基于典型对应分析的滇池流域土地利用驱动力分析

土地利用格局的形成受多种因素的影响,驱动力识别有助于对格局进行调整,达到优化的目的。本研究结合昆明市2008年土地利用和自然社会经济数据,尝试采用典型对应分析(Canonical Correspondence Analysis,CCA)方法,对滇池流域不同用地类型的驱动力进行定量综合分析,将分析结果与Logistic回归分析结果比较进而验证CCA用于驱动力分析的合理性。结果表明,滇池流域耕地和建设用地分布主要受社会经济发展因素影响,并呈现此消彼长的特点,林地、草地分布主要受地形、土壤等自然因素影响;CCA分析结果与Logistic回归结果基本一致,是一种有效的驱动力分析方法;在当前退耕还林、保护自然生境观念被普遍接受的背景下,有效调配建设用地的合理布局以及防止耕地被过度蚕食,是优化流域用地格局的关键。     

中国耕地非农化压力时空格局的演变分析

社会经济和资源禀赋的区域差异导致耕地非农化压力表现出明显的空间异质性。开展耕地非农化压力测算并揭示其时空格局演变,是实现土地资源优化配置的基础。从经济因素、社会因素、产业结构和资源禀赋4个方面构建耕地非农化压力指数评价指标体系,采用熵值法计算各指标权重,继而计算1990~2014年中国31省的耕地非农化压力指数,并在此基础上开展了耕地非农化压力的时空格局分析。结果表明:(1)从空间格局分布来看,中国耕地非农化压力空间分布呈现明显的地理梯度,总体上呈现从东到西依次递减的态势。(2)从时间变化趋势来看,不同地区各省份之间的耕地非农化压力指数变化呈现多元化趋势。东部沿海地区,山东、浙江、江苏的耕地非农化压力指数处于上升阶段,上海、福建的压力指数变化趋势逐渐趋稳,广东的压力指数呈现下降趋势。中部地区,河南、河北、山西、江西的耕地非农化压力指数趋稳,陕西、湖北以及四川、重庆等西南地区省份的压力指数呈上升趋势。西部沿边3省(云南、西藏、新疆)的耕地非农化压力呈现了一致的下降趋势。(3)从时空格局结合来看,耕地非农化压力不同的省份其变化趋势呈现出截然不同的走向。在耕地非农化压力较大的地区,耕地非农化经历了从制度驱动向发展推动的阶段,经济增长的倒"U"型轨迹明显,经济增长与耕地非农化之间的关系逐渐脱钩。在耕地非农化压力居中或较小的地区,产业发展滞后,土地比较收益较低,耕地的社会保障作用、生态作用对耕地非农化的影响较大,从而增加了部分省份的耕地非农化压力。     

基于邻接关系的土地利用变化空间关联规则研究

空间关联规则可在海量空间数据中挖掘出空间对象之间相互作用、空间依赖、因果或共生的模式。将空间关联规则方法引入土地利用变化时空特征分析中,以浙江省桐庐县2004~2009年的两种典型地类变化(城镇用地的转入、耕地的转出)为例,结合GIS的空间统计和空间分析功能,首先通过土地利用转移矩阵分析土地利用面积变化的整体情况,再采用经典Apriori算法挖掘这两种典型地类变化与其周边邻接的地类变化间的关联性规律。研究表明:(1)桐庐县土地利用呈现明显的非农化趋势,这主要归因于城镇化进程以及其作为特色发展的生态建设;(2)城镇用地的发展主要依靠耕地和农村居民点的转型,表现为集中连片的扩展方式,且城镇用地与交通水利建设用地的发展具有明显的共生现象;(3)耕地的同种转变类型在空间上呈现连片集聚分布,且耕地发展易受相邻地类的驱动或制约,尤其是林地和农村居民点。空间关联规则挖掘能够定量分析在空间邻接的情况下地类间的转变倾向以及变化的关联规律,为土地利用变化时空分析提供有用信息。     

