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。     

长江上游典型山区土地利用/覆盖和景观格局变化分析

基于遥感(RS)和地理信息系统(GIS)相结合的技术方法,以长江上游典型山区巴州区为例,分析了1991-2004年间土地利用/覆盖变化(LUCC)在数量、结构、类型和空间分布上的特点。通过ArcView软件,选取最大斑块指数、面积加权平均形状指数、散布与并列指数、景观多样性、均匀度等指数,计算出土地覆盖变化值和景观格局分析指标,并对该区域土地利用变化和空间景观结构变化进行研究。研究结果表明:①13年间,耕地和水域面积分别减少59.47 km2和9.77 km2,建设用地和林地分别增加58.08km2和7.51km2;②在结构变化上,耕地主要向林地转变,建设用地的增加主要源于旱地、水田和林地的转变,林地的变化主要是林地内部自身的结构调整;③耕地和林地是该区域的主导景观类型,景观格局正朝着多样性、均匀化方向发展,并针对这种状况,提出了土地可持续利用建议。     

2000～2015年山地城市土地利用景观格局动态演变研究——以重庆市渝北区为例

以重庆市渝北区为例,借助地理信息系统和遥感手段,利用Landsat TM 遥感数据和DEM数据,采用景观指数分析、地形位指数和分布指数等计算方法,对渝北区 2000、2005、2010 和 2015 年土地利用景观格局变化特征进行了分析,着重探讨了不同地形、坡度下各种景观类型变化情况,以及它们之间的相互关系,以期为在相似条件下的城市最佳土地利用模式选择提供一定的借鉴和参考。结果表明：（1）渝北区土地资源以中、高级地形位为主,海拔 200 m 以下,坡度6°以下的土地资源比较匮乏;（2）渝北区主要的景观类型是耕地和林地,但耕地景观总的趋势是不断减少,林地不断增加,建设用地增长较快,总体上景观破碎化程度在增加,景观多样性呈上升趋势;（3）研究期内,中低级地形位区间内大量耕地转变为建设用地,林地、草地景观面积的分布趋势随着地形位指数成正相关关系,其优势地形位主要集中于高级别地形位区间。     

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     

基于BRT模型的南昌市城市扩展时空特征及驱动因素研究

分析城市扩展的时空特征以及其驱动因素,有助了解城镇化规律,为制定具有区域化特色的城市空间规划提供方案。研究以南昌市为例,基于多期Landsat遥感影像(2000、2008、2017年)获取南昌市城镇用地变化的时空信息,采用扩展强度指数、景观扩展指数、重心指数等方法分析了该地区城市扩展的时空特征,进而应用增强回归树模型(Boosted Regression Tree,BRT)探究影响城市扩展的驱动因素。结果表明:(1)2000～2017年,南昌市城镇用地面积增加了252.81 km~2,第一阶段(2000～2008年)增长的强度和速度大于第二阶段(2008～2017年);(2)两阶段南昌市城镇用地扩展模式均以边缘式扩展为主,以填充式及飞地式为辅,扩展方式缺乏集约性,存在"摊大饼"式问题;(3)从整个研究期来看,南昌城市发展重心总体上往西南方迁移了2.19 km,第一阶段南昌市城市扩展重心向西迁移了1.50 km,第二阶段又继续向西南方迁移了1.35 km;(4)南昌市城市扩展的16个方向中,以SW及SWW方向上较大,而在NW、N、NNE、SE、SSE方向上因受到梅岭山脉以及军山湖泊的阻隔导致扩展强度较小;(5)利用BRT分析邻域因素(距2000年城区距离,距河流距离,距路网距离),社会因素(土地利用类型,GDP,城镇人口),自然因素(高程,坡度,海拔)可知,南昌市城市扩展主要受邻域因素的影响,社会因素中仅土地利用类型对城市扩展影响较大,而自然因素的影响相对较小。     

基于景观指数和马尔科夫模型的铜梁县土地利用分析

以重庆市铜梁县为研究区域,以三期TM/ETM+遥感影像为主要数据来源,在获取大量数据的基础上,结合景观生态学理论研究了1993~2007年铜梁县土地利用的景观格局,运用马尔科夫模型对土地利用/覆被变化过程及数量转化情况进行分析并对其未来变化趋势进行预测。结果表明：1993~2007年铜梁县景观形状趋于复杂,斑块破碎度降低,景观异质程度下降,景观类型有向单一化或非均衡化发展的趋势;林地减少较快而建设用地增加较快,减少的林地主要转化为园地和耕地,增加的建设用地主要来自于园地和耕地。研究表明,将景观指数、马尔科夫模型结合进行土地利用/覆被变化的研究,能更有效地分析土地利用的格局和过程,取得较好的效果.     

