环鄱阳湖区分区土地利用景观格局变化模拟研究

依据水环境约束力的大小,将环鄱阳湖区划分为核心、边缘和外围3个影响区。以该地区2005~2010年间土地利用情况为基准,通过构建CA-Markov-Logistic模型模拟2015年该地区土地利用格局情景,并采用景观格局指数进一步分析3个影响区土地利用景观格局变化趋势。研究表明:(1)从土地利用类型变化来看,覆盖环鄱阳湖区约82%土地面积的耕地和林地将有较大幅度的减少,而城建用地所占比重将大幅上升,对环鄱阳湖区的开发在逐渐加快;(2)从土地利用影响力来看,地类分布概率与人口城市化率、生活城市化率以及经济城市化率的空间分布有着一定的相关关系;(3)从模拟结果来看,环鄱阳湖区核心区耕地范围将缩小而水体范围将扩大,边缘区其他建设用地和农村居民点面积增加,外围区水体范围将大幅缩减,土地景观破碎化程度依次从边缘区-外围区-核心区的顺序下降,表明对鄱阳湖保护的作用正在显现,整个土地利用景观格局取向更为合理。     

流域土地利用变化的长周期水文效应及管理策略

长周期水文效应作为不同强度暴雨事件的综合反映，对流域规划和管理决策非常重要。以太湖地区蠡河流域为研究区，通过解译1984年、1995年和2000年3个时段TM/ETM获得土地利用分布地图，分析其土地利用变化的模式，并基于研究区30年的降水序列，应用长周期水文分析模型L-THIA（Long-Term Hydrologic Impact Assessment），计算3个时段土地利用特征对暴雨地表径流的影响，分析不同土地利用类型水文效应的敏感性，在此基础上总结了减少流域水文效应的土地利用管理策略。分析结果显示，该区土地利用有明显变化，主要表现为水田、旱田向建筑用地的转化，从1984年到2002年，城镇及居民地扩展占流域总面积的4.199 4 ％，地表径流量增加了6.170 ％，不同土地利用方式的水文效应有较大差别，林地、湖滩湿地的敏感性最大，其次是水田和旱田。     

城市湖泊地区的土地利用变化--以武汉东湖为例

利用1986、1993、1999年的Landsat TM卫星遥感影像和1981年地形图,借助GIS技术分析了城市湖泊地区—武汉东湖流域1987～1999间土地利用的时空变化及景观结构的变化。土地利用分为水体、针叶林、阔叶林、灌草、裸地、农业用地和城镇用地七种类型。各时期遥感影像分类精度都在85%以上。该流域土地利用变化以城镇大幅度扩展（从占全流域面积的9.1％到29.6％）、农业用地增加(从7.0％到13.9％)和由此引起的林地（从占全流域面积的33.6％到24.3％）、水体（从30.4％到23.8％）面积减少为主要特征。同时流域整体的景观多样性下降、优势度提高,但不同景观组分的碎裂化程度的变化趋势不同。其中,城镇用地等优势景观组分的分布趋于聚集,其他类型多趋于碎裂化。流域的城市化具有方向性。城市的快速扩展对林地、灌草、水体等城市湖泊地区的自然生态系统产生显著影响。流域的土地利用及变化受多种自然、社会因素影响。     

城镇化过程对鄱阳湖流域生态系统的影响

城镇化是社会经济发展和现代文明的重要标志，但带来了严重的资源危机和生态环境问题。以鄱阳湖独特的流域特征为研究对象，以城市人口数量表征城镇化的进程，分类解析1990~2011年江西省统计年鉴数据，通过讨论鄱阳湖土地资源结构变化、水资源变化特征、湿地生态系统、生物多样性等资源消耗程度，以及大气污染和水污染为代表的城镇主要污染问题，探讨快速城镇化下鄱阳湖生态环境对干扰的响应。结果表明：鄱阳湖流域各城市的城镇化进展及其机制不同，南昌、九江和上饶城市扩张迅速，而景德镇和赣州发展较平缓；城镇化导致水资源日益紧缺，各城市年总用水量2003年以后均呈增加趋势，其中农业用水量逐年增加，工业用水量各城市年变化存在差异；生物多样性特征受到严重威胁，湖泊水面及湿地面积的持续减少，生物环境的组成和结构发生改变；九江等城市工业废气排放量加大、南昌等城市工业废水排放高，造成湖区环境恶化。根据分析，建议鄱阳湖流域未来从规划土地利用类型、统一调配水资源、制定生物多样性保护对策、加强环境污染治理、强化环保宣传和规划与政策法律化等多方面采取措施。本文为鄱阳湖生态系统可持续发展和生态经济区的城镇化建设提供理论参考     