桂西北河池地区耕地变化及其驱动力Logistic回归分析

桂西北河池地区土地退化严重,耕地少,区域农业发展受限。基于TM遥感图像、DEM等空间数据并结合社会经济统计数据,利用空间分析方法及Logistic回归分析模型,定量分析了1952～2006年桂西北河池地区11个县耕地的时空动态变化规律及其驱动机制。研究结果表明：1952～2006年河池地区耕地总量的变化经历了迅速增加-波动变化-迅速减少-缓慢减少的过程,空间上变化率不均衡,且近20多a间西部地区耕地减少迅速,其变化体现了国家政策的主导驱动作用;根据回归结果提取出7类影响耕地分布的主要解释变量,其中海拔和人口分布为耕地空间分布格局分异的关键影响因素,其次是坡度Ⅰ(0°～5°)、GDP、至主要公路距离、至主要河流距离和至主要城镇距离;不同县之间耕地变化驱动力的解释变量存在差异,且各县耕地分布概率对于海拔、坡度Ⅰ(0°～5°)、GDP这3类解释变量较敏感,而其他解释变量敏感程度较低;东部地区耕地分布的概率更大.     

中国建设用地增长驱动力研究

近年来我国建设用地不断增加,耕地面积不断减少,建设占用与耕地保护的矛盾日益突出。国家提出运用土地政策参与宏观调控,对建设用地变化及驱动力的研究也成为学界的焦点。已有关于建设用地增长驱动力研究多基于城市经济学单中心模型进行城市建设用地的研究,缺乏全国层面建设用地增长驱动力研究。本文采用1996-2006年省级面板数据,对全国层面建设用地增长的驱动力进行分析。从经济、社会、政府、地理四类因素选择变量,通过模型的比较与择优,构建了建设用地增长的驱动力模型,并分析核心变量对建设用地变化的驱动作用。结果表明:①最终决定全国层面建设用地变化驱动力方程的有三个核心变量,即:人口、GDP和公路营运里程;②通过比较标准化系数发现三个变量对建设用地增长的作用表现为GDP公路营运里程人口;③在东中西地区,核心变量对建设用地的影响程度略有差异,即东部地区为GDP人口公路营运里程;中西部地区为GDP公路营运里程人口。     

长江经济带经济发展的时空分异及驱动机理研究

基于"空间—要素"的理论框架,综合运用ESDA空间统计、变异系数、基尼系数等方法研究长江经济带1994～2017年经济发展差异时空演变及经济发展阶段判读,运用全局回归(OLS)与地理加权回归模型(GWR)分析经济发展差异影响因素的空间异质性和驱动机理。研究表明:(1)长江经济带的经济发展差异从强集聚向弱集聚转变,经历了"萌芽—兴起—繁荣—转型"4个经济发展阶段,并呈现自我建设发展、区域大开发、趋同竞争、产业转型的阶段特征,区域经济呈现"均衡—不均衡—逐步均衡"态势。(2)长三角城市群为核心热点区,成渝城市群和滇中城市群为核心和次核心冷点区。经济发展经历集聚效应和涓滴效应交替,区域经济差异先扩大后减小而趋于均衡,符合"不平衡增长理论"规律。(3)地理加权结果表明,人口集聚、产业结构、外商投资、政府调控、交通发展、科技教育、金融状况是区域经济发展时空演化的正向内在动力,发展成本和地形条件是制约因素。产业结构是核心驱动力,科技教育是重要推动力,地形条件是发展基础。制定区域发展政策时,要考虑不同行政区和不同驱动要素的异质性和特殊性。     

