乡村景观多功能权衡–协同关系时空格局研究——以上海市青浦区为例

景观多功能定量化及其权衡–协同关系研究是景观生态学研究的热点。研究针对景观功能相互表征的科学性和景观多功能间关系定量化问题,以上海市青浦区为例,采用"生产–生活–生态"功能框架构建6种乡村景观功能,利用1980–2018年的基础数据,采用Spearman秩相关系数分析和双变量空间自相关相结合的方法,对该区域184个行政村的乡村景观多功能间权衡–协同关系变化特征进行研究,得到以下结果:(1)都市郊区的农业生产功能不能取代经济发展功能,青浦区经济发展功能已成为主导的功能形态。(2)青浦区乡村景观多功能间权衡–协同关系时空差异显著,表现为:农业生产功能与经济发展功能、经济发展功能与生态调节功能、经济发展功能与环境维衡功能始终呈现为权衡关系,为该区不可回避的矛盾,该结果表明该区经济发展是以牺牲生态环境为代价实现的;经济发展功能与景观美学功能间权衡关系显著,且二者关系格局呈东部权衡、西部协同,权衡区的数量递增;经济发展功能与空间承载功能间关系格局呈现东部权衡和西部协同格局,且协同关系区呈增长趋势;景观美学功能与生态调节功能/环境维衡功能间权衡区集中在青东区域,协同区分布于青西区域,且权衡区数量先增后减,协同区先减后增。(3)时空结合的分析方法能准确全面地反映乡村景观多功能间权衡–协同关系演变特征。     

乡村景观多功能权衡–协同关系时空格局研究——以上海市青浦区为例（英文）

景观多功能定量化及其权衡–协同关系研究是景观生态学研究的热点。研究针对景观功能相互表征的科学性和景观多功能间关系定量化问题,以上海市青浦区为例,采用"生产–生活–生态"功能框架构建6种乡村景观功能,利用1980–2018年的基础数据,采用Spearman秩相关系数分析和双变量空间自相关相结合的方法,对该区域184个行政村的乡村景观多功能间权衡–协同关系变化特征进行研究,得到以下结果:(1)都市郊区的农业生产功能不能取代经济发展功能,青浦区经济发展功能已成为主导的功能形态。(2)青浦区乡村景观多功能间权衡–协同关系时空差异显著,表现为:农业生产功能与经济发展功能、经济发展功能与生态调节功能、经济发展功能与环境维衡功能始终呈现为权衡关系,为该区不可回避的矛盾,该结果表明该区经济发展是以牺牲生态环境为代价实现的;经济发展功能与景观美学功能间权衡关系显著,且二者关系格局呈东部权衡、西部协同,权衡区的数量递增;经济发展功能与空间承载功能间关系格局呈现东部权衡和西部协同格局,且协同关系区呈增长趋势;景观美学功能与生态调节功能/环境维衡功能间权衡区集中在青东区域,协同区分布于青西区域,且权衡区数量先增后减,协同区先减后增。(3)时空结合的分析方法能准确全面地反映乡村景观多功能间权衡–协同关系演变特征。     

2005~2015年耕地多功能时空演变及其协同与权衡研究——以重庆市沙坪坝区为例

基于2005~2015年近10 a面板数据,在测算重庆市沙坪坝区耕地多功能基础上,探究其时空演变规律、多功能间协同与权衡关系,据此构建耕地空间组织经营模式。结果表明：耕地生产功能、景观游憩功能、社会保障功能及建设空间储备功能时空演变特征差异显著。耕地“生产-景观游憩-社会保障”功能间存在两两协同关系,且协同度均值 “生产-景观游憩”>“社会保障-景观游憩”>“生产-社会保障”;耕地建设空间储备功能与其他3项功能间存在此消彼长的权衡关系。据此构建了“一带两区”即山地休闲农业带、郊野农业游憩区、传统农业提升区的耕地空间组织经营模式。     

