Land use change in Bohai Rim: a spatial-temporal analysis

Land use change is one of the important aspects of global change[1-3]. The Bohai Rim is a hot spot of economic development in China, where land use changes remarkably. Analyzing land use change in this area is significant to the research of global change and regional sustainable land use. Although there has been much work undertaken on regional land use change in China, it was mainly on urban land use change[4-11], and few researches integrated remote sensing and GIS method. Based on data f…     

1985-2005年环渤海地区土地利用变化时空格局

Based on TM image data and other survey materials, this paper analyzed the spatiotemporal patterns of land use change in the Bohai Rim during 1985–2005. The findings of this study are summarized as follows: (1) Land use pattern changed dramatically during 1985–2005. Industrial and residential land in urban and rural areas increased by 643,946 hm², of which urban construction land had the largest and fastest increase of 294,953 hm² at an annual rate of 3.72%. (2) The outward migration of rural population did not prevent the expansion of residential land in rural areas by 184,869 hm². This increase reveals that construction of rural residences makes seriously wasteful and inefficient use of land. (3) Arable land, woodland and grassland decreased at a rate of −0.02%, −0.12% and −1.32% annually, while unused land shrank by 157,444 hm² at an annual rate of −1.69%. (4) The change of land use types showed marked fluctuations over the two stages (1985–1995 and 1995–2005). In particular, arable land, woodland and unused land experienced an inversed trend of change. (5) There was a significant interaction between arable land and woodland. Industrial construction land in urban and rural areas showed a net trend of increase during the earlier period, but only adjustment to its internal structure during the second period. The loss of arable land to the construction of factories, mines and residences took place mainly in the fringe areas of large and medium-sized cities, along the routes of major roads, as well as in the economically developed coastal areas in the east. Such changes are closely related to the spatial differentiation of the level of urbanization and industrialization in the region.     

Spatio-temporal patterns of land use change along the Bohai Rim in China during 1985–2005

Based on TM image data and other survey materials, this paper analyzed the spatiotemporal patterns of land use change in the Bohai Rim during 1985–2005. The findings of this study are summarized as follows: (1) Land use pattern changed dramatically during 1985–2005. Industrial and residential land in urban and rural areas increased by 643,946 hm2, of which urban construction land had the largest and fastest increase of 294,953 hm2 at an annual rate of 3.72%. (2) The outward migration of rural population did not prevent the expansion of residential land in rural areas by 184,869 hm2. This increase reveals that construction of rural residences makes seriously wasteful and inefficient use of land. (3) Arable land, woodland and grassland decreased at a rate of –0.02%, –0.12% and –1.32% annually, while unused land shrank by 157,444 hm2 at an annual rate of –1.69%. (4) The change of land use types showed marked fluctuations over the two stages (1985–1995 and 1995–2005). In particular, arable land, woodland and unused land experienced an inversed trend of change. (5) There was a significant interaction between arable land and woodland. Industrial construction land in urban and rural areas showed a net trend of increase during the earlier period, but only adjustment to its internal structure during the second period. The loss of arable land to the construction of factories, mines and residences took place mainly in the fringe areas of large and medium-sized cities, along the routes of major roads, as well as in the economically developed coastal areas in the east. Such changes are closely related to the spatial differentiation of the level of urbanization and industrialization in the region.     

环渤海地区土地利用变化的驱动力分析

1985到1995年间,环渤海地区占总面积30%的土地发生了利用方式的变化,耕地变化是其核心类型。耕地变化的主要流向依次为农村居住用地、林草地、城市居住建设用地以及果园和水域。本文通过对耕地流向及其与人口变化、农业经济发展的关系等进行分析,确认土地管理政策、人均居住用地的增长、农业生产结构调整以及城市扩张是该区土地利用变化的主要驱动因素     

1980～2017年环渤海海岸线和围填海时空演变及其影响机制

运用3S技术,采用水体指数法（MNDWI）、分形维数法、土地利用转移矩阵和回归分析等方法,以环渤海海岸带1980、1985、1990、1995、2000、2005、2010、2015和2017年9个时期TM遥感影像为主数据源,研究近40 a围填海活动影响下的环渤海海岸线动态演变特征。结果表明：1980~2017年环渤海海岸线增加了1 159.9 km,分形维数持续增加,岸线呈曲折化。其中,人工岸线增长了1 977.9 km,自然岸线减少了80%。重点变化区域包括黄河三角洲及莱州湾、渤海湾、辽东湾顶部、普兰店湾等地区。1980~2017年环渤海围填海的面积增加了1 988.5 km ²。主要类型由养殖池、盐田及农用地向养殖池、盐田、建筑用地转化。围填海活动与岸线长度、属性变化呈显著线性关系。综上,水产养殖、围海晒盐、农田开垦、工业化和城镇化建设等围填海活动影响了岸线长度及属性等特征的变化。     

