东北典型黑土区农村居民点对水土流失影响研究

从人地关系视角探究典型区域农村居民点布局对生态环境的影响,对合理优化农村居民点分布格局、保障粮食安全具有重要战略意义。以东北典型黑土区克山县为例,综合运用分散度统计、核密度估计、空间关联测度模型等空间分析方法,揭示1988—2018年克山县农村居民点时空演变规律;结合修正通用RULSE模型,采用景观指数分析和广义变异系数的灰色关联度量化模型,探讨农村居民点分布特征对水土流失的影响。结果表明:(1)近30 a来,克山县农村居民点数量急剧增加,分散化趋势明显,以高密度多核心集聚、低密度广泛分布为主要空间分布特征,分布重心向东北部迁移。(2)研究区水土流失以微度、轻度和中度侵蚀为主,水土流失强度空间分布格局与农村居民点的空间分布格局呈现一致性。(3)研究区农村居民点分布特征因子与水土流失面积的关系存在差异,农村居民点分布范围与密度对水土流失具有较强作用。     

东南沿海经济发达地区农村居民点景观格局变化研究

以我国东南沿海地区农村工业化典型地区晋江市为研究区,利用1985年、1995年、2000年、2005年4期的LandsatTM影像及1997年、2001年的1:5万土地利用现状图作为数据源,通过影像月视解译提取晋江市农村居民点用地空间信息,然后运用景观生态学原理和定量分析方法,对晋江市20 a来农村居民点景观格局动态变化及其驱动因子进行分析.结果表明:(1)从1985到2005年间,晋江市农村居民点用地增加了5 325.93 hm2,年均扩展率为266.30 hm2·a-1;(2)20 a来农村居民点规模不断扩大,平均规模增长了77.74%;在空间形态上,农村居民点边界越来越破碎;在空间分布上,斑块间邻近距离不断缩短,平均最邻近距离缩短了37.44%,呈现出集中连片、密集分布的特点;(3)驱动力分析结果表明,20 a来晋江市农村居民点景观格局动态变化主要受到区域经济发展、农村工业化、农村居住环境、国家政策制度等因素共同影响.     

基于GIS的干旱区绿洲农村居民点格局演变研究:以甘肃河西地区为例

以甘肃河西地区农村居民点为例,结合GIS技术,运用单一动态度、景观格局指数、平均最邻近指数及核密度方法,对近30 a来农村居民点空间格局演变特征进行分析。结果表明:(1)近30 a来河西地区农村居民点用地规模缓慢增大,居民点斑块个体之间的集聚性增强,结构愈发紧凑。(2)农村居民点空间分布在整体上呈集聚模式。敦煌市、肃州区、甘州区、高台绿洲尾闾区、民乐县西部、凉州区和民勤县城周边居民点分布较密集。(3)居民点集中分布在海拔1 200～2 400 m、坡度5°的走廊平原和盆地以及坡度较小的缓坡地,在海拔较高的丘陵、山区以及坡度较大的陡坡地居民点分布则相对较少。居民点集中分布在距离县道及以上级别道路1 km范围内,河流对居民点分布的影响在1～6 km范围内较显著。(4)受政策和经济利益的调控和驱动,人类生产生活方式不断改变并作用于居民点,直接或间接导致农村居民点格局演变。     

基于Voronoi图的农村居民点空间分布特征及其影响因素研究——以北京市昌平区为例

采用GIS查询统计与Voronoi图CV值相结合的分析方法,研究了地形、公路及河流等环境因素对北京市昌平区农村居民点空间分布特征的影响.结果表明:地形是影响农村居民点空间分布的主导因素,平原地区农村居民点用地比例较高,规模较大,密度较高;山区农村居民点用地比例较低,规模相对较小,密度也较低.公路交通是影响农村居民点空间分布的重要因素,91.19%的农村居民点分布在距离主要公路距离小于1 500 m的范围内;河流对农村居民点分布也有一定影响,距离河流越远,农村居民点密度越低.     

