基于RS与GIS技术分析淮南矿区土地利用变化

借助淮南矿区1986、1999、2012年共3期遥感影像和地形图,应用遥感和GIS技术,通过人机交互解译方法获取了矿区土地利用/覆盖变化基础数据,由此计算各年份的土地利用结构指数、土地利用转移指数和土地利用空间指数,并依据计算结果分析矿区土地利用/覆盖类型结构和变化情况。研究表明:耕地是矿区主要土地利用类型,并逐年减少,城镇用地、水域增长最为明显,林地表现为增长趋势,农村居民点面积则呈现出先增加后减少的态势;三个年份矿区的土地利用均处于发展期;1999—2012年,土地利用变化剧烈程度较大,城镇用地、水域、和林地的增加主要依靠耕地的转化,耕地与农村居民点之间的转化是空间上分布最广泛的转化。     

滇池流域土地利用对入湖河流水质的影响

利用滇池流域2008年TM影像数据和入湖河流67个监测点的水质数据,以子流域为基本研究单元,从子流域综合分析和子流域分类分析两个角度,研究土地利用类型(国家分类标准)对入湖河流水质的影响.结果表明,21个子流域单元的水质污染指标(CODMn、TP、TN、NH3-N)与居民点及工矿用地呈显著正相关,与耕地、林地、草地呈负相关.对整个流域而言,城镇及工矿用地是入湖河流水质污染的主要来源,其污染贡献掩盖了耕地的贡献;根据土地利用结构和空间分布格局的差异,将滇池流域的21个子流域分为3类(城镇及工矿用地为主、耕地为主、林地为主).分类分析表明,水质污染指标与居民点及工矿用地始终呈现正相关,与林地始终呈现负相关.同时,讨论了土地利用空间格局差异对水质的影响,说明土地利用比例结构和分布格局对水质亦具有重要影响,     

苏锡常地区土地利用变化及其绩效分析

利用1980、1995和2000年的LandsatTM数据对苏锡常地区的土地利用进行测量,取得研究区土地利用变化的转移矩阵,据此对研究区1980-2000年的土地利用变化及其绩效进行研究。结果表明:研究区建设用地总量迅速扩展,农村居民点用地与城镇用地同速增长;耕地大量流失,呈现破碎化和分散化的趋势;建设用地以中心城市和交通干线为核心向外扩展;土地利用变化的经济和社会绩效较优,环境绩效较差;城镇用地变化的绩效较农村用地更为显著。     

中国农村人口与农村居民点用地的时空变化

利用农村人口统计数据和土地利用现状数据,对我国农村人口与农村居民点用地变化的总体态势、区域格局及其耦合状态进行定量分析。研究表明:改革开放以来我国乡村常住人口和农业户籍人口数量变化分别于1996和2001年进入快速减少的新阶段,年均分别减少1 121×104和579×104人,而1996年以来农村居民点用地面积仍呈增长趋势,年均增长0.12%;农村人口与农村居民点用地增减协同演进的良性格局尚未出现,农村居民点用地效率依然粗放,且在北方地区和东部沿海地区更为突出。城乡二元体制是造成我国农村人口减少而农村居民点用地反增逆势发展的根本原因;在相对共性的人口流动和土地管理制度背景下,自然地理条件、经济发展水平、社会历史文化等因素的综合差异造成了二者变化的区域差异性。完善农村土地利用管控体系,因地制宜科学推进农户参与式农村居民点用地综合整治,以科学调控农村人口和农村居民点用地变化,是保障耕地红线、增加建设用地指标和推进新农村建设的综合途径,而创新统筹城乡发展的体制和机制,破除城乡二元结构,是实现这一目标的基本保障。     

经济发达区农村居民点整理驱动力与模式——以浙江省嵊州市为例

农村居民点整理是优化用地布局、集约利用土地和建设社会主义新农村的重要措施。以经济发达区的浙江省嵊州市为例,研究农村居民点整理的驱动力和模式。研究表明:1996-2005年嵊州市农村居民点用地呈先增加后减少的变化趋势,农村居民点整理的政策驱动力包括耕地占补平衡政策和土地整理折抵建设用地指标异地调剂政策,经济社会驱动力包括市(县)域经济发展、城市化与农村经济社会发展。"三方共建"模式的特点是政府相关部门、村集体经济组织和村民三方共同出资共同实施。模式构成的关键因素反映出上述驱动力的影响作用。典型案例效益明显,如新增耕地率66.67%,资金平衡度228%,土地集约利用度提高176%等,耕作半径变化小,对人口城镇化和传统村落文化无显著影响。     

