不同城市化水平旅游城市景观动态对比研究——以丽江和厦门为例

为探寻中小城市的可持续发展,借鉴沿海经济发达地区的经验,选择丽江及厦门作为研究对象,基于3个时相的TM/ETM+遥感影像数据,在遥感与地理信息系统技术支持下,研究了厦门市和丽江盆地在城市化过程中的景观格局演变。结果表明：1987~2007年厦门市景观格局演变明显,建设用地大幅度增加,从1987年的67.9 km²增加到2007年的284.2 km²,而耕地面积则从1987年的729.0 km²减少到2007年的442.7 km²。1989~2006年丽江盆地建设用地从1989年的1140 km2增加到2006年的25.39 km²,耕地面积从1989年的137.48 km²增加到2000年的154.72 km²,2006年又降到146 km²,先升后降,呈明显波动。两个城市扩展的途径类似：主要通过侵蚀耕地为主要特征。景观格局演变对区域水环境质量影响较大,对旅游业的影响较小。
     

湖泊的宜渔性评价研究——以蠡湖为例

利用主成分分析法(PCA)、层次分析法(AHP)和地理信息系统(GIS),以蠡湖为例,建立综合评价蠡湖宜渔性的数量化方法。结合蠡湖自身的生态环境和水文条件,筛选12个与宜渔性评价密切相关的因子,并将之分为4个子模型,同时计算确定选择因子对于宜渔性评价的贡献率,最后通过空间分析模块得到蠡湖宜渔性等级分布图。结果表明：蠡湖宜渔性评估为最高等级的区域面积为0.6408 km²、较高等级的区域面积为2.3229 km²、高等级的区域面积为3.8448 km²、一般等级的区域面积为1.1214 km²、低等级的区域面积为0.0801 km²。蠡湖宜渔性评价等级图为蠡湖的科学规划和管理提供参考依据。     

基于EVI相似性分区的冬小麦面积提取及其动态监测

及时、准确地获取冬小麦种植面积及时空变化信息对提升作物估产精度和保障粮食安全具有重要意义。冬小麦物候期受地理条件和人为因素影响差异很大，利用遥感进行大尺度种植面积提取时其精度容易受物候差异的影响。根据MODIS EVI数据和Landsat影像，在定量评价冬小麦EVI相似性并结合高程信息对研究区进行分区的基础上，通过对比冬小麦参考时序曲线与待分类像元时序曲线之间相似性提取冬小麦种植面积，并对湖北省2009～2017年冬小麦种植面积时空变化过程进行分析。结果表明：（1）冬小麦面积提取平均精度达95.3%，R ²大于0.90，明显优于未分区提取结果；（2）冬小麦主要集中分布于中部和北部地区，其中，襄阳县、枣阳市的种植面积尤为集中；（3）冬小麦空间分布大致呈现向西北、东南部地区扩张的时空变化格局；（4）在2009～2017年期间，冬小麦种植面积先增后减，总体呈上升趋势，2017年比2009年增加了4%。基于EVI相似性的作物分区提取方法可提高种植面积精度，为大区域内冬小麦面积时空变化遥感监测提供有效方法。     

长江口前缘沙洲演变与流域泥沙要素关系

为了研究河口前缘沙洲演变过程与流域入海泥沙要素关系,建立了长江口前缘沙洲面积冲淤速率和流域入海泥沙要素关系曲线,并预测沙洲发展趋势。结果表明：长江河口前缘沙洲1958~1989年-5 m以浅面积表现为淤涨,1989~2000年为淤涨和侵蚀交替变化,但幅度较小,自2000年起为冲刷趋势发展,这一过程伴随流域入海泥沙量和含沙量的减少而产生。同时沙洲面积的锐减过程中存在临界泥沙要素条件,并建立了相应的经验曲线,当沙洲面积冲刷和淤涨达到平衡时,临界入海沙量和含沙量临界值分别为283×10⁸t/a,0318 kg/m3。依据以往三峡水库蓄水后入海沙量预测数据,三峡水库蓄水后60 a左右前缘沙洲-5 m以浅面积将侵蚀到1958年水平,其后沙洲面积增加趋势,面积逐渐恢复。2003~2011年长江流域入海泥沙量小于三峡水库蓄水前的预测数值,沙洲面积的冲刷趋势将加剧,应引起有关机构和部门重视     

