国家中心城市土地利用变化稳定性和系统性特征——以武汉市为例

运用改进的土地利用变化强度分析框架探析国家中心城市土地利用变化模式的稳定性和系统性特征。以土地利用变化转移矩阵为基础,从自上而下的三个层次(间隔、类别、转换)分析区域土地利用变化强度动态特征。鉴于多种地类相互转换过程分析的非直观性,提出一种转换模式交叉列联表表示各种转换类型的稳定性和系统性特征,并有助于研究者将土地利用变化的模式与过程相联系。以国家中心城市武汉为研究案例,分析其1996—2015年土地利用变化模式的稳定性和系统性特征,并对比其他国家中心城市近年来土地利用变化模式特征。结果表明:武汉市近年来土地利用变化强度呈上升趋势,农村居民点用地、城镇建设用地和耕地的转入以及耕地、未利用地和水体的转出表现出时间尺度稳定性。耕地向城镇建设用地和农村居民点用地等转换过程则表现为稳定的系统性变化模式。其他国家中心城市主要土地利用变化模式与过程及武汉市表现出较大的相似性。改进后的强度分析框架能更直观地反映土地利用变化模式的稳定性和系统性特征,研究结果对深入挖掘国家中心城市土地利用变化模式信息,理解其土地利用变化过程与机制具有重要作用。     

国家中心城市土地利用变化稳定性和系统性特征——以武汉市为例

运用改进的土地利用变化强度分析框架探析国家中心城市土地利用变化模式的稳定性和系统性特征。以土地利用变化转移矩阵为基础,从自上而下的三个层次（间隔、类别、转换）分析区域土地利用变化强度动态特征。鉴于多种地类相互转换过程分析的非直观性,提出一种转换模式交叉列联表表示各种转换类型的稳定性和系统性特征,并有助于研究者将土地利用变化的模式与过程相联系。以国家中心城市武汉为研究案例,分析其1996—2015年土地利用变化模式的稳定性和系统性特征,并对比其他国家中心城市近年来土地利用变化模式特征。结果表明：武汉市近年来土地利用变化强度呈上升趋势,农村居民点用地、城镇建设用地和耕地的转入以及耕地、未利用地和水体的转出表现出时间尺度稳定性。耕地向城镇建设用地和农村居民点用地等转换过程则表现为稳定的系统性变化模式。其他国家中心城市主要土地利用变化模式与过程及武汉市表现出较大的相似性。改进后的强度分析框架能更直观地反映土地利用变化模式的稳定性和系统性特征,研究结果对深入挖掘国家中心城市土地利用变化模式信息,理解其土地利用变化过程与机制具有重要作用。     

基于扩展CA模型的土地利用变化时空模拟研究——以深圳市为例

本文从改进传统CA模型在土地利用变化时空模拟方面存在缺陷和不足的角度出发,结合Markov模型的总量预测优势以及CA模型的空间演化优势,提出基于Logistic回归的元胞适应度计算方法等,以此构建开发出扩展CA模型,并基于2000年、2008年ETM影像以及相关辅助数据对深圳市2000年-2015年土地利用变化进行了模拟研究。结果表明:①耕地和建设用地是深圳市变化最为显著的土地利用类型,建设用地增加的主要来源是耕地和园地,其次是未利用地;②深圳市未来土地利用方式仍将以建设用地快速扩张为主,若继续目前的发展趋势,未来耕地保护压力巨大;③经检验,扩展CA模型模拟精度达到83.74%,能够满足反映区域土地利用变化趋势的需要,可以为地方政府在制定土地政策时提供有价值的决策参考依据。     

