江汉平原建设用地扩张的时空特征与驱动力分析

建设用地的迅速扩张已经成为当前中国土地利用变化的主要特征。以中国科学院土地利用数据库（基于1995、2000和2005TM影像）为基础,利用GIS空间叠加分析和缓冲区分析技术,提取建设用地变化及其空间分布信息,运用建设用地扩张速度和强度指数对江汉平原1995～2005年10 a来建设用地扩张的时空特征进行了研究。在此基础上,结合各县市的社会经济等信息,运用灰色关联分析,对建设用地扩张的驱动力进行探讨。结果显示：总体上江汉平原建设用地扩张速度呈现增大趋势,但各县市之间扩张差异显著;各县市建设用地扩张分布上呈现组团状特点;沿交通线扩张的特征较为突出,尤其是后一阶段增幅高于前一阶段,沿江扩张增幅明显;总人口的增长是江汉平原建设用地扩张最主要的驱动力;交通条件改善、经济发展与区域建设用地扩张也有明显的相关关系     

基于圈层建设用地密度分析的中国主要城市扩张的时空特征

基于圈层建设用地密度分析,提出了城市扩张核心度指数;通过计算城市扩张核心度指数和城市扩张强度指数,分析了1990~2010年中国27个主要城市距城市中心不同距离区域的城市扩张的时空模式。研究发现:(1)1990~2010年,大部分城市核心度指数不断降低,城市空间结构变化与国家区域政策密不可分,呈现明显的区域特征。1990~2000年东部沿海地区城市核心度值减少幅度较大,2000~2010年则是东北部和中西部城市降低明显。总体上看,西部和东北部城市的核心度指数要高于东部和中部的城市,结构更加紧凑。(2)城市扩张最活跃的地方总是出现在核心区边界附近,并不断向外推移。(3)城市的形态与城市的发展阶段密切相关。1990~2000年,一线城市扩张的强度和范围远大于其他城市;2000~2010年,二三线城市的扩张强度和范围明显增加。经济比较发达的城市,建设用地的扩张逐渐由单中心扩展向多中心协同发展转变,而经济相对落后西部城市和东北部城市,城市结构比较紧凑,保持着单中心的城市形态。     

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     

中国建设用地扩张的变化路径识别

在耕地库兹涅兹曲线理论研究的基础上,本文提出了建设用地库兹涅兹曲线假说,并选用1999-2008年期间30个省级区域的面板数据,实证研究了我国建设用地库兹涅兹曲线的存在性。研究结果表明:在全国范围内,建设用地扩张与经济发展之间存在着单调递增的关系,本文所构想的建设用地库兹涅兹曲线假说没有能够得到我国经验数据的支持;无论是否将相关变量纳入到回归模型之中,东部地区和中部地区目前都处于建设用地持续扩张的阶段,这将为经济发展和农用地(特别是耕地)保护的权衡带来两难选择,而西部地区具体情况的识别则有待后续的深入研究;耕地资源禀赋、土地财政、土地违法及土地市场发育等相关变量对建设用地扩张发挥着不同程度和不同作用方向的影响。根据以上研究结论,本文认为我国急需改变现阶段严重依赖自然资源投入,特别是土地要素投入的粗放型经济增长方式,以缓和"吃饭"与"建设"之间的尖锐矛盾。     

城市建设用地扩张的区域差异及其驱动因素

中国城市建设用地规模随着工业化、城镇化的不断发展而日益剧增。受经济、社会等诸多驱动因素影响,各地建设用地扩张在时间维度、空间维度都存在明显的区域差异,对上述问题进行全面考察,有助于理清建设用地扩张的机理,促进土地集约、节约利用。将城市建设用地扩张的影响因素分为政府推动和市场拉动两个方面,采用基尼系数及基于半对数回归方程的Shapley值分解方法,考察了2006—2015年中国大陆31个省(市、自治区)城市建设用地扩张的区域差异及其驱动因素的贡献程度。结果表明:(1)2006—2015年,中国城市建设用地扩张的区域差异比较明显,衡量差异程度的基尼系数先升后降,最后稳定于0.3左右;(2)财政赤字率、经济政策执行力、经济增长、人口城镇化等因素对建设用地扩张具有正向驱动作用,产业结构调整、建设用地利用效率等因素对建设用地扩张具有负向驱动作用;(3)经济增长、财政赤字率、经济政策执行力等三个因素对建设用地扩张区域差异的贡献最大;(4)影响我国东、中、西三个区域建设用地扩张的主导因素不尽相同。为此,应从促进区域经济平衡发展、拓宽政府融资渠道、加快产业结构调整、提高建设用地利用效率等多方面入手,破解城市建设用地过度扩张的困局。     

