大城市边缘区土地利用空间格局特征分析——以北京大兴区为例

以北京大兴区为例,利用景观格局和空间分析方法,从产业布局和区位角度分析大城市边缘区土地利用空间分异特征。结果表明:(1)该区土地利用程度高,区域产业布局及距城市、村镇和道路距离等区位因素使其土地利用综合水平呈现北高南低、北部和南部区域内部重点镇高于一般镇的等级梯度分异格局。(2)设施农用地、园地和设施耕地等集约利用程度较高的农用地比例很大,集中分布在村镇和道路附近,生产便利性和成本是其空间分异的主要影响因素;(3)各类土地破碎化严重,集聚度和规模化程度低,亟需通过土地综合整治,重构村庄空间体系,充分发挥循环经济和农用地多功能性的优势,优化农业产业间及其与非农用地间的用地结构和空间布局,进一步提高土地利用综合效益。     

江西省农村居民点时空特征及其影响因素研究

利用2005、2010、2015年江西省农村居民点矢量数据,借助网格统计、样带分析及地理探测器等方法,结合网格和县域2种尺度,刻画了农村居民点数量及规模的时空格局特征;并利用地理探测器定量识别县域层面农村居民点用地面积的影响因素。研究表明,江西省农村居民点数量多、规模小,呈现出在大尺度空间离散而在局部区域集聚的特征,农村居民点数量和面积均具有北多南少的空间分异特征,城市周边、平原地区、中心村镇等是农村居民点高度集聚和扩张的主要区域。在乡村人口持续向城镇转移背景下,农村居民点斑块数量和面积不降反增,细碎化特征更为突出,空间变化上以围绕城镇与交通线的居民点扩张和土地整治及生态移民导致的居民点收缩并存。在农业发展及人口增长、县域经济发展及投资带动、地形制约3类因素综合作用下,形成了江西省农村居民点用地面积格局。     

辽宁省农用地质量空间分布格局及影响因素研究

采用GIS技术、地统计学分析和景观生态学方法对辽宁省农用地质量的空间分布规律及其多样性、均匀度、集中度、优势度等进行研究,结果表明：辽宁省农用地质量的区域分异明显,等别表现出由辽西低山丘陵区和辽东山地丘陵区向中部平原区的递增规律。探讨农用地质量空间格局的影响因素,发现农用地自然质量空间分布格局主要受到地带性因素与大尺度的非地带性因素的控制,农用地利用质量和经济质量空间分布格局受到人类活动的影响显著。     

安徽鹞落坪自然保护区乡村聚落空间格局特征及其影响因素分析

我国自然保护区大多面临生态保护与脱贫攻坚的双重任务。保护区内乡村聚落空间格局则是当地自然环境、社会经济等多重因素作用的结果。开展保护区乡村聚落空间格局研究能够查明保护区内聚落空间特征及分异规律,为今后规范和引导保护区乡村建设,实现生态保护与经济社会协调发展提供决策参考。以安徽鹞落坪国家级自然保护区为例,综合运用GIS技术、景观指数定量分析方法分析鹞落坪自然保护区乡村聚落规模、形态、分布特征,探索地形、水源、区位以及社会等因素对乡村聚落空间格局的影响。结果表明:(1)鹞落坪保护区乡村聚落空间格局呈现出显著的功能区分异特征,核心区、缓冲区聚落规模小、形态复杂、分布稀疏,而实验区聚落规模大、形态规则、分布密集;(2)地形、水系、道路对保护区聚落空间格局有显著影响,区内聚落主要分布在海拔800 m以下,坡度15°以下,距河流、道路200 m以内的区域;(3)保护区聚落空间格局还与人口分布、经济发展、保护政策等社会因素密切相关。     