1995年-2019年内蒙古清水河县土地利用空间格局变化分析

以内蒙古清水县为研究区,基于中国土地利用现状、遥感监测数据库及空间信息技术,采用1995年、2000年、2005年、2010年、2015年、2019年6期30m土地利用栅格数据为基础数据,分析了清水河县土地利用空间格局变化。研究表明:清水河县土地利用主要以草地为主,土地利用类型面积占比为草地耕地林地建设用地水域未利用地。1995年-2019年,耕地面积占比呈现了降低的趋势,林地面积占比呈现了逐渐增加的趋势,草地面积占比呈现了先增加后减少的趋势,建设用地占比呈现了逐年递增趋势,未利用地占比为先降低后增加的趋势。土地利用类型全局空间自相关分析得出,耕地空间分布集聚特征呈先增加后下降趋势,其他五类用地整体上都呈现了空间集聚性下降趋势。土地利用类型局部自相关分析得出,1995年-2019年从整体来看,区域集聚性表现为减少趋势。各类型高集聚区增加的类型为林地、草地、建设用地,高集聚区减少的类型为耕地、水域和未利用地。1995年-2019年各类型低集聚区增加的类型为草地,其他类型均呈减少的趋势。     

松嫩平原土地利用/覆被变化的动态过程分析——以大庆市杜尔伯特蒙古族自治县为例

本文以大庆市杜尔伯特蒙古族自治县为例，利用1954年～2001年5个时期的土地利用数据，在遥感和GIS技术支持下，采用逐个图斑跟踪记录的方法，动态监测每个图斑在各个时段的变化过程。从研究起始时间开始从来没变过，或变化次数较少的空间单元称为趋向稳定类型的转换，而变化次数较多的空间单元称为趋向不稳定类型的转换。根据每一土地单元土地利用变更次数的多少对土地利用/覆被变化的敏感性进行分析。将研究区某一时段内的土地利用变化划分为未变更类型、人类干扰型、自然演化型3种类型，分析了各种用地类型转换过程中土地利用方式的稳定程度。研究结果表明：①水域和与人类活动关系密切的城镇及居民用地、耕地最为稳定；其次是土地退化的盐碱地和未利用土地；沼泽地、林地、草地稳定性较差；②当未变更类型和自然演化类型向人类干扰型转变后，土地利用方式将趋于稳定，在下一时段变化的可能性较小；未变更类型和人类干扰型向自然演化型转变后，土地利用方式趋于不稳定，在下一时段发生变化的概率较大。     

1991年～2006年贵阳市土地利用变化及其驱动因素分析

以贵阳市为研究区,利用1991年、1996年、2000年、2006年4期的遥感影像资料和地形图,运用人机交互目视解译方法以及地理信息系统的空间分析和数理统计功能,获得贵阳土地利用的现状、动态度、土地利用类型转移矩阵等专题图、数据,并结合社会经济及人口数据对贵阳市土地利用的时空变化情况进行了深入分析。结果显示：①建设用地和林地的面积保持持续上升,耕地呈现持续下降,草地和未利用地面积则呈现出先减少后略有增加,水体的转移比例一直很小;②1991年～2006年间,主要的土地利用变化是耕地与建设用地、耕地与林地、未利用地与耕地之间的相互转化;③1996年～2006年间,耕地都主要转向建设用地和林地,林地主要来自耕地、草地和未利用地;④1991年～2006年间,研究区土地利用变化强度较大,总体来看,经济发展是土地利用变化的主导因素。     

1980年至2000年胶州湾地区土地利用变化及其对区域可持续发展的影响

胶州湾以其独特的环境特征与自然属性为周边地区提供了发展的优越条件,但其有限的土地资源和发展空间也成为区域可持续发展的制约务件.研究胶州湾地区1980年～2000年近20年以来的土地利用变化特征并分析其对区域可持续发展的影响,对区域未来发展有较强现实意义.研究表明:①1980年～1995年,该地区土地利用类型变化的主要特征是耕地绝对数量减少,城乡建设用地等其他土地利用类型绝对数量增加,耕地主要向城乡建设用地和牧草地等转换;1995年～2000年,土地利用类型变化的主要特征是城乡建设用地大幅增长,耕地少量增加,其它土地利用类型都在减少,其中牧草地减少最多;②其土地利用变化对区域可持续发展的影响可以从对粮食安全、生态环境以及社会经济发展的影响等方面反映出来.今后需要进一步探索可持续发展的土地利用模式,最终实档现社会经济与生态环境双赢的区域可持续发展.     

