基于光谱特征的煤矿覆煤区遥感识别与监测方法研究:以云南小龙潭矿区为例

面对煤矿区土地退化日益加重带来的严峻生态环境问题,以及露天矿区覆煤地表范围难以准确界定的现实难题,基于煤矿区典型地物水体、植被、裸地和煤堆的光谱特征以及Landsat 8遥感数据的波段特性,提出了归一化差异煤矿指数(normalized difference coal mine index,NDCMI),并结合地物样本的NDCMI值设定阈值,对煤堆与矿区背景地物信息加以区分识别。结果表明:(1)利用Landsat 8的蓝光、红光、近红外和中红外波段组成的NDCMI方法对小龙潭矿区(下辖小龙潭露天矿和布沼坝露天矿)具有较强的适用性;(2) 2013—2018年,布沼坝露天矿开采面积增加1. 03倍,而小龙潭露天矿开采面积减少42%;(3)在空间上小龙潭矿区的煤炭开采活动重心呈现自东北向西南、从小龙潭露天矿向布沼坝露天矿转移的趋势,大大增加了布沼坝露天矿的生态环境压力。     

中国经济转型阶段建设用地增长极限计量研究

论文以中国经济发展进程中的建设用地增长态势为研究起点,在把握经济发展与建设用地增长规律的基础上,提出建设用地增长极限命题;通过构建边际模型,计量建设用地增长的极限时点,进而剖析时空变化规律。结果表明:①1978-2000年间中国经济发展与建设用地增长具有周期性波动特征,两者波动周期基本一致;②中国建设用地增长极限平均时点为2047年左右,不同省(市)建设用地增长极限特征不论时间纵向还是空间横向比较,都大致沿东南-西北线依次分级;③东部地区较早达到建设用地增长极限,其中上海、江苏和广东等11个省(市)早于全国平均时点,河北、四川和青海等其余19个省(市)晚于全国平均水平,东部地区建设用地增长压力较大,中、西部地区增长压力相对较小。最后,论文提出提高中、西部地区的土地利用效率,控制粗放利用,鼓励技术创新等加快逼近建设用地增长极限的政策和建议。     

基于城市流和引力模型的我国西部地区能源输送格局研究

西部地区是我国矿产资源分布的主要集聚区,定量测度我国西部地区的能源外向服务功能并分析能源城市与我国主要消费城市的引力格局可以综合探究促进西部地区协调、可持续发展的能源输送格局。通过构建城市流模型和引力模型分别对陕西、甘肃、四川、云南、贵州、新疆和内蒙古7个西部省区采矿业外向功能量、城市流强度和能源城市对消费城市的能源输送引力大小进行测度。结果表明:(1)陕西城市流强度和外向服务功能量最高,能源综合竞争力居于第2位,是西部各省区的核心区域;(2)内蒙古和新疆为西部各省区能源综合竞争力较强地区;(3)榆林、鄂尔多斯和咸阳能源供给潜力较高,可作为我国主要的能源供给城市;(4)能源需求较大的重工业城市应当成为能源城市优先供给区域,其次是直辖市地区和我国城市群中心城市;(5)东北三省、广州、海口等距离中心能源区较远的地区与能源城市之间的引力弱,应注重新能源的开发和利用以满足自身发展需要。     

基于农户意愿的矿区耕地损害补偿测度研究——以庞庄、垞城、柳新煤矿开采为例

矿产资源的开发利用,在支撑社会经济发展的同时却带来区域资源生态环境的破坏,尤其是矿区农户承担着较大的外部成本。论文以矿区耕地损害为研究对象,在调查农户认知和接受补偿意愿的基础上,通过构建计量模型,测算基于农户意愿下的补偿额度。结果表明:①调查结果显示,69.19%的农户因煤矿开采失去一部分耕地,49.19%的农户表示耕地质量降低,95.14%的农户认为居住环境遭到破坏,93.51%的农户认为采矿破坏了耕种文化传承;②实证结果表明,庞庄、垞城、柳新煤矿周边农户每年接受最低补偿分别为34 780.80、36 506.85和35 397.60元/hm²,其中经济损害受偿意愿分别为12 731.10、18 982.80、11 230.95元/(hm²·a),社会保障损害受偿意愿分别为11 782.35、10 777.95、12 765.00元/(hm²·a),生态损害受偿意愿分别为7 277.10、4 282.35、7 306.05元/(hm²·a),文化传承损害受偿意愿分别为2 990.25、2 463.75和4 095.6元/(hm²·a);③对比分析发现,当前政策下矿区耕地损害补偿额度一般在9 458.70~15 764.40元/(hm²·a)之间,明显低于基于农户意愿下的补偿额度,并且56.76%的农户表示不接受一次性补偿。以上结果能够为矿区生态补偿和政策创新提供决策依据和定量参考。     

融合主被动遥感的乌海矿区土地损伤测度

煤炭资源开发战略加速西移,迫使西北矿区土地损伤迅速加剧。传统的矿区土地监测手段难以实现全空间覆盖的土地损伤诊断,该研究以乌海矿区为研究对象,采用Landsat TM/OLI影像和Sentinel-1A影像,利用3S、合成孔径雷达干涉测量(InSAR)技术,通过提取植被损伤指数、地表形变指数和土地覆被类型等关键参数,以土地结构损伤函数与土地功能损伤函数为主体构建矿区土地损伤测度模型。结果表明:矿区土地损伤在空间分布上呈现以开采工作面为中心向四周辐射衰减特征,土地损伤值为4.5～8.0的高损伤区面积为42.36 km~2,占总面积的2.68%;中损伤区面积为544.21 km~2,占比为34.43%;非损伤区面积为994.02 km~2,占比为62.89%。损伤测度结果有助于矿区环境修复精细化设计,为乌海矿区土地整治与修复提供决策参考。     

