河谷盆地型城市景观格局演变及其生态效应

以西北地区典型的河谷盆地城市兰州为例,基于1995、2005和2015年3期的遥感影像数据,分析兰州市主城区的景观格局动态变化特征,并通过景观人工干扰强度模型和景观格局梯度从微观上对景观组分变化引起的生态效应进行综合评价.结果表明:1995年以来,兰州市建设用地扩张剧烈,草地、林地等生态用地退化明显,城市景观结构趋于单一; 1995-2015年,以草地、林地和耕地为主的低强度和中低强度景观人工干扰区域面积稳中略有减少,以建设用地为主的高强度与中高强度区域持续蔓延;景观格局变化特征明显的梯度带与建设用地扩展显著区域大致相同.景观破碎化总体趋于缓和,但景观多样性减少、邻接程度下降,且建成区周边和两岸河滩地受人为干扰越来越明显,破碎化越来越严重.     

中国建设用地利用强度时空演化及其驱动机制分析

以中国4个五年发展战略的截止年份为时间节点, 基于径向函数(RBF)神经网络模型测度2000, 2005, 2010和2015年中国337个市级行政单元(不含港澳台地区)建设用地的利用强度, 并利用探索性空间数据分析模型(ESDA)分析其时空演变格局, 运用地理加权回归模型(GWR)分析中国建设用地利用强度时空分异的主要驱动因素。结果表明: 1) 2000—2015年, 中国建设用地利用强度整体上呈上升趋势, 且空间差异显著, 高强度的利用水平集中在环渤海经济区、各大沿海城市和省会城市; 2) 中国建设用地利用强度呈现空间自相关性, 且全局分异格局与冷热点分布格局及空间异质性的态势基本上吻合; 3) 中国建设用地利用强度的空间格局演变主要受经济发展水平、产业结构、城市化水平以及政府经济调控4 种因素影响, 影响程度的排序为城市化水平<产业结构<经济发展水平<政府经济调控。     

近25年嘉峪关城市景观格局变化及人文驱动力分析

基于RS和GIS技术及社会经济统计资料,以嘉峪关市1986,1996,2006,2010年Landsat TM/ETM+影像为数据源,分析了嘉峪关城市景观格局动态变化及其人文驱动力.结果表明:1986-2010年嘉峪关城市景观格局变化显著;土地利用强度大、土地利用系统复杂性增加;建设用地、城市绿地和水体的优势度增加明显,未利用地优势度减少.研究期间嘉峪关城市景观破碎度和复杂性增加,景观多样性和异质性增强.城市整体景观分离程度下降,聚集度增加、城市生态系统自然性下降.近25年来,政策和城市规划是嘉峪关城市景观变化的根本因子,城市化进程则是直接的诱因,人口和经济发展是主要的驱动因子,工业用地及基础没施用地需求是城市土地扩展的重要动力.     

洞庭湖生态经济区城乡建设用地演变特征及驱动因素

探究城乡建设用地演变特征及其驱动因素对促进国土空间可持续发展具有重要意义。现有研究在政策量化方面往往只关注限制城镇扩张的约束政策,而较少考虑引导城镇发展的驱动政策,且多集中于整体尺度,对区域内部每个单元的差异考虑不足。研究以洞庭湖生态经济区为例,探究其2000—2020年土地利用类型转移、景观格局演变,借助回归分析和景观扩张指数探究全域和县（市、区）级建设用地演变的主要驱动因素并定量化政策因素对建设用地扩张的驱动作用。结果表明：2000—2020年洞庭湖生态经济区耕地和建设用地景观结构变化明显,建设用地的增长主要以占用耕地为主,其年变化率由1.968%提高到1.973%;景观格局分析表明,建设用地景观优势逐步增强,耕地和林地的破碎化程度上升,水域分布更加集中,整体景观趋向于离散化和复杂化;全域尺度上,社会经济因素对建设用地演变的驱动作用较为明显,每单位距乡镇中心距离增加将使建设用地扩张机会减少到原来的0.615倍,各斑块以邻接扩张式为主,扩张中心小幅南移。县（市、区）尺度上,社会经济、自然与政策因素均表现出地区差异性,交通运输用地显著增加,建设用地增长以交通建设为主。研究结果有助于洞庭湖生态经济区实现“共抓大保护、不搞大开发”目标,为优化国土空间开发保护格局提供引导依据。     

