高潜水位煤矿区土地利用景观格局分析与模拟预测研究——以沛北煤矿区为例

我国东部高潜水位煤矿区因煤粮复合、煤水复合、煤村复合成为我国土地复垦难度最大的典型地区之一;研究高潜水位煤矿区土地利用景观格局的时空演变规律,可为制订有效的土地复垦策略提供重要的科学依据。本研究选择位于江苏省徐州市的沛北煤矿区为例,选用1995年TM、2005年ETM+和2015年OLI遥感影像作为数据源,运用土地利用转移轨迹、景观格局指数等分析其景观格局变化特征,并采用CA-Markov模型预测了2025年研究区的土地利用景观格局。结果表明：(1) 研究区景观变化轨迹趋势明显,耕地主要流向建设用地、塌陷积水区、水域和湿地;园林地转变为建设用地和耕地;塌陷积水面积的增加主要来源于建设用地和耕地,贡献比例分别为47.68%、19.20%;(2) CA-Markov模型情景模拟结果表明：2015～2025年,耕地、水域和湿地面积减小;建设用地和塌陷积水面积明显增加;(3) 景观格局指数分析结果表明：在类型水平上,耕地、水域和湿地是主导优势地类,但耕地、塌陷积水、水域和湿地破碎化程度较高;景观水平上,景观格局总体边缘形状趋向简单。综上表明,研究区土地利用景观变化源于区域城镇化进程加快、因采矿活动导致的地表沉陷积水情况加重;建议提前编制预计塌陷区的防治及已塌陷区的规划治理方案。 关键词： 景观格局演变;煤矿区;高潜水位;土地景观格局;CA-Markov模型     

太湖流域土地利用变化特征与机制分析

太湖流域土地总面积36 895 km²,包括了上海、江苏、浙江两省一市的部分区域,其中,江苏占53%,浙江占33%,上海占14%。太湖流域土地利用按下垫面可以分为耕地、建设用地、水域和其他用地4种类型。采用2005年土地详查数据与上次防洪规划数据进行比较。研究发现：耕地是太湖流域最重要的下垫面,占土地总面积的36.6%,建设用地占土地占面积的23%,与耕地的矛盾十分尖锐,水域面积较大,占土地总面积的14.5%。1996~2005年,土地利用变化的总体趋势是,耕地面积减少,减少幅度最大的地区在太湖流域江苏部分,两省一市建设用地均有30%左右的增长幅度,土地围垦得到有效控制,水域面积略有下降。人口增长和城市化快速发展、经济发展、效益驱动与土地管制差异是造成土地利用变化的主要原因     

无锡市城镇化进程中土地利用变化及其环境效应

20世纪90年代,城市用地扩展是我国区域土地利用演化的主导过程,城市土地利用所引起的地表景观格局的变化又是引起地表各种地理过程变化的主要原因。基于Landsat TM图像解译的土地利用的动态图斑,分析了20年代90年代无锡市土地利用的变化态势。研究表明,土地利用变化主要体现为耕地向林地、水域、建设用地的转移．林地向耕地、建设用地的转移,以及草地、水域向建设用地的转移;20世纪90年代中后期,国家颁布的一系列基本农田保护和“退耕还林还草”的政策法规,在一定程度上限制了大量耕地被建设占用的趋势。土地利用快速变化也导致明显环境效应．主要表现为水环境的恶化和现代“城市病”等方面。因此,加强土地规划管理、合理利用土地资源、重视能源开发与基础设施建设,应成为今后区域土地资源开发、利用与保护的重点与方向。     

湖北省土地利用结构变化及其驱动机制分析

采用1996～2004年的统计资料,分析了湖北省土地利用结构变化,研究发现全省耕地大幅度减少,其次是未利用地和牧草地;林地则迅速增加,其次为居民点及独立工矿、园地、其他农用地、交通用地和水利设施用地。随后运用典型相关分析法,以湖北省76个县级行政单位为研究单元,进一步对湖北省土地利用结构变化的驱动因子进行了统计分析,定量诊断出各驱动因子对湖北省土地利用结构变化贡献作用的大小。结果显示,湖北省土地利用结构与社会经济因素之间关系可以用4对典型相关变量表示,耕地、居民点及工矿用地、林地、交通用地、水利设施用地的发展变化分别对应于不同的社会经济驱动因子。     

