精细化村级土地利用分类体系的构建与应用

构建村级土地利用分类体系是编制村庄土地利用规划的基础和前提,对于指导村土地利用规划工作的进行有着基础性决定作用。本文通过对各级、各部门土地利用分类标准的分析研究,在村域尺度土地利用现状的基础上构建了精细化村级土地利用分类体系,该分类体系为三级分类,共6大类,20个二级类,51个三级类。基于构建出的村级土地利用分类体系,以大皇城村为例,利用亚分米级的无人机遥感数据对2017年大皇城村土地利用进行遥感制图,结果表明该分类系统具有较强的可行性。本文研究成果可为村级土地利用规划的制定提供参考。     

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。     

武汉城市圈土地利用变化系统仿真模拟与驱动力分析

土地利用变化是全球环境变化与可持续研究的重要内容,驱动力研究是土地利用变化研究中的核心问题。现有土地利用变化驱动力研究多针对单一的城市区域展开,无法解释城市群地区,城市一体化战略指导下城市交互作用对土地利用变化的影响。运用系统动力学(SD)方法,综合考虑经济、人口、城市化、政策等主要人文因素,并将城市交互作用因素引入SD,以武汉城市圈为例,构建土地利用变化系统SD模型,运用1997~2006年的历史数据进行检验,并对武汉城市圈2010~2020年不同情景下的土地利用变化进行模拟。结果表明,建立的SD模型是有效的,两种情景下土地利用变化表现出差异性,说明城市交互作用是除经济、人口城市化等社会经济因素外,土地利用变化的又一重要影响因素。     

基于决策树分类的根河市土地利用变化及驱动力分析

以内蒙古自治区根河市为研究区,基于ArcGIS 9.2和ENVI 4.8平台,以2000年、2004年和2010年Landsat TM遥感影像为数据源,首先提取NDVI、MNDWI和森林郁闭度来建立决策树并执行分类;然后对分类结果采用土地利用转移矩阵、土地利用动态度进行变化分析;最后运用主成分分析法得出导致该地区土地利用变化的驱动力因子。结果表明:决策树分类可适用于该类研究区的土地利用分类,且分类精度较高;研究区地物类型有显著的变化,区域的主要土地利用变化表现为林地和居民地面积的大幅增长,疏林地和草地的大面积丧失;通过主成分分析得出人口和经济发展、农业生产条件和经济产业结构调整等是促进该区土地利用变化的主要驱动力因子。     

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。     

铜川市城镇土地利用状况分析与集约化利用战略对策

新型城镇化发展对土地的集约利用提出了新的挑战,科学地开发和利用土地是社会经济和资源利用可持续发展的重要前提。为寻求适应新型城镇化发展的土地利用需求的有效途径,准备迎接即将到来的新一轮的土地利用总体规划,响应国家大力倡导的多规合一工作,本文以陕西省铜川市为研究对象,以第二次土地调查数据为基础,利用统计分析和对比分析的方法,分析铜川市城镇土地利用结构、空间分布和土地利用强度,从而提出土地利用过程中存在的问题。调查分析结果发现,铜川市城镇土地利用存在土地利用集约度低、利用结构不合理等问题,针对这些问题,提出了土地利用的战略对策:1合理规划,控制城镇用地无序扩张;2盘活存量,加强城镇用地挖潜;3调整布局,规划主体功能分区。     

基于随机森林和Sentinel-2影像数据的低山丘陵区土地利用分类——以重庆市江津区李市镇为例

精准的土地利用信息是土地资源监测和管理的基础。为提高低山丘陵区域的土地利用分类精度,选取重庆市江津区李市镇为研究案例,基于随机森林方法,以Sentinel-2影像数据和地形因子为数据源,提取3种变量（传统遥感数据,红边遥感数据和地形因子）,合计23个特征指标,构建3个具有不同输入变量的组合模型,以提取研究区土地利用信息,分析变量的重要性。结果表明：（1）传统遥感数据模型中顺序添加红边遥感数据和地形因子,总体分类精度分别为86.54%,87.19%,88.61%;Kappa系数分别为 0.800 9,0.810 2,0.831 4;（2）对模型精度有重要影响的特征指标依次是波段B2(Blue),B4(Red),B3(Green),改进归一化差异水体指数(MNDWI)和波段B5(Vegetation Red Edge 1);(3）基于随机森林的遥感数据和地形因子的组合方法,是获取研究区高精度土地利用信息的一种有效手段。研究成果可以为地形复杂区域的土地利用分类提供参考。     

