陕西关中地区水环境承载力研究

从水环境、人口、经济发展之间的关系入手，分析探讨水环境承载力的内涵，并在此基础上，建立了研究区域水环境载力的大系统分解协调模型，将模型应用于关中地区，得到不同方案下关中地区水环境承载力及提高关中水环境承载力最优策略。     

基于CLUE-S模型的黑河中游土地利用情景模拟研究 ——以张掖市甘州区为例

由于传统的土地利用空间统计分析问题中存在固有的空间自相关效应,进而影响到不同土地利用类型空间分布概率模拟的精度.研究在CLUE-S模型中传统的二值Logistics回归的基础之上引入了空间自相关因子形成Autologistic回归模型,并将其用于区域土地利用情景模拟.结果表明:(1)考虑了土地利用类型空间自相关性的Autologistic回归模型在模拟土地利用空间格局时能更好地反映真实土地利用分布格局.耕地、林地、草地、水域及未利用地的空间格局拟合优度ROC值分别从0.914、0.820、0.697、0.635和0.798提高到0.924、0.892、0.766、0.716和0.835;(2)基于Autologistic回归分析的建模对CLUE-S模型的模拟精度有一定的提高.Autologistic回归分析下模拟结果的Kappa指数0.935 4大于Logistic回归模拟结果0.888 0;(3)通过模拟2020年研究区5种情景方案下土地利用格局,表明在不同情景方案下的土地利用/覆被格局存在显著的空间差异:①自然增长情景方案下,耕地的增加对于保障粮食安全有重要意义,而建设用地的扩张则会促进研究区经济建设的快速发展,但林地和草地转化为未利用地会加剧土地的退化和生态环境的恶化;②在3种水资源约束情景方案下,水资源对干旱区土地利用/覆被变化的制约非常明显,提高水资源利用率是改善干旱区生态环境的一个重要措施;③土地结构优化情景方案下土地利用比较全面地考虑到了流域粮食安全、生态保护以及经济发展等需要,具有较强的合理性;④经济发展情景方案下建设用地快速扩张,大量侵占周边耕地和草地,粮食安全会受到较大的威胁;⑤生态保护情景方案下林地、草地和水域等生态保护用地面积呈显著扩张,区域生态环境质量明显改善.     

沈抚新城不同土地利用类型多环芳烃含量、来源及人体健康风险评价

研究了处于城镇化进程中沈抚新城表层土壤多环芳烃的污染水平.从沈抚新城采集了54个土壤表层样品,包括4种不同土地利用类型(城镇用地、农村用地、林地、耕地),分析了不同土地利用类型中多环芳烃的含量,利用特征比值法与主成分分析对其进行来源分析,利用Ba P毒性当量含量及终生癌症风险增量模型(ILCR)对不同土地利用类型表层土壤内PAHs进行风险评价.城镇用地、耕地、农村用地、林地这4种土地利用类型ΣPAHs的含量分别为184~18 276、230~14 102、151~3 205、303~2 980μg·kg-1.不同土地利用类型土壤中PAHs来源相似,主要以煤燃烧源与交通源为主;风险评价表明沈抚地区存在潜在的健康风险,尤其是城镇用地风险水平最高,且最易通过皮肤接触途径暴露于土壤PAHs中.     

基于生态-经济导向的泰州市建设用地优化配置

土地利用管制不能仅着眼于总量规模控制,同时也要关注空间优化配置。但在该问题研究中,对具有市场价格的经济要素可以精确度量,而对土地利用中具有外部性的自然属性却无法准确把握;或者单纯从自然生态属性评价土地利用适宜性,对土地利用的经济属性未引起足够重视。本文把自然生态和社会经济要素纳入一个统筹分析框架,建立建设用地配置适宜性评价指标体系,采用蒙特卡洛（Monte Carlo）法构建优化模型,并对2030年泰州市建设用地分布进行优化模拟。结果显示,泰州市的建设用地应向城区、县城和南部沿江乡镇集中,优化配置规模为9.36×10⁴hm²,占市域建设用地总量的61.1%。该配置方案能充分发挥经济发展适宜地区的经济潜力,并缓解建设用地扩展对生态敏感空间与优质农业空间的压力。     

