基于SLEUTH模型的滇池流域城市扩展模拟分析

通过滇池流域1992～2010年城市扩张研究,发现城市建设用地增长主要表现为两种形态：一是边缘增长,表现为城市建成区范围不断扩大;二是道路影响增长,表现为环滇池道路两边新城市单元的产生。基于滇池流域城市扩展变化遥感数据,对SLEUTH城市扩展模型进行校准,模拟30 a间（2010～2040年）3种预案下的昆明城市扩展变化过程,并对模拟结果进行分析。3种模拟预测结果表明：任意管理预案下城市无序扩张,大量农林用地被城市建设用地占用,人口和城市建设用地呈现爆发式增长,滇池沿岸被城市包围,会对滇池水环境产生极大的压力;土地总量控制预案下城市的发展完全按照城市总体规划内容进行,没有考虑城市实际发展过程中的经济、人口等因素影响,没有达到滇池生态环境保护的需要;生态环境保护预案下,能相对有效控制建设用地,减少对农林用地、湿地的侵占,利于滇池环境保护。预测发现,从滇池流域水资源现状来看,即使实施了环境保护模式,人均水资源量仍处于“严重短缺”状态。需要通过调整昆明城镇体系和产业布局,降低城市首位度和人口;采取更为严格的空间管制策略,有效控制城市空间扩展,以减少对滇池流域的环境压力     

基于反规划与FLUS模型的城市增长边界划定研究——以重庆市渝北区为例

为探索能够兼顾政策规划与自然发展规律的城市增长边界(UGB)划定方法,以重庆市渝北区为例,利用土地利用、社会经济和多种空间规划等数据,通过边际土地利用法测算3种产业转型速率情景下城镇建设用地规模需求,基于反规划理念,引入多规合一与FLUS模型模拟土地利用空间布局,并划定3种产业转型情景下的渝北区刚性、近远期弹性UGB。结果表明:(1)结合多规合一与土地利用现状,人为制定模拟初期土地利用图,能够保证边界划定结果满足规划发展需求;(2)产业转型使渝北区兴隆、古路、石船等镇城市扩张减速,远期弹性UGB划定结果适度紧缩;(3)渝北区刚性UGB依三山布局,剩余可开发总面积59 520.72 hm~2,近期与3种情景下远期弹性UGB划定面积分别为35 781.78、48 343.61、44 731.33、41 061.13 hm~2,未纳入弹性UGB的剩余可开发空间主要位于洛碛、古路镇与双凤桥街道机场用地区。该研究方法考虑了UGB的刚性控制与弹性引导,综合了自上而下的政策因素与自下而上的自然规律因素,是实现生态保障与城市精明增长的有效方法途径。     

基于适宜性分区的规划用地协调性与合理性评估

城市总体规划、土地利用总体规划（简称“两规”）是我国目前主要空间规划,但随着城市化的推进和建设用地的扩张,“两规”之间的矛盾和冲突加深。空间适宜性分区的提出,缓解了“两规”矛盾的升级,极大促进了“两规”之间的联系,也为其协调提供基础依据。从城市总体规划与土地利用总体规划编制方案评估出发,探索基于空间开发适宜性的规划协调评估方法,并以无锡为例开展实证研究。评估结果分析表明：无锡远景规划在环境敏感地区建设用地增长较快,适宜开发地区增长缓慢;土地利用总体规划建设用地指标不能满足未来用地需求,约束建设用地扩张,不符合无锡现实发展情况     