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。     

北京市丰台区土地利用变化及社会经济驱动力分析

近十年来．北京城市化水平大幅度提升．建设用地不断向外扩展。城市边缘区土地利用变化异常明显。丰台区作为北京城市边缘区的重要组成部分。土地利用变化特征具有典型性，在分析丰台区12年间土地利用的类型变化、数量变化、程度变化和区域变化特征基础上。对形成这种土地利用变化的驱动力从社会经济方面进行了剖析，并在统计软件SPSS的支持下对土地利用变化驱动力指数进行了计算。结果表明．研究时段内土地利用变化幅度大。土地利用程度增加；耕地、园地和未利用地净减．而建设用地和林地净增．土地利用变化的社会驱动力主要是人口增长、经济发展和城市化水平提高．并且这些因素的驱动力指数是逐年增加的。政策的干预作用也不容忽视。     

基于多源遥感影像融合的武汉市土地利用分类方法研究

准确高效的获取土地利用信息,对于合理利用和开发土地资源具有十分重要的意义。在快速城镇化地区,土地利用活动频繁且密集,土地利用格局演变十分剧烈,增加了城市土地利用精准分类的不确定性;且受环境气候和云雨天气影响增加了有效光学影像获取的难度。为提高城市土地分类精度,该文选取武汉市中心城区为研究案例,以Sentinel-1A和Landsat8 OLI影像为数据源,采用Gram-Schmidt变换方法进行影像融合,选取最大似然、支持向量机、CART决策树、BP神经网络等4种分类方法对融合的影像进行分类,提取了研究区土地利用信息,并对其进行分析。进一步,通过与光学影像的分类结果对比,探究了Sentinel-1A和Landsat8 OLI融合影像在土地利用信息提取方面是否具有优势。研究结果表明:(1)对比其他3种方法,CART决策树分类方法对于融合后的影像分类精度最高,总体分类精度和Kappa系数分别达到88.55%和0.841 4;(2)与光学影像相比,Sentinel-1A和Landsat8 OLI融合影像可以更有效地获取高精度城市土地利用信息;(3)基于多源遥感影像融合的CART决策树分类方法是获取研究区高精度土地利用信息的一种行之有效的技术手段。研究成果可为快速城镇化区域的土地利用分类提供参考。     

Multi-scales Analysis of Driving Forces on Land Use/Cover Change in China: Taking Farmland Returning to Forest or Grassland as a Case

Abstract

Increasing populations are causing an increase in food demands, and the area of cultivated land expands every year. Inappropriate land transition from ecology to production results in the constant decline of the ecological security level and influences the regional sustainable development. Adjusting unreasonable land use mode and reconstructing natural land cover are important ways to maintain and improve the ecological environment. Also reclaiming farmland as areas for forests and grasslands (FRFG) is another way. Successful implementation of FRFG in China is the result of comprehensive effect of the multi-scales driving forces. This paper analyses the driving forces of FRFG in China on a national (country)—regional (province)—local (county)—household (farmer) level scale, and the results are: driving forces at the national scale include ecological and food security and the western development of China; at the regional scale, ecological and economic benefits become the main factors to influence the dimension of FRFG under the same policy. The driving forces can be divided into 6 types: industrial structure adjustment, water source protection, flood prevention, the Three-Gorge Project protection, reduction of the amount of sediment flowing into the Yellow River and wind erosion desertification prevention. The driving forces at the local scale can be divided into 12 types with developing leading industries, increasing farmers' income and improving agricultural production conditions as the main types; at the household scale, the national policy meeting farmers' demands and the optimization of individual interests are all driving forces.     