徐州市区土地利用格局变化分析及其空间扩张模拟

城市化是社会发展进程中的重要阶段,而随着城市化的快速发展,城市土地利用格局发生了巨大变化,城市土地利用问题逐渐浮现。为了破解城市土地利用格局失衡和空间扩张失控的难题,通过遥感解译、空间分析及模型仿真对徐州市区进行土地利用格局分析及其空间扩张模拟预测,预测结果可为未来土地资源的合理利用及政府决策提供科学依据。结果表明:(1)徐州市区各土地利用格局演变表现为集聚趋势,城市空间扩张与结构调整并行,并且总量增长占主导;景观格局方面,斑块破碎化程度降低,斑块分布更加集中,景观复杂程度降低,景观内部与其他斑块类型相邻的斑块数量减少;土地利用/覆被方面,徐州市区周边的耕地、林地和未利用地等用地类型向建设用地不断转化,并且建设用地表现为向东北部和东部扩张趋势。(2)空间模拟显示,2016—2020年间徐州市区周边建设用地空间扩张方向上仍然集中在东北部和东部地区,与现有土地和城市规划方向较为一致,空间扩张预测规模由高到低分别为:东北部4 126.23 hm~2,东部3 203.01 hm~2,西北部2 723.22 hm~2,南部2 600.91 hm~2,东南部2 203.11 hm~2,西南部2 150.64 hm~2,西部1 834.83 hm~2,北部1 565.91 hm~2。建议徐州市区未来(至少5 a内)继续对东部和东北部地区进行重点建设,以实现区域高效可持续发展。     

村镇土地资源集约利用评价与影响因素分析——以四川省葛仙山镇为例

土地是人类生存和发展的基础,土地利用水平与人类社会的经济、社会和环境效益紧密相关。目前,随着我国城镇化水平的快速发展,城镇土地利用方式正在从粗放外延式向集约内涵式转化,而农村地区由于不合理的土地利用方式,大部分土地集约利用水平低,土地利用效率低。因此,研究农村土地集约利用状况,对转换目前农村土地利用方式并促进农村的可持续发展至关重要。基于行政村空间尺度,利用四川省彭州市2006年土地利用变更调查数据和葛仙山镇社会经济统计数据,运用模糊评价法和因子分析法,对四川省葛仙山镇20个行政村土地资源集约利用水平进行评价,并对影响因素进行因子分析。结果表明：从总体来看,葛仙山镇土地资源集约利用水平较低,属于低度集约利用水平,各行政村之间没有明显的空间差异性,受地形和区位等因素影响,北部丘陵山区的土地资源集约利用水平低于南部平原坝区。因子分析表明提高土地利用程度和土地投入水平是促进葛仙山镇土地资源集约利用水平的两个首要解决问题。尤其是减少北部丘陵山区人均农村居民点面积,提高对建设用地的利用强度,加大对土地的资金投入和人力资源投入,进一步挖掘北部丘陵山区的土地利用潜力,提高土地利用的强度,是葛仙山镇提高土地集约利用总体水平的首要任务。同时,还需加强葛仙山镇村镇土地整理的力度,多途径挖掘土地利用潜力,扩大人均耕地面积,提高土地的可持续利用程度。     

金口河区土地利用动态变化分析

本文以金口河区为例,利用1996-2005年的土地利用变更资料,对其土地利用动态变化和驱动因素进行了分析,结果表明:(1)以农用地为主的用地结构没有发生改变,但其内部组成发生明显变化;(2)信息熵总体呈递减趋势,但其有序度属于中等;(3)全区及各乡镇的土地利用程度综合指数均下降;(4)不同地类的开发强度存在明显差异。在此基础上总结了该区域土地利用存在的主要问题,并提出了实现区域可持续利用的对策。     