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     

基于改进模型的城镇建设用地预测分析——以张家界市永定区为例

随着社会经济的飞速发展，人口快速增长，对建设用地的需求也迅速增长，从而加剧了人地之间的矛盾。在上一轮土地利用规划中，所预测的建设占用耕地指标与实际建设占用耕地情况有较大出入，这从一个侧面反映了现行的城镇建设用地预测方法的不尽完善之处。所以，在新一轮土地利用总体规划修编中，对城镇建设用地做出更加科学的、符合实际的预测，是一个重要的基础性问题。以张家界市为例，提出并验证了一种适宜的建设用地预测方法一改进后的双因素预测模型。最后运用此预测方法对永定区2020年建设用地需求量进行科学预测，以满足经济社会发展的用地需求。     

扬子江城市群土地利用时空变化及其对陆地生态系统碳储量的影响

扬子江城市群是江苏省城市化进程最快,土地利用变化最明显的区域。研究该地区地利用变化及其对陆地生态系统有机碳储量的影响,对江苏省低碳土地利用研究具有重要意义。该文利用五期30 m土地利用栅格数据、土壤样点数据、林地植被清查数据、农作物数据以及经验数据,分析了1995～2015年扬子江城市群土地利用时空变化、核算了其对有机碳储量的影响。主要结果如下:(1) 1995～2015年间,扬子江城市群约有15. 90%的土地发生了转移,其中,耕地作为主要的转出者,建设用地作为主要的转入者,耕地转移为建设用地的面积约为4 161. 78 km~2,占扬子江城市群耕地转出面积的85. 86%,是主要的土地转移类型;(2) 1995～2015年间,由于土地利用类型转移变化,扬子江城市群有机碳储量总量减少了472. 63×10~4t,其中土壤有机碳储量总量增加110. 28×10~4t,植被碳储量总量减少582. 91×10~4t;(3)建设用地占用耕地是区域有机碳储量减少的主要原因,导致有机碳储量减少406. 40×10~4t,占整个区域有机碳储量减少总量的85. 99%;(4)未来扬子江城市群可通过增加生态用地、控制建设用地、优化土地利用结构,提高区域碳储量,减少对陆地生态系统碳平衡的扰动。     

动态·简讯·信息·文摘

资料 我国土地资源的开发利用状况 我国土地资源总面积为960万km~2,可以利用的土地面积约占国土总面积的2/3。 1.耕地。面积为12518万ha,占土地总面积的13.1％。 2.园地。面积为600万ha,占土地总面积的0.6％。 3.林地。包括有林地、疏林地、未成林造林地、灌木林地、苗圃地和迹地,面积为19655万ha,占土地总面积的20.7％。 4.已利用牧草地。面积为26109万ha,占土地总面积的27.5％。 5.居民占用地与工矿用地。面积为1987万ha,占土地总面积的2.2％。 6.水域。面积为3596万ha,占土地总面积的3.8％。 7.交通用地。面积为721万ha,占土地总面积的0.8％。     

流域土地利用变化的长周期水文效应及管理策略

长周期水文效应作为不同强度暴雨事件的综合反映，对流域规划和管理决策非常重要。以太湖地区蠡河流域为研究区，通过解译1984年、1995年和2000年3个时段TM/ETM获得土地利用分布地图，分析其土地利用变化的模式，并基于研究区30年的降水序列，应用长周期水文分析模型L-THIA（Long-Term Hydrologic Impact Assessment），计算3个时段土地利用特征对暴雨地表径流的影响，分析不同土地利用类型水文效应的敏感性，在此基础上总结了减少流域水文效应的土地利用管理策略。分析结果显示，该区土地利用有明显变化，主要表现为水田、旱田向建筑用地的转化，从1984年到2002年，城镇及居民地扩展占流域总面积的4.199 4 ％，地表径流量增加了6.170 ％，不同土地利用方式的水文效应有较大差别，林地、湖滩湿地的敏感性最大，其次是水田和旱田。     