Multi-scales Analysis of Driving Forces on Land Use/Cover Change in China： Taking Farmland Returning to Forest or Grassland as a Case

Increasing populations are causing an increase in food demands, and the area of cultivated land expands every year. Inappropriate land transition from ecology to production results in the constant decline of the ecological security level and influences the regional sustainable development. Adjusting unreasonable land use mode and reconstructing natural land cover are important ways to maintain and improve the ecological environment. Also reclaiming farmland as areas for forests and grasslands （FRFG） is another way. Successful implementation of FRFG in China is the result of comprehensive effect of the multi-scales driving forces. This paper analyses the driving forces of FRFG in China on a national （country） -regional （province） - local （county） - household （farmer） level scale, and the results are： driving forces at the national scale include ecological and food security and the western development of China; at the regional scale, ecological and economic benefits become the main factors to influence the dimension of FRFG under the same policy. The driving forces can be divided into 6 types： industrial structure adjustment, water source protection, flood prevention, the Three-Gorge Project protection, reduction of the amount of sediment flowing into the Yellow River and wind erosion desertification prevention. The driving forces at the local scale can be divided into 12 types with developing leading industries, increasing farmers＇ income and improving agricultural production conditions as the main types; at the household scale, the national policy meeting farmers＇ demands and the optimization of individual interests are all driving forces.     

Research of the Response of Ecosystem to LUCC in Miyun County,Beijing: Based on Ecosystem Services Valuation

Abstract

Miyun County, located in the northeast of Chinese capital Beijing, was underwent remarkable variations in land use in recent years. This paper aimed to detect changes in land use of Miyun from 1997 to 2005, and to qualify the response of ecosystem to LUCC based on ecosystem services valuation. With two-periods TM images, we got land use change data, and then ecosystem services values were calculated using ecosystem services valuation coefficients proposed by Chinese scholar Xie Gaodi. Results showed that water area, farm land and unused land decreased while residential land, forest land, grassland and orchard land increased during the study period. The loss of ESV was RMB 206 million and the main reason was the decrease of water area and farm land area. As for spatial variation, there were most dramatically land use change and ESV decline in reservoir ecological protection region. The coefficient sensitivity analysis indicates that valuation coefficients used in the study are suitable and results are reasonable. The driving forces of ESV loss were rapid population growth and economic development. More work should be done to make eco-environment stay healthy.     

东南丘陵土地利用变化及驱动力研究--以衡阳市为例

在GIS,Excel, SPSS11.0的支持下,以土地详查数据为依据,对衡阳市1994~2001年的土地利用变化过程进行了全面分析,揭示了衡阳市近七年来土地利用变化的时空特点,并分析了其主要原因。研究表明：(1)衡阳市1994~2001年耕地、未利用地面积总体减少,其他用地均有不同程度增加,土地利用类型变动的总体方向是：农用地和未利用地向建设用地转化,耕地向园地、水域转化,未利用地向林地转化。(2) 衡阳市土地利用变化存在较大的时间和空间差异。时间上1997年前土地利用变化显著,1997年后变化较小;空间上以祁东县和衡阳市区变化较大,衡南县、南岳区变化较小。(3)人口因素、政策因素、经济因素是衡阳市土地利用变化的主要影响因素。1997年前后土地利用变化情况的差异主要由政策因素造就,地形地貌因素及经济因素则主导了区内空间差异的形成。     

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。     

基于地块尺度的耕地非农化驱动力空间异质性研究——以武汉市为例

土地用途管制和基本农田保护制度下,耕地非农化概率值和其驱动力的空间作用强度分布在土地资源配置和耕地保护方面有积极的指示性。基于武汉市2000~2011年耕地非农化地块的微观数据,通过比较分析Logistic回归模型和地理加权Logistic回归模型参数估计结果,验证了耕地非农化驱动力的空间异质性,并对异质性的空间分布规律和政策涵义做出总结分析。研究表明:1耕地间的空间依赖效应和建设用地对耕地的空间溢出效应在耕地非农化过程中具有显著影响力,且耕地非农化驱动力存在显著的空间异质性;2地理加权Logistic回归模型由于考虑到数据的空间非平稳状态所以比Logistic回归模型有更好的拟合效果;3耕地非农化驱动力的异质性在空间上呈现出一定规律,这些受到产业布局、经济和城市发展特点等的影响,根据不同驱动力空间异质性产生的原因进行差异化土地管理可以解决耕地保护和建设用地供给间的矛盾。研究结果能从地块尺度上反映出耕地非农化驱动因素的空间异质性,实现了驱动因素作用强度空间分布的可视化,并能为国土资源差异化管理提供理论和实践参考。     