土地利用动态变化的空间分析测算模型

论文首先从土地利用变化的空间涵义出发,细分出未变化部分、转移部分和新增部分等3种空间类型,并据此对现有测算土地利用变化速率的数量分析和动态度模型进行了评析,提出了修正后的空间分析测算模型,旨在更为精细和准确地测算各土地利用类型的动态变化程度;并以北京城市边缘区的土地利用变化作为案例,对3种模型的测算结果进行了比较分析。结果表明:空间分析测算模型由于细分并同时考虑了各土地利用类型的空间转移及新增过程,能更为准确地测算出各种土地利用类型的动态变化程度与速率。     

基于土地利用转型视角的“亚喀斯特”区域生态环境效应研究——以黔中部分地区为例

在遥感与GIS的支持下,以1995、2000、2005和2010年的TM影像及2015年的Landsat8 OLI遥感影像为数据源,从土地利用转型的角度,运用区域生态环境质量指数和土地利用转型类型的生态贡献率对亚喀斯特地区的土地利用/覆盖变化过程及生态环境效应进行了定量分析。结果表明,1995~2015年间,亚喀斯特地区土地利用/覆盖变化较为显著,其中生活用地和生态用地面积增加,而生产用地面积减少,主要表现为农业生产用地向城镇、农村生活用地及林地生态用地的转化。计算得到亚喀斯特区域5期的生态环境质量指数分别为0.540 2、0.539 7、0.552 3、0.558 1和0.561 5,生态环境质量总体维持稳定,呈一定的上升趋势。致使亚喀斯特区域生态环境质量改善的主要原因是农业生产用地向林地、草地和水域生态用地的转化;致使生态环境恶化的主要是农业生产用地向城镇、农村生活用地等的转化,但生态环境改善的趋势要大于恶化的趋势。     

东北地区城市土地利用碳排放效应研究

土地利用变化对区域碳排放具有重要影响,探究土地利用变化与碳排放关联性对于区域实现低碳土地利用具有重要作用。该文基于遥感数据,利用GIS软件和灰色关联度模型,探究东北地区36个地市2000-2018年土地利用变化与碳排放的关系,并对土地利用变化影响因素进行分析。结果表明：（1）近18年来,东北地区土地利用变化和土地类型相互转变明显,共有165 363.13 km2土地进行了相互转化,林地转出面积最大,是耕地和草地最大转换来源;而建设用地的主要来源是耕地。（2）2000-2018年东北地区整体土地利用净碳排放量呈不断上升的趋势,增长率达31.3%,其中辽宁省贡献最大,其次是黑龙江省和吉林省。（3）各土地利用类型对碳排放影响从大到小依次为林地>耕地>水域>草地>建设用地>未利用地;各城市土地利用变化对东北地区整体土地利用碳排放呈现明显区域差异。（4）人口规模、经济发展是促进东北地区碳吸收用地变化的主要因素,除未利用地之外,其他碳吸收用地与经济发展呈现显著负相关,同时政策干预对土地利用变化也具有一定影响,进而对土地利用碳排放造成一定的影响。该文从碳减排和碳增汇两方...     

旅游城镇化背景下沿海小镇的土地利用空间格局演变与驱动机制研究——以大连市金石滩国家旅游度假区为例

研究以多时序土地利用、遥感数据为基础,通过GIS技术结合土地利用动态度、空间叠置与转置模型分析1992-2009 年大连金石滩国家旅游度假区土地利用空间格局演变及驱动机制。研究表明:①土地利用数量变化模式呈现耕地面积大量减少,建设用地迅速增加:1992-2009 年各土地利用类型单一动态度中耕地减少速度最快,为4.66%;建设用地增加最快,为21.32%;耕地大部分转移为建设用地,1992-2009 年耕地转向建设用地的面积为891.35 hm²,占总耕地转移面积的54.76%;旅游用地面积增加了425.35 hm²,占建设用地增长面积的27.69%;②建设用地空间扩展呈现出沿交通干线和海岸线分布,且主要集中在龙山村、满家滩和陈家村的南部交通干线区域,并从该区域不断向周围地区扩张;③与非旅游城镇相比,金石滩逐步从原有单一土地利用类型向旅游主导的复合型用地转变,在“政府”、“企业”和“居民”三个主体影响下,经历了以“自然保护为主-旅游开发为主-保护为前提适度开发”的演化历程。     