Relationship between the riverine nitrate–nitrogen concentration and the land use in the Teshio River watershed, North Japan

The present research investigated the relationship between nitrate–nitrogen (NO₃–N) in river water and the land use/land cover (hereafter, land use) in the Teshio River watershed located in northern Hokkaido island to understand the effect of human activities such as agriculture, forestry, industry, and urbanization in the drainage basin on the river ecosystem quality and services. River water was sampled at nine points seasonally during a 2-year period and the nutrients concentration was measured. Land use profiles were estimated at two spatial scales, riparian and sub-catchment, for each sampling station. The spatial pattern of water quality in the Teshio River showed increased NO₃–N levels associated with agriculture and urban expansion, and forest reduction in the watershed. Land use at the riparian scale closely reflected that at the sub-catchment scale, which masked the unique riparian buffer effect on the river water condition. The increased agricultural and reduced forest area in the riparian zone, especially in the upper middle reach, could be a possible reason for a decline of ecosystem service for the provisioning of clean water and habitat for aquatic organisms. Measures towards sustainable and more nature-friendly agricultural management are necessary in the area to protect the Teshio River ecosystem and its ecosystem services.     

湖北省关键生态系统服务供需状况的时空变化研究

生态系统服务是改善自然生态和维持土地可持续利用的关键。该文基于生态系统服务的供需视角，从时空两个维度量化了城市化过程中生态系统服务的赤字和盈余，据此提出土地优化利用建议。以湖北省为例，选取水源涵养、PM10去除、固碳和休闲娱乐4种生态系统服务，评估了2010~2015年湖北省生态系统服务供需的盈缺情况及演变过程，并测算其平衡阈值。结果表明：（1）除了水源涵养服务供给充足外，PM10去除、固碳和休闲娱乐服务均处于赤字状态；（2）水源涵养服务的供需趋向平衡，而PM10去除、固碳和休闲娱乐服务的供需差异逐步扩大；（3）各类生态系统服务的供需空间异质性较大；（4）生态系统服务供需达到平衡所要求的绿地比阈值普遍上升，建设用地比阈值普遍下降。上述研究对生态系统服务供需的直观量化，为优化土地管理提供了科学依据；建议湖北省应重点关注城市化过程中PM10去除和碳排放控制的问题，适度增加城市绿地，合理控制建设用地扩张。     

重庆市主城区城市扩张对生态系统服务影响的时空评估

城市建设用地扩张存在无序蔓延的现象,这种现象导致了生态系统服务功能的衰退,进而影响社会、经济和生态的协调发展。以重庆市主城区为研究对象,基于DMSP/OLS数据和Landsat数据分析了2005～2015年城市扩张的时空特征,基于MODIS NDVI数据、农作物产量数据、植被覆盖类型数据、气象数据和土壤类型数据等,利用食物供给模型、CASA模型和SCS_CN模型模拟了2005、2015年单位面积粮食供给、NPP和径流深度的空间分布与变化,最后,通过相关性分析阐述了不同发展区域生态系统服务的时空变化和权衡协同关系变化,探讨了城市扩张过程中面临的问题与挑战,并对未来城市发展提出几点建议。主要结论如下:(1)将重庆市主城区按照发展水平的高低划分为发达区、发展区和远城区;时间方面,2005～2015年建设用地共增加了373.9 km~2,发达区由于建设用地分布处于较饱和状态,建设用地的扩张量最小,发展区的扩张量最大。空间方面:建设用地沿着东北西南方向延伸扩张,东北偏东方向的渝北区和江北区受"两江新区"建设的影响,建设用地增量最大;(2)2005和2015年食物供给、固碳和土壤蓄水服务功能在发达区最低,发展区次之,远城区最高,且三种生态系统服务功能均存在显著衰退现象,衰退幅度最大的区域是发展区,与城市扩张最剧烈的区域在空间上吻合;(3)生态系统服务之间的权衡与协同关系受城市发展程度的影响;(4)发展区是生态系统服务功能下降最大的区域,食物供给是衰退最显著的生态系统服务功能。通过研究发现,重庆市建设用地扩张存在"冒进"蔓延的现象,这种现象破坏了生态系统功能,降低了环境容量,影响市民居住的舒适性,为此针对城市扩张过程中出现的问题提出了几点发展建议。研究结果引为解析重庆市主城区城市化过程中的问题成因,寻求城镇化的协调发展之路,合理规划城市发展提供了科学依据。     