基于加权叠加模型的高原湖泊流域重要生态用地识别——以星云湖流域为例

生态用地在维持区域生态平衡和保障区域生态安全具有重要意义。以云南星云湖流域为研究区,运用层次分析法和GIS技术,从水土保持、地质灾害规避与防护、生物多样性保护和水资源安全4个方面,构建了流域重要生态用地识别指标及其识别方法,并识别出流域重要生态用地空间分布。结果表明:(1)加权叠加模型更适用于高原湖泊流域重要生态用地识别;(2)根据生态用地重要性分为核心型、辅助型、过渡型和非重要生态用地,面积分别为75.98 km~2、105.05 km~2、89.47 km~2和65.11 km~2,分别占流域生态用地总面积的22.64%、31.30%、26.66%和19.40%。识别结果能较好地反映重要生态用地维护流域的生态安全。以星云湖流域作为高原湖泊流域的典型,为高原湖泊生态保护提供科学方向,以期协调流域经济发展与生态保护的矛盾,促进可持续发展。     

基于MCR的建设用地扩展边界划定研究

在生态文明建设背景下,科学划定建设用地扩展边界是提高城镇化质量、协调人地关系、改善城市生态环境的关键。基于最小累计阻力模型(MCR),将建成区和生态保护用地作为两类扩展源,通过构建自然、区位、环境和政策4个阻力因子体系,采用层次分析法(AHP)获取各个因子阻力系数,得到两类用地扩展的最小累计阻力值,根据阻力差值划分适宜性分区,并利用Hydrology扩展模块确定建设用地适宜扩展路径和隔离带。结果表明：(1) 越靠近扩展源,其阻力值越小,建设用地源与生态用地源由于空间分布不一致,各阻力值之间差异较大;(2) 基于MCR模型对两类用地扩展的阻力面差值进行建设用地适宜性划分,可分为重点建设区(65 771.64 km²)、优化建设区(51 103.28 km²)、限制建设区(21 001.54 km²)、禁止建设区(17 150.01 km²)和生态恢复区(11 894.70 km²),不同适宜性分区对土地开发建设的要求不一样;(3) 应用Hydrology扩展模块得到的“谷线”可引导建设用地优化开发,避免盲目的“摊大饼”式蔓延格局; “脊线”可控制建设用地扩展的隔离带,从而打破适宜性区域集中连片的扩展态势。研究结果可为建设用地的科学规划和合理布局提供建议,促进城市建设和环境保护的协同发展。     

基于空间贝叶斯识别城市扩张与生态保护潜在的兼容区和冲突区——以鄱阳湖生态经济区为例

快速城市扩张在提高社会经济水平的同时,伴随着一系列的生态问题,如何合理协调城市扩张与生态保护之间的矛盾是当前我国新型城镇化建设中的一项重要任务。科学识别城市扩张与生态保护的冲突是其基础。以鄱阳湖生态经济区为研究区域,采用空间贝叶斯方法识别城市扩张与生态保护潜在的兼容区和冲突区。研究结果表明:(1)城市扩张适宜性区域分布较为集中,最适宜区域主要分布在南昌市主城区周边县域、余江县和乐平市,较适宜区域主要分布在新建区、瑞昌市、高安市和都昌县,较不适宜区域主要分布在武宁县以及鄱阳湖东岸,不适宜区域主要分布在鄱阳县、浮梁县与武宁县。(2)生态保护适宜性区域分布较为分散,最适宜区域主要分布在武宁县、瑞昌市、鄱阳县和浮梁县,较适宜区域主要分布在主城区东北部、东南部、余江县和湖口县,较不适宜区域主要分布较为分散,各区(市)县均有分布,不适宜区域主要分布在南昌市周边区域和鄱阳湖东岸。(3)综合分析城市扩张和生态保护适宜性评价结果得到的冲突区主要分布在瑞昌市、南昌县和新建区;兼容区中城市发展适宜性高的区域主要分布在南昌市的东南部以及永修县、星子县、余江县,生态保护适宜性高的区域主要分布在鄱阳湖东岸和武宁县;城市扩张和生态保护适宜性都较低的区域主要分布在鄱阳县、余干县、都昌县。研究结果可为土地利用规划与生态安全保护提供参考和借鉴。     

