环境约束下大都市城郊土地利用结构评价——基于信息熵和非期望产出模型分析

土地利用过程中会产生期望和非期望产出,针对以往土地利用结构评价中忽略环境产生的非期望产出而影响土地利用结构效率真实性问题,以大都市城郊的上海青浦区为例,宏观上,运用信息熵模型对该区2005~2014年土地利用结构有序性进行评价;微观上,运用非期望产出模型测算青浦区研究期间土地利用结构效率,为寻求区域土地利用结构效率损失的原因及改善途径提供参考。结果表明:(1)2005~2014年青浦区土地利用结构信息熵值时序上呈现"M"形变化趋势,空间上由中部向东西两翼递减;(2)2005~2014年青浦区土地利用结构效率变化趋势在时间序列上呈现"W"形变化趋势,空间上由中部的中心城区向东西两翼递减格局;(3)将环境的负产出纳入非期望产出模型进行土地利用结构效率评价,能更加准确的反映土地利用结构效率的真实性;(4)影响青浦区土地利用结构效率水平变化的主要因素为纯技术效率的变化,资源过度消耗和环境污染物排放过量是制约青浦区土地利用结构效率提升的主要原因。针对土地利用结构效率损失的原因及区域差异提出效率提升途径。研究结果可为青浦区土地利用结构优化和可持续发展提供科学借鉴。     

基于信息熵和数据包络分析的区域土地利用结构评价——以常州市武进区为例

土地利用结构评价是地理学、统计学支撑的区域可持续发展研究的重要课题。旨在运用新的方法和视角评估土地利用结构的合理性。以常州市武进区土地利用结构作为研究对象,以该区的16个乡镇作为评估的单元,研究区独特的区位和土地利用结构为课题研究提供了天然的实验室。在宏观层面上,运用信息熵理论对区域土地利用结构的有序性、均衡度、优势度进行了分析,结果表明常州市武进区土地利用结构有序性具有明显的空间差异,这种差异跟各板块内部社会经济结构有密切关系;在微观层面上,采用数据包络分析方法,结合武进区社会经济等多项指标,从土地利用结构效率角度,指出武进区各乡镇土地利用结构优化调整方向。研究结果表明:基于信息熵和数据包络分析模型的研究方法可有效克服传统的基于多元统计方法的综合评价技术不足的缺点,能够更加全面地反映区域土地利用结构的差异情况。研究表明:在武进区未来发展过程中,政府应加强土地调控,必须以提高技术效率为主线,加大单位面积土地上的技术投入,优化资源投入结构。各级政府在编制土地利用总体规划时,应当将土地利用结构评估作为规划的一项内容,明确各土地资源类型的布局安排、数量指标和质量要求。另外,此评价方法对区域土地利用结构优化研究有一定的参考价值。     

基于信息熵和数据包络分析的区域土地利用结构评价

土地利用结构评价是地理学、统计学支撑的区域可持续发展研究的重要课题。旨在运用新的方法和视角评估土地利用结构的合理性。以常州市武进区土地利用结构作为研究对象,以该区的16个乡镇作为评估的单元,研究区独特的区位和土地利用结构为课题研究提供了天然的实验室。在宏观层面上,运用信息熵理论对区域土地利用结构的有序性、均衡度、优势度进行了分析,结果表明常州市武进区土地利用结构有序性具有明显的空间差异,这种差异跟各板块内部社会经济结构有密切关系;在微观层面上,采用数据包络分析方法,结合武进区社会经济等多项指标,从土地利用结构效率角度,指出武进区各乡镇土地利用结构优化调整方向。研究结果表明：基于信息熵和数据包络分析模型的研究方法可有效克服传统的基于多元统计方法的综合评价技术不足的缺点,能够更加全面地反映区域土地利用结构的差异情况。研究表明：在武进区未来发展过程中,政府应加强土地调控,必须以提高技术效率为主线,加大单位面积土地上的技术投入,优化资源投入结构。各级政府在编制土地利用总体规划时,应当将土地利用结构评估作为规划的一项内容,明确各土地资源类型的布局安排、数量指标和质量要求。另外,此评价方法对区域土地利用结构优化研究有一定的参考价值     