成渝城市群黑碳气溶胶的时空分异特征及其对土地利用/土地覆被变化(LUCC)的响应

基于2000—2015年MERRA-2的黑碳气溶胶(BC)空间分布数据和土地利用/土地覆被数据,利用GIS空间分析手段和地理加权回归模型,识别成渝城市群BC浓度的时空分异和土地利用/土地覆被变化(LUCC)特征,探讨BC浓度对LUCC的响应关系。结果表明:(1)成渝城市群BC浓度在整体上呈现出中部高、四周低的同心圆格局,且这一态势在15 a中没有发生明显改变;2000、2005、2010和2015年的年均浓度分别为3.86、4.97、4.91和4.51μg·m~(-3),以2005年为拐点呈先上升后下降的趋势,且2005年高值区的空间范围最大,经历了扩张-收缩的变化过程;在季度水平上表现出冬季秋季春季夏季的趋势,秋冬季BC污染形势严峻;(2)2000—2015年成渝城市群土地利用/土地覆被的主要类型为耕地、林地和草地,该时期3种地类面积总和的占比均在94.61%以上,土地利用结构未发生明显改变;以耕地与草地连续减少和建设用地持续增加为LUCC的主要特征,水域、林地和未利用地略有增加;(3)不同土地利用/土地覆被类型下的BC浓度总体上呈现出建设用地耕地水域林地未利用地草地的特征;在不同的土地利用/土地覆被转换方式下,当人工用地转为自然用地时BC浓度降低,当自然用地转为人工用地时BC浓度增加;(4)地理加权回归模型计算结果表明,局域拟合系数较高区域的LUCC对BC浓度的影响较为显著,且呈现出明显的空间分异现象。     

1996—2006年武汉市土地利用/覆被变化研究

以武汉市为研究区,利用1996和2006年Landsat5的TM影像解译结果,基于GIS空间分析与数理统计方法定量研究了1996—2006年11年间的武汉市土地利用/覆被变化。研究结果表明：（1）1996—2006年期间,武汉市土地利用覆被总体特征表现出耕地、草地和未利用地减少,林地、水域和建设用地面积增加的态势;（2）这11年间耕地转化为林地、建设用地和水域这3种变化类型分布最为广泛,转换率最大;（3）11年来武汉市土地利用综合动态度变化幅度较大,并呈缓慢上升趋势。土地利用年变化速度达到1.25%;（4）1996—2006年武汉市土地利用程度逐年提高,土地利用程度变化量和变化率均大于0,说明武汉市处于土地利用发展时期,土地利用集约度会进一步提高。     

基于LUCC的密云水库上游流域人为干扰动态变化

人类活动对地球表层的干扰所造成的影响和变化正日益增强,正确估计人为干扰对现在和未来环境变化影响的程度以及叠加在自然变化上的幅度具有重大意义。选择生态系统服务功能突出、人地关系矛盾剧烈的北京市密云水库上游流域为研究区,基于2005和2013年2期SPOT 5遥感影像数据,借助人为干扰度指数和GIS空间分析方法,从结构变化、类型变化、空间变化和人为干扰度4个角度,探讨密云水库上游流域人为干扰时空动态分异及变化特征。结果表明:(1)2005—2013年间,密云水库上游流域景观以林地-耕地-园地格局为主导,土地利用变化速度加快,人类活动对土地资源的集约利用强度增加。(2)农业结构调整、土地开发整理、经济发展、建设占用以及生态恢复工程是流域内土地利用与土地覆被变化的主要因素;旱地、园地、有林地、灌木林地面积减少,菜地、草地、疏林地、建设用地和滩地增加,森林生态系统质量呈退化趋势;工矿用地和未利用土地主要转为园地、林地和草地,生态恢复工程略显成效。(3)半干扰是流域内主导的干扰景观类型,全干扰和半干扰型景观面积增加,无干扰型景观面积减少,流域内景观的人为干扰强度呈现由深山区向浅山区逐渐增强的空间分异特征,交通道路沿线及人类活动活跃地区是人为干扰强度增加最显著的地区。     