城市区域土地利用变化及驱动机制研究 --以长江三角洲地区为例

以正处于一个新的成长期的城市群——长江三角洲地区为例,分析其工业化、城市化进程中的城市区域土地利用变化态势及内在驱动机理。通过对长江三角洲地区城市区域各地类面积比例的动态分析,发现研究区土地利用变化的主要方面是建设用地比例的增加以及耕地和水域面积比例的减少。在此基础上建立驱动因素体系,利用相关分析和主因子分析方法,并构建城市区域土地利用变化驱动力模型,得出长江三角洲城市区域土地利用变化的主要驱动因素是人口的增长和非农化、经济总量的增加以及劳动力的非农化。但是不同的时期,主要驱动力随着社会经济发展的特点和土地利用的特点不断变化：人口的非农化(城市化率)的作用不断增强;经济总量增长的作用明显的减弱;第三产业的发展对建设用地比例增加的驱动作用越来越强。     

基于Delaunay三角网和地理加权回归的降水空间异常探测方法研究

针对目前已有的降水资料质量控制方法适应性差,降水数据难以模拟局地降水规律的问题。以湖南省为实验区域,利用1985~2014年夏季降水观测数据,定义局部地理空间内降水量发生显著偏离的气象站点为异常,发展了一种结合Delaunay三角网和地理加权回归的降水空间异常探测方法。该方法通过构建不规则三角网来获取各个区域之间稳定合理的地理邻近关系,根据空间邻近关系获取自适应回归带宽,并纳入地理加权回归模型进行计算,最后根据回归残差项的统计分布性质开展空间异常度量与分析。实验表明该方法能有效检测出降水空间异常,可应用于降水数据二次处理时的质量控制阶段,有助于进一步探索局部地理空间内的降水规律。     

基于SD模型的三峡库区快速城镇化地区耕地利用模拟研究

对引起耕地变化的驱动因素进行研究,有利于解决当下人口、经济和社会发展与耕地资源的矛盾。基于对耕地变化相关因素的线性分析,提出改进基于时间序列对耕地变化驱动力静态研究的模式,利用系统动力学模型从动态的耕地变化仿真模拟过程中对长寿区耕地变化趋势进行预测研究,为快速城镇化地区耕地资源的合理利用与保护提供借鉴。结果表明：（1）长寿区耕地面积25 a间共减少 9 535 hm2,在数量上总体呈现波动下降趋势;（2）长寿区耕地变化的主要驱动力与社会经济发展、人口与城市发展、农业结构调整与科技进步密切相关;（3）利用SD模型在不同情景设定下的模拟发现,区内城镇化率对耕地面积的影响＞GDP对耕地面积的影响＞人口增长对耕地面积的影响;（4）耕地利用变化在不同社会经济发展模式下的差异较大,而GDP和城镇化率的缓速增长发展模式最为理想,对区内耕地资源保护有一定的促进作用。由此可以得出,为减轻未来长寿区耕地保护工作压力,必须转变以牺牲耕地作为代价的经济发展模式,通过集约节约用地、积极开展农村建设用地复垦等工作来协调城镇化的快速发展与耕地保护之间的矛盾。 关键词： 耕地变化;驱动力;耕地非农化;系统动力学;城镇化;三峡库区     

扬州市土地利用变化的驱动力机制研究

基于扬州市1996—2004各年份土地利用数据及相关统计资料。分析了8年中土地变化的特点及主要驱动力因子，结果表明：①8年来全市主要土地利用类型的变化表现出耕地、园地的面积大幅下降，建设用地的面积普遍增长；②选择11项指标构建土地利用变化驱动力模型，采用“主成分分析法”及SPSS13．0统计软件。分析得出：影响该市土地利用变化的主要驱动力因子是人口和经济的增长；③运用Eviews 3．1软件对土地利用变化中经济因素的驱动作用做回归分析得出：全市GDP每增长1亿元，需要新增建设用地约15．36hm^2．减少耕地约17．53hm^2；城镇化水平每增加1个百分点．需要减少耕地面积389．3hm^2，同时扩展城镇用地266．17hm^2。     