基于遥感和信息熵的城乡结合部范围界定——以荆州市为例

城乡结合部是城市与农村相互结合的特殊经济地理单元,是城市快速扩张的重点区域,受城市与农村的双重影响,而目前城乡结合部范围不明确,确定方法以定性为主。针对这一特点,以信息熵理论为基础,结合分析城乡结合部土地利用特征,建立了土地利用信息熵模型。并以荆州市为例,以2000年10月ETM+影像为基础数据源,在ArcGIS和ERDAS Imagine软件的支持下,应用土地利用信息熵模型,分析熵值分布特点,最后采用突变点检测的方法,以熵值60和30确定荆州市城乡结合部的内外边界。得到荆州市城乡结合部的面积为124.4 km2,大致包括25个行政村。比较表明,该方法划分精度较高、实时性强。但若能采用更高分辨率的遥感影像并结合其他模型,会使划分精度进一步提高     

基于信息熵的城市用地结构动态演变分析

城市用地结构的演变实质上是土地类型发生发展的动态过程。基于信息熵的基本原理，在利用多样性指数、均衡度及优势度对我国一些市镇用地结构进行分析的基础上，对武汉市近10年的城市用地结构的动态演变进行了实例分析，总结出①武汉市的城市用地信息熵相对较高，且呈下降趋势，信息熵的动态演变反映了武汉市用地结构的变化情况，并进一步分析了用地结构的演变与产业结构调整的互动关系。②在用地结构的演变中，武汉市的工业用地和仓储用地所占比例居高不变、居住用地逐年增加是造成优势度增加的主要原因。②产业结构的调整必然导致城市用地结构熵值的变化，产业结构的日趋合理优化将使用地结构的熵值趋于升高、收敛以至稳定。④良好的城市用地结构，其土地的分异应处于有序和混沌之间，既有功能分区，又不绝对分异，每一分区用地结构虽趋于混合，但又能看出其主导职能。     

基于土地资源结构演进的区域生态系统健康评价

土地资源结构演进直接导致各类生态系统类型、面积以及空间分布格局变化,对区域生态系统健康水平和发展趋势有着重要影响。本文运用景观生态格局指数分析方法,对新疆阿克苏市12年土地利用变化进行研究;通过对土地资源类型赋予相应的相对生态价值,从测算区域总体生态价值变化的角度评价土地资源结构演进对区域生态健康状况的影响,其目标是为西北生态脆弱地区的区域土地利用总体规划和土地资源的可持续利用提供科学依据。研究结果表明,区域各土地资源类型间相互转移,在不同土地资源结构下,各子生态系统的相对生态价值变化明显,对区域生态健康的贡献程度表现不一;各分区域生态子系统的生态健康水平变化可划分为为持续提升区、先升后降区、先降后升区3种类型;总体而言,区域生态健康状况趋势由较健康型向健康型转变。研究认为,土地利用类型生态价值的精确赋值对区域生态健康水平评价非常关键,可通过生态系统长期定位研究、结合实验观测与系统模拟获得。     

基于耗散结构理论的城市生态水平评价研究——以武汉市为例

城市是一个经济-社会-自然复合系统,城市生态环境是城市经济社会持续发展的支持系统。基于耗散结构理论和信息熵原理,通过计算生态经济熵、生态功能熵和城市生态系统总熵变,分析城市生态系统的演化发展规律;利用综合发展度和协调发展度两个指数,建立城市生态水平评价的定量模型。以武汉市1988~2004年城市生态系统发展为例,评价结果表明：（1）武汉城市生态系统的生态经济熵、生态功能熵和城市生态系统总熵变均呈现出下降趋势,城市健康、有序水平不断提高;（2）武汉城市生态系统在经历了1988~1991年停滞发展期后,从1992年开始,生态综合发展水平逐年提升,协调发展水平在不断增加,近10年来都保持在基本协调发展水平。     

三峡库区生态经济区用地结构演变及驱动机制——以梁平县为例

根据1999～2007年土地利用统计、社会经济资料,借助信息熵原理及马尔科夫转移矩阵模型对梁平县土地利用结构动态演变进行了实例分析。结果表明,梁平县土地利用结构信息熵H经历了3个阶段：1999～2002年持续上升阶段、2002～2003年急速回落阶段及 2003～2007年波动阶段,土地利用结构无序程度发展态势不明显,均衡度变化与信息熵相似。用地类型主要由耕地转向林地、交通用地、居民点及工矿用地。定性分析了影响该县用地结构动态演变的政治经济政策,并利用主成分分析法对经济社会主要驱动因子进行了分析与探讨,得出影响该县用地结构动态演变的主要驱动力为：政治经济政策、经济发展。最后依据分析结果对梁平县未来发展做出定位：特色农业县--重点发展农林产品加工及文化生态旅游。     