不同发展阶段建设用地扩张对经济增长的贡献与响应

准确把握经济增长与建设用地扩张的长期关系对于科学制定耕地保护政策具有重要意义.本文利用C-D生产函数和线性回归方法,应用江苏省县(市、市区)面板数据,对不同发展阶段建设用地扩张对经济增长的贡献与响应进行了经济计量分析.结果表明:①1996-2004年.江苏省第二、三产业增加值的固定资本、就业人数和建设用地的弹性系数分别为0.529、0.318、0.194.对经济增长的贡献率分别为55.60k,、4.2%、1.7%;②苏北地区建设用地弹性系数为0.264,明显高于经济相对发达的苏南和苏中地区;③技术效率对地区建设用地扩张存在显著的负向作用.随着发展阶段提升.建设用地扩张对经济增长的贡献逐渐减小,集约型增长在一定程度上缓解了建设用地扩张.当前我国总体上处于从工业化中期阶段向高级阶段过渡的时期,应结合不同地区所处发展阶段和功能分区,实行差别化的耕地保护战略和考核办法.     

太湖洑东流域陆地侵蚀与入湖物质通量的定量关系研究

在太湖流域选择了一个典型的半封闭洑东小流域,通过对该流域及入湖口区域沉积物的元素和同位素地球化学研究,建立了反映流域陆地侵蚀与入湖物质输入量之间的定量关系模型。研究结果表明:近40 a来洑东流域的入湖物质通量约为6074 t/a,与实际监测结果一致。根据流域土地利用类型和土壤侵蚀速率的分布,估算出流域土壤侵蚀总量为25670 t/a,说明侵蚀总量的237%进入湖泊,其余在河道或土地内部沉积下来。近40 a来太湖宜溧河湖交界区入湖物质通量〖WTBX〗（Q）与流域土壤侵蚀速率（E）和流域面积（A）的数学关系为：E=422Q/A。〖WTBZ〗结合湖泊沉积物来源分析结果,计算出流域内不同土地利用类型的平均土壤侵蚀速率,林地、茶园和水田的土壤侵蚀速率分别为1266、58355和17293 t/（km2·a）。该结果与¹³⁷Cs示踪法计算结果基本一致,表明利用湖泊沉积记录可以较好地反演流域不同土地类型土壤侵蚀量及其入湖营养通量的变化。     

近30年江苏省建设用地扩张的时空特征、模式与驱动因素研究

采用Landsat TM/ETM遥感解译数据,综合运用定性与定量方法,分析江苏省1985～2015年建设用地扩张的时空演变特征、类型与模式,通过多元回归和地理探测器方法探索江苏省和各地级市建设用地扩张的时空驱动因子及驱动机制。结果表明：(1）江苏省建设用地扩张幅度空间上呈现苏南>苏中>苏北的特征,建设用地扩张速率时间上呈现先上升后下降的趋势,2005～2010年是快速扩张期。（2)江苏省建设用地扩张呈空间自相关和明显的集聚分布。扩张密度分布呈现以江苏沿江地区为高值中心,沿海及苏北地区为低值连片区的空间分异现象。高-高值区主要分布在城市中心区。（3)江苏省已形成沿长江的城市发展轴带和空间集约的都市连绵区,呈现外延型的空间扩张模式。江苏省建设用地扩张的协调性和稳定性,均出现苏南>苏北的地理空间格局,可分为 4种类型：协调稳定型、不协调稳定型、协调波动型、不协调波动型。(4）建设用地扩张主导时间驱动因子是产业结构转型、人口增长、居民生活水平提高和投资增长,第二、三产业比重是扩张的核心时间驱动因素,工业化是驱动建设用地扩张的重要动力。GDP和人口密度是建设用地扩张的主导空间驱动因子。     

基于格网的太湖生态环境质量空间评价

将GIS格网空间分析技术应用于太湖生态环境综合评价,实现了全湖范围内多因素的综合评价,揭示太湖生态环境状况的空间分布规律。首先将太湖分为800个格网单元,在2002~2003年实测样点的水体、底泥、水生生物特征数据基础上,通过空间插值获得全部单元模拟值,然后进行格网叠加计算,通过层次分析法得出各单元综合评价值,将太湖分为好、较好、中等、较差、差5个等级区,生成太湖生态环境空间综合评价图。结果显示,评价结果与太湖实际情况基本相符,太湖生态环境质量基本上由东南向西北逐渐降低,中等以下地区占全部湖区的一半以上,整体状况偏差。     

