基于Agent的城市扩张占用耕地动态模型及模拟

与传统的在景观尺度上对城市扩张占用耕地时空特征及其演变规律的研究不同,论文从微观层面提出基于Agent 的城市扩张占用耕地动态模型（Urban Encroachment on CroplandDynamic Model,UECDM）,多角度深入探索耕地向城市用地转变的驱动机理及其时空动态特征,并提出协调二者平衡的可持续发展对策。在UECDM模型中引入视域分析,通过模拟地形和观察点将视觉景观的量化评价结果应用到居民居住区位决策过程,从而分别构建包含可视域的能够更全面表征环境要素及其内部关系的元胞自动机层和不同类型Agent 相互作用的多智能体层,兼顾人类决策行为和城市空间生长自组织性。应用该模型对天津城市扩张占用耕地进行动态模拟研究,并从数量与空间格局两方面展开精度验证,Kappa 系数达到0.795,依据4 个景观格局指数计算得到模拟结果的平均相对误差为3.86%,表明模型具有较高可信度。对不同时期模拟结果的分析表明,天津城市扩张占用耕地空间主要表现为“摊大饼”式外延扩展和跳跃式“卫星城”,研究结果将为未来城市发展规划和耕地保护提供决策支持。     

侧向辐射注浆技术引起地表隆起变形分析

侧向辐射注浆技术是用于处治现役高速公路沉降变形的新技术,可在通车条件下对高速公路进行加固。在通车条件下对高速公路进行加固需要对施工效应进行分析,确保施工过程中高速公路通车安全。根据土体中的球孔扩张理论,将侧向辐射注浆假设为半无限体多球孔扩张模型,将几何条件复杂的侧向辐射注浆简化为多球孔几何模型,并引入有限边界球孔扩张理论,建立注浆压力和扩孔半径的关系,得到了土体注浆过程存在极限注浆压力,在极限注浆压力后存在软化效应的结果;确定注浆球孔扩张压力和隆起变形的关系,最终给出了同时考虑注浆压力和注浆量两个注浆施工控制指标的地表隆起位移计算方法。结合工程实测参数,计算并对比分析了不同注浆压力、不同注浆步距对地表隆起位移的影响,给出了侧向辐射注浆施工隆起位移的计算方法,能够对注浆设计和施工提供指导作用。     

城市扩张过程中沈阳市扬尘源的时空分布特征分析

以沈阳市为例,基于国产高分遥感影像,采用景观生态学格局指数和3S技术,对城市扩张过程中新增扬尘源斑块的结构组成、空间分布特征、变化趋势和原因进行分析。结果表明：2016—2020年,沈阳市新增扬尘源斑块1 349个,共50.9 km²,主要分布在沈阳市三环至五环内,以北四环、南四环和西南五环分布最为集中,各市辖区中,浑南区、沈北新区和铁西区最为集中,浑南区和皇姑区新增居民建设用地面积占比最大,大东区其他建设用地面积占比最大。2016—2020年,沈阳市扬尘源斑块数量呈持续增加趋势,但2018年后扬尘源斑块数量增加速度呈下降趋势。社会经济发展和城市扩张是影响沈阳市扬尘源斑块增量变化的主要因素。     

近30年江苏省建设用地扩张的时空特征、模式与驱动因素研究

采用Landsat TM/ETM遥感解译数据,综合运用定性与定量方法,分析江苏省1985～2015年建设用地扩张的时空演变特征、类型与模式,通过多元回归和地理探测器方法探索江苏省和各地级市建设用地扩张的时空驱动因子及驱动机制。结果表明：(1）江苏省建设用地扩张幅度空间上呈现苏南>苏中>苏北的特征,建设用地扩张速率时间上呈现先上升后下降的趋势,2005～2010年是快速扩张期。（2)江苏省建设用地扩张呈空间自相关和明显的集聚分布。扩张密度分布呈现以江苏沿江地区为高值中心,沿海及苏北地区为低值连片区的空间分异现象。高-高值区主要分布在城市中心区。（3)江苏省已形成沿长江的城市发展轴带和空间集约的都市连绵区,呈现外延型的空间扩张模式。江苏省建设用地扩张的协调性和稳定性,均出现苏南>苏北的地理空间格局,可分为 4种类型：协调稳定型、不协调稳定型、协调波动型、不协调波动型。(4）建设用地扩张主导时间驱动因子是产业结构转型、人口增长、居民生活水平提高和投资增长,第二、三产业比重是扩张的核心时间驱动因素,工业化是驱动建设用地扩张的重要动力。GDP和人口密度是建设用地扩张的主导空间驱动因子。     