区域土地利用总体规划碳效应分析——以青海省海东市为例

土地利用变化直接或间接地改变着陆地生态系统碳源、碳汇的分布和大小,进而影响其碳循环过程。因此,进行区域土地利用及其碳效应定量研究和评价,对区域土地资源科学管理和可持续发展具有重要意义。本文以青海高原东部的海东市为研究区,在确定土地利用类型碳循环参数的基础上,对规划情景下土地利用变化引起的碳平衡进行分析测算。研究结果表明,在规划情景下,到2020年土地利用结构调整对区域碳平衡有较大的影响。相对于2009年,规划目标年土地利用变化导致区域碳储量增加628.79万t,并以农用地的碳储量为主;规划情景下,区域碳排放量呈增长趋势,碳排放量增加191.91万t。虽然规划情景下,土地利用变化导致区域碳排放的增加,但土地利用结构的优化调整却有利于区域碳储量增加。     

基于重力空间熵的城市湿地压力模型构建研究——以武汉南湖湿地为例

城市化进程中人口和建设用地需求增加引发的湿地退化压力日益凸显,熵理论为城市扩张、土地利用结构变化和城市湿地退化压力建模研究提供了新思路。已有研究表明,城市湿地损失、湿地区域建设用地的增加会导致土地利用结构空间熵的数值不断下降,但仅依靠空间熵理论难以定量湿地退化压力。因此依据城市地理学中的重力递减理论,引入距离因素,从湿地区域土地利用空间熵、湿地本身面积、距湿地中心的距离、距商业中心的距离4个要素构建重力空间熵的城市湿地压力模型。研究以1988年武汉南湖湿地遥感影像为基础,制作矢量图,从南湖湿地周边众多湖泊湿地中,随机选取40个样本湿地,分别计算了1988年、1992年、1996年、2000年、2004年5个时期的样本湿地压力值,并利用Kriging空间插值对南湖湿地所受的压力值分布进行可视化处理。结果表明：（1）湿地所在区域土地利用空间熵越小,湿地所承受压力越大;距中心湿地越远越靠近城市商业中心且面积越小的城市湿地更容易发生消亡;（2）根据城市湿地压力模型计算的压力值大的湿地更容易在下一阶段发生显著的损失或消亡;（3）随着城市化的推进,建设用地的扩张,城市湿地承受的压力值逐年增加,当压力值到达0.7左右,湿地存在极大消亡风险。遥感影像解译的结果与按照重力空间熵的城市湿地压力模型计算结果一致,说明该模型能较好地预测城市湿地在城市扩张压力下的演化过程。模型的建成对于城市湿地动态变化和保护规划具有重要意义,了解并把握这一湿地损失过程和趋势,预测城市湿地在城市扩张压力下的演化过程能为城市管理者对城市湿地的具体保护提供方向和指导。 关键词： 城市湿地; 重力空间熵; 压力模型; 城市扩张划具有重要意义,了解并把握这一湿地损失过程和趋势,预测城市湿地在城市扩张压力下的演化过程能为城市管理者对城市湿地的具体保护提供方向和指导。 关键词： 城市湿地; 重力空间熵; 压力模型; 城市扩张     

快速城市化地区土地利用效益评价--以南京市江宁区为例

作为衡量土地利用可持续性的重要标度,土地利用效益评价是近年来国内外城市土地研究的热点之一。从社会、经济、生态与环境等四方面建立了快速城市化地区土地利用效益评价的指标体系,利用层次分析法确定各指标权重,构建各效益子系统的协调度评价模型。并对南京市江宁区2003年的土地利用效益进行了综合评价,结果表明,全区总体土地利用效益适中且基本协调,但各乡镇间土地利用效益及其协调性的区域差异显著。依据各乡镇土地利用总效益及其协调度的聚类分级,可将全区划分为土地利用高效协调区、高效基本协调区、高效不协调区、中效协调区、中效基本协调区、中效不协调区与低效基本协调区等七大土地利用效益类型区,并分析了其区域差异的空间特征。     