长江三角洲城市群土地利用及其生态系统服务价值时空演变研究

采用1990、2000、2010和2015年四期长江三角洲城市群土地利用数据,利用土地利用转移概率矩阵等方法,描述了长江三角洲城市群的土地利用方式和转移方向,采用谢高地等修正Costanza价值量评价法定量计算了区域内的生态系统服务价值,并借助地理探测器对其空间分布格局进行了归因解释。研究表明：长江三角洲城市群土地利用类型以耕地为主,呈现逐年减少的趋势,林地变化相对稳定,水域变化先增后减,建设用地持续增长且保留率最高,耕地为其主要转化来源,草地主要转化为耕地和林地,水域主要转出为建设用地。1990、2000、2010和2015年长江三角洲城市群的生态系统服务价值分别为 2 644.26、2 639.53、2 615.49 和 2 569.88 亿元,总体呈逐渐下降趋势,其中农田生态系统价值下降最多,森林生态系统对整个区域的贡献率最大,Ⅲ、Ⅳ等级的城市的生态系统服务价值高于Ⅰ、Ⅱ等级,且城市规模越大,经济价值越占主导地位。空间分布格局形成以太湖和巢湖为中心的高值集聚区、东南地区高于西北地区的特征,其受到坡度、高程、土壤类型、人口等因子的影响。     

行政中心驻地对县域土地利用景观格局的影响研究——以江苏省丰县为例

使用GIS(地理信息系统,Geographic Information System)的缓冲区法、空间叠置分析法以及景观格局分析法,分析不同等级的行政中心驻地对土地利用景观格局的影响。研究结果表明:(1)耕地是丰县的景观基质,聚落(城乡建设用地)景观是丰县主要的景观类型。与行政中心的距离越近,人为景观的面积比重就越高,大于各景观类型的现状比重,表现出较强烈的空间吸引特性;相反,自然景观所占比重远远低于现状比重,反映出较明显的空间排斥效应。(2)与镇政府的距离变大,土地利用景观的破碎程度、聚集程度、斑块形状的规则程度均先减弱后增强;与县政府驻地的距离变大,景观的破碎程度呈现"减弱-增强-稳定"模式,景观形状的复杂程度变大,聚集程度先减弱后稳定,景观的多样性与异质性受两等级行政中心驻地距离的影响程度均较小。(3)镇级、县级行政中心分别在1 500m、3 000m范围内对土地利用景观格局的影响程度大。     

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．     

长三角快速城市化地区土地利用变化对生态系统服务价值的影响——以嘉兴市为例

基于浙江省嘉兴市1979~2012年的土地利用数据,评估了各种土地利用类型的生态系统服务价值,分析了30多年来嘉兴市土地生态系统服务价值的动态变化及其对土地利用变化和景观格局变化的响应。结果表明:(1)1979~2012年,嘉兴市建设用地面积变化最大,增加了136.6%,相应的耕地面积减少了15.5%。(2)1979~2012年,嘉兴市景观破碎度指数从0.6531上升到0.8762,随着城市化进程的加剧,耕地景观破碎度指数不断增加、聚集度指数减小。(3)1979~2012年,嘉兴市的总生态系统服务价值减少了14.7%,2000~2012年嘉兴市总的生态系统服务价值减少尤为显著,生态系统各单项服务价值整体也呈现下降趋势,耕地为嘉兴市提供的生态系统服务占嘉兴市总生态系统服务的70%以上。(4)运用相关分析方法对嘉兴市土地利用类型和景观格局对土地生态系统服务价值的影响分析表明,耕地和水域与生态服务价值呈正相关,而建设用地和未利用地与生态服务价值呈负相关;景观多样性指数(SHDI)和耕地破碎度指数与生态系统服务总价值呈显著负相关关系。     

