expansion in Lianyungang,Jiangsu, China

To address the growing need for developable land, many coastal cities are draining and filling wetlands, transforming them into urban built-up areas, and thereby substantially altering the structure and function of coastal ecosystems. We demonstrate an integrative approach for investigating the dynamics and impacts of coastal development in China’s Jiangsu Province, where urban expansion has resulted in extensive wetland losses and sea reclamation (the process of creating new land from ocean or coastal waters). Remotely sensed data reveal that landscape change in the study area has been accompanied by an increase in total impervious surface area and an increase in mean surface “heat island effect.” These indicators of change can be detected with remote sensing data and used to support a strategic environmental assessment (SEA) for urban coastal planning. Changes detected in Lianyungang during 2000–2006 suggest that reclaimed areas are environmentally sensitive and should be a focus of concern in future development planning, which has historically targeted coastal salt pond wetlands for conversion to land for the development. Given the current and projected rate of coastal development in China and elsewhere in the developing world, our findings and assessment approach have implications for coastal management decisions in the developing coastal zones of China and other regions of the world that are experiencing rapid urban growth.     

苏南地区建设用地扩展类型及景观格局分析

改革开放以来，随着苏南地区经济高速发展，工业化及城市化进程加快，导致建设用地急剧扩张。为了研究苏南建设用地扩展类型，基于1980～2010年建设用地数据，利用ArcGIS 93软件识别并提取了3种建设用地扩展类型：填充型、边缘增长型和跳跃型，并分析了建设用地扩展类型景观格局时空动态及其驱动力。结果表明：1980～2010年，苏南地区的建设用地面积增加了44582%，其中1980～2005年增加了16373%；2005～2010年增加了10696%，常州市建设用地的扩展速率最大，为75286%。1980～2005年，苏南地区边缘增长型占据了7403%，其次是跳跃型与填充型，而2005～2010年，建设用地扩展类型的比重仍与1980～2005时段相一致，但变化更为剧烈。建设用地扩展类型的斑块个数均处于增加趋势，3种扩展类型的形状区域复杂，建设用地扩张景观类型破碎化严重但其链接度仍较高。苏南5市的填充型扩展类型主要集中于城市中心附近，而跳跃型主要分布于远离城市的区域。苏南地区经济快速发展、人口增加、工业化进程、房地产投资、外资直接投资、固定资产投资都在影响着建设用地的扩展     

Model-based analysis of urban settlement process in eco-sensitive area of developing country: a study with special reference to hills of an Indian city

Rapid and unplanned expansion of a city into its eco-sensitive areas like hills, wetlands, and forests is becoming a major concern, particularly in developing countries. Understanding the process and causes of such unplanned urban expansion is of paramount importance for framing sustainable urban development policies. This paper presents a modelling concept that relates urban settlement in such eco-sensitive areas with potential socio-economic, demographic and geographical factors. The model is applied to an Indian city Guwahati, which is experiencing serious environmental degradation due to unplanned urban settlement in its eco-sensitive hilly areas. While topographical and settlement data were derived using satellite data in GIS platform, all other necessary data were collected from relevant government organizations. On validation of the multi-linear regression model, the coefficient of determination and the root mean square error are obtained as 0.938 and 1.7, respectively. Model results show that geographical parameters are less influencing as compared to the other socio-economic and demographic factors. Sensitivity analysis of urban settlements in hills of Guwahati city carried out with respect to the considered factors reveals that land value and free space availability in the surrounding area of a hill are the most sensitive parameters. This indicates that city development plans should give more importance to outward spatial expansion in plain areas with regulated land value and zoning scheme to minimize unauthorized settlement in eco-sensitive hilly areas of Guwahati city.     

江苏省城乡空间融合的形态演化研究

选取1980~2010年5期土地利用/覆被变化(LUCC)作为数据源,获取江苏省近30a的城乡建设用地变化数据,在空间分析和景观分析等方法支持下,分析城乡空间形态的演变特征,揭示城乡空间融合的过程和动力机制,并归纳不同类型的城乡空间融合模式。结果表明:(1)城镇空间扩展方面,数量变化呈先平缓后急剧增长特征,空间形态变化首先以外部扩展为主,然后进入斑块边缘间的填充扩展的循环过程,苏锡常地区城镇空间的扩展最为密集;(2)农村地域变化方面,总量呈小幅增长态势,江苏北部沿淮河地区农村建设用地分布较为密集,沿江地区逐渐形成农村建设用地的次级密集区;(3)城乡空间融合过程方面,城乡空间开始由离散扩展逐步向粘合扩展过渡,城乡连通程度逐步提高,苏南地区城乡粘合扩展最为明显;(4)城乡空间融合的动力机制和地域模式,社会经济发展水平的快速提高、乡镇企业的高速发展、交通基础设施的不断完善、开发区和新城区的快速建设是江苏城乡融合发展的主要驱动力。依据空间形态变化特征和主要动力因素,江苏省具有3种城乡空间融合发展类型:枢纽链接模式、集聚吞并模式、融合扩展模式。     

上海浦东新区土地利用变化及其生态环境效应

上海浦东新区是我国快速城市化的典型地区,尤其1990~2001年,是浦东新区快速城市建设和扩展时期。依据1990、2001年两时相的卫星遥感数据,运用图像处理软件进行监督分类,提取了浦东新区两时相土地利用信息,分析了浦东新区1990~2001年土地利用变化特点和土地利用类型的转化特征,探讨土地利用的变化对生态环境的效应。研究表明：①11年间浦东新区农业用地和水体急剧减少,其中农业用地减少了58.16%,水体减少了 17.4%;②1990~2001年浦东新区城市扩展用地55%由农业用地转化而来,35.26%由水体转化而来;③土地利用的快速变化引发了水资源面积减少、水体污染加重和需水量增加,以及大气污染加重、大气温度上升和地面热中心面积扩大等生态环境问题。