近20年来黑河干流中游地区土地利用/覆被变化及驱动力定量研究

黑河干流水量统一调度实施后(即2000年以后),流域干流中游地区用水量在时空上进一步受到限制。为此,研究黑河干流中游地区土地利用/覆被变化过程及其驱动力,尤其是黑河水量统一调度以来的生态环境问题,对研究区可持续发展具有重要意义。研究表明:①研究区土地利用发生了较大变化,1985-2000年,耕地、林地、城乡工矿居民用地逐渐增加,而草地、水域、未利用土地不断减少,2000-2005年耕地、城乡工矿居民用地逐渐增加,而草地、林地、水域、未利用土地不断减少;②黑河流域干流水量统一调配以来,一方面研究区可用水量进一步减少,另一方面研究区耕地短时间增加较快,研究区生态环境有退化的迹象,草地、林地、水域面积呈现减少趋势,变化率分别为2.14%、7.36%和3.69%;③1985-2000年土地利用类型主要呈现耕地和城乡工矿居民用地、耕地和未利用土地之间的相互转换,草地转为耕地,2000-2005年,土地利用类型主要呈现未利用土地转为耕地,草地和耕地之间相互转换;④土地利用程度变化存在明显的区域差异,以甘州区变化最大;⑤研究区土地利用/覆被变化的主要驱动力为社会经济因子,包括人口增长、经济社会发展等,2000年黑河流域水量统一调配以后,中游可利用水量的约束直接影响着研究区的土地利用变化。     

快速城市化进程中海岛景观格局演变及驱动机制以大长山岛为例

城市化进程改变了区域的景观结构,引起了景观格局的变化。以大长山岛两期景观分布图为数据源,运用景观生态学的理论与方法,利用景观格局指数定量分析了1995~2006年景观格局的动态变化特征,在此基础上借助CA-Markov模型对大长山岛2017年景观格局进行了模拟与预测,并探讨了景观格局演变驱动机制。结果表明:大长山岛在快速城市化的进程中,景观格局演变的总规律为自然景观向人文景观转变。1995~2006年间,主要表现为农用地、草地、商业及工矿用地面积减少,园林地、水体及水利设施、居民点及公共服务和其它用地增加;而2006~2017年间,表现为农用地、草地、园林地面积减少,居民点及公共服务、水体及水利设施、商业及工矿用地和其它用地增加,但在此期间各景观类型的面积减少和增加的速度有所放缓。     

典型流域土地利用/覆被变化及其景观生态效应——以浙江省西苕溪流域为例

土地利用/覆被变化的环境效应是相关领域今后研究的重点。论文利用1985、1995和2000年的TM数据及调查资料,研究西苕溪流域的土地利用/覆被变化及其景观生态效应。结果表明:流域内农田不断减少,居民及工矿用地持续扩大,林地前期减少、后期缓慢增加;林地和农田是流域内的主要景观类型,空间集中性及斑块碎化、形状规则化、景观同化是景观结构和景观异质性变化的主要表现;土地利用/覆被变化产生了生境质量下降、边缘效应增强、土地退化和生态系统成分单调等景观生态效应;恢复与建设西苕溪流域的景观生态系统需对景观尺度上的土地利用方式进行必要的调整。     

基于经济发展阶段理论的土地利用变化研究——以广西江州区为例

土地利用在不同的经济发展阶段表现出不同特点。广西江州区属于我国西部经济欠发达地区,经济发展正处于工业化初期的起步阶段,土地利用变化特点主要表现为:以农业生产用地和生态用地竞争为主,耕地变化是土地利用变化的主要内容;建设用地低效、缓慢增长,农村居民点增长面积占较大比重;人均农村居民点面积逐渐增加。以1978-2002年的统计数据为基础,用主成分分析和回归分析相结合,对耕地面积变化的驱动力进行了研究,结果表明:人口增长、经济发展和土地管理使得耕地面积不断增长,收入和消费的提高以及农业产业结构调整导致耕地面积减少。发达地区的发展历程表明,经济高速发展必然引起农地快速非农化,江州区在土地利用中,必须注意节约用地,保护耕地,减少土地资源浪费,防止环境污染,实现区域土地的可持续利用。     