徐州市区土地利用格局变化分析及其空间扩张模拟

城市化是社会发展进程中的重要阶段,而随着城市化的快速发展,城市土地利用格局发生了巨大变化,城市土地利用问题逐渐浮现。为了破解城市土地利用格局失衡和空间扩张失控的难题,通过遥感解译、空间分析及模型仿真对徐州市区进行土地利用格局分析及其空间扩张模拟预测,预测结果可为未来土地资源的合理利用及政府决策提供科学依据。结果表明:(1)徐州市区各土地利用格局演变表现为集聚趋势,城市空间扩张与结构调整并行,并且总量增长占主导;景观格局方面,斑块破碎化程度降低,斑块分布更加集中,景观复杂程度降低,景观内部与其他斑块类型相邻的斑块数量减少;土地利用/覆被方面,徐州市区周边的耕地、林地和未利用地等用地类型向建设用地不断转化,并且建设用地表现为向东北部和东部扩张趋势。(2)空间模拟显示,2016—2020年间徐州市区周边建设用地空间扩张方向上仍然集中在东北部和东部地区,与现有土地和城市规划方向较为一致,空间扩张预测规模由高到低分别为:东北部4 126.23 hm~2,东部3 203.01 hm~2,西北部2 723.22 hm~2,南部2 600.91 hm~2,东南部2 203.11 hm~2,西南部2 150.64 hm~2,西部1 834.83 hm~2,北部1 565.91 hm~2。建议徐州市区未来(至少5 a内)继续对东部和东北部地区进行重点建设,以实现区域高效可持续发展。     

黄河流域典型县域生境质量的时空分异特征及影响因素研究

通过探索黄河流域山东段县域生境质量时空分异特征与影响因素,以便从县域尺度为地方生态环境保护与社会经济高质量发展提供政策建议。基于2000、2010和2020年3期土地利用数据,采用InVEST模型解析生境质量的时空分布格局与演变特征,结合空间自相关模型对其空间分异特征进行探测,并采用地理加权回归(GWR)模型分析社会、经济与自然影响因素在空间维度上对生境质量的影响。结果表明：(1)2000—2020年,黄河流域山东段平均生境质量指数为0.448,空间上表现出中段、上段低和下段高的分布格局,生境质量整体呈先快速下降后缓慢下降趋势,中段生境质量下降趋势最为显著;(2)生境质量变化在空间分布上呈显著集聚性特征,会受到邻近区域的影响,且总体集聚态势不断增强,高-高型集聚区面积明显大于低-低型集聚区,在流域下段范围连片分布;(3)土地开发强度是影响生境质量时空分布的首要因素,城市化水平、人口密度和NDVI对生境质量有重要影响,社会、经济和自然因素共同影响生境质量时空变化,GWR回归分析结果表明生境质量具有空间差异性。识别这些时空差异对推动该区域生态高质量发展具有重要意义。     

兰州—西宁城市群城乡建设用地开发强度空间格局变化及影响因素分析

明确土地开发强度空间格局特征和演变规律,对城市发展边界、生态安全红线和耕地保护红线划定具有重要的指导意义。以1995、2005、2015和2018年兰州—西宁(兰西)城市群39个县级单元为研究区,运用趋势面分析、空间自相关和地理探测器等方法,分析兰西城市群城乡建设用地开发强度空间格局特征及其影响因素。结果表明:(1)兰西城市群城乡建设用地开发强度均值总体呈增长态势,由1995年的2.74%增长到2018年的4.45%,在空间上呈现兰州—西宁2个中心高、外围地区依次降低的"核心—外围"空间分布格局。(2)东西方向和南北方向空间差异较大,且呈现出扁平的倒"U"型曲线分布态势。(3)城乡建设用地开发强度空间上存在显著正相关性且集聚特征明显,冷热点区的空间分布具有相对稳定性。(4)1995—2018年城乡建设用地开发强度受人口集聚水平、经济发展水平、产业结构水平和海拔等要素综合影响。研究结果可为兰西城市群以及同类型地区城乡建设用地管控和高质量发展提供决策参考。     