就地城镇化地区城乡建设用地时空格局演变——以福建省晋江市为例

以多时相Landsat系列遥感影像为数据源,通过选取最优波段组合,采用监督分类方法提取城乡建设用地。综合运用景观格局指数、城乡建设用地扩展测度指数法、象限方位分析法以及GIS空间分析法,从景观格局演化、时空规模动态、空间分异特征以及扩展模式更替4个层面揭示就地城镇化下晋江市城乡建设用地时空演变规律。研究结果表明:1)1996—2016年晋江市城乡建设用地在景观中的优势度逐渐显现,内在连通性不断提高,边界形态逐渐规则化,空间上呈现出聚集连片的发展趋势;2)1996—2016年晋江市城乡建设用地规模不断增加,扩展速度和扩展强度不断提高;3)晋江市城乡建设用地扩展主要以北、东北和正南方位扩展为主,其扩展速度分别处于高速扩展和快速扩展;4)晋江市城乡建设用地增长方式以边缘式扩展为主,填充式和飞地式扩展为辅,但边缘式扩展规模呈现下降趋势,填充式扩展规模则表现出上升趋势,城乡建设用地利用更趋于集中化。     

南昌市景观格局变化与城市扩展分析

以江西省南昌市为研究区,利用南昌市2007年、2011年和2016年3期Landsat遥感影像为数据源,运用景观生态学原理,基于RS和GIS技术,建立景观类型与土地利用类型的对应关系。根据生成的景观格局分类图,应用Fragstats软件计算不同时间段的景观指数,对南昌市2007-2016年的景观格局变化特征进行定性和定量研究。采用遥感图像增强与人工解译方法提取南昌市不同年份建成区边界,分析建成区扩展情况与自然环境因素、社会经济因素的关系。结果表明:南昌市景观格局从2007-2016年发生了较大的改变,景观类型总体变化趋势是林地、草地、未利用地这3类景观类型在不断地减少,建设用地、耕地和水域这3种景观类型则大幅度增加;景观格局的总体趋势是斑块数量、优势度、紧凑度增加,多样性、均匀度、分维数下降。这段时期内南昌市的建成区面积不断增加,年均扩展速度为14. 50 km~2,年均扩展强度指数为0. 190,属于缓慢扩展。水文、地形等自然环境因素与人口、资金、政策等社会经济因素对城市扩展产生重要影响。     

黄河流域中心城市空间扩张对景观格局的影响——以西安市为例

黄河流域生态环境脆弱,中心城市空间扩张及其景观格局变化是黄河流域高质量发展的重要研究内容。以黄河流域中心城市西安为研究对象,基于2000年、2005年、2010年、2015年和2020年5个时期的西安市建设用地数据,运用ArcGIS空间分析和景观生态学方法,分析城市建设用地变化的景观生态效应。结果表明：(1)西安市2000年至2020年以来建设用地总面积不断增长,呈现“先快后慢”的扩张规律。城市扩张在结构上呈现以中心城区为核心的圈层式扩张模式,建设用地扩张所占主要地类为耕地。(2)西安市建设用地扩张对景观格局变化存在显著的影响：随着建设用地扩张,景观破碎度上升,景观多样性逐步增强,景观斑块的破碎化加剧,斑块边缘长度增大逐渐呈长条状,斑块形状更加复杂。     

量化社会经济发展对城市景观破碎化的影响

【目的】以扬州市为例,分析城市景观破碎化的空间格局,定量研究社会经济因素对景观破碎化的影响及该影响的相对重要性。【方法】利用空间分辨率30 m的Landsat卫星影像、乡镇层次的扬州统计年鉴等数据,运用景观格局分析法、增强回归树模型(boosted regression trees, BRT)等方法,开展景观破碎化空间格局及社会经济驱动的研究。【结果】①扬州的土地利用类型以耕地为主,占全市总面积的54.9%,其次为水体(22.0%)和建设用地(21.9%),林地和草地很少(1.1%)。距离市中心越远,景观破碎化程度越高,在城区边缘达到峰值,而后随着距离的继续增大,破碎化程度逐渐减小。②随着城市化水平的增加,景观破碎化程度呈先增加后减小的趋势,其在城市化水平35%~45%时达到峰值。③在景观水平上,社会因子(人口数量和人口密度)对景观破碎化的影响以抑制为主,而经济因子(人均GDP、人均财政收入、第一产业产值占比和第三产业产值占比)的影响以促进为主。与景观水平相比,社会经济因子在类型水平上对景观破碎化的影响更大,而且它们与破碎化不同特征(斑块密度、边缘密度、分离度和聚合度)的作用关系也存在明显差异,且主要体现在分离度和聚合度上,例如人均财政收入在景观水平上促进分离度的增加,在类型水平上却表现为抑制作用。【结论】社会经济发展对城市景观破碎化产生较大影响,不仅体现在不同的尺度(景观和类型水平)上,还体现在社会经济因子对破碎化特征不同的驱动作用(抑制或促进)上。因此,需要综合考虑社会经济发展对景观破碎化影响的尺度效应及作用强度与方向,有效缓解城市景观的破碎化,保障城市的生态安全和可持续发展。     