长江中下游流域人类活动强度及其对湿地景观格局影响研究

目前关于大尺度下人类活动强度对湿地景观格局影响的研究较少,为揭示长江中下游流域湿地景观格局与人类活动强度的关系,以1995～2015年的土地利用数据为基础,综合运用人类活动强度模型和景观指数等方法,分析研究区人类活动强度演变特征、湿地景观格局特征及人类活动强度对湿地景观格局的影响。结果表明:(1)人类活动高强度带面积增加,低强度带面积减少;1995～2015年,各强度带的人类活动强度平均值均呈增长趋势,强度带等级越高,平均值增幅越大。(2)20年间,湿地面积不断增加,占比分别为5.14%、5.27%和5.30%;湖泊和沼泽地分别减少了70.73 km~2和216.53 km~2,而水库坑塘面积增加了1 155.32 km~2,对湿地增加的贡献率达94.75%,研究期主要是人工湿地在扩张,而自然湿地在萎缩;湿地景观的破碎度减弱,景观多样性减少。(3)伴随人类活动强度的增强湿地相对变化呈"收缩"效应,且在人类活动强度越高的区域,"收缩"效应越明显;随着人类活动强度降低,湿地景观破碎度减弱,聚集度下降,景观多样性增强,景观形状趋于复杂。研究结果可为长江中下游湿地保护和人类活动管控提供决策支持。     

补贴流向与耕地保护经济补偿政策农户满意度绩效——以成都市耕地保护基金为例

从农户满意度绩效出发,在理论分析基础上提出相关研究假说,并基于全国率先探索耕地保护基金的成都市的实地调研数据,利用ordered probit模型,实证检验了耕地保护补贴流向对耕地保护经济补偿政策农户满意度的影响。研究结果表明:(1)转出土地的农户比转入土地或未流转土地的农户对耕地保护经济补偿政策有更高的满意度。土地转出行为使农民对补偿政策"非常不满意"、"不满意"和"一般"的概率分别下降0.3%、4.8%和11%,并使农民对补偿政策"满意"和"非常满意"的概率分别上升14.4%和1.7%。(2)土地转入行为则使农民对补偿政策"非常不满意"、"不满意"和"一般"的概率分别上升9.3%、35.4%和0.7%,并使农民对补偿政策"满意"和"非常满意"的概率分别下降42.9%和2.6%。为提高耕地保护经济补偿政策农户满意度绩效,政府应合理分配有限的耕地保护补贴资金,补贴资金应优先向土地转入户倾斜,提高实际上在承担耕地保护责任的土地转入户保护耕地的积极性。     

近30年来江苏省农村居民点时空格局演变及集约利用变化

基于江苏省6个时点的土地利用动态监测数据，分别从土地利用动态度、核密度估计、景观格局指数等空间探索性分析以及集约利用评价出发，对江苏省1987～2015年农村居民点时空格局动态演变进行分析。结果显示：(1）江苏省各市农村居民点用地从1987～2015年处于不断的扩张中，并呈波动增长态势，而居民点用地规模变化速度以苏中和苏南地区最快。(2）从农村居民点用地变动的转入和转出来看，1987～2015年农村居民点用地转入58.63万hm2，其中84.79%来源于耕地，占用耕地的比例表现为苏北>苏南>苏中；农村居民点用地转出28.36万hm ²，其中54.26%转变为城镇用地和40.88%复垦为耕地，苏北以复垦为耕地为主，苏中和苏南以转为城镇用地为主。(3）从农村居民点空间分布来看，核密度空间分异明显，呈“多核心”集聚分布，整体呈现“西密东疏”的空间格局特征，另外近30年江苏省农村居民点平均斑块面积呈增长趋势，且斑块形状越发规则，居民点聚集指数呈上升趋势。(4）从集约利用评价结果来看，农村居民点集约利用级别表现为：苏南>苏中>苏北，呈“由高到低”的集约利用梯度。总体来看，近30年来江苏省农村居民点空间格局演变趋于规则和集聚，集约利用程度区域差异明显。应根据居民点布局区域特点及集约利用差异，在推进宅基地“三权分置”和村庄空间规划的基础上，优化土地资源空间配置，提高宅基地利用效率，促进城乡融合发展和乡村振兴。     