福建省县域森林损失时空演变特征及其影响因素分析

森林是陆地生物圈重要的生态资源,厘清区域长期森林损失状况及其影响因素,对森林资源保护和社会经济协调发展具有重要意义。基于全球森林变化(Global Forest Change)数据集,利用ArcGIS 10.8空间分析技术,对2001—2019年福建省58个县域森林损失的时空演变特征进行分析,并结合时空地理加权回归模型,探究县域森林损失的主要影响因素及其时空分异特征。结果表明：(1)2001—2019年福建省县域森林损失率呈波动上升的基本态势,森林损失面积累计达112.89万hm²,森林损失情况可划分为显著上升阶段、先降后升阶段和显著下降阶段。(2)整体上,福建省县域森林损失具有较强的空间正相关性和空间集聚性特征,相邻区域森林损失率的空间相关性显著,而其空间集聚效应呈现西北低、东南高的基本态势。(3)城镇化率、人均GDP、公路通车里程、人口密度和木材产量对福建省县域森林损失均具有一定的影响,但存在明显的时空异质性特征。该研究有效揭示了福建省县域森林损失时空动态特征及其影响因素,可为森林资源可持续经营提供理论依据。     

基于最佳尺度的景观生态风险时空变化研究：以重庆市江津区为例

探究景观生态风险的时空变化规律,合理评估生态风险状况,有利于维护区域生态安全和经济社会可持续发展。以2000、2009和2018年3期遥感影像为基础,综合运用景观格局指数、空间自相关分析和地理探测器工具,探究最佳尺度下江津区景观生态风险时空变化特征及其影响因素。结果表明:(1)景观指数随粒度和幅度的改变而呈现不同的变化规律,90 m栅格和3 km网格尺寸能更好地体现景观格局空间异质性特征;(2)2000—2018年研究区景观生态风险空间格局变化较大,景观生态风险威胁程度整体有所上升,中风险区逐渐成为区域主导类型;(3)研究区各时期景观生态风险空间集聚特征显著,景观生态风险指数空间分布以高-高集聚和低-低集聚为主;(4)人类活动对于区域景观格局和生态系统的影响愈发强烈,人口密度和GDP是影响景观生态风险时空分布的重要驱动因素。研究结果可为长江上游重要生态屏障建设提供决策参考。     

基于热点分析与地理探测器的地质灾害敏感性评价

探讨地质灾害的空间分布特征与影响机理对于辅助区域灾害预警具有重要意义.以北京市为研究区,选取9个地质灾害敏感性评价因子,利用信息量模型与热点分析揭示北京市地质灾害空间集聚特征,结合地理探测器探讨其空间分布的主控因素.结果表明:极高与高敏感区主要聚集在北京市北部与西部山区,中等及以下敏感区则主要分布在东南部的堆积平原处;...     

广东省乡村聚落用地演变及其主控因子分析

进行乡村聚落用地演变主控因子识别与分析可推动乡村转型发展与空间重构的理论研究和行动实施。利用景观扩张指数,揭示1980—2015年广东省乡村聚落用地演变的扩张模式,借助地理探测器识别主控因子并进行机理分析。研究结果表明:(1)广东省乡村聚落用地呈现以珠三角为主、东西两翼为辅的空间扩张格局;(2) 1980—2015年乡村聚落用地扩张以边缘式为主,并与填充式、飞地式交替变化;(3)人均GDP、人均粮食产量、人均农业总产值等社会经济因子为各时段乡村聚落用地演变的主控因子;(4) 1990—2000年乡村处于工业化和城镇化高度发展期,形成了景观要素复杂化、空间结构分化和地域功能多元化的态势,乡村聚落用地面积增加较为明显,2000—2015年乡村规划集中化和一体化趋稳,乡村聚落用地变幅较小。因此,为推进我国乡村振兴与新型城镇化战略的实施,需要深入研究区域社会经济与乡村聚落用地变化之间的关系,多视角剖析其作用机理。     