中国碳排放强度与产业结构的关联分析

产业结构调整与低碳经济发展相互联系,内在统一,从产业结构角度探讨碳排放强度问题,有利于正确判断和把握影响碳排放量变化的产业因素,有效制定控制碳排放的产业发展政策。本文在对我国碳排放总量变化趋势进行分析的基础上,选用2001-2008年全国及28个主要省域的碳排放总量、三次产业比重、单位GDP碳排放量数据,运用灰色关联分析方法,研究了我国碳排放强度与第一产业、第二产业和第三产业之间的关联性,得到以下结论:第二产业是影响地区碳排放强度的主要因素,全国有16个地区二次产业与碳排放强度关联度最大,但第二产业并不是影响地区碳排放量增大的绝对因素;第三产业对地区碳排放强度的降低效应并不明显,全国有11个地区第三产业对碳排放量的影响超过第二产业的影响,需要引起重视;第一产业对碳排放强度的影响最小,全国只有4个地区第一产业对碳排放强度的影响不是最小。在此基础上,探讨了未来我国产业结构调整的碳减排策略,以期能有效控制产业发展对我国碳排放强度的影响。     

太湖流域农业面源污染及控制研究进展

太湖及其流域的水环境质量呈现严重恶化趋势,农业面源污染是太湖流域水体环境恶化的主要原因之一.论文通过文献分析,总结了太湖流域农业面源污染的影响因素、相应的治理措施以及农业面源污染控制的特点.结果表明:①虽然太湖流域典型区域的面源污染影响及排污系数的研究较多,但是着眼于太湖流域整体的农业面源污染负荷总量的研究并没有明确答案:②农业面源污染的治理技术研究较多,但将这些自然科学成果应用到实际的管理实践中的政策研究较少;③对农田面源污染的研究较多,对畜禽渔业养殖废弃物处理的研究比较薄弱,并且两者没有很好地结合起来进行研究;④虽然已经有了一些关于农业面源污染控制管理的讨论,但缺乏管理实施标准的研究;⑤围绕农业面源污染治理的主要手段都与农户行为有关,例如土地利用方式、耕作方式等,但现在很少有从环境污染主体即农户行为的角度去研究如何减少环境污染.     

基于适应性管理的水污染控制体系构建——以太湖流域为例

从规划内容与目标、规划方法及方案实施和评估3方面对太湖近20年水污染物控制历程进行综合分析,认为太湖水污染物控制正处面源污染、生活污染及新型污染问题凸显且更难处理,更为广泛的利益相关者和科研队伍积极参与的转型期.这种变化将导致污染治理面临更难应付的动态性和复杂性,使得当前以环境容量为总量为指导通过自上而下分配排污量和削减量的控制方案面临极大挑战.结合太湖水污染现状,通过与现行治理方法在管理假设、适合对象、协调管理手段、管理目标、规划方法、公众参与程度以及规划的优劣势等方面的比较发现,适应性管理可以积极有效应对由于环境趋势和管理协调对象变化所带来的系统不确定性和复杂性,将是一个积极有效的补充方法.同时,本文基于适应性管理提出了太湖水环境污染物排放控制体系的构建框架,突出适应性管理平台、科学研究及公众与基层单位参与在污染物控制中的重要作用.     

太湖流域水生态环境功能分区管理绩效评估研究

目前太湖流域水生态功能分区管理的绩效评估体系尚未建立,无法准确掌握分区管理体系的实施现状、把握影响太湖流域生态系统健康的关键影响因子。以太湖流域水生态环境功能分区为研究对象,基于“压力-状态-响应”模型构建不同时空尺度和管理边界下的绩效评估指标体系,实现了水生态环境功能分区不同管理目标下的差异化绩效评估。     

长三角地区城市建设用地扩展的水资源约束

基于资源约束理论,构建城市建设用地扩展的水资源约束模型,并测算2002-2013年期间长三角地区地级及以上城市建设用地扩展中的水资源约束强度。结果显示,研究时段内长三角地区城市建设用地扩展受到水资源的明显约束,区域建设用地扩展速度比没有水资源约束时年均下降0.35%;水资源约束强度具有空间分异规律,形成了以"苏州—杭州—宁波"、"南京—苏州"为中心地区向江苏北部和浙江南部区域逐步衰减的空间变化特征;水资源约束与城市经济总量和城市规模等级紧密相关,总体上城市经济总量大,规模等级高,建设用地扩展受水资源的约束越大。依据水资源约束强度大小将长三角地区城市归为强约束、中约束、低约束和无约束四类,发现不同类型城市在劳动力增长率、水资源供给增长率、经济产出对建设用地扩展的弹性上存在明显差异。研究还表明,即使在河网密布的长三角地区,城市用地扩展也受到水资源的约束,其他地区务必重视水资源重要性,严格遵循"以水定产、以水定城"的管理政策,提高水土资源利用效率,促进城市可持续发展。     