政策主导下的区域土地利用转型过程与机制——以中国东北地区为例

从构建政策主导下区域土地利用转型解释框架入手,以东北地区为例,探究政策主导下区域土地利用转型机制。结果表明：① 1995—2015年,东北地区经济社会发展可划分为“经济低速增长,城镇化与人口发展停滞期”与“经济波动,城镇化稳定发展,人口转型期”两大阶段。② 伴随经济社会转型,东北地区发生土地利用转型。转型特征主要表现为：在数量上,区域耕地规模持续扩张,但增速放缓,耕地内部水田占比上升;林地与草地规模持续缩减,但下降速度放缓;区域建设用地加速增长,增长主体由农村建设用地转变为城镇建设用地。在空间上,耕地分布重心持续向东北方向移动,林地与未利用地分布重心向西南方向移动,建设用地与草地分布重心呈现显著的转折特征。③ 东北地区土地利用转型是区域内不同土地利用类型在空间上由冲突到协调的持续性重构过程。区域功能定位以及经济现代化与城镇化是导致土地利用转型的核心因素。政策主导下的区域土地利用转型是政策引导下的社会-生态反馈路径与政策影响下的社会-经济变化诱发路径综合作用的结果,两者间存在耦合与拮抗过程。前者决定区域土地利用转型的方向,后者决定区域土地利用转型的速度与强度。     

国土空间规划的土地利用分类方案研究

“统一用地分类,系统整合土地利用现状分类、城市用地分类,形成空间规划用地分类标准”是新时期国家推进空间规划和统一规划基础的重要任务之一。在梳理总结国内外土地利用分类体系演化特点和解析中国现行土地利用分类体系存在问题的基础上,结合空间规划和不同部门对用地分类的要求,通过历史继承、部门融合和综合集成,提出既希望服务空间规划、又能满足部门行业需求的基础性土地利用分类方案。研究表明：20世纪20年代以来国内外土地利用分类体系的演化进程大致以1960年和1985年为界分为前、中、后三个不同时期;中国现行的土地利用/覆被分类体系在分类方法、分类主体、分类层级、类型构成、类型命名以及适用的数据采集方式和精度等方面存在着巨大差异,不同体系的成果数据相互之间缺乏可比性;研究建立的空间规划土地利用分类方案由7个一级类型、27个二级类型、79个三级类型构成,与中国现行的分类体系相比,该分类除了在林地三级类型、建设用地部分三级类型吸纳了现行林地分类体系和城市用地分类体系中的合理成分外,对耕地的三级类型、园地的三级类型、草地的二级和三级类型、水域的二级类型等做了重大改进和调整。     

威海市土地利用分形特征动态变化

基于威海市三期土地利用遥感解泽数据,应用土地利用空间形态分形模型,获得了1985年、1995年和2000年三个时期威海市各主要地类的分形维数和稳定性指数;通过叠加分析等方法,计算出了1985-1995年、1995-2000年和1985-2000年三个时间段各主要地类动态度.在此基础上.对威海市土地利用分形特征时空格局变化特点、动态度变化特点进行了研究.结果显示:1985年、1995年和2000年分维数较大的主要地类均是未利用土地、城镇用地和水域等,分维数较小的地类均是农村居民点和其他建设用地.从1985年到2000年,各主要地类的分维数平均值旱现出逐渐减少的趋势,总的来看,土地利用类型的形态向着简单、规则的方向发展.在不同时段,各主要地类的分维数和稳定性指数变化特点存在较大差异.农村居民点、其他建设用地和未利用土地在三个时期的空间结构较稳定,水域、城镇用地、草地和耕地在三个时期的空间结构较不稳定.1985-1995年,威海市城镇用地年增长率最大,林地年减少率最大;1995-2000年,城镇用地年增长率最大,水域年减少率最大;1985-2000年,城镇用地年增长率最大,未利用土地年减少率最大;威海市城镇扩展迅速,城镇化趋势显著.社会经济快速发展、政府规划、城镇化等因素是威海市主要地类分形维数、稳定性指数和动态度变化的主要原因.     