城市扩张对热环境时空演变的影响——以哈尔滨为例

城市发展过程中土地利用类型及其景观格局的变化是影响城市地表温度的主要原因,为定量揭示城市扩张过程中土地利用景观格局的变化对夏季地表温度的影响及作用机制,以哈尔滨为例,基于1984—2015年Landsat数据,通过分析城市建筑用地和地表温度的时空演变特征,以及地表温度与建筑用地、植被和水体之间的关系,揭示哈尔滨城市扩张过程中夏季城市热岛格局的演变特征及影响因素,为政府部门制定城市热岛效应的缓解措施提供参考。结果表明,1984—2015年哈尔滨市建筑用地面积由187 km~2扩大到571 km~2,平均扩张速度为13 km~2·a~(-1),建筑用地重心向东南方向移动了1.01 km。与1984年相比,2015年哈尔滨市有44.84%区域地表相对温度升高,有10.63%区域地表相对温度下降;从空间分布看,2015年中心城区出现热岛效应减弱、热岛斑块面积减小的趋势,周边区域出现热岛效应加强、热岛斑块面积增大的趋势。城市建筑用地与地表温度之间存在正相关关系,水体和植被与地表温度之间存在负相关关系,建筑用地的增温效应远远大于水体和植被的降温效应。在城市热岛效应分析中,应用Shannon熵的研究结果与景观指数的研究结果具有很好的一致性。在城市建设中,减小集中连片的建筑用地,增加城市绿地面积,是缓解城市热岛效应的有效手段。     

大城市边缘区土地利用空间格局特征分析.以北京大兴区为例

以北京大兴区为例,利用景观格局和空间分析方法,从产业布局和区位角度分析大城市边缘区土地利用空间分异特征.结果表明：（1）该区土地利用程度高,区域产业布局及距城市、村镇和道路距离等区位因素使其土地利用综合水平呈现北高南低、北部和南部区域内部重点镇高于一般镇的等级梯度分异格局.（2）设施农用地、园地和设施耕地等集约利用程度较高的农用地比例很大,集中分布在村镇和道路附近,生产便利性和成本是其空间分异的主要影响因素;（3）各类土地破碎化严重,集聚度和规模化程度低,亟需通过土地综合整治,重构村庄空间体系,充分发挥循环经济和农用地多功能性的优势,优化农业产业间及其与非农用地间的用地结构和空间布局,进一步提高土地利用综合效益.     

大城市边缘区土地利用空间格局特征分析——以北京大兴区为例

以北京大兴区为例,利用景观格局和空间分析方法,从产业布局和区位角度分析大城市边缘区土地利用空间分异特征。结果表明:(1)该区土地利用程度高,区域产业布局及距城市、村镇和道路距离等区位因素使其土地利用综合水平呈现北高南低、北部和南部区域内部重点镇高于一般镇的等级梯度分异格局。(2)设施农用地、园地和设施耕地等集约利用程度较高的农用地比例很大,集中分布在村镇和道路附近,生产便利性和成本是其空间分异的主要影响因素;(3)各类土地破碎化严重,集聚度和规模化程度低,亟需通过土地综合整治,重构村庄空间体系,充分发挥循环经济和农用地多功能性的优势,优化农业产业间及其与非农用地间的用地结构和空间布局,进一步提高土地利用综合效益。     