洞庭湖湿地景观格局变化以及三峡工程蓄水对其影响

通过对近20 a遥感影像的解译分析,结果表明：洞庭湖湿地景观格局变化较为迅速,在几种湿地景观类型中,芦苇分布面积稳定增长,由475 km²增至751 km²,年均增加13.1 km²,湖草的分布面积比较稳定,而水面与泥滩的分布面积则大幅减少。湿地格局演变总体上呈现芦苇挤占湖草的分布空间、湖草挤占水面泥滩的态势。分析认为泥沙淤积和湖泊水情变化改变了洲滩的淹水历时,引起植被分布的变化,是影响洞庭湖湿地景观格局的主要因素。2000年后,随着泥沙淤积减缓,湖泊水情变化对湿地景观格局影响更为重要,其中三峡水库的运行使洞庭湖中、低位洲滩提前出露,淹水历时缩短,导致湖草的分布界线明显向下延伸     

基于AHP-GIS的重庆市山洪灾害风险区划研究

山洪灾害风险评估与区划是山洪风险管理和决策的重要依据,可有效指导山洪灾害防治工作。利用重庆市2013~2015年山洪灾害调查评价数据,融合降雨条件、下垫面、人口条件、经济财产等多元参数,嵌入抗灾能力修正系数,建立重庆市山洪灾害风险性评价指标体系。利用层次分析法(AHP)确定各指标权重,并依托ArcGIS空间分析叠加功能得到重庆市山洪灾害危险性、易损性、风险性分布图。经多目标图层综合叠加与非监督聚类分析,将境内山洪灾害风险强度分为微、低、中、较高、高5个等级,其面积比例分别为14.97%、25.19%、24.41%、22.2%及13.23%。据此,将重庆市山洪灾害风险划分为渝东北高海拔山地较高风险区（1.42 km²）、渝东北中海拔山地中低风险区（1.12 km²）、渝东南中海拔山地高风险区（1.69 km²）、渝中部低海拔山地低风险区（2.07 km²）、渝西中低丘陵低微风险区（0.59 km²）及渝西低丘平坝较高风险区（1.34 km²）6个分区,风险度分布与分区结果客观反映了山洪灾害发生特点、分布情况、易发程度和防治迫切程度的区域差异。     

页岩气开发对乌江沿岸景观与生态格局的影响研究

景观生态格局是区域生态安全和可持续发展的基础。以乌江沿岸页岩气开发区为例，基于2010、2020年两期遥感影像、页岩气开发规模等相关数据，应用移动窗口获取景观格局指数，计算景观生态风险指数；构建生态网络，探究页岩气开发对区域景观格局的直接影响和生态格局的间接影响。结果表明：(1)2010～2020年，乌江沿岸页岩气开发区内林地、耕地分别减少了约52.78、43.78 km²,建设用地增加92.04 km²,草地和水域用地基本保持不变。页岩气矿区内景观聚集指数、最大斑块指数降低，降幅分别为9.38%～30.61%、14.36%～57.69%;斑块密度、分离度指数上升，增幅分别25.29%～55.39%、2.57%～5.11%,景观生态风险指数增幅0.20%～0.52%。(2)井场、管线、道路等基础设施建设带来的土地损毁，影响周边景观生态。其中道路沿线斑块密度指数、景观生态风险指数增幅最大，分别为50.95%～54.28%、0.59%～0.62%,对生态环境影响明显。(3)10年间，乌江沿岸生态源地面积减少250 km²,生...     