基于Landsat TM的地表热环境对城市扩展的响应——以重庆市南岸区为例

重庆直辖以来,城市建设步入高速发展阶段,城市热岛效应已成为城市生态问题的热点。以重庆市南岸区为例,以1988、1993、2000、2007年和2010年5个时期的遥感和矢量数据为基础,在RS和GIS的支持下,通过对南岸区建设用地重心转移、地表温度变化、热岛中心转移进行动态研究,分析了研究区建设用地重心转移过程、地表温度空间分布差异以及热岛中心运动特点。结果表明:研究区在22年间,建设用地扩展明显,重心逐渐向东南方向转移,且转移速度逐年提高;地表温度空间分布格局变化明显,城市热岛现象日益显著;城市高温区下垫面多以建设用地为主,城市低温区下垫面多以水域和高植被覆盖为主;城市热岛中心空间变化与建设用地重心空间变化具有较高的一致性。研究成果可为城市规划与城市生态环境保护提供决策参考。     

基于MCR模型的皖江城市带建设用地适宜性评价

以皖江城市带作为研究区域,选取面积大于100 000m~2的城市建设用地斑块作为研究扩展的源地,将评价指标具体到斑块这一微观尺度,探索不同因素对城市扩展的作用,并确定建设用地的扩展方向。研究利用最小累积阻力模型(MCR),选取地形、生态敏感性、景观类型、可达性四个阻力因子,利用最小累计阻力模型,构建建设用地扩展阻力面,生成建设用地适宜性分区图,并利用Arc GIS中最佳路径的算法得到建设用地扩展的最小耗费成本路径网,评价建设用地在空间分布上的适宜性,并在此基础上对建设用进行功能分区,为城市的发展提供科学的理论指导。研究结果表明:皖江城市带以中敏感性区域为主,主要分布在长江以北;扩展适宜性分区中主要是适宜扩展区和较适宜扩展区,主要分布在长江沿岸区域;建设用地扩展的最小路径网呈树状分布,研究区北部扩展成本较低,且扩展的路径相对较多。根据研究结果提供的参考,对芜湖市建设用地的规划具有重要意义,利于城市的科学布局,构建可持续发展社会。     

基于RS与GIS的山地城市建设用地扩展研究——以重庆市南岸区为例

随着经济不断发展以及全球人口持续增长,建设用地指标紧缺的问题日益凸显,山地城市建设用地扩展研究对于城市的进一步发展有着重要的作用。采用1978—2010年间的8期Landsat-TM数据,通过计算景观分离度、分维数、建设用地动态度、建设用地扩展指数和建设用地重心等指标,对南岸区32年来建设用地扩展过程进行了定量研究。研究结果表明:南岸区建设用地扩展保持较高的速度,城市用地结构更为紧凑,建设用地形态趋于规则化发展,建设用地稳定性也越来越强,且其重心由南岸区的西部向东部迁移。该研究成果对南岸区城市建设与规划具有参考意义。     