盐池北部风沙区土地利用格局变化对沙漠化的影响

以盐池北部风沙区为研究区域,利用1989、1995、2000、2007年土地利用现状图,借助地理信息系统软件提取有关格局分析的基础数据,基于景观生态学原理,构造主要土地利用类型和沙地景观格局指数,探讨不同时段内盐池北部风沙区土地利用格局变化对沙化景观的影响。结果表明：（1）沙地景观在1995年之前不断扩张,1995年以后开始减少,集中连片沙地被零星分布的小沙化斑块取代;（2）林地和草地经历了先减少后增大的过程,土地利用格局变化中,中、低覆盖度草地和灌木林地变动性大;中、低覆盖度草地、耕地、灌木林地不稳定性程度较高;（3）受农作活动影响,尤其在灌溉条件较好区域,草地沙化明显,而灌木林能起到很好的防沙作用;（4）盐池北部风沙区土地利用格局特征指标与沙地面积呈负相关,随着特征指标增大沙化面积减小。土地利用格局变化能够综合反映相应时段内的人类活动结果,以此为切入点研究其对沙漠化的影响,有利于揭示沙漠化的驱动机制。     

珠江三角洲地区高速公路沿线景观格局变化研究

根据1995年和2005年土地利用数据,借助地理信息系统软件和景观生态学方法研究珠江三角洲区域发展轴线——广深高速公路和广珠高速公路运营前后沿线区域的土地利用和景观格局变化,并进一步对比分析相同功能等级道路的生态效应差异。结果表明：（1）高速公路运营后,沿线区域建设用地增加迅速,耕地大量流失且迅速向建设用地转化;（2）公路的建设运营使得沿线区域人工干扰强度加大,景观斑块密度增加、面积减少、斑块形状趋向复杂,景观破碎化加剧;（3）道路途径区域的社会经济条件以及原有的景观格局特征是导致道路生态破碎效应差异的重要原因;（4）公路对自然景观的影响效应远大于其对人工景观的影响效应。     

京津冀植被退化的空间格局及人为驱动因素分析

植被净初级生产力(NPP)是区域生态系统健康与退化的重要指示器之一。基于2000—2010年NPP数据和土地利用数据,采用趋势分析、叠加分析和显著性检验等方法,研究京津冀植被退化的空间格局,并分析其人为驱动因素。结果表明:(1)研究区植被NPP多年均值(以C计)集中在400~700 g·m~(-2)·a~(-1),高值区主要分布在燕山山脉、太行山山脉及太行山山脉东麓山前平原,低值区主要分布在冀西北草原区、研究区东部沿海地带和冀东平原盐碱地地区。(2)11 a间京津冀植被NPP呈减少趋势的区域面积占研究区总面积的59.214%,其中,显著和极显著减少区域面积占10.050%,研究区局部区域植被发生明显退化;京津冀区域植被退化总面积为21 545.07km~2,其中,重度退化面积为5 775.66 km~2,中度退化面积为8 168.18 km~2,轻度退化面积为7 601.23 km~2;研究区植被退化表现出明显的空间聚集特征,一是太行山东麓呈条带状连片区域,二是京津唐都市圈呈环状区域。(3)京津冀区域植被退化格局主要人文驱动因素有3个:一是城市(镇)蔓延式扩张,研究区城市新增建成区面积与重度、中度、轻度退化面积之间的相关系数分别为0.897 9、0.783 5和0.686 9(P0.05);二是区域交通路网密度影响区域植被退化格局和程度,以重要交通线为核心,从核心到两翼,植被退化程度逐渐降低;三是区域经济发展战略和产业布局直接影响区域植被空间格局。     