论农村居民点用地混合利用的研究框架

土地混合利用倡导不同使用性质/功能用地的混合布局,是提高经济发展活力与土地利用集约度的重要途径。当前,土地混合利用主要应用于城市用地演变与规划实践领域,伴随着城乡互动加剧,城乡界限趋于模糊,经济发达地区的农村居民点用地内部结构与功能逐渐多样化,也呈现显著的混合利用特征。基于此,尝试将土地混合利用应用到农村居民点用地演变与规划中,在回顾土地混合利用理论及其应用的基础上,按照“内涵特征—定量测度—驱动机理—实践路径”的逻辑思路,对经济发达地区的农村居民点用地混合利用进行系统解析,并以天津都市郊区的姚村为例实证本文提出的研究框架,在理论上丰富农村居民点用地转型的内容与方法,在实践中为编制村庄规划、助推乡村振兴提供科学支撑。     

生态退耕前后张家口市耕地变化及影响因素识别

耕地变化与相关土地政策密切相关,为揭示生态退耕政策实施前后,耕地变化特征及其影响因素的差异性,该研究以北方农牧交错区——张家口市为例,分析了生态退耕前后（1989—2000年和2000—2015年）耕地变化特征。在此基础上,应用多项Logistic回归模型研究了耕地变化的影响因素。研究结果表明：1）耕地面积由1989年的1 090 031.02 hm²减少到2015年的924 647.32 hm²,持续减少了15.17%,特别是生态退耕后,耕地减少速度加快;但耕地仍然集中分布在张北县、康保县、沽源县。2）生态退耕前后,耕地转出与转入并存。与生态退耕前相比,生态退耕后耕地转换变化总面积增加121 695.72 hm²,其中转出面积增加占88.72%;耕地主要转换去向由草地（17 063.59 hm²）、建设用地（9 007.00 hm²）、林地（8 932.72 hm²）和园地（5 981.19 hm²）,变为林地（51 902.41 hm²）、园地（40 311.23 hm²）、草地（32 292.66 hm²）和建设用地（23 152.11 hm²）。3）生态退耕前后,耕地转换变化的影响因素不同。退耕前,海拔和坡度分别是耕地转为园地、林地和转为草地、建设用地的主导因素;退耕后,耕地转化的影响因素多样化,海拔仍是耕地向园地转换的主导影响因素,人均GDP变化和到最近道路距离分别成为耕地转为林地、草地和转为建设用地的首要因素。基本农田保护区和自然保护区对耕地转为园地、林地和草地也起着重要作用。研究结果能为张家口市耕地保护、生态环境保护及经济社会协调发展提供科学依据。     

基于土地利用变更调查的2010-2016年新疆尉犁县生态系统碳储量时空变化

为全面认识干旱区不同土地利用类型时空变化对区域生态系统碳储量的影响,以地处塔克拉玛干沙漠边缘生态脆弱区的新疆尉犁县为研究对象,基于详细的土地利用变更调查数据（2010-2016年）,利用ArcGIS平台和InVEST模型,分析生态系统碳储量对土地利用变化尤其是二级土地利用类型变化的响应.结果表明:①研究区内,无论是区域平均碳密度还是灌木林地、其他林地、其他草地等主要土地利用类型的碳密度均较低,而面积较少的有林地和天然牧草地碳密度相对较高,因此对这些土地利用类型应着重加强保护.②2010-2016年新疆尉犁县碳存储量净减少24.23×104 t,这主要是由于其他草地、其他园地和果园等土地利用类型被开垦为水浇地,或被建设用地、交通用地占用所导致,而同时研究区内有林地和水浇地面积增加带来了碳储量的提高.③从空间变化看,受不同区域土地利用变化方式的影响,碳储量变化特征也有显著差异,但总体上变化敏感区域集中在塔里木河周边县、乡镇及兵团所在地等人类活动聚集区,这些区域平均碳密度较高,土地利用变化也更为剧烈.④尽管由于开垦行为带来耕地面积增加,从而使得研究区耕地总碳储量增加242.77×104 t,但由于塔里木河沿岸碳密度较高的耕地被建设用地占用,新增耕地多来源于土壤碳储量较低的其他草地等土地利用类型,导致耕地平均碳密度有所下降.研究显示,建设用地占用耕地、林地、草地等地类是尉犁县碳储量减少的重要原因,而林业建设能够带来碳储量增加.因此建议:一方面,推进林、草地建设提高区域生态系统固碳能力;另一方面,重点保护塔里木河周边碳密度较高区域,严控耕地开垦或建设用地占用,同时加强耕地保护,防止通过补充碳密度较低的耕地来弥补碳密度较高区域耕地的流失.      