太湖流域养殖池塘的氮磷污染负荷估算

太湖流域平原区河网密集、渔业发达,其中池塘养殖是渔业的主要模式,而养殖池塘的污水排放是其周边河湖富营养化与蓝藻水华的重要原因之一,因此,精细化估算流域养殖池塘的氮磷污染负荷,对区域氮磷污染来源的精准解析与科学防控具有重要意义。以太湖流域养殖池塘为研究对象,通过解译2019年的高分辨率遥感影像,获取养殖池塘的空间分布,同时发展了基于归一化植被指数区分养殖池塘类型的方法,估算了两种类型养殖池塘(鱼塘和虾蟹塘)的面积与分布;采用氮磷污染排放系数法,估算了养殖池塘的氮磷污染负荷,分析其空间差异。研究结果表明:2019年,太湖流域养殖池塘总面积为1 308.6 km²,其中鱼塘872.6 km²,虾蟹塘436.0 km²,养殖池塘氮排放量为11 013.5 t,磷排放量为1 626.8 t。养殖池塘污染负荷空间分布和养殖池塘规模分布比较一致,太湖南部的湖州市辖区、吴江市和德清县是养殖池塘氮磷污染较为严重地区,其氮污染负荷分别为1 214.8、1 004.4和792.2 t,磷污染负荷分别为179.7、146.3和117.7 t,主...     

中国建设用地增长驱动力研究

近年来我国建设用地不断增加,耕地面积不断减少,建设占用与耕地保护的矛盾日益突出。国家提出运用土地政策参与宏观调控,对建设用地变化及驱动力的研究也成为学界的焦点。已有关于建设用地增长驱动力研究多基于城市经济学单中心模型进行城市建设用地的研究,缺乏全国层面建设用地增长驱动力研究。本文采用1996-2006年省级面板数据,对全国层面建设用地增长的驱动力进行分析。从经济、社会、政府、地理四类因素选择变量,通过模型的比较与择优,构建了建设用地增长的驱动力模型,并分析核心变量对建设用地变化的驱动作用。结果表明:①最终决定全国层面建设用地变化驱动力方程的有三个核心变量,即:人口、GDP和公路营运里程;②通过比较标准化系数发现三个变量对建设用地增长的作用表现为GDP公路营运里程人口;③在东中西地区,核心变量对建设用地的影响程度略有差异,即东部地区为GDP人口公路营运里程;中西部地区为GDP公路营运里程人口。     

太湖流域沉积物中有机氯农药空间分布特征及风险评价

为了解太湖流域表层沉积物中有机氯农药的空间分布和污染特征,采集全流域111个表层沉积物样品,用GC-μECD分析了20种有机氯农药的含量,并基于沉积物质量基准法对沉积物污染风险进行评价。结果表明:太湖流域沉积物中20种有机氯农药(OCPs)的总含量介于16. 3～96. 9 ng/g dw之间,平均值为35. 0ng/g dw,其中HCHs和DDTs是主要的检出成分,平均含量分别为12. 1、7. 6 ng/g dw,两者含量之和占总OCPs的25. 5%～85. 5%。特征化合物指数法分析结果表明,HCHs主要来源于林丹,而且该区域仍然有新的DDT输入,并且大部分p,p’-DDT通过好氧生物降解为p,p’-DDE。沉积物质量基准法评价结果显示,γ-HCH、DDTs潜在生物毒性较大。     

太湖流域水供给服务供需时空演变分析

太湖流域是我国经济发展最快、人口最密集的地区之一。受土地利用和降水条件变化的影响,太湖流域水供给服务供需关系也发生着变化。通过分别设置1995～2015年太湖流域不同降水条件和土地利用变化情景,利用Invest模型定量评估水资源供给量,同时利用空间离散法定量评估水资源需求量,并进一步分析供需赤字和盈余区域的时空变化。结果表明:1995～2015年随着土地利用变化,尤其是建设用地的扩张(20年来涨幅达106%),水资源需求占供给量的比重由73%升至90%,需要依赖外来客水的县域面积占整个流域的比重由19%升至33%;2015年在不同降水条件下供需关系变化更为明显,降水量越少,供需赤字的县域越多,在干旱年份整个流域需求量占供给量的117%,供给量已不能满足需求量,且赤字县域的面积占整个流域的47%。两种情境下,太湖流域东北部水供给服务供需关系均比西南部紧张。作为影响太湖流域水资源供需变化的主要因素,土地利用和降水条件变化分别通过影响需求量和供给量改变供需关系。