生态服务价值视角下湖北省长江流域防洪能力研究

以我国洪涝灾害最为严重的地区之一——湖北省长江流域为研究对象,从生态服务价值的视角,利用流域1996年和2009年两期土地利用数据,测算与流域防洪功能相关的水土保持和滞洪蓄洪生态服务价值的变化情况,并结合土地利用/覆盖变化(LUCC),分区域对其变化的原因及所带来的影响进行分析。研究结果表明:(1)流域的整体防洪调蓄能力在1996~2009年有所增强,滞洪蓄洪和水土保持两项生态服务价值都有所增加;(2)局部地区存在较大问题,主要是:防洪重点地区江汉平原荆江段和鄂东沿江平原地区的滞洪蓄洪能力显著降低,其主要原因是湿地被大量侵占;水土保持重点区域鄂东沿江平原的北岸黄冈地区的水土保持生态服务价值则由于林地的减少而显著降低;(3)应借鉴生态服务功能保持较好地区的经验,坚持执行退耕还林和退田还湖政策,并建立湿地及森林自然保护区,以行政和法律的手段保护地区生态环境,提高流域防洪能力。     

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。     

Scenarios and story lines: drivers of land use change in southern Mexico

The study presents three scenarios of land use and cover change (LUCC), the most important factor for environmental degradation in southern Mexico. We developed story lines and quantitative projections for regional scenarios based on historic LUCC processes, environmental policies, socioeconomic drivers, stakeholder consultations and official planning documents to gain a better understanding of drivers of LUCC, and quantitative scenarios were modeled with DINAMICA-EGO. Regionally specific interactions between social and natural systems are recognized, and detrimental policies and policy options for landscape conservation and management for sustainability are acknowledged in a base line, variant and alternative scenario. Incongruent policies and ineffective ground implementation of conservation actions were identified as the critical underlying drivers of deforestation and forest degradation that could lead to a severe reduction in natural forests, while the local socioeconomic situation stays precarious. The baseline scenario parts from an analysis of historic LUCC processes and shows the consequences of LUCC tendencies: 73% of temperate forests and 50% of tropical forests would get deforested until 2030. In the variant scenario, these tendencies are adjusted to planning goals extracted from official documents and recent changes in public policies. The alternative scenario further addresses policy options for fostering conservation and sustainable development, but because of the time lag of implementation, still 59% of temperate forests and 36% of tropical forest would get lost until 2030. Nevertheless, this represents a reduction of 13% of forest loss and 11% less pastureland due to the proposed measures of conservation, and sustainable management, including strategies for reforming agricultural systems, agricultural and forestry policies and trade, land tenure and livelihood risk management.     

小尺度上蜜蜂传粉服务与耕地利用集约水平之间权衡关系研究

传粉作为重要的生态系统服务之一,对维持野生植物群落和粮食生产至关重要。近年来随着全球农业投入迅速增加,耕地利用集约化程度大幅提高,昆虫传粉能力受到严重影响。由于全世界约2/3的主要粮食作物依赖传粉服务,因此传粉服务的下降将威胁着全球粮食安全。然而,传粉服务与耕地利用集约水平的相互关系有待在全球各地区进行进一步验证,尤其在中国这种农业大国。以鄱阳湖滨湖区典型村落为研究对象,基于高精度土地利用数据、传粉蜜蜂生物物理数据、区域社会经济以及实地调研数据,采用InVEST模型、GIS分析工具、数理统计和回归分析方法。定量揭示小尺度上耕地集约利用与蜜蜂传粉服务之间的权衡关系。结果显示:(1)研究村落2000年和2013年蜜蜂传粉服务丰度平均值分别为0. 127和0. 108,期间下降幅度为15. 50%。总体上,研究村落蜜蜂传粉服务有较明显的削弱。(2)受退耕还林、退田还湖以及耕地撂荒等因素的综合影响,研究村落耕地利用区域减少了37. 66 hm~2,约占村落土地总面积的13. 55%。但由于农药、化肥、机械以及劳动力等投入的增加,该村各耕地利用类型的集约度分值均有大幅度提高,增幅均高达2倍以上。(3)耕地利用集约度变化与蜜蜂传粉服务变化回归系数为-0. 164,两者呈负相关关系,也即两者之间存在此消彼长的权衡关系。研究村落耕地利用集约度的提高削弱了蜜蜂传粉服务功能。