基于贝叶斯层次时空模型的甘肃省土地利用程度演变分析

以甘肃省为例,在基于Google Earth Engine (GEE)平台实现1995年、2000年、2005年、2010年、2015年和2020年土地变化监测的基础上,利用贝叶斯层次时空模型(BHM)分析土地利用程度的时空变化特征。结果表明：① 研究期间内甘肃省土地利用程度呈增长趋势,其中1995―2000年和2010―2015年增长速度较明显;② 土地利用程度空间格局“东高西低”,热点区域主要分布在陇中、陇东和陇南地区;③ 土地利用程度局部变化呈现明显区域差异,整体表现为“东弱西强”,局部变化热点区域主要分布在河西地区;④ 影响土地利用程度变化的主要因素是经济规模和产业结构,其中经济因素影响程度最高。     

环渤海地区土地利用效益综合测度及空间分异

土地利用的多功能性决定了土地利用效益的多样化。通过构建土地利用效益评价指标体系、效益测度指数与耦合协调发展度模型,探讨了环渤海地区县域土地利用的社会效益、经济效益、生态效益、耦合格局及其协调发展特征。研究表明:环渤海地区土地利用效益的空间分异性与集聚性特征显著;经济社会中高值区主要分布在沿海地区和内陆平原区,生态高值区以冀西北间山盆地、坝上高原和辽宁山地丘陵区为主;从土地利用效益耦合度类型看,环渤海地区磨合阶段区域数量最多,占研究区的63.9%,集中分布于冀中冀南和山东省;低度耦合、拮抗阶段的区域呈带状环绕环渤海北部地区;高度耦合区域呈现出散乱的点状空间分布格局;协调发展度指数显示,轻度失调区占据主导地位,其次是初级协调区域,滞后失调区域数量较少,分别占环渤海地区总面积的51.09%、31.76%和10.87%。通过划分土地利用类型区,制定差别化区域土地利用政策,加强区域土地管理与规划,建立健全区域利益协调与补偿机制,是今后统筹协调土地利用的社会经济生态效益的重要方向。     

基于因子分析法的县域土地利用 程度时空变异分析 ——以河北省曲周县为例

本文基于多元统计的因子分析法,以河北省曲周县为例,对县域尺度下土地利用程度进行时空变异分析。通过对1985、1995和2000年三个时间点的研究,表明：(1)1985～2000十五年间,曲周县的土地利用程度得到明显提高,其中以槐桥乡最为显著;(2)曲周土地利用程度具有明显的空间分异特征,中东部、西部地区明显高于南部及东南部地区。最后,文章结合区域实际,从自然、社会、经济、区位特征和科学技术五个方面对曲周县土地利用程度的时空变异进行驱动力分析,为调控区域土地利用提供借鉴。     

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。     

拉萨地区土地利用变化

根据1990年、1995年和2000年3期西藏拉萨地区土地利用现状调查数据,利用GIS空间分析方法,系统地分析了1990年至2000年间拉萨地区的土地利用时空变化特征。得出: ① 10年来拉萨地区的土地利用类型转变主要发生在人类活动比较集中的城镇附近和河谷地区,很多地段的天然植被由人工植被所取代,植被覆盖度和生物产量明显提高,有效地改善了这些区域的土地覆盖状况,这些变化是这一期间实施的农业综合开发中旨在改变区域生态环境的人工植树造林和改良草场等人为有目的地改变土地利用类型的直接结果;② 10年内面积增幅最大的是林地,增加了2.56%;③ 土地利用类型变化最广泛的是牧草地,由牧草地变成耕地、园地、林地、居民点及水域的,其中牧草地变成林地的面积最大,占变化面积的94.09%;④ 耕地变成林地的面积占耕地移出总量的54.86%,变成居民点的占移出面积的38.25%;⑤ 水域变成林地的面积占变化面积的93.13%。     

中国建设用地变化的空间分异特征

采用变异系数、希尔指数与空间自相关方法对我国2002—2008年建设用地变化的区域差异及空间相关性进行了探讨。结果显示:(1)2002—2008年我国区域建设用地的变化差异总体上呈减小趋势,但区域差异仍较为明显。(2)我国区域建设用地的增长呈现明显的空间二元结构,东部地区"高高"聚集,西部地区"低低"聚集。当前我国土地利用处于"倒U"型变化曲线的顶部区域,土地利用的压力依然很大,应根据土地利用变化的差异性及空间相关性,科学地制定区域土地供给政策。     