山区土地多功能性与过渡性地理空间关联分析

以宜宾市长宁县为研究区,基于多源数据,在栅格尺度上量化了土地利用功能。利用景观叠加分析及相关性分析等方法,明确了土地多功能性的空间分异特征,并揭示了土地功能与地形要素之间的地理空间过渡性关联。结果表明：① 山区过渡性地理空间土地生产、生态和生活功能具有多组合性,空间异质性较强。② 长宁县土地多功能性在空间上由北部平原向南部山区过渡递增,多重和双重功能主导的土地主要分布在中部槽谷和南部山区,占土地总面积的50%以上。③ 地形因子对土地多功能景观的形成发挥较大的作用,海拔650 m、地形起伏度200 m、坡度15°是土地利用多功能性的临界值,超过此临界值土地多功能性趋于减少,但生态功能占居主导。     

基于多源地理数据融合的黑河中游土地多功能性时空格局与权衡研究

土地多功能利用是提高土地利用效率、缓解人地矛盾、促进区域可持续发展的重要途径。研究构建了“生产-生活-生态”功能的土地多功能性评价指标体系,基于3 km×3 km格网,融合了遥感、统计、POI等多源地理数据,利用投影寻踪模型对黑河中游土地多功能性进行评价,通过变量相关分析和双变量局部空间自相关分析,揭示了土地多功能权衡与协同关系,并采用RGB三通道合成与二阶聚类分析相结合进行土地功能分区。结果表明:(1)黑河中游在不同利用方式下呈现不同功能,在走廊平原区土地功能以生产功能为主导,生活功能和生态功能为辅。生产功能在走廊绿洲农业区优势明显,生活功能高值区集中于城镇等基础设施条件较好的地区,祁连山、龙首山发挥着生态屏障作用。(2)研究时段内,土地多功能性稳中增强。土地多功能性与一级功能的空间格局保持稳定,土地功能间协调性普遍增强,不同功能在空间上日益重叠。(3)按照主导利用方向,土地可划分为以农业生产与城镇空间为主体的重点开发区、优化开发区和适度开发区,以及以生态空间为主的生态屏障区、生态缓冲区和生态修复区。(4)土地多功能利用仍有提升空间,尤其要加强对非主导功能的关注,协调功能间的固有矛盾;统筹推进生态修复,关注自然资本增值,从构建区域绿水青山的格局挖掘土地价值新的增长点。     

长江三角洲地区城市空间扩展研究

城市化是建设用地扩展的主要驱动因素,分析建设用地时空演化格局已成为学者研究城市化过程的重要视角。采用空间自相关等方法,测度了1985年以来长江三角洲地区城市空间扩展的集聚特征并分析其演变过程;并结合格网建设用地密度频率的变化特点,将空间划分为不同的景观梯度地带,以此研究城市空间在不同地带中的扩展特点。研究结果表明,长三角城市空间扩展聚集程度先降后升,城市化区域融合趋势明显,并在城市空间扩展中表现出以上海、南京和苏州等为代表的3种模式,反应了长三角内部不同的经济发展特点。此外,在不同景观梯度下,长三角城市空间扩展表现出典型的阶段性特征。2000年以前在各个景观梯度下城市空间扩展差异较小,表现为较强的拓展性扩展;2000年以后,在城市核心区扩展强度加强,表现为填充式扩展加快。同时,城乡过渡区面积增加迅速,表明随着城市空间扩展的加速,长江三角洲地区城市土地不集约利用现象已较为突出。     

鄱阳湖环湖区生态系统服务价值时空变化及权衡协同关系

基于修订的当量因子表,结合1988—2020年7期土地利用数据,运用GIS数据处理和空间分析等方法探究了鄱阳湖环湖区生态系统服务价值的时空演变特征,同时引入生态系统服务权衡协同度模型对食物生产、水文调节、土壤保持等7项生态服务功能进行权衡与协同分析。结果表明：① 1988—2020年鄱阳湖环湖区生态系统服务价值从577.95亿元增至592.50亿元,呈先增后减再增的波动变化特征。② 生态系统服务价值的空间分布表现为明显的不均衡性,ESV显著减少的区域为南昌市区、九江市区以及其它各区县的城镇建成区,生态系统服务价值增加的区域均匀分布在研究区东北和西北地区以及靠近研究区外侧的东南和西南地区。③ 协同关系为生态系统服务之间的主导关系,权衡关系较少且主要存在于食物生产与其他服务之间。     