1994~2006年上海市土地利用时空变化特征及驱动力分析

快速发展的都市地区是区域土地利用变化研究热点。基于上海市1994、2000、2003和2006年4期航空遥感影像资料数据,运用人机交互目视解译方法建立上海土地利用空间数据库,并结合GIS空间分析、数理统计方法与土地利用动态度模型,对上海市1994~2006年土地利用时空变化特征进行了深入分析。结果表明：12 a间,上海市综合土地利用动态度为207%;在各种用地变化中,耕地面积变化最大,共减少了94 00772 hm2,减幅达233%;从耕地转移来看,转变为城镇建设用地（包括工业仓储用地、交通用地、城镇居民点用地和其他用地）面积共74 82586 hm2,占耕地面积总流出量的6712%;可见城镇建设用地急剧扩张而大量占用耕地,是上海市土地利用变化的主要特征;上海市土地利用变化的另一个重要特征是城市绿地的大幅增加,12 a间城市绿地面积共增加了9 29241 hm2,单一动态度为1876%。从上海土地利用变化的区域特征来看,各区的综合土地利用动态度差异明显,且表现出明显的中心城区-近郊-远郊递减趋势,其中浦东新区综合土地利用动态度最大,崇明县最小,这种差异与各区（县）的区位条件、经济发展状况以及政策等因素密切相关。通过对上海LUCC的驱动力定性定量分析表明,社会经济因素包括人口分布及变化、经济增长、人民生活水平的提高、政策以及国际大型活动的举办均对上海土地利用格局及其变化产生了重要的影响     

1980~2010年江苏沿海城市土地利用变化及其与环境因子关系分析——以东台市为例

2009年江苏省沿海开发规划上升为国家战略,了解江苏沿海城市过去土地利用变化轨迹以及驱动因子是未来江苏省沿海城市土地利用规划的重要基础性工作。基于5期TM30 m×30 m RS遥感影像和GIS技术,分析东台市1980~2010年土地利用结构与变化轨迹,并通过典型对应分析(CCA)分析其与环境因子之间的关系。结果表明,东台市1980~2010年主要土地利用类型为耕地(2029.02 km²)、建设用地(155.31 km²)、草地(60.41 km²)和水域(56.56 km²)。近30年土地利用变化量占总面积的16.98%,其中耕地、草地和建设用地变化量最大。土地利用变化最主要轨迹为耕地转建设用地,主要位于市区及周边地区,其次为草地转耕地,主要位于海岸带地区。东台市土地利用变化热点区域分别为市中心和海岸带,二者相距较远,相对独立。CCA分析显示城镇、交通和斑块形状复杂程度等是影响沿海城市土地利用变化的重要因子,海岸线作为沿海城市主要特征,随着海岸滩涂围垦开发,到海岸距离也是沿海城市土地利用变化的重要影响因子。因此,在沿海城市土地利用规划中需要重点考虑城镇布局、交通等基础设施分布、斑块的形状等因子,通过海岸带土地利用方式转变来加强市区与海岸带之间联系,促进社会经济转变,进一步保护海岸生态环境,提高海岸开发综合效益,引导土地利用走向可持续发展道路。     

循环经济理念下的建设用地定额指标修正——以新型干法水泥生产用地为例

建设用地定额指标是核定建设项目用地规模的重要依据,是控制建设用地外拓、保护耕地和生态用地、提高土地资源利用效率的有效手段。循环经济思想作为调和人口-资源-环境复合问题的积极途径,正日渐得到重视。为应对目前我国土地紧缺以及资源环境问题日益突出的现实问题,本文采用循环经济理念考察建设用地的利用情况,从占地情况、用地布局、资源利用、环境影响、废弃物处置、土地持续利用等多个角度设定建设用地定额修正指标和修正系数,鼓励"资源节约、环境友好"的生产建设方式,严格控制"不循环"建设项目的土地供给,以求更好地促进土地节约集约利用。文章最后以新型干法水泥生产用地为例,实证分析了本文提出的建设用地定额修正体系和方法。研究结果表明,循环经济理念下的建设用地定额指标修正可以在一定程度上调控土地配给,限制不合理的建设用地利用和资源环境对待方式,鼓励"循环"发展。     