资源枯竭型城市生态保护修复关键区识别研究：以江西省大余县为例

依据"生态安全格局-关键区-保护修复策略"思路,以江西省大余县为研究区,识别生态源地、生态"夹点"、障碍点、断裂点和破碎生态空间等关键区数量及空间分布,提出生态保护修复类型区及其相应措施。研究结果表明:(1)大余县生态源地共147.36 km~2,涉及林地、水域和草地,生态廊道69条,呈现出两横五纵的空间特征。研究识别生态"夹点"12处,生态障碍点13处,生态断裂点23处,破碎生态空间57.46 km~2。(2)生态保护修复类型区包括矿山修复区、山水治理区、农田整治区、农村建设用地整治区和交通用地优化区,建议分别采取矿山复绿、山体治理和水污染防控、农用地整理和耕地污染防控、居民点整合和农村道路复垦、建立野生动物通道和沿线植被恢复等策略。(3)基于生态安全格局构建,从区域整体视角识别生态保护修复关键区,依据关键区所覆盖土地利用类型划分生态保护修复类型区,并以此为基础提出系统性的保护修复策略。研究结果有助于资源枯竭型城市生态系统从关键点、线、面的修复工程向山水林田湖草系统修复推进。     

乡村振兴背景下陕西省生态环境质量影响因素探究

生态环境质量的优劣一定程度上决定着人类社会能否实现可持续发展,探明乡村发展对生态环境的作用方式及程度,对于区域实现乡村振兴和可持续发展具有一定的现实意义。以陕西省为研究对象,以县域为研究单元,利用长时间序列的遥感生态指数(RSEI)表征陕西省生态环境质量的时空变化特征与变化趋势,借助时空地理加权回归模型,探究生态环境质量的影响因素及其空间差异。研究表明：(1)2000—2020年生态环境质量整体呈向好趋势,RSEI值从2000年的0.483 3增长到2020年的0.651 2,生态环境质量等级为好、较好区域面积占比由40.14%上升至63.43%,集中分布在陕南山区及延安市;(2)生态环境质量从2000—2020年总体呈现“快速变好→缓慢转好”的演变趋势,生态环境质量改善区域面积远大于生态环境退化区域;(3)人口因子、土地因子和产业因子对生态环境的影响呈现明显的空间差异性,影响方式发生转变的因子有林地面积占比、农村居民点面积占比、单位面积化肥使用量和单位面积机械总动力。建议在未来发展过程中制定出分区域、科学合理的乡村振兴政策,以实现陕西省乡村发展与生态环境的协调发展。     

基于夜间灯光和社会经济数据的城市扩张协调性研究

近几年,随着城市迅速扩张,其协调性成为限制城市发展的重要因素。选择2015和2019年江苏省72个县级单元夜间灯光数据和社会经济数据,采用空间自相关模型和四元协调度模型分析城镇人口、GDP、夜间灯光和建设用地的空间集聚情况,揭示近年来江苏省城市扩张协调性。结果表明,(1)城镇人口、二三产业产值、建设用地和夜间灯光呈现出明显的空间集聚特征,主要集聚状态出现在江苏南部区域。(2)在72个县级区域中,10%的区域土地城镇化增长速率小于人口城镇化,其他90%的区域土地城镇化增长速率大于人口城镇化。整体来看,全域土地城镇化速率快于人口城镇化。另外,约30%的区域土地城镇化增长速率高于经济,约70%的区域土地城镇化增长速率低于经济。整体而言,大部分区域用地效率良好,属于有序扩张。(3)从经济-人口-夜间灯光-建筑用地的协调度来看,2015和2019年95%的县级区域处于协调发展状态。对比2个年份可知,江苏省40%的区域协调度处于增长趋势,其他60%的区域协调度处于下降趋势。研究结果可为江苏省优化城市扩张,促进区域健康、协调的可持续发展提供思路。     