基于土地利用的河北省生态系统服务权衡/协同关系研究

在分析土地利用变化的基础上,基于InVEST模型计算1985-2015年河北省农作物生产、碳储量、生境质量和土壤保持4种生态系统服务,利用ESCI指数、相关分析法、ESTD模型及双变量局部空间自相关方法识别不同尺度生态系统服务空间格局变化及权衡/协同关系。结果表明:1)1985-2015年河北省土地利用变化剧烈,建设用地、林地面积不断增加,耕地、草地、未利用地逐渐减少,但不同时段变化趋势不同。受土地利用变化影响,河北省4种生态系统服务变化趋势迥异:农作物生产水平不断提升,碳储量呈先增后减趋势,生境质量变化平稳,土壤保持呈波动减少态势。2)从省域尺度看,河北省各类生态系统服务之间相互影响,碳储量与农作物生产以及土壤保持与生境质量均呈现协同关系,农作物生产与生境质量、土壤保持以及碳储量与生境质量、土壤保持均呈现权衡关系;从区域空间分异看,供给服务与支持服务间权衡/协同关系空间变化明显,支持服务中碳储量与生境质量总体上呈现西北协同—东南权衡关系,生境质量与土壤保持以协同关系为主,碳储量与土壤保持以权衡关系为主;从县域尺度看,土壤保持与碳储量、生境质量以及农作物生产与碳储量、土壤保持的权衡/协同关系集聚特征明显,而生境质量与农作物生产、碳储量的权衡/协同关系集聚特征较为分散。理清不同区域生态系统服务间的关系,可避免不必要的权衡风险,为优化河北省土地利用空间布局、实现社会经济发展与生态系统服务双赢奠定研究基础。     

城乡融合背景下半城市化地区识别与演变研究——以苏州市为例

半城市化地区作为城乡景观混杂交错、城乡功能相互渗透的过渡性地域,推进这类地区的良性发展是促进城乡融合发展的关键。对半城市化地区空间范围的精确识别是对其实施精准管控的基础前提,对半城市化地区演变规律的科学把脉可为其未来的发展规划提供重要参考。然而,由于半城市化地区的复杂性、动态性和模糊性,目前对该类地区的精细尺度定量识别研究不多。基于此,论文综合考虑半城市化地区的复杂多维特征,在多源遥感数据支持下,建立了一种高精度的半城市化地区识别方法体系：① 构建了一套覆盖社会经济和空间格局2大维度的半城市化地区识别综合指标体系;② 运用空间网格化技术和线性加权建立了半城市化特征值的计算方法; ③ 结合滑动t检验与概率密度分析实现了半城市化特征临界值的确定。最后以苏州市为实例,运用建立好的方法体系,在1 km×1 km尺度下识别出了该市2010、2015和2018年的半城市化地区空间范围,并在此基础上进一步探讨了其时空演变规律,以期为苏州市以及其他地区未来的城市化进程提供参考。实证结果显示,苏州市的半城市化地区在空间上围绕中心城区不连续分布,在时间上总体呈现减少趋势,尤其是2015—2018年间下降幅度明显,表明苏州市城镇化发展趋于有序,乡村工业化与城市的无序蔓延有所放缓。     

半城市化地区非农土地利用及整合研究进展

我国快速城市化过程中所牵涉的各种土地利用问题一直是国家经济发展和社会稳定所必须关注的重要问题,城市和乡村交汇的地带成为了研究的热点区域,半城市化地区正是处于这样的区域当中.因此,基于土地利用视角来探讨我国未来的半城市化地区空间整合和有序发展成为该区域发展研究的一项紧迫任务.从半城市地区的非农土地利用演变模式、非农土地利用特征、存在的问题及解决途径等方面回顾总结了以往国内外学者对半城市化地区非农土地利用的研究,最后阐述了目前研究中的问题和今后研究展望.     