苏州花桥国际商务城生态用地时空动态特征

以快速城镇化的小尺度区域——苏州花桥国际商务城为研究区,基于高分辨率遥感影像和GIS技术,利用土地利用转移矩阵、重心计算、景观格局指数和平均等效面积法分别对研究区生态用地时空动态、景观格局动态和土地生态质量空间格局动态特征进行研究。结果表明:(1)2005—2015年,研究区建设用地在快速城镇化进程中迅速扩张,而生态用地总面积减少913.11 hm~2,同时生态用地重心逐渐向南迁移。(2)2005—2009年,研究区耕地优势度下降,其他生态用地优势度未出现较大波动;2009—2015年,随着政府生态建设力度加大,研究区斑块破碎化程度降低,景观复杂程度降低,除耕地外其他生态用地优势度迅速提升。(3)2005—2015年研究区平均等效面积由0.28增至0.31,总体生态质量得到改善;全区有57.01%的土地生态质量获得提升,且主要分布于南北两端吴淞江附近,仅有17.22%的土地生态质量下降。这表明近年来在城镇生态用地紧缺的情况下,研究区城镇生态建设对生态环境改善起到重要作用。建议研究区未来重点提升中部区域土地生态质量,进一步优化土地资源配置,以实现土地生态质量全面提升。     

浙闽山地丘陵区地形因子对土地利用格局的影响分析:以福建省永泰县为例

地形因子不仅控制土地利用分布格局,而且对区域生态建设及土地可持续利用具有重要影响。选取高程、坡度和地形起伏度3个地形因子,以福建省永泰县为例探究了浙闽山地丘陵区不同地形因子对土地利用格局的影响,结果表明:(1)居住地、工矿交通用地、耕地、园地、水域在高程小于500 m、坡度小于25°的区域呈优势分布,地类间竞争激烈,应合理布局5种地类关系;林地和草地主要分布在高程大于750 m、坡度大于35°的生态脆弱区,应重点考虑生态保育。(2)低山丘陵和河谷平原地带受人类生产生活影响,斑块类型复杂,异质性较高;山地丘陵和边缘山区地带由于自然生态系统占据优势位,斑块形状规则,连通性较强;Pearson相关性分析表明,地形因子与景观格局指数之间存在显著相关性。(3)山地丘陵对土地利用格局具有重要空间限制性,在对其进行开发利用时,需要根据各地类在不同地形条件下的分布规律进行合理安排与协调,才能实现土地资源的可持续利用。     

鄱阳湖生态经济区土地利用转型热点区域识别及其动力机制研究

识别土地利用转型的热点区域并探究其动力机制可为保护土地生态环境安全提供科技支撑,促进区域经济社会的可持续发展。利用空间热点分析模型探测鄱阳湖生态经济区2000—2014年期间土地利用转型的热点区域,通过典型相关分析定量识别土地利用转型的主导驱动因子,并从供给与需求的经济学视角阐释了土地利用转型的驱动机制。研究表明,(1)滨湖地区2000—2014年发生了剧烈的土地利用转型,耕地、林地、草地、滩地大量向城乡建设用地转化,土地生态面临严重威胁。在距鄱阳湖水面10 km之内,耕地、林地和草地面积分别减少15 740、15 152 hm~2,建设用地面积增加了47 138 hm~2。(2)城市建成区周围及主要道路对土地利用转型具有显著的辐射作用,区内土地利用变化高频区呈现"井"字形空间格局。在距离道路10 km之内,2000—2014年期间土地利用综合动态度由2.765‰衰减至1.059‰。(3)土地利用转型的热点区域数量呈增加趋势,并具有明显的轮换与跃迁特征,基本形成以南昌、九江、景德镇、鹰潭为中心的4个快速转型区。(4)经济、社会发展导致的土地供需矛盾是引发土地利用形态变化的主要动因。亟待建立滨湖生态环境缓冲区,严格控制滨湖地区的土地资源开发利用活动;对土地利用转型的热点区域进行科学规划,通过土地供需调控促进土地资源的集约、高效利用,增加土地经济供给。     