基于BP-ANN-CA的都安喀斯特土地系统演变模拟

综合考虑影响都安喀斯特土地利用变化的社会经济和自然等15个空间变量,耦合元胞自动机与BP神经网络模型,经过数据预处理、人工神经网络、校准模拟和预测等四个步骤模拟了都安县2015年土地利用情景变化。研究表明,都安县2015年灌丛地、有林地草地和居民点用地都有不同程度的增加,坡耕地、裸岩地则有较大幅度的减小,其他用地变化不明显,反映出近年来生态治理措施取得的成效。     

基于LUCC的南四湖流域面源污染输出风险评估

基于1990-2015年土地利用和统计数据,运用输出风险模型、CA-Markov模型及回归模型,结合GIS技术,对南四湖流域的1990-2015年间土地利用覆盖变化情况和面源污染输出风险空间变化情况进行分析,模拟了2020年土地利用变化和输出风险空间分布。结果表明：研究期间,南四湖流域主要的土地利用类型为耕地和建设用地,共占总研究面积的85%以上;TN、TP有明显的风险变化对比,TN风险值分布在0~0.65,TP风险值约在0~0.12之间,氮为流域内主要污染物;在1990-2005年间,TN风险呈先增加后减少的趋势,2010年之后急剧增大。TP风险随着时间的增加一直下降;从空间分布上来看,风险较高的污染区多位于南四湖区以西的平原地带,南四湖东部的山地地区污染风险型较低,多为低风险污染区。较2015年,2020年的未利用地面积变化不大,除建设用地数量增加外,其他用地面积均有不同幅度的减少,TN风险略有减小,TP风险变化不大。为了控制研究区域面源污染的发展,相关部门需把提高农业科技、减少肥料施用作为当下的工作重心,从源头上控制污染发生。     

基于GECM与CA+ANN模型的土地资源优化配置与模拟

土地资源优化配置是土地科学研究的热点。论文在前人研究成果的基础上,以多目标动态规划方法中的逐步宽容约束(GECM)方法为基础,以社会、经济和生态效益为系统目标,设置8个方面的GECM约束条件,对广州市花都区2020年土地利用结构进行优化配置研究,并将土地利用结构优化配置结果作为约束条件,结合人工神经网络与元胞自动机(ANN+CA)模型对研究区土地利用空间布局进行模拟。研究结果表明:①GECM是一种较好的土地利用结构优化方法,花都区2008年建设用地规模(23 097 hm²)接近于2020年的合理用地水平(28 800 hm²);②ANN+CA可以实现土地资源的空间配置与模拟,通过GECM与ANN+CA的耦合进行土地资源优化配置的结果比较符合花都区的实际情况,模拟的方案更具合理性,能实现区域土地资源优化配置的时间与空间的统一。     

大连市海域使用结构演变模拟及预测研究

本文基于CA-Markov模型与多目标线性规划模型,从空间分布和数量控制的角度,研究了大连市海域使用结构的发展趋势,模拟其演变规律,并进行了预测。其中,通过遥感解译获得1992年、2002年和2012年大连海域使用现状及海域使用结构多时序变化趋势;基于多目标线性规划模型,建立生态、经济、社会效益的目标方程,求解海域使用结构中各用海类型的最优配置方案;利用CA-Markov模型对大连市海域使用结构的空间布局进行预测。研究结果表明:（1）1992－2002年和2002－2012年两个时期,渔业用海面积占比具有绝对优势,为70%～80%,但是一直呈负增长态势;旅游娱乐用海、交通运输用海、保护用海、造地工程用海均持续增长,而工业用海面积则先下降后增长。（2）CA-Markov模型和多目标线性规划模型相结合,可发挥各模型优势,对于从数量结构和空间布局两方面模拟、预测海域使用结构及其空间布局具有较高应用价值。（3）研究结果有助于研判海域使用结构的演变规律和发展趋势,可为海洋开发和保护程度的评价、海洋空间规划的调整等提供借鉴,为更加科学地管理和利用海洋空间资源提供重要参考。     