长三角城市群各业用地价格的空间分布格局及影响因素

运用空间自相关及地理加权回归方法,揭示长三角城市群各业用地价格的空间分布及关联特征,并分析其影响因素的空间异质性,丰富和发展城市群地价空间分布规律的理论研究。研究结果表明:工业用地价格普遍偏低,商住地价价格较高,符合城市间土地级差收益规律,但商住倒挂现象明显;在空间分布上,工业地价从浙东南向苏北呈梯度递减,在空间上呈现显著空间正相关,表现为低值空间集聚;居住地价在空间上呈现出较强的空间正相关,具体表现为一、二线城市为高值集聚,商服地价不存在空间自相关性;人均可支配收入、公共财政支出对长三角城市群工业地价的影响空间差异显著,城市等级、国内生产总值和人均可支配收入对居住地价的影响空间差异明显,商服地价主要受到社会消费品总额、每万人公共汽车数量和公共财政支出影响。     

常熟市耕地资源时空演变特征

基于卫星遥感影像数据,GIS空间分析技术和统计分析方法相结合,利用耕地面积缩减强度指数、空间叠加等方法分析了常熟市耕地资源的时空演变特征,揭示了苏南经济发达地区耕地资源减少的规律。研究发现,随着经济发展,常熟耕地资源逐渐减少,且因城区和工业用地扩张引起的耕地非农转化指向十分强烈,居民点空间的指向呈逐渐减弱的态势。从空间演变规律看,常熟耕地非农化主要表现在：1）经济增长越快,发展水平越高,耕地减少越快;2）在城市、港口区的镇耕地减少更快;3）港区和工业区的建设,使其周边耕地非农化速度加快;4）道路交通的扩张是耕地非农转化的一个稳定因素;5）不同时期,耕地非农占用的空间指向不同：从20世纪80年代被居民点用地占用逐渐变迁为2000年以后的被工业用地、城镇用地、港口用地占用为主。城市发展、港区建设、交通建设、农村居民点建设、工业化推进和经济发展是耕地资源缩减的主导影响因子.     

中国耕地非农化对经济增长贡献的地区差异分析

现阶段中国耕地非农化对经济增长贡献存在地区差异,掌握差异的主要来源和变化趋势有利于耕地非农化指标的高效调配,促进地区经济增长的协调发展。利用1989~2001年我国东、中、西部建设用地占用耕地面积和国内生产总值的分省数据,测算了以建设用地占用耕地面积和GDP增量为对象的基尼系数、加权变异系数以及泰尔指数等指标,并对泰尔指数进行因素分解得到差异的主要来源和变化趋势。结果表明：三类地区内部省际差异是总体差异的主要来源,其中东部内部差异对总体差异贡献增大、中部减小、西部有先增大后减小趋势。鉴于此,从促进资源的高效利用和保护地区间公平发展环境的角度出发,耕地非农化指标调控的重点在于三类地区各自内部省份之间的调剂。     

知识密集型服务业空间集聚的动态演化及驱动因素

知识密集型服务业是我国构建现代自主创新体系的重要组成部分。通过构建集聚综合测度模型,探索了我国地级及以上城市知识密集型服务业空间集聚的动态演化趋势,采用地理加权回归模型揭示了知识密集型服务业空间集聚的驱动因素。研究发现：(1)我国知识密集型服务业总体集聚程度较低,行业集聚不充分,地区集聚不均衡,各细分行业集聚态势差异明显,空间集聚逐渐向以东部沿海地区为中心,中、西部地区为外围的趋势发展;(2)知识密集型服务业集聚存在明显的空间正自相关性,邻近地区知识密集型服务业集聚具有较强相互带动作用;(3)城市化水平、研发强度、制度环境因素、知识存量总体上是驱动知识密集型服务业空间集聚的重要力量,基于空间异质性的分析,知识密集型服务业空间集聚驱动因素对不同地区影响差异较大,总体上呈现明显的阶梯分布特征,相邻省会或直辖市变量弹性系数空间上呈显著的连片分布特征,集聚驱动因素空间外溢效应明显。     