近10年长江经济带上游地区“三区空间”时空演化特征及机制分析

在国土空间规划体系构建与生态文明建设的战略交汇期,现有研究对地形复杂、生态脆弱且经济高速发展的长江经济带上游地区的国土空间格局演化缺乏关注。分析长江经济带上游地区329个县区级行政单元在2010～2019年土地利用结构和“三区空间”的时空演化特征,从人地关系视角探究演化的驱动机制,为优化国土空间格局、统筹生态保护和经济发展,实现高效可持续发展提供经验参考。结果表明：(1)近10年,长江经济带上游地区城镇空间持续扩张,分别占用2 191.25 km²农业空间和413.19 km²生态空间,4 223.89 km²农业空间转为生态空间。(2)2010～2015年,以农业空间转城镇空间为主导,主要分布在成渝、黔中和滇中城市群地区;2015～2019年,以农业空间转生态空间为主导,主要分布在云贵高原东侧山区。(3)“三区空间”交叉转换受到客观承载环境(地)、人类发展活动(人)以及两者的交互影响,体现为人类社会发展的空间需求,受土地使用的价值观与社会客观运行规律约束,在自然环境现状承载与发展适宜性格局的基础上,驱动“三区空间”演化...     

城市绿色空间时空演变及其生态效益研究——以合肥市区为例

城市绿色空间是生态系统的重要组成部分，研究城市绿色空间演变及其生态效益，揭示两者之间的作用机制，能够为改善生态环境、协助城市可持续发展提供理论依据。基于合肥市区的遥感影像图，借助ENVI、ARCGIS、ArcView等相关软件，利用监督分类法对其进行解译分类，分析绿色空间演变及其在固碳、空气净化、暴雨径流削减、热岛效应等方面的生态效益变化情况。结果表明：(1)合肥市区绿色空间面积降低516.59 km²,其中大部分转变为建设用地，转化面积占据了2020年建设用地面积的74.9%,无植物覆盖、低植被覆盖度地区增加255.5 km²,景观格局向破碎化且异质化发展；(2)合肥市区绿色空间生态效益在总量上共计减少4.2亿元，固碳、大气污染物去除、暴雨径流削减分别减少了1.77亿元、548.9万元以及2.61亿元，同时生态系统服务需求增至原来的700倍；(3)原围绕中心城区、长江西路等地的高温区，随城市空间扩展而不均匀的扩散到合肥市区范围内的大部分地方，同时研究区域内地表温度随区域植被覆盖度降低而增高，呈现出明显的负相关。合肥市区城市绿色空间面积随着城...     

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。     

主体功能区视角下芜湖市乡村聚落空间分类与重构

以安徽省芜湖市为实证,以主体功能区为视角,以GIS技术为支撑,通过对乡村地域空间适宜性评价,将乡村聚落地域划分为优先重构区、鼓励重构区、适度重构区、引导重构区和限制重构区五种类型,提出不同的重构模式和对策,为芜湖市乡村聚落转型与空间重构提供科学依据,也为长江沿江地区的乡村聚落重构提供借鉴。     

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。     

基于灰度形态学和小波变换的淤泥质潮滩水边线提取

平坦的海岸带淤泥质潮滩水边线是模糊的水陆边界，在遥感图像上呈现复杂的边缘，特征获得连续、准确的水边线轮廓是水边线自动提取过程中的难点之一。以长江口崇明东滩为例，选取两景有代表性的Landsat TM影像，采用灰度形态学方法对图像进行预处理，然后采用小波模极大值法获取不同尺度下的水边线轮廓，解决了高细节区边缘的破碎问题，实现了淤泥质海岸带潮滩模糊边界的水边线自动提取。     

土地利用变化下沿海地区吸附态磷负荷动态变化研究

吸附态磷是主要的面源污染物之一,它会导致水域环境质量恶化,是水体富营养化的重要污染源。科学估算吸附态磷污染负荷能够为治理沿海地区非点源污染,保护海洋生态安全提供理论依据。以遥感影像、降雨监测资料等多源数据为基础,综合考虑土壤侵蚀、泥沙输移率、磷富集系数等影响因子,构建吸附态磷负荷估算模型,估算了江苏沿海地区2000~2010年吸附态磷负荷量,分析了不同土地利用背景下吸附态磷负荷的动态变化特征,结果显示:(1)2000~2010年,江苏沿海地区吸附态磷负荷明显增加,平均吸附态磷负荷模数由105.89 kg/km2·a增长至201.67 kg/km2·a,吸附态磷负荷总量由3 284t增长至6 255t。(2)10 a间,研究区的吸附态磷负荷热点面积减小,呈现出收敛聚集的态势,但热点区的吸附态磷负荷总量却明显增加,说明研究区内吸附态磷负荷的空间极化现象更为显著。(3)10 a间,各土地利用类型的平均吸附态磷负荷模数都显著增长,不同土地利用背景下吸附态磷负荷总量排序为水田旱地林地草地未利用地园地。研究结果表明,不同土地利用背景下吸附态磷负荷存在显著差异,且不同土地利用类型相互转化时,吸附态磷负荷也随之发生变化,可通过调整土地利用结构,优化景观格局,减少和控制磷污染的发生。     