退耕还林还草对土地利用变化影响程度研究——以延安生态建设示范区为例

文章在分析延安生态建设示范区2000-2003年间各土地利用类型的数量变化和空间特征的基础上,引入退耕指数、退耕影响系数等指标研究退耕还林草对示范区土地利用结构变化的影响。结果显示,示范区已退耕坡耕地36.07%,平均每年退耕12.02%,全区的退耕影响系数高达4.76,该结果表明大规模的退耕还林草活动对区域土地利用变化的影响很大,它推动了土地利用结构的优化。分乡镇的研究显示,退耕对示范区各乡镇土地利用变化的影响存在一定的差异,除2个乡镇的退耕影响系数远远低于全区平均水平外,其他7个乡镇都高于全区平均水平。     

沂河流域土地利用时空变化图谱特征分析

基于沂河流域1995年、2005年和2015年土地利用空间数据,运用地学信息图谱方法构建1995-2005年和2005-2015年两个时序单元的土地利用转移图谱和涨落势图谱,分析了沂河流域近20年来的土地利用时空变化规律及发展过程。结果表明：（1）1995-2015年,沂河流域土地利用结构以耕地和林地为主,其中耕地和草地减少,林地和建设用地增加是主要变化趋势。（2）土地利用转移图谱以耕地与林地、草地之间的相互转换以及建设用地占用耕地为主,林地、草地转变为耕地主要发生在费县和平邑县中部地势平缓的山前平原,耕地转变为林地、草地则主要分布于研究区北部和西南部土壤侵蚀较为严重的山区,耕地转变为建设用地主要集中在各县市城区周边经济相对发达的区域。两个时序单元中,发生变化的主要图谱单元类型及面积存在显著差异,2005-2015年土地利用发生转换的空间进一步扩张。（3）土地利用涨势图谱中新增耕地面积最大,占新增面积的比例为33.87%;落势图谱中耕地萎缩面积最大,占萎缩面积的比例为51.38%。两个时序单元中,各县市涨落势图谱变化存在明显差异。该研究可为沂河流域土地资源的可持续利用及生态建设提供科学依据。     

岩溶流域土地利用变化对地下水水质的影响——以云南小江流域为例

利用1982、2003年土地利用现状图、地下水水质资料和监测数据,在GIS支持下,研究云南小江岩溶流域20年来的土地利用变化及其水文环境效应。结果表明:20年来,流域610.12km₂的土地利用面积发生变化;土地利用变化的主要过程是由未利用地向耕地和林地以及林地向耕地的转化;土地利用的空间格局发生很大变化,空间格局指数有不同程度的增加或减少;地下水水质的变化与土地利用变化表现出动态一致性,林地和未利用地转变为耕地后,地下水的总硬度、总碱度、pH值、SO42-、NO3-、Ca2+等离子值明显升高,并形成明显的高值区;1982年流域地下水以I、II、III级水质为主,而2003年流域却以IV、V级水质为主,地下水水质呈明显恶化趋势;流域地下水水质的变化与流域森林质量下降以及耕地扩张带来的化肥污染息息相关。     

半城市化地区土地利用变化及驱动力分析——以厦门市集美区为例

半城市化地区是在快速城市化进程中产生的一种过渡类型地域,伴随着剧烈的土地利用竞争和矛盾,土地利用变化迅速的特征。以厦门市集美区为例分析了半城市化地区土地利用演变规律,发现1987-2007年间研究区土地利用强度持续提高,城市建设用地和农村建设用地增加,农用地和淡水水域面积减少。矩阵转移分析结果表明,城市建设用地的增加主要来自未利用地、农用地和农村建设用地,农村建设用地的增加主要由农用地和未利用地转化而来,农用地是城市化过程中最容易受到侵占的土地利用类型。建设用地变化与非农业人口、总GDP,第二产业产值、固定资产投资、农民人均纯收入、实际利用外资、房地产投资呈现显著的正相关关系,是建设用地变化的主要驱动力。农用地面积变化与非农人口、总GDP、第一产业产值、第二产业产值、农民人均纯收入以及实际利用外资呈现显著的负相关关系。集美半城市化地区土地利用变化的主要驱动力包括城市人口增长、土地利用政策、经济结构调整、公共基础设施的发展以及国家政策。     