长三角城市群建设用地扩张地区差异的驱动因素解释——基于回归方程的Shapley值分解方法

工业化、城镇化所带来的建设用地过度扩张已成为土地资源领域研究的热点问题。利用基于半对数回归方程的Shapley值分解方法考察了2006~2015年长三角城市群26个城市建设用地扩张的驱动因素及其对地区差异的贡献率。研究表明:(1)耕地保留量、产业结构调整、建设用地利用效率、生态压力等因素对建设用地扩张具有负向驱动作用,经济发展速度、人口城镇化速度、政府财政赤字、政府政策执行力等因素对建设用地扩张具有正向驱动作用,但耕地保有量、生态压力两个因素对建设用地扩张影响不显著;(2)政府财政赤字、建设用地利用效率、政府政策执行力等3个因素对建设用地扩张地区差异的贡献率最大。为此,应从资源约束、生态压力、促进产业结构调整、实施土地供给侧结构性改革、提高土地效率等多方面入手以破解建设用地过度扩张的困局。     

1985年以来江苏省土地利用变化对人类活动程度的响应

利用1985、1995、2005和2008年4期遥感影像解译获取的土地利用变化数据,从土地利用变化速度、转移方向和土地利用程度方面,借助GIS空间分析和图谱分析技术及Ucinet社会网络分析软件,全面定量分析江苏省1985年以来人类活动作用下土地利用时空变化规律。研究表明:(1)1985~1995、1995~2005、2005~2008年3个时段江苏省的土地利用综合动态分别为12.95%、17.17%、15.03%,反应了人类活动对江苏省土地利用变化的影响程度呈现出"缓慢影响—剧烈影响—影响减缓"的倒U型曲线规律;(2)1985年以来,耕地、建设用地和水域之间的空间转移是江苏省土地利用转移的关键,也是人类影响土地利用最主要的表现形式,3种地类的相互转移占所有土地转移流的80%以上,其中耕地转为建设用地所占比例最大,主要分布苏锡常及南京4市的市辖区,以及昆山、江阴等经济发达的县市及苏北的宿迁市、淮安市、徐州市;(3)1985年以来,追求净产出(利润)的增长是土地利用变化的内在动力,导致建设用地增加及耕地减少,使得全省土地利用程度整体水平不断升高;受可驱动的有效资本量控制,经济发达的苏南地区一直是人类活动影响土地利用最为剧烈的区域,而苏北地区随着经济实力的不断提升土地利用受人类活动影响的程度也在逐渐增强。     

漓江上游植被覆盖度时空变化对地表热场影响

自20世纪80年代以来,桂林漓江由于上游森林遭受破坏出现水生态环境快速恶化的趋势。地表热场的时空变化直接影响森林蒸散及水文效应。因此,对漓江上游1989~2006年5景TM/ETM+卫星图像,利用归一化植被指数反演植被覆盖度,利用单窗算法反演地表温度,提出归一化温度使不同时相地表热场具有可比性,分析植被覆盖度时空变化对地表热场的影响。结果表明,在空间上,地表温度随植被覆盖度的增加而降低,在植被覆盖度很高或很低时,这种影响相对变弱;在时间上,漓江上游1989~2000年植被中、高度覆盖面积从96.1%逐年下降到65.9%,导致归一化地表温度数值较高的像元比例相应增加;2000~2006年植被中、高度覆盖面积逐渐恢复上升到90.8%,但仍略低于1989年,使得归一化地表温度数值较高的像元比例相应减少。植被覆盖可以有效地降低漓江上游地表温度     

三峡水库建设前后库区10年土地覆盖变化

介绍利用定量遥感监测手段,开展10年间三峡库区土地覆盖监测,采用联合国粮农组织土地覆盖分类系统在150 000尺度下划分38类土地覆盖类型,利用面向对象的信息提取方法,通过多尺度分割和模糊判别的手段开展土地覆盖的信息提取。通过监测分析,三峡库区在2002年耕地总量占总面积43.93%,森林面积占29.03%,与1992年对比,耕地面积减少1.13%,森林面积减少0.13%,灌木林增加了0.58%。影响土地覆盖变化的主要是城市扩展、库区移民、生态环境政策等原因。     