城市生态用地时空动态及其相关驱动力——以武汉市为例

城市生态用地是维持城市生态安全和可持续发展的重要屏障,研究其动态变化特征及相关驱动力,将为城市规划和生态环境保护决策提供依据。该文以武汉城区为实证区,采用1990、2002、2014年等3期Landsat遥感影像为数据源,采用土地利用变化矩阵量化数量变化,景观格局指数量化空间格局变化,生态服务价值系数和InVEST模型量化质量变化,利用二元逻辑回归模型和梯度分析法量化相关驱动力。研究结果表明:武汉市生态用地总面积持续下降,累计减少239.55 km~2,其中水域为主要转出地类;生境质量下降24%;生态用地斑块破碎度提高,"孤岛化"现象逐渐显现;坡度、建设用地的最小距离、建设用地增长、GDP增长和道路密度是驱动生态用地变化的主要因素,随着城市向三环线外扩张,三环线以外的生态用地面临较高的生态转化风险。     

城市土地生态适宜性分区划分研究

在新型城镇化与生态文明建设背景下,城市发展迫切需要合理布局以实现城市土地的节约集约利用,降低城市化过程中因建设用地肆意蔓延所导致的土地资源浪费与生态环境破坏影响。以常州市武进区为例,采用地形地貌、生态环境、交通设施、建设密度4类因子建立景观过程阻力赋值体系,结合GIS空间分析技术,以垂直生态过程的多因素多因子综合判别得到的生态保护用地扩张和城镇用地扩张阻力基面为基础,再以描述水平生态过程的最小累积阻力模型计算两种扩张过程的最小累积阻力值,并依据二者的最小累积阻力差值表面,从空间上将武进区划分为4个等级的城市土地生态适宜性分区,分别为优先建设区118.39 km²、适宜建设区233.60 km²、生态缓冲区777.91 km²、生态控制区115.90 km²,明确指出了各分区的空间布局,提出了相应的发展建议,以期为武进区未来城市发展提供科学合理的空间布局参考。同时考虑了垂直生态过程和水平生态过程,一定程度上弥补了传统方法只从景观单元垂直过程研究的不足之处,为生态适宜性分区划分的方法研究提供了有益的尝试和补充。     

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     

生态用地的环境功能及空间整合——以南京市为例

研究快速城市化与工业化地区的生态用地不仅要关注环境污染与生境退化的影响,而且还应重视生态用地对区域环境质量的调节与改善效应。南京是长江三角洲地区的重要中心城市,生态用地保护对维护其“山水林城”的环境特色具有重要意义。采用TM卫星遥感影像解译与空间分析等方法,得出全市生态用地占土地面积的15%,按功能的适宜性与相近性,归并划分出水源涵养、河湖湿地、风景名胜和地质遗迹4个类型区,且前两个类型具有较强的空间优势;选取表征环境功能重要性的12个指标,评价得到极重要区占全市生态用地19%,较重要区占56%,重要区占25%;综合考虑生态用地对城市化与工业化空间发〖JP2〗展的环境调控作用与加强污染治理和生态保护的协调,构建包含11个环境源强的4个生态环境调控组团,提出了禁止、限制各类活动以及保护生态环境的对策     

滇池水环境治理的“调水”“活水”工程

3.40MaB P，沿普渡河断裂发育的普渡河和沿小江断裂发育的小江均汇入到昆明盆地，形成滇池，并产生厚达千米的堆积物。早更新世晚期，金沙江贯通，导致普渡河和小江均倒流汇入金沙江，从而滇池处在金沙江、珠江和红河三大水系的风口的位置，滇池的补给系数变小，换水周期增长。近几十年来，污染物的输入和积累，导致滇池水质急剧下降。因此滇池水环境的整治，除了减少污染物的输入外，建议在禄劝县引掌鸠河的水入螳螂川，并流入滇池。滇池的集水面积增加到16 066 km2，滇池的入湖地表径流量就增加到26.64×108 m3，换水周期减少到197.2 d。与此同时使滇池在昆明向北流出，污染物不再扩散到整个湖泊，这样便可较好地解决滇池污染，整治滇池的水环境。     