科尔沁沙地及其周围地区土地利用变化的情景分析

根据科尔沁沙地及其周围地区过去15年(1985～2000年)土地利用的时空动态变化、2000年的土地利用格局以及2010年的土地利用规划数据,构建了模拟研究地区土地利用变化的CLUE-S模型。在该模型的支持下,论文分别对研究地区未来10年(2000～2010年)土地利用变化格局的马尔柯夫情景和规划情景进行了模拟,然后,通过2000年土地利用现状图与2010年情景模拟图的叠加,分析了在以上两种情景下土地利用变化的共同之处及差异。研究结果对完善科尔沁沙地及其周围地区土地利用变化的动态管理具有重要意义。     

农地城市流转驱动机制的时空尺度效应分析

协调好经济发展和农地保护的矛盾是实现我国社会经济可持续发展战略的重要基础,农地城市流转是这一矛盾的焦点。农地城市流转在不同的规模尺度上具有不同的特征,某个研究尺度上的影响因子可能在其它尺度上并不发生作用。论文从影响农地城市流转的社会经济因素出发,应用1999~2004年省级数据分析了不同时空尺度下农地城市流转的驱动机制。研究表明,影响因子本身及其影响系数随研究尺度发生不同程度的变化。其中,我国农地城市流转驱动机制的时间尺度效应表现为,GDP、固定资产投资和人口增长一直是影响农地城市流转的主要因素,但随着时间的推移,各个影响因素对农地城市流转的推动作用不同;我国农地城市流转驱动机制的空间尺度效应表现为,固定资产投资和GDP对东部省份农地城市流转的影响最明显,产业结构升级和固定资产投资对中部省份农地城市流转的影响最明显,而GDP和总人口对西部省份农地城市流转的影响最明显,各个影响因素对不同区域农地城市流转的推动方向也不同。根据上述的研究结果,文章提出了相应的政策建议。     

矿业城市景观生态安全研究——一种双层复杂网络分析方法

以土地利用变化（LUC）和景观生态安全指标（LESI）分别作为上、下层网络,通过确定LUC和LESI单层网络的节点、节点重要度和节点连接强度,以及LUC与LESI上下层网络之间的节点连接系数,形成LUC-LESI双层复杂网络模型,并构建度中心性、聚类相关性和节点影响强度等3个复杂网络指标,定量分析区域土地利用变化与景观生态安全之间的内在有机联系,为土地利用调控提供指导.大冶市案例研究结果表明,2005~2015年大冶市景观生态安全状况相对稳定,7个乡镇景观生态安全状况得到提高,8个乡镇景观生态安全状况降低,景观生态安全总体处于第4等级;耕地减少和建设用地增加在LUC网络中处于核心位置,是整个网络的骨架,香农多样性指数SHDI在LESI网络中处于核心位置,对区域景观生态安全的影响最大,耕地减少和建设用地增加在区域景观生态安全变化中起主导作用;建设用地扩张主要占用耕地,耕地-建设既有相对集中的大面积开发区,又存在工矿建设的遍地开花,且建设主要沿道路线性展开,导致耕地-建设的平均斑块面积大、斑块聚集度较低、斑块形状指数较高;耕地改种树木现象在各乡镇已较为普遍,单块面积较大且相对集中,而耕地抛荒主要发生在山丘区域,虽集中度高但单块面积较小,耕地改种树木和耕地抛荒多表现为成片进行,导致耕地-林地平均斑块面积较大而耕地-草地平均斑块面积小,两者斑块聚集度均较高,斑块形状指数均较低.LUC-LESI双层复杂网络实现了景观生态安全与土地利用变化之间关系的定量化表达,可以作为区域景观生态安全研究的一种有效分析工具.