城乡建设用地变化的脱钩研究

随着工业化、城镇化的迅速向前推进,我国人口逐渐向城镇集中,城镇建设用地规模日益膨胀,而农村建设用地变化违背理论预期;因此,我国城乡建设用地变化的现实与理论预期存在矛盾和偏差.本文将"脱钩"的基本理论和方法引入土地管理领域,提出我豳城乡建设用地变化的"脱钩"形态.在计算其临界值及构建"脱钩"分析模型的基础上定量界定出"脱钩"程度的八种状态,筛选出考核指标后,对临港新城城乡建设用地的变化关系进行了实证分析.研究得出三点结论:其一,2000年以前无锡城乡建设用地的变化出现"扩张负脱钩"、"扩张连接"和"弱脱钩"的非理想状态.近年呈现"强脱钩"的理想状态;其二,土地宏观政策是调控城乡建设用地规模的有效手段:其三,开展土地整理是优化城乡建设用地结构的有效举措.     

基于数据融合的长江经济带城市建成区时空格局研究

在"共抓大保护,不搞大开发"导向下,准确识别长江经济带城市建成区,并揭示其演化规律对于优化流域国土空间格局具有重要意义.基于Landsat数据和夜间灯光数据,构建融合算法提取长江经济带城市建成区,并采用位序-规模、核密度、空间自相关等方法探索了其时空格局特征.结果表明:(1)长江经济带城市规模存在明显的位序-规模分布格局,分形特征显著;(2)建成区规模呈现"东高西低"、"轴线高两端低",建成区密度呈"一个中心,两个次中心"的格局特征;(3)城市由点源聚集增长向轴线式扩张转变,国土空间"T"型增长格局逐渐显现;(4)建成区增长表现出空间集聚特征,区域内三大城市群为主要热点区.研究结果能够为流域国土空间"保护"与"开发"权衡提供定量参考和决策依据.     

基于系统建模的城市土地利用碳达峰仿真研究——以江苏省为例

实现碳达峰是中国应对全球气候危机的关键举措。按照“理论-模型-实证”逻辑框架，在理论分析基础上，构建城市土地-经济-碳排放系统动力学模型，对江苏省城市碳达峰路径进行多情景仿真模拟。结果表明：(1)江苏省未来经济总量、结构持续增长优化，增加第三产业投资能有效促进产业结构升级，但会降低经济增长速度；(2)城市用地呈不断增长趋势，但其增长动力持续减弱，在减碳发展情景下，城市建设用地总量在2033年达到峰值5 514.96 km²,出现“城市收缩”现象；(3)产业结构和能源效率优化能降低城市能耗需求，但其仍保持增长趋势，在减碳发展情景下，江苏省最快于2025年达到CO₂排放量峰值65 790万t,相对于持续上涨的CO₂排放量，现有碳汇用地对实现碳达峰目标作用有限。因此，针对实现碳达峰的主要影响因素，提出：在稳定经济增长的同时，从提升能源和用地效率入手降低能源需求和碳汇用地损失，加快技术创新优化能源供给结构，进而实现碳达峰目标。     

边际土地利用与经济增长关系计量研究

随着经济的飞速发展,城市化、工业化的迅速推进,各行各业对土地的需求急剧膨胀,建设用地的需求丕断增加,土地利用与经济增长之间的关系日益密切,对其关系分析判断及其规律的把握成为制定和实施土地资源保护与控制、开发与利用的重要依据.本文首先分析了我国城镇建设及工矿用地与经济增长的基本态势,得出我国每增加1单位二三产业产值、建设用地供给呈现不断减少的基本判断.然后运用经济学中的边际理论,构建了城镇建设及工矿用地与二三产业产值关系的计量模型,并通过中国1989-2006年18年的数据进行验证,得出两点结论:其一,我国城镇建设及工矿用地量与二三产业产值有着极大的相关性,二者相互影响;其二,我国边际城镇建设及工矿用地量(MLU)不断减少,其边际使用量的变化率(CMLU)不断趋向于0,我国城镇建设及工矿用地最佳使用量将在2047.24年达到.     

经济发展与城市蔓延的Logistic曲线假说及其验证——基于华东地区典型城市的考察

经济发展与城市蔓延一直是学者研究的热点,其假说大都建立在发展与保护矛盾不断激化的基础之上,论文基于国内外城市发展轨迹的判断,提出新的研究假说:经济发展与城市蔓延存在Logistic曲线关系,并选择华东地区典型城市进行实证检验。结果表明:第一,国外(区域)经济发展由快速城市化、工业化初级阶段过渡到高级或后工业化阶段进程中,对城市蔓延扩张的依赖程度逐渐减弱;第二,中国1978—2003年间经济发展与城市蔓延增长具有周期性波动特征,2003年以后两者波动出现明显脱钩或分歧;第三,实证结果显示,上海、南京、无锡和徐州的第二三产业GDP在分别达到2.91×10¹¹、1.02×10¹¹、4.43×10¹⁰、9.42×10¹⁰元时,城市蔓延扩张出现拐点,验证了研究假说,其规模上限分别为8.99×10⁴、6.01×10⁴、2.20×10⁴、3.43×10⁴ hm²。研究结论能够为我国城市蔓延治理和公共政策调整提供科学依据和直接参考。