近30年中国典型城市群建设用地扩张的时空特征及其对比——以京津冀城市群和粤港澳大湾区为例

为了进一步把握当前城市群发展的特点与方向,掌握城市群建设用地的扩张机制,选择中国南北两地最具代表性的京津冀城市群与粤港澳大湾区为研究对象,利用1988—2017年的建设用地数据,借助城市扩张速率、城市扩张强度、城市扩张差异指数和景观扩张指数等指标,对比分析两大城市群近30年间建设用地扩张的时空特征及其差异,并结合灰色关联模型分析两大城市群建设用地扩张的影响因素。结果表明京津冀城市群进入城市化的高速发展期,而粤港澳大湾区则进入城市扩张的成熟期,且大湾区内部的发展速度要优于京津冀城市群:(1)京津冀城市群建设用地的增加面积是粤港澳大湾区的3倍多,但其建设用地的扩张速率和扩张强度均小于粤港澳大湾区的,即扩张进程总体上慢于粤港澳大湾区。(2)两大城市群建设用地扩张存在显著的时空差异性:粤港澳大湾区建设用地的扩张速率和扩张强度在1988—2007年间均明显高于京津冀城市群的,但从2008年开始均低于京津冀城市群的,且差距不断扩大;京津冀城市群的建设用地呈多中心环状放射性扩张,粤港澳大湾区的建设用地则由点状扩张转为面状发展。(3)两大城市群建设用地的扩张过程存在显著的区域差异:京津翼城市群的建设用地扩张速度由高至低依次为南部、东北部、中部,粤港澳大湾区东岸的建设用地扩张速度快于西岸的。(4)两大城市群的新增建设用地斑块均以边缘式扩张和填充式扩张为主,飞地式扩张的数量占比逐渐降低,扩张格局不断从扩散走向集聚,但粤港澳大湾区建设用地扩张的集聚水平更高。(5)京津冀城市群的建设用地扩张主要受常住人口和地区生产总值的影响,而地区生产总值和固定资产投资总额则是粤港澳大湾区建设用地扩张的主要驱动力。     

酒泉市1990—2016年城市空间形态及驱动力分析

城市空间形态体现城市空间扩展过程,对城市可持续发展战略的制定具有重要的参考价值。利用遥感影像从城市空间扩展和城市外部形态的时空特征两方面,借助GIS和RS技术定量化分析酒泉城市空间形态演化规律,利用灰色关联方法对酒泉城市空间扩展驱动力进行探究。结果表明：城市空间扩展呈现整合式外延快速扩张过程,用地扩展和速度差异较大,用地扩展方向指向性明显;城市外部形态呈现不稳定的分散发展状态,重心转移向西南和西方向。城市建设用地空间扩展的主要驱动力为经济发展和建设投资。     

铜仁市碧江区土地利用变化的时空特征及其驱动因素

揭示当前多重因素驱动作用下,以铜仁市碧江区为例探究其土地利用的时空变化特征及其驱动因素分析对地区土地集约利用和粮食安全具有重要意义。基于2009年、2017年landSat高清影像为数据源并结合野外调查验证,通过土地利用动态相关指标以及转移矩阵计算,揭示出了碧江区土地利用变化幅度、速率的演变规律,运用核密度估计方法探究区域土地利用变化的时空集聚特征和差异。结果显示:碧江区土地利用主要是以有林地、灌木林地、草地、旱地为主,其次是以城镇用地、水田和农村居民用地为主。2009—2017年,碧江区土地利用类型变化的幅度和速率均呈现出明显的特征和差异,其中城镇用地利用幅度最大,道路和城镇用地利用变化速率最快,其率值分别为59%、16.81%。碧江区土地利用转换较大的是以城镇建设用地和道路为主,旱地转为城镇用地的面积最多,其转换面积为90.40 km~2;土地利用转换的空间演变呈现出3种变化模式,其主要以城乡向外扩展、道路指向性和农村居民点就近利用模式存在,土地利用空间集聚主要集中于碧江区中部向东部移动趋势。影响碧江区的土地利用变化的驱动因素主要是以社会经济、地形地貌、政府政策、人口以及产业结构调整共同作用的结果。     

城市建设用地时空演变特征及驱动分析*——以重庆市两江新区为例

城市化是当前社会发展关注的重点问题,城市建设用地扩张是城市化的最主要形式之一,对典型区域城市建设用地进行研究,可为当地及类似区域城市规划和科学发展提供重要的数据支撑;以重庆市两江新区2010—2018年自然、社会、经济数据为依据,利用主成分分析方法,地理探测器等方法对两江新区城市建设用地时空变化进行分析,研究结果表明:两江新区城市建设用地扩张趋势呈先快后缓;扩展区域集中在"四山槽谷地带"和嘉陵江沿岸;城市建设用地扩张主要来源为耕地,以及少部分林地和园地;扩张的主要时间驱动因素为GDP值和第二产业占比,主要空间驱动因素为河流、坡度、距行政中心和距主要高速公路距离;城市建设用地扩张受多因素影响,在长时间序列下主要受经济因素影响,在空间上受自然因素影响大。     