长江三角洲地区城市用地增长的时空特征分析

以Landsat MSS、TM、ETM 卫星影像为主要数据源,利用遥感和GIS 手段,提取了长江三角洲地区5 个时相(1979 年、1990 年、1995 年、2000 年、2005 年) 城市用地信息,分析了城市用地扩展速度、扩展强度、空间结构的变化特征,进而探讨了长江三角洲1979 年以来的城市空间生长过程。结果表明：① 1979 年以来,长江三角洲城市用地增长呈明显的加快趋势,城市用地总体扩展强度也表现为不断提高。不同行政等级城市用地的扩展强度表现为直 辖市> 地级市> 副省级市> 县(县级市)。② 长江三角洲城市用地空间结构的分维和稳定性特征具有一定的波动性。城市用地的空间结构特征与城市用地增长过程和发展阶段具有一定的联系。③ 长江三角洲城市生长表现出“一核二带”、“二核三带”、“四核四带”和“五核五带”的空间轨迹。     

长江三角洲地区城镇时空动态格局及其环境效应

利用多期遥感影像对长江三角洲地区城镇近15年来的时空变化特征进行了分析,揭示了地区城镇化的空间格局与其生态环境的相互关系。结果表明:80年代中后期至2000年之间以农业景观为主的农田、林地显著减少,城镇迅速扩张,呈集中化趋势。前后五年的土地利用动态变化的构成比例不同,后期城市扩展的速度明显减慢。土地利用的动态变化引起了环境的一系列变化,其扩展方式直接影响到局地气候及区域空气质量。     

农业多功能的地域类型与优化策略——以吉林省为例

中国农业的发展正面临可持续发展、消费者需求变化、全球化的挑战。农业供给侧改革和乡村振兴背景下,应深入研究农业多种功能的空间格局、地域类型和优化策略。论文首先简要探讨了多功能农业的发展过程和农业功能时空差异的理论基础,然后以吉林省为例,构建了农业多功能的评价指标体系,采用聚类分析等方法,对农业多功能的地域类型及优化策略进行了实证研究。研究表明：① 农业多功能具有联合生产和外部性特征,经济社会发展阶段、农业资源禀赋以及两者的组合作用,是导致农业多功能时空分异的关键因素;② 吉林省县域农业各功能的空间分异具有不同特征,农产品供给功能高值县域主要分布在中西部松辽平原,经济发展功能高值县域主要为大农业发达的县域,社会保障功能高值县域主要为东部城镇化水平高且劳均农业产值高的县域,生态服务功能高值县域主要为林地、草地、水域面积占比高的东部和西部县域;③ 吉林省县域农业多功能的地域类型可分为4类,即农产品供给优势区、多种功能并重区、非生态功能弱势区和生态服务优势区;④ 不同农业多功能的地域类型具有不同的功能组合特征和区域发展背景因素的结构性差异,应有针对性地采取差异化的发展策略。     

基于从业人口数据的长江三角洲内部职能分工与空间集聚特征

以长江三角洲地区为研究对象,基于2000年、2010年两次全国人口普查数据中10%抽样数据,以长三角139个区县为基本空间单元,提取出各区县按“行业门类”划分的行业从业人口信息,合并归纳为7 种职能类型,从结构属性和空间属性两个层面分析长江三角洲内部职能分工与空间集聚特征。首先采取洛伦茨曲线和地理集中度指数(EG),测度区域内各职能规模分异与空间集聚程度,然后以职能区位熵为基础数据进行各区县职能空间聚类分析,考察各职能集聚区的空间布局及变化情况。研究发现:从全国层面来看,长三角地区整体上以“商务商贸”和“工业”为主要职能,并且存在进一步强化的趋势,农业职能则持续弱化;长三角内部职能分工结构存在不断专业化的趋势,“商务商贸”、“现代物流”和“教育科研”等专业化服务职能逐步向上海、南京、杭州三大中心城市核心区集中,而“工业”职能集聚区集中分布在沪宁轴线地区,并逐渐向沿江地区和杭州湾沿岸地区转移和扩散。     