厦门岛土地利用变化趋势预测

采用遥感影像解译、实地调查和马尔柯夫预测模型的方法,获得了厦门岛1996年和2001年1:5万土地利用各地类转化信息.从厦门岛土地利用的时空分布及影响因素分析入手,预测其土地利用类型及其比例.研究结果表明,耕地、居民点工矿地土地和交通用地是厦门岛土地利用动态变化中最为活跃的几种类型.其中,耕地的面积和比重均大幅度下降,50年(即2051年)后耕地仅占总土地面积的约0.5%,其去向为居民点工矿地、交通用地和水域;而城市居民点工矿用地则呈快速扩张,50年后将增加13.5%,交通用地50年后将增加8.5%,其新增来源主要为耕地和园地、未利用地、林地、水域等.这说明,厦门岛城市用地发展是以牺牲耕地、园地、林地、水域等为代价的,而其中占用耕地的表现最为突出.导致这一变化的原因一方面与人口不断地长、经济持续发展和岛屿面积狭小有关,另一方面也可能与土地等相关管理政策有关.基于这一分析,应采取土地利用制度的调整与创新,建议实施异地占补平衡政策,其次,土地利用上注重挖掘潜力,推广特色农业模式.     

杭州市县域土地利用碳排放时空格局及影响因素研究

基于2005、2010、2015年杭州市县域单元土地利用数据和能源消耗数据,分析了土地利用碳排放的时空演变特征,并利用LMDI因素分解法对土地利用碳排放的影响因素进行分析。结果表明:杭州市土地利用碳排放逐渐增加,城镇用地、农村居民点用地和工业及其他建设用地的碳排放量逐渐增加,耕地碳排放在减少。从土地利用碳排放结构看,工业及其他建设用地的碳排放量最大,其次为城镇用地、耕地和农村居民点用地。不同县域单元土地利用碳排放结构及变化不尽相同。杭州市城镇用地和工业及其他建设用地碳排放呈现东北高、西南低的空间分布特征;农村居民点用地碳排放呈现东北高和西南高、中部低、主城区最低的空间分布特征;耕地碳排放呈现东北高、西南低、主城区最低的空间分布特征。总体上,土地利用变化和土地利用集约度对土地利用碳排放起抑制作用,经济发展因素和人口因素起促进作用,但不同因素在不同时期、不同县域单元的作用强度和作用方向不尽相同。     

城郊农业区土地利用变化及动因分析——以四川南充市高坪区为例

根据1885年、2004年的土地利用现状图、土地详查资料以及实地收集数据，在GIS技术支持下，利用数学模型分析了南充市高坪区近20年间土地利用变化及其动因。研究表明：20年来，研究区土地利用类型的面积变化为12 050hm²，占该区总土地面积的14.84%，主要表现为园地、城市工业用地和交通用地的增加和未利用地和耕地的减少；区域土地利用空间格局发生较大变化，斑块数目增加2 921个，斑块面积均有由大到小的变化趋势，土地利用类型多样性和破碎度增加，优势度降低；除园地、交通用地以外，其他土地类型都有分散分布的趋势；不同的土地利用类型重心在不同的方向上有不同的移动距离； 影响城郊农业区土地利用变化的因素主要是城市化和政策导向。     

鄱阳湖流域土地利用变化的土壤侵蚀效应

随着鄱阳湖流域开发进程加快,土地利用类型势必发生转移,从而对鄱阳湖流域的生态环境产生影响.为了能反映鄱阳湖流域由于土地利用变化对土壤侵蚀的影响效应,本文通过采用3S技术手段,获取鄱阳湖流域土地利用空间数据与土壤侵蚀数据,引入土地利用变化转移矩阵指数和土壤侵蚀强度指教,对鄱阳湖流域土地利用变化和土壤侵蚀效应空间关系进行定量分析.结果表明:①1985年～2000年间,影响鄱阳湖流域土壤侵蚀强度变化的土地类型主要集中在农田、林地和草地,而水域、工矿居民用地与未利用地三种土地类型对土壤侵蚀强度变化总体变化不大;②加重土壤侵蚀强度的主要是林地转化为农田、林地转化为草地、草地转化为农田;而土地利用类型农田转化为林地、林地内部之间的转化减轻了侵蚀强度.土地利用类型和土壤侵蚀强度之间的定量研究结果反映了土壤侵蚀效应的变化,与鄱阳湖流域的水土流失现实情况一致.     