土地利用类型与水分亏缺的风险程度关系——以北方农牧交错带黄土高原区为例

在北方农牧交错带植被重建中适宜乔、灌、草种生态区划的基础上,以该区域黄土高原区作为研究区,结合该区1989和1999两年的土地利用分类图,通过计算区域缺水指数及对其分级,探讨了缺水指数在时间和空间上的变化规律,分析了耕地、林地、草地等该区主要土地利用类型在时间和空间上与缺水指数的关系。在此基础上,构建水分亏缺风险指数(RiskIndexofWaterDeficit),从研究区整体和各生态分区两个尺度上探讨了不同土地利用类型的RIWD时空分异。得出如下结论:①1989～2000年,研究区缺水指数均在中度以上,其变化幅度有逐年减少的趋势;②对比1989年和1999年两年的缺水指数,区域整体缺水状况有所缓解,但各生态分区内的缓解程度在空间上仍存在差异;③从研究区整体而言,各土地利用类型的水分亏缺风险指数逐渐减少,依次为林地、耕地、草地;④因各生态分区内的地理特征包括水分状况存在变化,故各土地利用类型的水分亏缺风险程度排列顺序与区域整体有所不同。     

土地资源系列研究方法的探讨——以新疆呼图壁县绿洲为例

新疆呼图壁县位于天山中段北麓,准噶尔盆地南缘,总面积9394km²,绿洲面积1131km²,占全县总面积的12％。     

基于生态系统服务价值的东北农牧交错区土地利用格局优化与评价

为完善土地规划评估指标、挖掘东北农牧交错区生态建设潜力,在明晰2001—2018年东北农牧交错区生态系统服务价值（ESV）时空特征的基础上,分别以供给服务、调节服务和支持服务三种生态功能为优先发展目标,结合CLUE-S模型提出了三种土地利用格局规划方案。结果显示：（1）2001—2018年研究区ESV总量增长9.69%,其中调节、支持和供给服务功能年均占比分别为67.25%、21.88%和6.74%;（2）三种规划方案对区域ESV提升明显,其中支持服务优先情景下ESV总量提升5.84%,高于供给服务（2.66%）和调节服务（5.19%）优先情景;（3）不同土地利用类型的环境适应性不同,研究区西北部、西南部和东部部分地区更适宜造林和退耕,ESV总量和支持服务价值的提升潜力较大,而北部和东南部地区更适宜开垦农田,供给和调节服务价值提升潜力较大。不同生态系统服务间的权衡与协同是保障区域生态与经济稳定可持续发展的关键。充分考虑政策与环境适应性等因素,对东北农牧交错区土地利用格局进行优化,将为当地规划提供理论基础和实践参考。     

城市用地扩展与耕地保护

中国耕地资源不足,人均耕地不足世界水平的一半。由于快速城市化,城市用地扩展(占用耕地)和耕地保护间的矛盾已引起了国内外学者的广泛关注。对此矛盾存在两种看法,一种观点认为城市用地远比农村居住用地节约,城市化有助于减少耕地的流失;另一种观点认为中国城市用地扩张和耕地资源稀缺之间矛盾尖锐,城市用地的蔓延极可能造成耕地资源的紧张。论文针对国外城市发展水平较高的国家和我国城市发达地区的城市发展历程,探讨了在城市发展过程中,这些国家或地区的耕地资源总量的变化趋势。然后,利用由遥感解译的土地利用数字化图,分析了我国部分地区城镇人均用地和农村人均居住用地的差距。结果认为,中国城镇人均用地并不像人们想象的那样远低于人均农村居民点用地,而是较为接近;中国城市用地的扩展可能导致耕地资源的紧张。     

基于生态服务价值的多目标水源地土地利用结构优化

为探讨首都水源地最佳水土资源优化配置模式,选取北京山区怀柔水库流域为研究对象,基于研究区5期(1990、1995、2000、2005 和2008)卫星遥感影像数据,分析了怀柔水库流域1990~2008年间土地利用时空变化特征,并基于生态服务价值理论、灰参数线性规划理论和CLUE-S模型对怀柔水库流域土地利用进行空间优化配置模式研究.结果表明:现有土地利用结构在优化配置后流域生态系统服务功能价值较2008年增加1795.4万元,增幅5.4%.其中,流域涵养水源功能价值量增加最多,为560.9万元,净化大气的价值增长幅度最大,增长率达到9.3%.研究结果可为该区域水土地资源的可持续利用、开发和管理提供科学依据.     