近15a江苏省水源涵养功能时空变化与影响因素探析

定量评估生态系统服务功能是合理利用自然资源、促进人地关系与可持续发展的基础。以江苏省为研究区,基于InVEST模型产水模块,定量分析了江苏省2000~2015年产水功能和水源涵养功能的时空变化特征,并采用回归分析和主成分分析法评估了水源涵养功能与社会经济要素之间的关系。结果表明：（1）江苏省多年平均产水量为571×108 m³/a,水源涵养总量78.39×108 m³/a;（2）2000~2010年江苏省水源涵养功能呈下降趋势,2010~2015年有所回升,考虑到降水因素,江苏省实际水源涵养功能持续降低;（3）土地利用变化使15a来水源涵养功能下降15.2×108 m³,降低幅度为16.9%;（4）流域尺度上水源涵养功能与江苏社会经济因素相关关系不显著。研究结果可以为土地利用优化、流域水资源管理提供科学参考和支持。     

武汉市湖泊水域利用转变及其碳排放影响

考虑到湖泊水域面积与土地面积的相互变迁进程,以及土地利用变化已成为仅次于化石能源燃烧的第二大温室气体排放源的客观现实,首次尝试分析特定区域湖泊水域的变化以及间接产生的碳源碳汇影响。根据2005、2010和2015年遥感影像获取武汉市湖泊水域利用转变的数据,采用国际通用的土地碳排放测算模型,评估武汉市湖泊水域转变为4类用地产生的碳排放量及碳强度变化情况。研究显示:(1)2005～2015年武汉市湖泊水域面积整体减少超10 km~2,且2010年后呈现加速萎缩趋势, 2010～2015年的减少值约为2005～2010年减少值的2.04倍;(2)虽然部分耕地、林地和草地转化为湖泊导致湖泊水域的增加,但湖泊大面积转变为建设用地导致水域面积的显著较少;(3)从碳排放总量来看,变动面积区域内呈碳源区,后5年碳源值是前5年的1.45倍;前后5年湖泊水域变化的碳排放强度分别为0.03和0.04 t/km~2,碳排放强度明显增加。针对武汉市湖泊水域利用的现实状况,提出把"山水林田湖草"放到统一的管理机制中进行考虑、规范土地资源利用、限制建设用地过度扩张等措施。     

基于敏感度分析的江苏省粮食生产与耕地数量变化动态响应研究

江苏省作为我国重要的粮食生产基地,其耕地资源变化不仅影响区域的可持续发展,更关系国家的粮食安全。以江苏省55个县域为研究单元,结合数理统计和GIS空间分析,研究2000～2015年江苏省耕地与粮食生产的时空演变及粮食生产对耕地资源变化的敏感程度。结果表明:(1)江苏省耕地总体呈减少趋势,其中耕地相对稀疏区主要分布在苏锡常地区,而集聚区主要分布在苏北;粮食生产的空间格局与耕地分布基本一致,但总量呈增加趋势,2015年江苏省粮食产量达到3561×10~4 t,为2000年的1.15倍。(2)耕地重心与粮食产量重心的移动方位大致相同,均表现为向北偏西方向移动。(3)对比2000～2009年和2009～2015年两个时期,江苏省粮食产量对耕地资源变化的敏感性逐渐减弱。随着农业技术的发展,区域粮食生产对耕地面积的依赖程度逐渐降低,保护耕地与保障粮食安全亟需因地制宜,针对不同敏感性地区合理布局粮食生产。