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     

基于InVEST模型的河北省陆地生态系统碳储量研究

研究土地利用变化对生态系统碳储量的影响可为区域碳库管理提供科学依据。以1990—2015年河北省土地利用数据为基础,分析土地流转方向,利用InVEST模型对建设用地侵占生态用地导致的陆地生态系统碳储量减少进行定量评估。结果表明,河北省碳密度较高的植被类型为沼泽湿地和落叶阔叶林,碳储量高值区主要集中在河北省西北部海拔相对较高的山地林区,碳储量低值区主要集中在南部平原区;1990—2015年河北省陆地生态系统碳储量累计减少44.48 Tg,建设用地扩张导致的碳储量减少29.23 Tg,引起碳储量减少的土地利用变化中,建设用地扩张占比最高;石家庄市建设用地扩张规模最大,碳储量减少8.83 Tg,承德市碳储量减少最少,碳储量减少0.44 Tg。河北省陆地生态系统碳储量呈下降趋势,建设用地扩张是导致碳储量下降的主要原因,其对不同区域碳储量的影响程度不同,扩张规模直接影响碳储量变化速率。     

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.     

武汉城市圈城市用地扩张对经济增长贡献度的动态研究——“两型社会”试验区设置前后的比较

运用索洛余值法量化测度武汉城市圈"两型社会"试验区设置前后(2000~2006年和2007~2012年)各县区的TEP以及资本、劳动、土地、中间投入品等生产要素供给对经济增长的贡献度,为促进武汉城市圈供给侧结构性改革及提升土地要素产出效率提供参考。结果显示:武汉城市圈经济发展主要依靠资本、劳动等生产要素的投入以及技术进步,土地扩张对经济增长的影响相对较低,中间投入品的影响微弱;武汉城市圈"两型社会"实验区的规划设置提升了土地要素供给对经济发展的贡献率,城市土地扩张的产出效率有所增强,但在要素投入中仍显微弱、增幅较小,ΔES与ΔTEP的差距与对应区域产业结构对土地投入的依赖性呈反比。研究发现:武汉城市圈在经济发展中需要继续推进技术革新,加大对劳动力素质的培训及优质人才的吸引,促进经济增长方式由粗放转向集约;大力推行政策扶持以提高土地对经济的参与程度,以城市圈为整体统筹规划城市用地的供给,根据区域产业结构和资源优势制定差别化的土地供给与经济发展政策,从"供给侧改革"出发在作用原理及机制上集约利用土地。     

城市建设用地扩张的区域差异及其驱动因素

中国城市建设用地规模随着工业化、城镇化的不断发展而日益剧增。受经济、社会等诸多驱动因素影响,各地建设用地扩张在时间维度、空间维度都存在明显的区域差异,对上述问题进行全面考察,有助于理清建设用地扩张的机理,促进土地集约、节约利用。将城市建设用地扩张的影响因素分为政府推动和市场拉动两个方面,采用基尼系数及基于半对数回归方程的Shapley值分解方法,考察了2006—2015年中国大陆31个省(市、自治区)城市建设用地扩张的区域差异及其驱动因素的贡献程度。结果表明:(1)2006—2015年,中国城市建设用地扩张的区域差异比较明显,衡量差异程度的基尼系数先升后降,最后稳定于0.3左右;(2)财政赤字率、经济政策执行力、经济增长、人口城镇化等因素对建设用地扩张具有正向驱动作用,产业结构调整、建设用地利用效率等因素对建设用地扩张具有负向驱动作用;(3)经济增长、财政赤字率、经济政策执行力等三个因素对建设用地扩张区域差异的贡献最大;(4)影响我国东、中、西三个区域建设用地扩张的主导因素不尽相同。为此,应从促进区域经济平衡发展、拓宽政府融资渠道、加快产业结构调整、提高建设用地利用效率等多方面入手,破解城市建设用地过度扩张的困局。