1989年至2006年鄱阳湖区土地利用动态变化研究

本文利用1989年、1999年和2006年三期遥感影像解译数据,借助GIS的空间分析功能,从土地利用变化的幅度及速度、土地利用程度和土地类型转化模式等角度对鄱阳湖区近17年的土地利用动态变化情况进行了定量分析。结果表明:在人类活动和自然因素的影响下,湖区土地利用结构发生明显改变,耕地面积正在逐渐减少,但其减少速度相对较慢;而建设用地、滩地都有不同程度的增加,其中以建设用地增加速度为最快;水体和未利用地受湖区水土资源开发的影响,面积出现大幅减少;林地是近17年湖区最为稳定的土地类型,面积基本保持不变。从土地利用类型的转移变化来看,湖区各土地类型存在着不同程度的相互转换,水体主要转出方向为草地和滩地,转入部分则主要来自于耕地;而受生态退耕和垦殖活动的影响,耕地、林地和草地三者之间转换较为频繁;研究期间,建设用地的增加主要是通过大量侵占耕地来实现的;而滩地面积的增减主要受水位和人类耕作活动的制约。     

基于地类空间转化趋势模型的眉山市东坡区土地利用转化分析

利用眉山市东坡区1996年和2005年各种地类面积及其空间分布信息,借助GIS空间叠置分析和FRAGsTATS的统计功能,分别获得地类转移概率矩阵和地类空间相邻矩阵,通过将二者结合的地类空间转化趋势模型,对东坡区1996年～2005年的土地利用转化趋势进行了研究.结果表明:①所有的地类都有保持稳定的趋势,尤以居民点及工矿用地和未利用地这两种地类的稳定性最强;②城市和其它建设用地具有超强的抗可逆性,与它们相邻的其它各种地类都有向它们强烈转化的趋势,它们自己能保持极强的稳定性,这充分说明1996年～2005年期间东坡区的城市化和工业化经历着强势推进的过程;③未利用地一方面单向的朝着其它建设用地和水域强烈转化,另一方面其还是东坡区最为重要的退耕还林、还草的来源地类;④耕地和林草地较强地向建设用地转化,而建设用地向耕地和林草地转化的趋势相当小.最后不仅对该模型进行了评价,还对其应用范围进行了界定.     

未来气候变化对鄱阳湖区土地利用变化的影响评估

为了评估未来气候变化可能对鄱阳湖区土地利用变化产生的影响,本文根据IPCC的建议,利用新近建立的基于主体的土地利用变化模拟模型,详细分析了4种气候变化情景下鄱阳湖区1985-2035年的土地利用变化过程。这4种气候变化情景分别为A1B(经济高速增长模式)、A2(区域经济多样化增长模式)、B1(引进更多清洁能源的经济增长模式)和情景4(无气候变化模式)。在这些气候变化情景中,由于耕地的农业生产潜力差异显著,农户主体的收入和他们对土地利用方式的决策也发生了相应的改变。通过对这一过程的模拟和结果分析,发现气候变化可能有利于鄱阳湖区土地利用变化向着环境友好的方向自我调整。与A1B和A2两种气候变化情景相比,B1情景对土地利用变化的影响更具环境友好性。     

喀斯特石漠化与土地利用相关性研究

基于黄平县2004年的石漠化和土地利用数据,定量研究了黄平县各区不同等级石漠化土地中土地利用类型的分布规律和不同土地利用类型的石漠化发生率。结果表明,不同等级石漠化与不同土地利用类型存在着相关性,石漠化土地中以灌木林地、低覆盖度草地、未利用地、山区旱地、石质旱地等土地利用类型占较大比例。轻度石漠化土地中以低覆盖度草坡和中密度草坡为主,中度石漠化土地以未利用地和低、中覆盖度草坡和石质旱地为主,强度石漠化土地以石质旱地和未利用地为主。灌木林地中中度石漠化最高可占4.17%,低覆盖度草地中轻度石漠化比例最高为62.09%,未利用地中中度石漠化比例最高可达56.95%、强度石漠化比例可达5.43%,山区旱地中中度石漠化比例可达5.21%,石质旱地中中度石漠化比例可达56.78%。在研究区,土地利用和石漠化的这种空间关联因区域而异,土地利用和石漠化的相关性受岩性等因子的控制,在岩性以连续性白云岩为主的区域,石漠化发生比例大于研究区其它岩类,连续性白云岩区存在的大面积草山草坡均以已发生不同程度的石漠化。     