长株潭城市群土地生态安全动态评价研究

土地资源是人类赖以生存的资本,由于土地资源的生态安全问题日益被重视,土地资源生态安全评价研究已成为当前土地资源可持续利用研究的前沿课题。以长株潭城市群为例,探讨土地生态安全评价方法,针对长株潭城市群土地资源特点从经济、社会、生态环境3个方面构建区域土地生态安全评价指标体系,鉴于土地生态安全评价的模糊性、不确定性和土地生态安全动态性,将熵值理论与模糊数学理论相结合的土地生态安全动态评价模型进行了实证研究。研究结果表明1999～2007年长株潭城市群的土地生态安全呈现逐渐恶化趋势,目前已经处于不安全等级;同时存在水土协调度、受灾面积成灾率、人口增长率、第三产业占GDP比重、万元GDP能耗等不安全因素,威胁着土地生态安全。     

观景公路沿线土地利用变化特征分析——以大理洱海东环海路为例

以大理洱海东环海路为例,通过构建缓冲区与土地利用动态、程度及结构变化模型,对其沿线地区1997~2015年的土地利用变化特征进行探究。研究表明：(1）随时间演进,环海东路沿线土地利用变化速度整体加快,不同距离缓冲带间土地利用变化速度差异减小;（2)森林、裸土及耕地一直为研究区空间变化最为剧烈的用地类型,各地类的空间变化活跃度随着与环海东路间距离的变动发生分化,随时间演进,除裸土外,其余地类的空间变化活跃度在各距离缓冲带内均上升;（3)土地利用类型整体变动显著,土地利用的活跃度增强,不同时段内,各距离缓冲带间的主要土地利用变动类型一致性较强,而各带内的主要土地利用变动差异随时间演进逐步凸显;(4）土地利用程度持续上升但增速显著放缓,各距离缓冲带间土地利用程度差异持续减小;(5）土地利用结构整体优化,土地分布的均衡度与均质性整体提升,各距离缓冲带间土地利用结构差异有所减小;（6)18a间,土地利用变化速度、土地利用程度增速、土地利用结构指数及各地类空间变化活跃度差异的高值区均呈远离环海东路的态势。     

川滇农牧交错区地形特征对土地利用空间格局的影响

川滇农牧交错区位于我国青藏高原的东南缘,地形地貌特征复杂,研究该区土地利用特征与地形之间的关系,有助于了解人类开发活动与自然地理条件之间的关系,对区域的资源开发和生态保护具有重要的现实意义。基于RS＼GIS技术,采用遥感调查、土地利用结构分析和GIS空间分析方法,研究了该区 1988～2000年的土地利用特征,以及不同土地利用类型的空间分布与地形因子之间的关系。初步结果发现：耕地、林地和草地是研究区内受人类活动影响的主要土地类型,也是类型转换相对频繁的土地类型;地形因子对不同土地利用类型的空间分布具有显著影响,其中,海拔在垂直方向上对土地利用空间布局具有控制性作用。研究结果同时表明,地形特征是川滇农牧交错区土地利用空间格局形成的基础,其原因在于地形因子通过影响水热条件及其他自然资源要素在本区内的再分配,进而影响着人类对土地资源的利用方式和利用程度.     

基于碳排放约束的土地利用结构优化模型研究及其应用

以经济快速发展区域（县域）的土地利用生态经济系统为研究对象,利用系统科学相关分析方法,结合区域土地利用的经济、生态和社会功能变化趋势,在分析区域未来社会经济科学发展、碳排放目标与土地利用结构变化关系的基础上,研究了土地利用结构调控的CO2当量指数、经济效益指数及其目标函数,通过集成Markov模型和结构优化方法,建立了区域土地利用结构的低碳优化动态调控模型（LUSCC）及其求解方法。最后以江苏泰兴市为例进行了分析验证,综合考虑该区域的发展战略和政策实施情况,获得3种不同碳排放目标调控程度的土地利用优化结构及其调控方法,研究表明,建立的基于碳排放约束的动态优化调控模型,能够满足土地资源配置效率的最大化及其可持续利用要求,为探索区域未来低碳型土地利用结构的优化方法提供参考。