区域碳排放空间转移特征及其经济溢出效应

准确把握区域碳排放转移的空间转移特征,明确其经济溢出效应是引导区域碳排放合理转移的基础。以中国省际区域为研究对象,以投入产出表为基础,采用碳排放系数法分别测算了中国省际区域碳排放转入总量及碳排放转出总量;通过构建基于地理特征和经济特征的空间权重矩阵,综合运用Moran’s I指数和地理加权回归模型分别研究了中国省际区域碳排放转移的空间分布特征及其经济溢出效应。研究结果表明:中国各省碳排放转移总量均较大,其中碳排放转入总量大于碳排放转出总量,东部及中部较发达地区均具有正的净转移特征;中国省际区域碳排放转入和碳排放转出的Moran’s I指数分别为0.17和0.14,表明中国省际区域碳排放转移在整体上具有一定的空间集群特征;中国省际区域碳排放转移在局部空间主要表现为L-L模式和H-H模式。其中东部及中部经济较为发达的地区表现为H-H模式,西部地区及中部欠发达地区表现为L-L模式,而中部地区则表现为L-H模式或H-L模式为主;中国省际区域碳排放转移经济溢出类型主要有五种具有区域特征的溢出模式,其中中国省际区域碳排放转入所产生的经济溢出效应要强于碳排放转出。最后,针对研究结果,分析了其产生的可能原因,并提出相应的优化对策和建议。     

生计资本异质对农户农地流转行为的影响——以武汉城市郊区的516户农民为例

以武汉市城郊江夏区和蔡甸区的516户农民家庭为实证,运用logistic和分位数回归模型探索家庭生计资本对农户土地流转行为的影响及阈值。结果表明:(1)人力资本和金融资本与农户农地转出行为呈显著正向相关,家庭农地资源禀赋、机耕能力、社会资源禀赋及经营能力的信任程度等与农地转出行为负向相关。相反,自然资源禀赋及农业机械投入对农户土地转入行为的正向影响显著,而家庭融资能力则对农户转入行为呈显著的负向影响。(2)分位数回归结果显示,对农户土地流转行为存在影响阈值的仅有韧性指数。当农户家庭韧性指数≤2时,随韧性指数增强农户农地转出倾向愈强;家庭韧性指数≥3时,农户农地转出倾向随指数增强而弱化。该研究从农户微观个体视角探索生计资本异质对农地流转行为的影响,为针对农户家庭需求制定差别化的农地流转政策、有效推进农业适度规模经营提供建议参考。     

洪泽湖地区土地利用与景观格局演变

基于多时点 TM/ETM影像解译数据,运用遥感、GIS和景观生态学方法,分析洪泽湖地区近 18 a的土地利用变化和景观格局演变过程,揭示该地区内各种土地利用时空变化特征,并得出3个时期景观类型分布特征、景观格局变化的趋势及特征。结果表明：（1）区域内土地利用变化显著,整体处于不平衡的状态,主要表现为耕地持续减少、建设用地迅速增加、林地先增后减及草地和水域略有增加;（2）研究区景观结构和景观异质性发生了较大变化,斑块数目增加、平均斑块面积减少,景观多样性指数、景观均匀度指数总体上升,在区域景观破碎化程度加剧的同时,各景观类型间差异缩小,景观结构趋于多样化、均匀化和破碎化。最后,指出人类活动,尤其是经济建设是土地利用景观格局变化的主要因素,并对地区的生态可持续发展提出了相应建议     

典型流域土地利用/覆被变化预测及景观生态效应分析——以太湖上游西苕溪流域为例

以太湖上游西苕溪流域为研究区,基于1985和2002年土地利用空间数据,结合土地利用变化的驱动因子,运用马尔科夫模型和CLUE S模型,模拟了研究区2020年土地利用的空间格局;在此基础上,通过对斑块类型和景观水平上格局指数的变化分析, 揭示研究区未来土地利用/覆被变化及其景观生态效应。结果表明： 按照1985～2002年土地利用变化的发展趋势,未来研究区土地利用变化主要表现为建设用地面积大幅度增加,耕地、林地面积减小,研究区未来景观格局指数将发生较大的变化。在景观尺度上,斑块数量、边缘密度、多样性指数、均匀度指数、分维数等指标都呈增加趋势,而斑块平均面积减小,表现出景观结构破碎化、斑块形状复杂化、景观向多样性和均匀化发展的特点;而从斑块类型水平上看,各景观类型之间的景观格局指数变化差异较大,反映了生态系统的复杂性.     