土地整治项目区耕地资源优化配置研究

耕地细碎化会导致农业生产效率降低、土地利用可持续性下降、耕地撂荒增多等多种农业问题,土地整治是当前中国改善耕地细碎化的重要途径之一。为探索适宜的土地整治计量模型以解决耕地资源优化配置问题,基于多目标线性规划,从工程设计、权属调整、地块分配三方面构建土地整治项目区耕地资源优化配置模型,并选取典型土地整治项目进行案例分析。研究结果表明：通过模型优化,案例区农业生产消耗降低了20.41%、地块平均规模增大了53.72%、户均地块数降低了34.92%,平均耕作距离减小了68.17%,可促进耕地细碎化问题的改善,有利于农业生产效率的提升。研究对丰富土地整治规划设计方法,推动耕地细碎化问题解决具有参考和借鉴意义。     

经济转型视角下长三角城市土地利用效率影响机制

经济转型背景下,研究全球化、市场化和分权化等因素对城市土地利用效率的影响机制具有重要的理论价值。基于2000-2015年长三角地区各地区面板数据,构建城市土地利用效率测度指标体系,运用超效率DEA模型测算研究区域城市土地利用效率,利用空间计量模型对城市土地利用效率的影响机制进行实证研究,结果表明:(1)从时间演变特征来看,长三角地区的城市土地利用效率呈现出两阶段波动上升的趋势。(2)从空间分异特征来看,长三角地区城市土地利用效率呈现较为明显的区域差异,城市土地利用效率的高值区沿"沪宁—沪杭—杭甬"交通线分布,且这一空间特征较为稳定。(3)从第一阶段到第二阶段,全球化因素对长三角地区城市土地利用效率的推动作用不断增强;经济市场化因素的总效应呈现减弱趋势;财政分权在第一阶段对本地区的城市土地利用效率有显著的积极作用,对临近地区的城市土地利用效率有显著的消极作用,但到了第二阶段,这两种作用均变为不显著;土地财政在第一阶段对土地利用效率提升具有重要作用,但第二阶段随着土地的资本化加强,反而不利于土地利用效率的提升。(4)控制变量中,产业结构高级化水平对提高城市土地利用效率具有显著的推动作用;人口密度因素对城市土地利用效率的直接影响也愈发显著。     

流域土地利用变化的水生态响应研究

流域土地利用变化造成水体物理、化学条件变化,并对诸多水生生物产生影响,进而破坏水系的生态系统结构和功能.研究显示:① 流域土地利用变化将引起水文、底质、生境改变等物理响应,以及水体营养盐、细菌、有毒有害物含量、溶解氧变化等化学响应,分布式水文模型成为研究物理和化学响应的重要工具;② 流域土地利用变化的生物响应表现为水生生物与自然用地类型呈正相关,而与农业用地、城镇用地呈负相关,并且存在明显的尺度效应,统计学分析是主要的研究方法;③ 大尺度的土地利用变化在水文过程下造成河段尺度上的外源物质输入、水文条件、底质结构等物理化学因子变化,是影响水生生物生境的直接原因.存在主要问题:① 流域土地利用变化的生物响应关系机制尚不明晰;② 流域土地利用变化的生物响应是通过物理响应、化学响应来间接作用的,但三者之间的非线性关系十分复杂;③ 水生生物对环境因子变化的敏感性和适用性存在较大差异.因此,未来研究应关注流域水文过程驱动下的物质迁移转化过程及由此带来的物理、化学和生物响应以及三者之间的关系,加强流域水文规律总结和参数率定,构建符合流域特征的参数数据库,并着力构建以保护水生态系统结构与功能为核心的流域山水林田湖系统综合管控模式.