基于GIS空间分析的县域建设功〖JP2〗能空间分区研究——以江苏省昆山市为例

在新一轮土地利用规划启动的背景下,建设功能空间分区研究迅速成为当前关注的热点。在GIS数据库和空间分析方法支持下,采用综合指标评价方法定量评价县域尺度建设用地适宜性程度和生态限制性程度,并结合矩阵判断方法进行建设功能空间分区。在此基础上,以县域经济快速发展、建设用地供需矛盾突出的昆山市为例进行实证研究,将昆山划分为允许建设区、控制建设区、限制建设区和禁止建设区4类区域,并提出不同类型区建设用地布局的对策和建议。在允许建设区,鼓励产业和城镇集聚,鼓励高密度、高强度的开发建设;在控制建设区,控制开发建设活动类型,以对生态环境影响较小的开发建设活动为主;在限制建设区,不仅控制开发建设活动类型,而且限制开发建设规模;在禁止建设区,除生态环境保护必要的基础设施建设外,禁止其他任何开发建设活动。     

滇池小流域土壤资源特点及其合理利用

滇池在昆明地区工农业生产和人民生活中起重要作用。本文选取滇池流域中地貌结构和水文结构与滇池流域相似的典型小流域－豹子洞水库流域，分析其土壤资源的分类，形成，演化和特征，并提出了该地区土壤资源的利用应以发展经济林和生态林为主；因地制宜，合理规划；实行科学施肥和合理轮间作，以加强水土保持，减少滇池面源污染物。     

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。     

滇池流域生态承载力及系统耦合效应剖析

利用ENVI4.8和Arcgis9.3软件对2001~2010年的遥感影像数据进行处理和分析,计算得出各年份的生态承载力。结合相关年份的社会经济数据,同时根据滇池流域的实际情况提取18个分析指标,运用相关分析和回归分析方法,对滇池流域生态承载力以及其与生态环境系统、资源环境系统、社会经济系统3个子系统要素的耦合关系进行分析。结果表明:(1)2001~2010年滇池流域的总生态承载力和人均生态承载力呈快速下降趋势,降幅达37.3%;耕地生态承载力呈下降趋势最明显,下降幅度达52.61%,但建设用地的生态承载力上升幅度达27.08%。(2)滇池流域生态承载力与三大系统要素相关性较好,其耦合形态呈"J"、"L"型、"U"型和倒置的"S"型等。(3)对耦合形态的形成机理进行分析,其结果表明:城镇化、社会经济的发展以及流域内粗放型的经济增长方式对形成这种耦合形态的影响较大。     

基于最小累积阻力模型的贵阳市景观生态安全格局构建

贵阳市是我国典型的喀斯特地区,水土流失严重,生态环境脆弱。在生态重要性、景观连通性和生态需求分析的基础上进行生态源地识别,根据土地覆被状况、人为干扰程度和夜间灯光数据构建了生态阻力面,基于最小累积阻力模型识别生态廊道网络,在此基础上构建了贵阳市域和市区的景观生态安全格局。结果表明:(1)贵阳市最重要和重要生态斑块总面积5 393.43 km2,主要分布在西部和北部;生态用地斑块的景观连通度总体较高,其中园地最好,林地最差;生态需求较高的区域主要分布在人口密集的城市建成区周边。生态源地占总面积的18.56%,集中分布于北部及西南部红枫湖、百花湖等区域;(2)贵阳市生态廊道总长为933.58 km,其中关键廊道长287.6 km,沿东北向西南方向延伸。现状廊道遍布市域,主要为河流水系;潜在廊道和关键廊道98%都为林地,主要分布于北部和西部生态环境较好的山地丘陵区;(3)市区景观生态安全格局中,生态源地主要集中在百花湖、红枫湖、香纸沟、相思河等风景区,花溪湿地和南明河作为市区关键廊道纵贯南北。最后,在此基础上提出了"保护和建设并重、区县间统一规划的"生态系统管理对策,为贵阳市生态环境建设提供切实可行的科学指导。