旅游发展对九寨沟自然保护区景观格局变化的影响

自然保护区是保护生物多样性的基石,旅游是保护区的重要发展方式。立足于景观尺度,基于3S技术和景观指数,研究了1975~2007年九寨沟自然保护区在旅游业快速发展背景下景观格局的变化。结果表明：近33 a来,保护区各类景观都发生了不同程度的变化;草地、疏林/灌丛、耕地为净减少,而林地、冰雪/裸岩、建设用地、水域为净增加;从转出的比例上看,建设用地最大(13207%) ,其次是耕地(100%)、草地(606%)、疏林/灌丛(535%)、林地(447%)、冰雪/裸岩(321%)、水域最小(207%);在人类活动和自然过程的共同作用下,到1997年景观破碎化程度不断增加,到2007年则有所恢复。总的来讲,采伐活动与自然恢复之间的综合作用是九寨沟景观变化的主要驱动因素,旅游业发展对景观变化的影响相对较小。旅游发展促进了保护区整体植被的恢复,但也增加了景区内的建筑用地面积,改变了景区局部地区的植被格局。只有坚持“保护第一”的原则,对旅游进行科学的规划管理才能实现保护与发展的共赢     

近15年来长江源区土地利用变化及其生态环境效应

长江源区是我国重要的水源涵养区,也是高海拔地区生物多样性最集中的地区和生态变化最为敏感的地区。基于1986年TM和2000年ETM+卫星遥感数据和野外实地调查,采用GIS软件和景观生态空间分布格局分析方法,对长江源区近15年来土地利用类型的时空变化进行了研究。结果表明：1986～2000年,源区林地和湿地面积减少54.2 %和42.69 %,建设用地、耕地和未利用土地面积分别增加120 %、43.83 %和21.1 %。全区土地利用的空间位置转换面积大于其数量变化,土地利用类型总变化的面积大小依次是草地＞未利用土地＞湿地＞水域＞林地＞耕地＞建设用地。土地利用动态转化过程以草地转化为未利用土地、湿地转化为草地和未利用地逆转为草地为主要特征。15年里景观破碎化程度加剧,分维数和多样性指数增加,优势度降低,景观异质性增强。长江源区脆弱的生态体系对土地利用变化响应强烈,造成水土流失与沙漠化程度加剧,导致大范围高寒草甸、草原植被退化,湿地萎缩。气候变化和人类经济活动是导致研究区土地利用变化的主要因素。     

基于MSPA与MCR模型的三峡库区林地生态网络构建与评价研究

三峡库区是长江经济带上重要的生态屏障区,同时也是生态脆弱区。提取三峡库区重要生态源地、构建综合生态阻力面、识别重要生态廊道和生态节点,从而构建生态安全网络,对筑牢长江上游重要生态屏障具有十分重要的研究价值和意义。以三峡库区为研究区,利用形态学空间格局分析方法(MSPA)识别出林地生态源地斑块,通过景观连通性指数评价斑块重要性;结合土地利用类型、DEM、坡度、距河流距离、距道路距离和NDVI等阻力因子构建综合生态阻力面,运用最小累计阻力模型(MCR)构建生态廊道,提取生态廊道上重要生态节点,形成三峡库区林地生态安全网络;最后对三峡库区生态安全网络结构进行评价研究。研究结果表明：(1)三峡库区林地生态源地共38块,占林地面积的59.55%,占区域总面积的27.95%,主要分布在三峡库区湖北段的大巴山-巫山-武陵山区以及重庆段的缙云山-中梁山-铜锣山-明月山-云雾山区。(2)阻力高值区主要分布在城镇建设用地区,最高值位于重庆市主城区;阻力低值区主要分布在林地和水域,最低值位于湖北段巫山山脉。(3)生态廊道共79条,其中,3条重要廊道,76条一般廊道,廊道总长度为1 326.37 km。(4)...