武汉市耕地非农化的空间自相关分析

经济发展和城市扩张使包括耕地在内的大量开放空间被不断侵蚀,随着人们对耕地非市场价值和生态功能认识的不断加深,如何合理高效可持续地利用耕地被广泛关注。采用空间自相关分析方法从乡镇尺度定量研究了武汉市耕地非农化的空间关系,以探讨快速发展时期平原城市耕地非农化空间关系的变化及其原因。研究表明:(1)全局Morans I显示武汉市耕地非农化在1990~2011年的4个时期均呈现出显著的全局空间自相关,其聚集强度以2005年为分界点,前3个时期不断加强后有所下降;(2)通过EB修正的武汉市耕地非农化的LISA图显示武汉市耕地非农化的聚集区域由开始处于区域外围的LL型聚集为主导逐步转变为处于城乡交错区域的LH+HH型聚集为主导;(3)通过绘制不同时期不同聚集类型的重心移动路径可以发现LH+HH型聚集均出现先向东南再向东北移动的趋势,这种耕地非农化趋势与区域的产业布局有密切关系。通过空间自相关分析掌握武汉市耕地非农化的空间特征是开展耕地保护和实现耕地合理利用的基石,根据研究结果可以确定重点和优先管制区域以提升土地利用管制效果,协调好城市建设和耕地资源保护间的关系。     

环太湖景观生态格局变化研究--以苏州市吴中区为例

在RS和GIS支持下,通过对1984和2002年TM影像解译,分析了研究区景观格局动态变化,并利用逐步回归方法研究了景观变化的人文驱动力。结果表明,研究区景观发生剧烈变化,特别是耕地向水域、城镇用地和其它非农建设用地转变迅速,其中耕地的减少占土地利用总减少面积的79.3%,建设用地和水域的增加分别占土地利用总增加量的63.5%和36.5%。城镇、工矿等人文景观斑块面积增大,并趋向集中;林地与耕地等自然、半自然景观类型斑块破碎度增加,分布趋于分散;耕地与城镇景观类型的斑块形状日趋复杂;耕地的突出优势变小,整体景观异质性程度上升。受区位和地形的影响,在苏州城区附近和东部平原区耕地流失强度较大,18年耕地重心向西南方向偏移了4.74 km。景观变化的人文驱动因素是人口增加、基本建设投资扩大、大量外资涌入和以旅游业为主的第三产业增长。     

国家园林县城省际分布格局演化及影响因素

针对中国城市分布格局研究方法上的不足,以国家园林县城这一特殊类型城市为例,采用探索性空间数据分析和不平衡指数等方法,刻画其数量省际分布格局的演化;综合运用逐步回归、地理加权回归和地理探测器模型,在省域尺度上探究其分布的影响因素及其空间异质性和交互作用。结果表明:(1)国家园林县城分布一直具有显著的全局和局部空间自相关性,所形成的空间异质性格局基本保持稳定,但数量在省际间的离散程度总体变大;(2)全社会固定资产投资、县城建成区绿地率、(自治)县旗数、地方一般公共预算收入是引致国家园林县城数量空间分异的显著性因素,其作用方向除后者外均为正向,作用强度以前者为强;(3)各因素的效应均存在明显的空间非平稳性,但其作用的空间分布模式互有区别;影响也并非相互独立,其间存在非线性增强型和双因子增强型两类交互作用,所产生的影响力均要大于单独作用时,其中县城建成区绿地率对其他因素的增强作用最为明显。     