快速城市化背景下上海绿色空间景观格局梯度及其多样性时空动态特征分析

以上海典型快速城市化地区为例,基于遥感影像数据,综合运用RS/GIS技术和Fragstats 3.3移动窗口法对1997年、2000年、2005年、2008年和2015年5个年份上海绿色空间的景观格局梯度及其多样性时空动态进行分析。随城市发展的绿色空间梯度变化和景观多样性的空间显式化研究可以帮助理解景观格局-过程关系,同时为城市景观格局优化和管理提供支持。结果表明,(1)1997—2015年间,研究区总体上以建设用地的增加和绿色空间的总量减少为典型特征,农田景观面积比例PLAND减少了32.85%,森林绿地PLAND增加了9.44%,水体PLAND增加了1.58%,建设用地PLAND增加了28.59%。(2)研究区绿色空间的景观格局随着城市空间多方向的扩张变化明显,同心矩形带梯度模式分析和多向梯度模式分析结果显示,近20年来,在矩形环4以内中心城区森林绿地PLAND、斑块数量NP、斑块密度PD、景观形状指数LSI的增加,表明中心城区森林绿地景观破碎化越来越严重,人工痕迹较重。在矩形环5以外区域森林绿地PLAND、LPI的增加及NP的下降表明郊区森林绿地景观表现出一定的集聚性;在矩形环5以外区域农田PLAND、最大斑块指数LPI的下降和PD、LSI的升高表明建设用地的扩张使原本均一化的农田景观越来越破碎,形状也越来越复杂。(3)景观多样性时空动态变化分析表明,1997年仅中心城区景观多样性SHDI较低,而2015年SHDI在整个研究区均呈下降趋势。     

北京市城乡交错区农村居民点林木树冠覆盖动态研究

城乡交错区是城市与乡村的过渡地带,土地类型变化频繁,人地矛盾突出。以北京市城乡交错区为研究对象,通过林木树冠覆盖这一新指标,以覆盖研究区域的分辨率为0.5 m的2002年8—9月真彩色航片和2013年8—9月的WordView-2卫星影像为基础,探讨2002和2013年该区域农村居民点林木树冠覆盖的变化情况,以期为目前乡村振兴大背景下的农村居民点生态环境建设提供一些有益的理论与实践指导。研究结果显示,2002—2013年间,城乡交错区整体的林木树冠覆盖率由19.54%增加到22.15%,农村居民点数量减少428个,居民点平均林木树冠覆盖率由17.78%增加到25.01%。从林木树冠覆盖等级来看,2013年高覆盖度和极高覆盖度农村居民点数量所占比例比2002年分别提高14.27和6.45百分点,极低覆盖度农村居民点数量占比减少0.13百分点。在空间分布上,无论是2002年还是2013年,农村居民点林木树冠覆盖率均呈现随着环路增加而增加的变化趋势。11 a间,一直保留存在的居民点林木树冠覆盖率由19.03%减少至16.39%,对其的土地转移概率矩阵分析发现,该类村庄中,建设用地最稳定,保持自身不变的概率达到84.50%。新增农村居民点林木树冠覆盖率(25.70%)明显高于消失农村居民点林木树冠覆盖率(15.54%)。对不同变化模式农村居民点变化部分的统计分析显示,扩张、新增和边缘新增模式的农村居民点林木树冠覆盖率分别为25.05%、25.70%和27.71%。     

中国农业净碳汇空间集聚与分异

农业净碳汇空间集聚与分异特征,是当前中国农业现代化、生态化转型面临的重大问题。为了精准把握长时间尺度、微观空间单元下中国农业净碳汇空间集聚与分异特征,文章采用全国县域尺度农业数据,结合标准差椭圆方法、探索性空间分析方法等分析工具,对中国县域农业净碳汇空间格局分布规律进行详细探讨。研究表明,(1)从标准差椭圆方法揭示的空间分异格局来看,净碳汇空间分布中心整体存在向东北移动的趋势,空间分布范围存在明显的收缩态势,东北地区净碳汇对全国净碳汇空间格局的影响作用加强。(2)从全局空间自相关揭示的净碳汇空间集聚格局来看,全国净碳汇自1991─2011年经历了集聚—分散的过程。1991─2001年间,空间自相关程度在不断增强,农业生产方式和农业活动结构的相似性在空间上表现得较为明显。2001─2011年,空间自相关系数大幅下降,意味着净碳汇高值集聚区域在空间上逐渐呈现碎片化。(3)从局部空间自相关来看,农业净碳汇高值集聚区不断增多,低值集聚区不断减少,总体上反映了中国农业生产净碳汇在空间格局上呈现出的改善。已经形成了东南地区净碳汇、西北地区负碳汇为主的空间分布格局。