农村城镇化进程中非农用地结构变化研究——以江苏省江阴市为例

如何协调经济发达区农村城镇化发展过程中土地占用需求的不断增长与土地占用供给的相对有限性之间的矛盾是关系到经济发达地区社会经济能否实现可持续发展的关键，以经济发达区江苏省江阴市为例，系统描述了苏南地区江阴市经济发展阶段农村城镇化过程中用地结构转换的动态变化过程，伴随着这一过程区域经济产业结构明显升级，土地利用效率也相应提高，但是，从目前江阴市城镇建设与土地资源利用管理现状来看，仍然存在着城镇用地结构与规模不合理，城镇发展与经济发展水平不相适应等问题，必须从这几方面着手，即进一步完善城镇发展规划，合理协调城镇发展与村庄建设的关系；深化城镇土地使用制度改革，提高城镇土地使用效率，调整工业用地布局，促进工业用地的集约利用，制定城镇生产环境发展规划，改善城镇人居环境。     

城市化进程中的土地利用问题研究——以江苏省为例

改革开放以来，随着经济的发展，我国城市化进程不断加快，环境污染、交通拥挤、人地矛盾冲突加剧等问题随之产生。江苏省作为我国东部沿海经济最发达的省份之一，城市化提升速度高于全国平均水平，从1978年的13.7％上升到2002年的44.7％，产生的城市问题具有典型代表性。在对江苏省1978年以来城市化发展和城市建成区面积变化特征分析的基础上，进一步探寻城市用地中存在的问题及其成因。结果表明：随着城市化水平的提高，建成区面积不断扩展，2000年是1991年的1.5倍，人均建成区面积也不断上升，小城市上升幅度最大，为40 m2，特大城市最小，为17 m2，人均建成区面积从小城市到特大城市呈倒三角形分布，经济发展和用地配置机制及20世纪90年代以来兴起的开发区、城市新区建设是城市用地扩展的主要驱动因素。在城市用地中存在用地效率不高、土地供求矛盾尖锐等问题，应当加强土地管理，挖掘土地利用潜力，提高土地利用效率。     

Land use and socioeconomic influences on a vulnerable freshwater resource in northern New England, United States

Land use and cover conversions as well as climatic factors drive current and future threats to freshwater systems. Research from the United States and across the globe has focused on already threatened and degraded freshwater systems, whose recovery requires significant investments. Attention must also be directed to monitoring freshwater systems that may appear robust, yet are likely to face enhanced vulnerabilities in the future due to climate and land use and cover changes. Such proactive monitoring can help identify problems early and provide potential solutions. In this study, we consider the case of Sebago Lake and its watershed in southern Maine; a region that has experienced significant population growth and development activity. Land use, socioeconomic change and water quality trends are monitored over a 20-year period using Landsat imagery, census, water quality and precipitation data. Our results indicate that Developed Land within the watershed has increased from 5.4 % of the total land area in 1987 to 8.9 % in 2009 with associated increases in population and housing activity. Sebago Lake’s water quality indicators from 1990 to 2010 show a directional trend concomitant with this change. The increase in Developed Land is likely to place additional pressures on water quality in the future. The analysis also indicates that precipitation trends play an important role in water quality variability for Sebago Lake. Predicted changes to climatic factors including enhanced spring time precipitation or earlier ice-out conditions combined with further land use change may play an influential role in determining water quality. The analysis highlights emerging areas of concern and reiterates the essential role of proactively monitoring vulnerable systems to help mitigate future threats.     