长三角地区城镇化协调发展的空间特征及形成机理

基于长三角一体化和区域协调发展的国家战略,在测度2001—2016年长三角地区41个城市的城镇化协调水平后,运用泰尔指数、重心轨迹、热点分析和空间计量模型等方法,分析长三角地区城镇化协调发展的空间特征及形成机理。结果表明：① 长三角地区城镇化协调水平总体差异呈波动下降趋势,省内差异不断缩小但省域间的差异在不断扩大;长三角地区城镇化协调水平整体呈东高西低的分布态势,西北—东南方向的城镇化协调发展动态演化格局变化不大,历年重心较为稳定,但空间关联范围和离散程度呈扩大趋势。② 从空间的集聚特征来看,长三角地区城镇化协调水平有显著正向空间自相关性,热点区渐向经济比较发达的上海、苏南、浙北等地区集聚,冷点区稳定分布在皖北、皖南和浙南。③ 影响城镇化协调发展空间特征的各因素均显著为正,经济发展水平仍然主导着区域城镇化协调发展,人口集聚效应对邻近城市城镇化协调水平提升更加明显,充分发挥城镇化高协调区对低协调区的带动作用,实现长三角地区均衡发展。     

对全球变化背景下长三角地区城镇化发展科学问题的思考

城镇化是中国现代化必由之路和实现经济可持续发展的长期国策。在全球变化背景下,如何科学评估并预测气候变化对城镇化发展的影响,阐释快速城镇化进程中应对气候变化的响应机制和适应模式,进而提出适应全球变化的城镇化可持续发展策略,是中国城镇化发展亟待解决的科学问题。长三角位于中国地势第三级阶梯的海岸带,海陆交互作用显著,是全球变化和人类活动剧烈相互作用的典型区域。长三角地区的城市化气候效应最强,水旱灾害、地面沉降、海面上升、极端气候事件对长三角城镇化发展的影响目前尚未作深入研究,气候变化和人类活动相互作用制约长三角的发展,长三角地区的城镇格局将如何应对气候变化和环境污染的影响?对该问题的回答是中国城镇化发展必须解决的难题,将直接决定中国城镇化可持续发展事业的成败。因此,开展长三角城镇化发展对全球变化的响应和适应对策研究,可为国家制定快速城镇化策略应对气候变化提供理论方法和科学决策依据。     

中国“三生空间”分类评价与时空格局分析

本文在探究“生产—生活—生态”三生空间理论内涵的基础上,分析了土地利用功能与土地利用类型的辩证关系,依据土地利用现状分类国家标准,建立了三生空间分类与评价体系,揭示了1990-2010年间中国三生空间的格局及其变化特征。结果表明：① 生产空间主要分布在胡焕庸线东南侧的主要城市群及粮食主产区,其扩张区域主要分布于东北平原、新疆西北、宁夏、兰州—西宁、四川盆地、环渤海、长三角、厦漳泉、珠三角等地区,缩小区域主要分布在黄土高原、呼伦贝尔大草原、江汉平原、闽南丘陵等地区;② 生活空间主要集中在全国主要城市及城市群,整体上呈现“东高西低、北高南低;大分散、小集聚”的空间格局,其扩张过程表现为环渤海、长三角、珠三角三大城市群的大规模、区域式扩张和各主要省会城市的小规模、点状式扩张。③ 生态空间主要分布在胡焕庸线西北侧,整体呈现“西高东低,南高北低”的空间格局;④ 工业化、城镇化是中国三生空间变化的基本动力,西北和东北地区的农田开垦、华北平原和三大城市群的城镇化建设、黄土高原的退耕还林等是导致三生空间区域差异的主要原因。本文可以为三生空间的分类规划和优化决策提供参考依据。     

珠三角核心区农田耕层土壤有机碳库储量时空变化特征及其影响因素识别

土壤有机碳库动态变化对区域乃至全球碳平衡具有显著影响,快速城市化地区社会经济迅速发展中土地利用/覆被变化剧烈,其农田耕层土壤有机碳库变化问题倍受关注。选择珠三角核心区为研究区域,基于1980与2015年农田耕层土壤有机碳含量数据,以乡镇为单元分析农田耕层土壤有机碳库储量的时空变化特征,并通过地理探测器定量识别其影响因素的主导因素。结果表明：1）珠三角核心区农田耕层土壤有机碳库储量1980―2015年间损失巨大,损失量达67.16%,同时其空间变化具有典型的城镇集群指向特征,即距离城镇集群越近,损失程度越大;2）珠三角核心区农田耕层土壤有机碳库储量的时空异质性变化受到气候变化、地形状况、水文环境、社会经济发展、土地利用变化和农田景观变化等多种因素的影响,且其影响力存在较大差异,各因素贡献力（q统计量）介于0.004~0.256之间;3）珠三角核心区农田耕层土壤有机碳库时空变化主导影响因素的贡献力表现为农田景观变化＞二三产增长胁迫＞水网密度＞土地结构变化。     