农业主产区生态系统服务供需格局及影响因素分析——以湖北省四湖流域为例

生态系统服务供需匹配状况可以反映区域生态与社会经济发展的协调程度,探究其空间异质性与主导驱动因子对于农业主产区生态与农业的协同发展具有重要意义。以湖北省四湖流域为研究对象,综合多源数据,应用ArcGIS、InVEST模型和地理探测器等方法,定量分析了四湖流域水源供给、固碳、粮食生产和水质净化等(4)种生态系统服务供需匹配状况、综合供需比及其冷热点区域的驱动因子。结果表明：(1)4种服务供给低值区与需求高值区的空间分布格局相似,主要位于流域西部高城市化区域。(2)除固碳服务外,其他三种服务均能满足流域内部需求,流域综合供需比为0.28,整体处于盈余状态。(3)各项生态系统服务供需比均呈现空间差异性,仅水质净化服务无明显冷点区域,其他服务冷点区域集中在西部高城市化区域,热点区域分布在水域和耕地密集区域。(4)建设用地与耕地分别为影响四湖流域生态系统服务冷点和热点区域供需平衡的主导因子,适当平衡耕地与建设用地的面积,增大湖泊湿地面积是流域实现供需平衡的重要方法。研究结果可为四湖流域和其他类似农业流域的生态系统保护与土地资源可持续利用提供科学支撑。     

基于城市总规的基本农田空间优化调整研究——以乌鲁木齐市高新区(新市区)为例

随着"三化"进程的推进,有限的土地资源供给与日趋上升的用地需求矛盾日益凸现。农地非农化的现象日趋严峻。耕地和基本农田的保护难度加大。城郊作为城市建成区与乡村衔接的特殊经济地理区位,土地利用受城市化进程和农业用地制约的双重影响,基本农田保护面临更为突出的问题。本文以乌鲁木齐市高新区(新市区)为研究靶区,充分利用高新区(新市区)二轮土地调查、土地总体规划、基本农田划定等数据和图库资料,以GIS技术作为分析工具和手段,在综合考虑耕地的质量与立地条件,结合高新区(新市区)社会经济、城市发展方向与定位、产业用地划定及布局等条件因素,对高新区(新市区)已划定的基本农田与产业空间布局结构衔接进行调整提供科学依据和参考,为区域协调耕地保护寻求路径。     

近30年来黄河三角洲耕地轨迹转化及驱动力研究

黄河三角洲是山东省乃至全国重要的土地增长区和耕地资源储备区,耕地是研究区最重要的景观类型之一。通过Landsat TM/OLI遥感影像解译,获取黄河三角洲1986、1992、1998、2004、2010和2016年6个时期用地类型分布,使用轨迹分析法分析耕地轨迹的时空变化。借助斑块占景观面积比例指数(PLAND)、散布与并列指数(IJI)、面积加权平均斑块分维指数(FREAC-AM),分析不同耕地转化类型的景观格局。选择自然环境、社会经济和区位因素3大类共13个影响因子,利用Logistic回归模型对耕地转化进行驱动力分析。结果表明:①1986—2004年黄河三角洲耕地面积由1 390. 16 km~2,增长至2 184 km~2,2016年减少至2 138. 88 km~2,1986—2016年间研究区耕地和耕地占三角洲总面积比例呈先增长后下降趋势。30年间未利用地向耕地转入322. 46 km~2,是耕地增加的主要来源,耕地向建设用地输出107. 82 km~2,是耕地转出的主要去向。恒定非耕地主要分布在河口区和垦利区,间歇性耕地主要分布在河口区,转入耕地主要分布在垦利区,恒定耕地与转出耕地在各县区均有分布。②耕地是黄河三角洲最重要的景观类型之一,耕地轨迹占研究区总面积的62. 75%。间歇性耕地和恒定耕地的IJI指数分别为89. 84%和78. 20%,表明间歇性耕地和恒定耕地周边的耕地变化复杂,相邻景观类型最多。同时,间歇性耕地FREAC-AM指数为1. 22,还是研究区耕地转化轨迹中形状最复杂的类型。③Logistic分析表明,地理区位是黄河三角洲耕地转化的主要驱动因素,距海岸线距离(贡献率1 832. 730)、距黄河距离(贡献率589. 109)、人口密度差(贡献率408. 403)、距乡镇距离(贡献率398. 933)是耕地转入的主要驱动因子。距海岸线距离(贡献率1 914. 205)、距乡镇距离(贡献率763. 96)、距黄河距离(贡献率142. 210)是耕地转出的主要驱动因子。