土地利用视角下的景观要素空间关系分析——以厦门市为例

提出了基于矢量数据和拓扑关系的景观要素空间关系研究方法,介绍了应用GIS技术计算景观要素空间联系度指数和空间关联度指数的方法,并以厦门市为例,从土地利用视角对景观要素空间关系及其变化进行分析。研究结果表明,期间厦门市景观要素存在明显分异的空间关联格局且总体趋向交错分散,反映了区域城市发展和地域开发的基本格局,特别是围绕建设用地扩张和农田变更的空间邻接特征变化,揭示了人类活动对区域土地利用格局变化的控制作用。     

快速城市化过程中城镇用地与农业用地的景观斑块特征研究--以深圳市为例

以快速城市化地区——深圳市为例，使用景观格局的研究方法，在斑块水平上，通过计算景观单元特征指数，包括斑块数、斑块面积等指标，以及不同景观组分的面积谱和斑块形状指数，对快速城市化地区的城镇用地、耕地、林地、园地等主要用地类型的斑块特征在时间和空间上的变化进行了研究．结果表明，在快速城市化过程中，城镇用地在空间上向着大面积、高度聚集，在斑块形状上向着规则化的方向发展；耕地与之相反，由原来的聚集分布转为破碎化分布，斑块形状不规则化明显；林地由于其在空间分布上与耕地(城市化前期)、城镇用地(城市化水平较高时期)存在着明显的分异规律，林地主要分布在海拔较高的区域，因此其无论是在空间分布上的聚集性，还是在斑块形状的规则性方面，受城镇用地迅速扩张的影响较小，均维持在较高水平；而园地作为城市化过程中产生的一类新兴的农业用地，与城镇用地类似，向着在空间上聚集、斑块形状上规则化的方向发展．     

城镇建设用地控制模型研究--以重庆市为例

分析了城镇建设用地扩展的内在机理，提出城镇人口增长和固定资产投资是拉动城镇建设用地需求的两大因素-据此对城镇建设用地控制指标体系建设进行了探索性研究，构建了建设用地控制模型，提出了重庆市土地利用总体规划修编城镇建设用地控制目标．     

基于分形理论的辽宁城市群人地关系特征时空演变

针对辽宁城市群发展过程中出现的问题,利用DMSP,VIIRS夜间灯光与城市经济等数据,从城市人口、土地城市化、国民生产总值、社会固定投资等方面构建了异速生长模型与城市经济发展模型,对其人地关系展开了长期的动态研究.对其人口-土地城市化及地级市经济发展水平进行了测度,并做出了针对性评价.结果表明:辽宁城市群的人地关系主要受重工业经济与资源型城市开发影响,其中沈阳城市发展趋向扁平化,而葫芦岛、丹东等城市发展趋向立体化.对于经济发展较好的城市应该防止其城建用地粗放扩张,对于经济发展水平滞后的城市应该创造就业机会,吸引人口聚集.研究结果对于辽宁城市群未来的城市化发展具有一定的参考价值.     

Spatiotemporal Dynamics of Urban Growth in Island Region from a Multi-scale Perspective: a Case Study of Zhoushan Island,China

The intensified conflict between island urbanization and lagging supervision deserves special attention worldwide.Zhoushan Island has been an outstanding center of marine economic development in China but also one of the areas most threatened by recent human activities.To cope with this challenge,the development of a retrospective understanding of the spatiotemporal dynamics of island urban growth is a key prerequisite.Detailed,multi-scales,long-term studies on island urban expansion are relatively rare.Remote sensing data,landscape metrics,and spatial statistics were used to characterize the urban landscape changes during the years from 1980 to 2013.Then,the potential determinants of island urban expansion were analyzed by integrating socioeconomic drivers,population factors,topographic variables,and policy guidance.The results indicate that Zhoushan Island has experienced a considerable urban expansion with an evident acceleration during the last period.Landscape changes in response to urban expansion varied with time,region,and scale.A general understanding of landscape metrics failed to reveal accurate dynamics for the urban landscape at a local level.At a block size of1 km,the urban landscape was more compact around the island urban center and the new developing zone,in contrast to the extensive and scattered pattern present across the entire region.Urban land primarily expanded from the urban center to the coastal regions due to topographic constraints and support from policy and economic benefits.The potential impact of the population factor decreased with urban growth,a finding that differs from several previous studies.The island urban dynamics observed in this study involved characteristics and differences that will guide future planning decisions and will provide a scientific case for urban development and sustainability with respect to islands and coastal regions in China.