中国沿海三大城市群城市空间网络拓展分析——以综合交通信息网络为例

在以“空间流”为逻辑的区域空间组织下,借由城际交通与信息网络的全面发展改变着社会经济空间结构的深度与广度,由此产生的“时空压缩”效应大幅度增强城市信息联系,促使现代城市在“空间流”的作用下不断扩展城市网络空间。针对中国在城镇化发展过程中出现的沿海三大城市群：长三角、京津冀以及珠三角城市群,对其进行城市空间网络分析,结果表明：① 公路运输、普通列车、高速列车、信息网络在一定程度上把相互连接的城市转变成为城市空间对外拓展的网络节点,拉近节点城市与周边城市的时空距离,带动城市群区域信息“网络化”结构的形成;② 长三角城市群城市空间网络主要以上海（沪）、南京（宁）核心节点城市构成,北翼网络化程度较高于南翼线性联系程度,其区域联系密度以“沪-宁”“沪-杭”沿线向两侧递减;其城市群城市网络拓展流向主要是以上海→湖州、上海→宁波、上海→泰州、南京→扬州、南京→镇江、南京→无锡、南京→苏州、南京→上海、杭州→宁波等城市流向,呈现典型多中心结构;③ 京津冀城市群城市空间网络主要以北京、天津为核心向外辐射,形成了以廊坊、沧州、承德、张家口等次级城市网络连线。其城市群城市间网络的拓展流向主要是以北京→天津、北京→石家庄、北京→秦皇岛、北京→廊坊、天津→秦皇岛、天津→石家庄等城市流向,呈现典型的双核心结构,这些城市彼此之间呈现复杂网状联系特征,其中,北京-天津-石家庄围成度中心网络的核心圈层,度中心值较低的其他10个城市节点组成外围低密度圈层;④ 珠三角城市群城市空间网络主要以广州、深圳、珠海为核心向外辐射,形成了以佛山、惠州、江门等次级城市网络连线。其城市群城市网络拓展方向主要以广州→深圳、广州→肇庆、广州→东莞、深圳→广州、深圳→东莞、珠海→东莞等城市流向。其中,广东、深圳处于网络的绝对中心位置,广东-深圳-东莞-佛山围成度中心网络的核心圈层,度中心值较低的其他5个城市节点组成外围低密度圈层,多核心网络结构特征显著。     

群组型港口城市用地时空扩展特征及外部形态演变——以宁波为例

以多时相Landsat MSS、TM和ETM 卫星影像为数据源,提取宁波城市各组团(三江片、镇海片和北仑片) 多时相的用地信息,分析了港口城市用地扩展的时空特征及外部形态演变过程。结果表明: (1) 1979年以来,宁波城市用地面积扩展速度和扩展强度不断提高,但各个组团的表现有较大的差异。(2) 各组团城市用地空间结构分维数的波动与城市用地的空间扩展模式表现出明显的相关性。(3) 3个组团的城市用地扩展强度指数峰区相对城市质心有不断外移趋势,但扩展强度指数峰值的变化在各个片区有一定差异。(4) 3个组团城市用地外部形态演变在不同方向上的差异性与宁波港口迁移及港口经济的发展密切相关。(5) 随着宁波港口从内河港向河口港、海岸港的迁移,宁波城市外部形态演变经历块状单一集中型内河港城市、 "一城一镇"飞地式群组河口港城市、"一城二镇" 飞地式群组海港城市和"一城多镇"不连续带状群组海港城市发展阶段,最后将形成"T"型带状群组现代化国际港口城市。