新疆和田地区城市化与土地利用变化的定量分析

选取自然环境和人文环境比较典型的西部欠发达贫困地区-新疆和田地区作为研究区域,借助国内外城市化与土地利用变化关系方面的理论和研究成果,分析城市化进程中土地利用变化的特征;采用回归分析方法,研究城市化与土地利用变化的相关关系及城市化进程对土地利用变化的影响程度.分析结果显示,城市化与耕地、居民点及工矿用地、交通用地和未利用地间有显著的相关性,表明城市化的快速发展是造成农业用地减少和建设用地增加的主要原因.同时,耕地与未利用地等两种土地类型和城市化间的负相关关系说明,两种地类的减少与城市化的快速发展有着密切的关系.这体现了和田地区城市建设和经济的快速增长是影晌生态环境等一系列有关可持续发展问题的重要原因.     

长江中游城市群土地利用转型和城镇化之间的空间关系

城市群正成为中国新型城镇化主体形态，城市群集聚区的快速城镇化对土地利用转型产生了前所未有的影响。但是不清楚的土地利用转型特征和城镇化之间的空间关系，会影响土地利用政策制定和城镇化的健康发展。该文借助1995～2015年间5期土地利用现状遥感监测数据，在5和10 km格网尺度上，从土地利用综合动态度、土地利用程度和土地利用多样性等3方面测度了长江中游城市群土地利用转型水平。借助普通最小二乘法（OLS）、空间滞后模型（SLM）、空间误差模型（SEM）和加入空间滞后项的空间误差模型（SEMLD）探测了土地利用转型和城镇化之间的空间和非空间关系。研究结果显示：（1）1995～2015年间长江中游城市群土地利用发生了深刻转型，耕地面积净减少 6 153.80 km²，建设用地面积净增加 6 205.25 km²；（2）地级市以及周边格网和主要的交通道路沿线格网土地利转型速度、土地利用程度变化和土地利用多样性变化显著高于其他地区；（3）不同格网尺度城镇化和土地利用转型之间具有显著的正向空间自相关关系；（4）回归结果显示，SEMLD模型可以更好地解释土地利用转型与城镇化之间的空间关系，在不同尺度回归分析中发现土地利用转型水平对城镇化具有显著的空间依赖性。未来的土地利用管理以及城镇化发展中需要考虑二者之间的显著的空间依赖性。     

基于生态适宜性的昆明城市空间增长边界研究

城市空间增长是城市发展中的重要研究内容,基于生态适宜性评价的刚性增长研究还未得到充分的关注。研究结合昆明高原山地生态环境的脆弱性和独特性特点,选取地形、地质、河湖水库、历史文化遗产保护区、自然保护区、土地覆被等指标,运用层次分析法进行土地生态适宜性评价,研究划定昆明城市空间刚性增长边界范围面积为782.45 km~2。研究表明:(1)对比刚性UGB范围和昆明城市总体规划的中心城区空间管制范围(852.93 km~2)发现,城市总体规划应制定更为严格的生态环境保护措施,尤其是滇池沿岸的水资源环境保护;(2)现状建设用地超出刚性UGB的总面积为27.74 km~2,占总体建设用地面积的6.49%,主城区发展空间受限,未来建设用地最大增长余量为355.21 km~2,主要集中在呈贡新区和空港新区。需要从区域的角度进行宏观调控,进一步降低资源、产业、人口在主城集聚的程度;尤其是结合滇池流域水资源供给现状合理制定人口规模和产业规划等内容。提出规划建议:(1)加强生态管控和土地利用结构整合。在滇池沿岸及面山生态敏感区周边建立生态保护缓冲区(带),保护生态脆弱区的生态安全;(2)严格控制城市建设用地开发时序,分期完成城市内部更新及新区建设;(3)分阶段将超出刚性UGB范围的建设用地进行退让转移,保证生态安全本底边界和城市周边生态环境的完整性。     