退耕还林草对黄土丘陵区土地利用的影响

为了检验退耕还林草工程对土地利用的影响，对案例区域——宁夏回族自治区固原市原州区有关政府部门和典型村的农户进行了调查。考察了退耕还林草实施的目标、过程、方式、进度安排，其中存在的问题及各部门的政策建议，收集了面上资料；座谈访问农户的家庭基本情况、退耕还林草工程参与情况、农地地块退耕前后的利用和投入产出状况、家庭各业生产情况等。将调查得到的各种数据输入到Excel软件中，利用统计功能和函数进行分析研究。结果表明，原州区退耕对象的瞄准精度不高，退耕的陡坡地尚不及退耕地总面积的50%；退耕还林提高了林地在土地利用结构中的比重，而草地比重却变化不大；退耕还林草后农户减少了低价值粮食作物的种植面积，增加了收益较好、适合当地生长的作物种植面积；退耕还林草提高了耕地资源的利用效率和效益，提高了平地和缓坡地对陡坡地的替代率；退耕后的耕地集约化程度显著提高，单位面积耕地的有机肥、化肥施用量和劳动用工量增加幅度在30%～75%之间。总体而言，退耕还林草对原州区的土地利用有着显著的正面影响，也存在一些不容忽视的负面影响。     

多主体系统理论在鄱阳湖区土地利用时空变化过程研究中的应用

本研究选取鄱阳湖区为典型区,在多主体系统理论(multi-agent system theory)的基础上建立了一个包含两个子模块的土地利用变化模拟系统,其中城市土地扩张子模块采用有限扩散聚合模型模拟城市主体的定居过程,农村土地利用变化子模块则通过模拟主体之间以及主体与环境之间的相互作用来研究土地利用变化的过程.鉴于土地利用变化的复杂性,农村土地利用变化子模块包括多种类型的主体和环境层.农户主体作为土地利用决策的直接制定者,是模块中最重要的主体,其决策行为主要有两种: 耕地扩张决策和耕地位置选择决策.在整个系统中,国家政策对土地利用的影响由一个政府主体来反映.通过对模型的校准,发现本研究建立的土地利用变化模拟系统的模拟结果与实际观测数据相符较好,模拟精度符合要求,其中城市扩张子模块的模拟效果最佳,模拟出的城市发展规模和方向都与实际情况较为一致.同时,模拟结果也表明国家政策对鄱阳湖区土地利用变化的影响十分显著.     

1990年以来卢旺达森林转型路径及趋势模拟

社会经济发展过程中一个国家（地区）森林面积由减少转为增加的“森林转型“内在驱动机制,是资源环境研究关注的热点。以4期卢旺达土地覆盖数据为主要信息源,分析1990—2015年该地区森林变化的趋势和时空特征。结合社会经济数据,借助森林转型的路径分析法,探究卢旺达森林面积变化的影响因素及其所遵循的转型路径。在此基础上,利用PLUS模型对卢旺达2030年的森林空间动态分布进行模拟预测,对如何继续保持良好转型态势提出相关建议。结果表明：①卢旺达森林面积在2010年开始出现净增长,由2010年的197383.2 hm²增加到2015年的213087.8 hm²,年增加率0.8%;②国家公园和保护区是森林增长主要地区,且主要来源于稀树草原和耕地,分别占森林净增加总面积的87.8%和8.8%;③转型的内在驱动机制主要是国家政策引导下发生的“国家森林政策路径”和“森林稀缺路径”,全球化路径体现在植树技术与资金支持;④对卢旺达2030年森林模拟预测显示,森林转型仍将继续,预计到2030年森林面积将净增加34065.2 hm²。为进一步提高研究区森林覆盖率,卢旺达政府部门应改善森林恢复的薄弱环节,加快农业集约化推广;通过为农村社区创造场外就业机会,引导经济和就业发生转型,从而推动基于“经济发展路径”与“农村集约化路径”的森林增加。