土地利用类型的分维值和稳定性指数空间变异分析

土地利用类型是一种在自然和人类活动双重作用下的产物,具有不规则、相对不稳定性和复杂性特征,可以利用分形方法进行探讨;分形理论在土地结构研究中的应用涉及土地利用类型分数维的计算、土地利用结构分形研究方法、土地利用结构及其动态变化的分形描述、区域景观结构的分形模型等方面;但土地利用类型的分形机制的空间差异研究少见报道。综合考虑广东省的自然地理环境和社会经济发展状况,文章选择韶关、潮州、汕头、广州作为不同类型区域的代表,基于分形理论计算了耕地、园地、林地、草地、居民点及工矿用地、道路用地、水体和未利用土地8种地类分维值(D)和稳定性指数(Si)以及平均分维值和稳定性指数,从影响土地利用结构的地貌和人文因素两个方面出发,对比和分析了地域之间的D值、Si值的关系,并从中得到了D值和Si值的变化规律。结果表明:(1)复杂的地貌类型是影响土地利用类型D值和Si值的最主要因素;(2)社会经济发展水平一定程度上影响土地利用类型的分维值和稳定性指数;(3)区域土地利用类型的平均分维值、稳定性指数的大小是土地利用结构的综合反映。     

河谷型城市城乡结合部景观格局空间尺度效应分析——以兰州市西固区土地利用格局为例

以兰州市西固区土地利用格局为例,利用2005年SPOT5遥感影像和正射航空影像数据,选取14个常用的景观指数,从景观水平和类型水平2个方面分析景观指数随尺度变化的基本规律,采用200m×200m正方形将研究区土地利用数据切分成规则格网,计算每个格网的多样性指数,通过半方差分析研究西固区多样性空间结构特征。结果表明:10m是西固区土地利用景观的本征观测尺度;研究区景观类型和景观格局特征随尺度增大变化显著,体现出一定的尺度依赖性;各乡(镇、街道)的景观指数呈现出城市中心—城乡交错带—乡村的分异特征,梯度变化明显;西固区多样性空间分布属于中等强度空间相关,高值区主要分布于黄河沿岸。     

南京市土地利用的生态环境问题及对策

在综合分析南京市土地利用与生态环境关系的基础上,提出南京市目前土地利用的主要生态环境问题包括:工业与城镇集中区水环境污染比较严重,在一定程度上威胁饮用水源;重化工业及交通的快速发展导致部分地区空气污染问题突出;城市点源与面源污染物排放导致局部地区土壤污染问题严峻;建设用地与人口集聚区热岛效应明显;生态用地破碎化导致生态系统服务功能下降。结论认为环境友好型土地利用模式是协调土地利用与生态环境关系的关键对策,为协调两者关系,必须实施集约利用建设用地、发展绿色工业、划定生态敏感区、实施土地利用分区管制、构建区域生态安全格局等措施。     

平原农区农村聚落合理用地规模测算研究:以山东省禹城市为例

对农村土地利用未来情景和农村聚落用地合理规模的预测分析,是挖掘农村土地整治潜力和优化农村土地利用空间格局的基础。以位于黄淮海平原的山东省禹城市为例,从耕地聚落比值优化的角度探讨未来农户不同兼业化程度情景下农村聚落用地的合理规模。结果表明,种植业收入是影响禹城市农户收入的重要因素,平原农区农村人口和聚落的合理规模测算需要综合考虑区域耕地规模;当前禹城市农村地区耕地聚落比值较低(3.9),绝大部分村庄耕地聚落比值在2~6之间,占村庄总数的75%左右,区域耕地聚落比值亟须优化和提高;在农户兼业化现状情景和深化发展情景下,合理耕地聚落比值分别为9.95和15.99,农村聚落合理用地规模分别为6 638和4 278 hm2,可腾退潜力分别为8 121和10 481 hm2;未来禹城市农村聚落用地整治增地率约为55.02%~71.01%,但现实整治增地潜力很大程度上取决于未来城镇化发展情景与土地制度改革的创新力度。