基于重力空间熵的城市湿地压力模型构建研究——以武汉南湖湿地为例

城市化进程中人口和建设用地需求增加引发的湿地退化压力日益凸显，熵理论为城市扩张、土地利用结构变化和城市湿地退化压力建模研究提供了新思路。已有研究表明，城市湿地损失、湿地区域建设用地的增加会导致土地利用结构空间熵的数值不断下降，但仅依靠空间熵理论难以定量湿地退化压力。因此依据城市地理学中的重力递减理论，引入距离因素，从湿地区域土地利用空间熵、湿地本身面积、距湿地中心的距离、距商业中心的距离4个要素构建重力空间熵的城市湿地压力模型。研究以1988年武汉南湖湿地遥感影像为基础，制作矢量图，从南湖湿地周边众多湖泊湿地中，随机选取40个样本湿地，分别计算了1988年、1992年、1996年、2000年、2004年5个时期的样本湿地压力值，并利用Kriging空间插值对南湖湿地所受的压力值分布进行可视化处理。结果表明：（1）湿地所在区域土地利用空间熵越小，湿地所承受压力越大；距中心湿地越远越靠近城市商业中心且面积越小的城市湿地更容易发生消亡；（2）根据城市湿地压力模型计算的压力值大的湿地更容易在下一阶段发生显著的损失或消亡；（3）随着城市化的推进，建设用地的扩张，城市湿地承受的压力值逐年增加，当压力值到达0.7左右，湿地存在极大消亡风险。遥感影像解译的结果与按照重力空间熵的城市湿地压力模型计算结果一致，说明该模型能较好地预测城市湿地在城市扩张压力下的演化过程。模型的建成对于城市湿地动态变化和保护规划具有重要意义，了解并把握这一湿地损失过程和趋势，预测城市湿地在城市扩张压力下的演化过程能为城市管理者对城市湿地的具体保护提供方向和指导。 关键词： 城市湿地； 重力空间熵； 压力模型； 城市扩张划具有重要意义，了解并把握这一湿地损失过程和趋势，预测城市湿地在城市扩张压力下的演化过程能为城市管理者对城市湿地的具体保护提供方向和指导。 关键词： 城市湿地； 重力空间熵； 压力模型； 城市扩张     

太湖流域水敏性与建设用地扩张的关联评价

水是流域空间管理最重要也是最敏感的要素，流域不同区段的水敏性差异会对建设用地扩张形成不同的限制性影响。从流域空间综合管理的视角出发，尝试从水资源、水生态、水环境、水灾害4个方面构建流域水敏性分区评价指标及方法，以太湖流域为例开展基于小流域单元的水敏性评价，并采用1985、1995、2007、2017年4个典型年份的土地利用数据，刻画了过去30余年太湖流域建设用地扩张与水敏性之间的关联关系。研究表明：（1）1985~1995年间，太湖流域建设用地扩张与水敏性基本上没有关联，高水敏区建设用地扩展强度最高；（2）1995~2007年间，空间扩张与水敏性的关联性增强，建设用地扩展强度随水敏性增强而下降，扩展强度较大区域以低水敏区域为主；（3）2007~2017年，建设用地扩展强度显著提升，拓展空间主要布局在低水敏区域，水敏性对空间扩张的约束性在增强；（4）虽然太湖流域水敏性对建设用地扩张的限制作用在提升，但二者关联度还不够高，水敏性还没有成为建设用地扩张的关键约束。研究结果可为协调流域经济社会发展与资源环境关系、制定适应水敏性的空间管理政策提供科学依据。     

Development of a land-use forecast tool for future water resources assessment: case study for the Mekong River 3S Sub-basins

Land-use change is one of the major factors that alter local and regional hydrology. For areas experiencing fast expansion of urban and agriculture areas, land-use changes often adversely affect stream flow and water resources at the local and watershed scale. The Sekong, Sesan, and Srepok (3S) Sub-basins are a part of the Lower Mekong River Basin and include land in Cambodia, Lao People’s Democratic Republic (Laos), and Viet Nam. The region is experiencing a dynamic land-use transition because of rapid changes in its economy, society, and environment. Major land-use changes include deforestation of native rain forest, expansion of agricultural and urban areas, and expansion of commercial plantation such as rubber trees. These land-use alterations have affected local and regional hydrologic processes, resulting in stream flow shortages during the dry season and flash flooding due to deforestation. In this research, deforestation in the 3S Sub-basins over the period 1993–1997 was analyzed using multi-logistic regression. The regression analysis indicated that density of agricultural cells within a 5-km radius from each forest cell and slope strongly affected the deforestation process. A land-use forecast model to simulate deforestation and urbanization sites was developed in GIS based on local land-use change trends. The model was applied to 2003 land use to forecast 2033 land use and future water demand, which was further compared with present stream flow measurements during the dry season at various places in the region. The entire approach from the land-use forecast to its impact assessment on stream flow could help local stakeholders understand watershed-wide future water resources risks and develop future water resources plans. With the 3S Sub-basins being used as a case study area, this article presents a land-use forecast tool; simulated 2033 land-use and water demand; and the estimation of the impact of the forecasted future water demand on the local stream flow.     