汉江流域土地利用变化及空间格局分析

土地利用变化是人类活动对自然环境施加影响的显著表现形式,已成为全球环境变化研究的重要内容。基于遥感和地理信息系统技术,利用三期Landsat TM图像的解译成果,分析了安康市1985～2000年土地利用变化的结构特征及其空间差异格局。研究表明,近15年来,安康市土地利用转移量主要发生在耕地、林地、草地和水域之间．建设用地和未利用土地的转移趋势不明显。三个时段内各土地利用类型的净变化量差异比较明显。1985～1995年．耕地变化以转入为主,其中由草地转入的比重最大,占耕地总转入量的96．02％。1995～2000年,耕地以大量转出为主,共有1503．21hm2的耕地转为其它用地,其中转向林地和草地的量占耕地总转移量的比例分别是15．46％和78．77％。在行政区尺度上各种用地类型的净变化量分布比较均衡,而在垂直带空间尺度上耕地、林地和草地的净变化随海拔高度的分异较为明显。大致以1600m为界,耕地随海拔高度升高而递减,林地、草地随海拔高度升高而递增．     

2000~2010年长江流域土地利用变化与生态系统服务功能变化

基于2000/2005/2010年三期土地利用现状遥感监测数据,利用GIS空间分析技术,分析长江流域土地利用变化方式、过程、区域特征和生态系统服务功能变化。研究表明：2000~2010年长江流域城乡建设用地、林地和水域面积增长显著,而耕地、草地面积持续减少;耕地减少和城乡建设用地增加相关,草地减少和林地增加相关,水域增加与三峡蓄水及退田还湖相关;四川盆地、中游城市群和长三角城市群等人类活动热点区域的土地利用程度显著提高;受土地利用变化影响,2000~2010年长江流域生态系统服务总价值逐年提高,水源涵养、废物处理和娱乐文化服务功能增强,而土壤形成与保护、食物生产服务功能明显减弱;生态服务价值高值区主要分布在沿江湖泊和湿地,其次是林草地覆盖区,青海高原荒漠区生态服务价值最低。     

武汉城市圈公路沿线土地利用变化规律分析

区域交通土地一体化规划需要明晰公路沿线的土地利用变化过程。基于随机概率的土地转移矩阵模型及相关结构指数,分析了武汉城市圈公路沿线的土地变化规律。结果显示,从变化量而言,武汉城市圈各类型公路沿线耕地转为建设用地的比例最大,且以国道最为明显;从系统的变化方向而言,各公路类型沿线建设用地占用耕地现象显著,此外,高速沿线建设用地占用水域,国道沿线耕地占用林地,以及各类型公路沿线耕地、林地闲置现象也需及时监测和预警。     

近25年三峡库区土地覆被变化及驱动力分析

基于1990、2000、2005、2010和2015年五期30 m空间分辨率土地覆被遥感数据,利用动态度模型和转移矩阵,综合分析了近25 a三峡库区土地覆被的时空格局、变化特征及驱动力。研究结果表明：2015年三峡库区土地覆被以森林和耕地为主,分别占总面积的41.45%和24.58%;1990~2015年三峡库区人工表面、湿地、森林和其他用地的面积增长明显,耕地、灌丛和草地的面积整体减少,区域综合土地覆被动态度呈先增加后稳定的变化趋势,人工表面是最为活跃的土地覆被类型,其次是湿地和耕地;前10 a三峡库区人工表面占用耕地较为突出,后15 a土地覆被类型转换主要为森林、灌丛和耕地转为人工表面和湿地;三峡工程建设、移民安置与迁建、经济发展与城镇化导致人工表面不断扩张,水库蓄水导致湿地面积迅速增加,农业结构调整促使园地面积扩张。三峡库区近25 a来,在退耕还林等生态保护政策影响下,生态环境状况趋于改善,库区森林面积显著增加,坡耕地面积持续减少,但人地矛盾日益突出,研究结果可为后三峡时代库区生态环境保护与社会经济的协调发展提供数据支撑。