基于自然生态单元的中国城乡建设用地空间格局特征分析

基于经济和社会视角的国家尺度城市空间格局研究取得重要进展,而全国城市空间格局的自然生态关联性呈现新的研究需求。由此通过自然生态单元等级划分并与城乡建设用地叠加,揭示了全国城乡建设用地在自然生态单元的空间格局特征及其主要问题:在一级生态功能区中,生态调节区面积最广,主要分布在我国西北、西南和东北等生态脆弱地区,但其内部城乡建设用地占比最小仅为0.69%,产品提供区城乡建设用地的占比为2.74%,人居保障区面积最小且集中分布在我国东部沿海地区,但其城乡建设用地占比最大,高达11.20%;城乡建设用地在自然生态单元的分布差异总体由自然地貌与大河流域特征决定,城镇群区、农产品提供区和土壤保持区占据79.54%的城乡建设用地,位于平原水网、丘陵、喀斯特和丹霞等地貌特征为主的胡焕庸线东南部;城乡建设用地分布格局也表现为东多西少,与我国三大阶梯的地势格局分布较为一致;上述格局关联性体现了人和环境之间的相互依存关系,但近些年来在开发需求膨胀和工程技术进步等人为因素驱动下,城乡建设用地呈现向较高海拔地区的扩张趋势。这为新型城镇化背景下城乡可持续发展和生态安全格局构建提供基础信息,也为辨识中国城市空间组织和演化机理提供技术支撑。     

三峡工程运用对鄱阳湖水资源利用影响分析

三峡工程是我国有史以来建设的最大型的工程项目，具有防洪、发电、航运等方面巨大的经济和社会效益。然而，三峡工程的运用不可避免地会对原有江河湖泊水文情势产生一定影响。通过建立长江中下游（宜昌~大通）水沙模拟模型，定量分析了三峡工程运用对鄱阳湖水位的影响。三峡水库蓄水期（9月中下旬~11月），三峡水库下泄流量比水库运用前减少3 000~6 000 m3/s，湖区各站水位最大降幅为07~19 m，平均降幅04~09 m。以此为基础，通过典型调查分析了三峡水库蓄水对鄱阳湖区农田灌溉用水和城镇供水的影响，提出了消除或降低影响的对策措施。研究结果可为鄱阳湖及长江中下游地区经济社会可持续发展和鄱阳湖综合治理提供科学依据和技术支撑     

鄱阳湖流域基本特征、面临挑战和关键科学问题

鄱阳湖流域总面积占长江流域面积的9%，占江西省国土面积的939%，鄱阳湖流域的生态健康维系着流域内，特别是长江中下游的生态安全，是区域经济、社会、生态可持续发展的重要保障。在全面认识鄱阳湖流域基本特征和面临挑战的基础上，探讨了鄱阳湖流域面临的五大科学问题：“山 江 湖”的相互关系与流域的生态健康；全球变化背景下流域生态系统的响应；流域生物多样性地理格局与社会经济合理分区；长江流域环境演变对鄱阳湖流域的影响；流域科学管理的理论与实践。为鄱阳湖生态经济区的建设和全流域的综合管理提供科学的建议和对策     

城镇化过程中的流域面源污染时空变化

以斧头湖流域为研究对象，在野外调查的基础上，借助遥感和GIS技术，对2008年、2015年斧头湖流域土地利用格局、人畜排放进行分析，利用输出系数模型解析斧头湖的面源污染负荷时空分布及主要来源。结果表明:斧头湖流域2008～2015年面源总氮（TN）和总磷（TP）负荷输出分别从由原来的 2 915 和 178 t 增长至 3 252 和 202 t。城镇化发展使得农村耕地面积减少，耕地对TN的输出贡献比例降低，但是耕地化肥使用依然是TN最主要来源。城镇化使得居民区对面源贡献增大，特别是TP的贡献显著增加。随着人们生活水平的提高，畜禽养殖对面源污染的贡献也显著增加，应予以足够重视