怒江流域林地景观演变过程及其驱动力研究

怒江流域地处中国云南的边境, 是全球生物多样性和生态景观保护的重要地域, 但由于人 口的增加, 粮食需求的扩大及城市的扩展, 流域林地生态系统面临着强烈的人类干扰。文中使用 中国资源环境数据库中, 用Landset TM解译获取的怒江流域1985, 1995, 2000 年1∶10 万土地利 用/覆被数据, 在GIS 空间分析基础上, 通过建立动态度和变化转移概率矩阵, 系统地研究了怒江 流域林地与其他土地覆被类型之间以及不同林地类行之间的动态变化规律及其空间格局特征, 并对造成变化的驱动力因子进行了定性分析。     

北京市土地利用空间格局演化模拟及预测

土地利用空间格局的演化模拟可定量地从空间尺度揭示区域土地利用变化的驱动因素,是厘清未来时期内土地变化的重要途径。基于CLUE-S模型,以北京市为研究案例,结合1985、2000和2010年三期土地利用数据,运用Logistic逐步回归方法识别了北京市各种土地利用类型演化的驱动因素,对北京市土地利用空间格局进行模拟。在此基础上,基于北京市社会经济发展、土地利用规划、资源禀赋及生态保护等不同情景,对北京市2020年土地利用空间分布格局进行模拟及预测。结果表明：①不同的时期内,驱动因子对不同土地利用类型的影响呈现差异性,其中交通因素及社会经济因素对土地利用类型的转化率影响较显著,坡度对各个土地利用类型的影响较大。②通过对2010年北京市土地利用变化的模拟结果来看,Kappa指数为87.03%,说明预测结果与实际土地利用情况有较好的一致性。③预测结果显示,北京市的城市发展均表现为继续向外扩展,且以东南、东北为主要扩展方向,但扩张的程度存在差异。     

收缩城市建设用地利用效率时空分异及影响机制——以黑龙江省伊春市为例

建设用地是城镇经济社会活动的空间载体,其利用效率是调控建设用地扩张和配置的重要基础。论文以收缩型城市——黑龙江省伊春市为例,利用DEA模型测算了1995—2015年伊春市建设用地利用效率分析其时空演变规律,并运用地理探测器模型探究伊春市建设用地利用效率空间分异的影响机制,结论如下：① 1995—2015年伊春市建设用地利用效率整体水平不高,呈现“先上升、后下降”的发展态势,从时间演变来看,伊春市建设用地利用效率的区域差异性逐渐缩小,整体效率水平向低水平均衡方向发展;② 从建设用地利用效率的区域差异和空间特征来看,伊春市建设用地利用效率区域差异明显,效率水平呈现自南北两端向中部递减趋势,大体形成“外围区高、核心区低”的空间格局分异特征;③ 伊春市建设用地利用效率分异是多因素共同作用的结果,人均二、三产业GDP,非农人口密度,产业结构合理度,产业结构高级度和非农化率的差异与建设用地利用效率的空间格局分异具有高度关联性,但不同时期部分因素的影响程度和作用敏感性略有差异。     

AutoLogistic 方法在土地利用格局模拟中的应用 —— 以张家界市永定区为例

土地利用/ 土地覆被变化(LUCC) 是当前研究全球变化的重要内容, 而区域土地利用 格局模拟是LUCC 研究的核心内容之一。以张家界市永定区为研究单元, 根据由2005 年土地 利用现状图和数字高程模型数据源得到的土地利用、地形、河流以及道路等空间数据, 对区 域土地利用类型空间格局的空间自相关性特征进行了建模研究, 并通过在传统Logistic 模型 中引入描述空间自相关性的成份, 实现了能够考虑自相关性因素的回归分析模型 (AutoLogistic 模型), 同时应用该模型对区域土地利用格局进行了模拟和分析。结果显示, 通 过与没有考虑空间自相关性的回归模型(传统Logistic 模型) 相比较, 该模型显示了更好的拟 合优度和更高的拟合准确率(耕地、林地、建设用地及未利用地的ROC 值分别从0.851、 0.913、0.877 和0.852 提高到0.893、0.940、0.907 和0.863)。研究结果说明了基于 AutoLogistic 方法的土地利用格局的相关性建模在一定意义上是合理的。同时研究结果也可以 为永定区及其相似地区的土地利用规划决策提供更为科学的依据。     

拉萨地区土地利用动态分析(英文)

Land use change is the result of the interplay between socioeconomic, institutional and environmental factors, and has important impacts on the functioning of socioeconomic and environmental systems with important tradeoffs for sustainability, food security, biodiversity and the vulnerability of people and ecosystems to global change impacts. Based on the results of the First Land Use Survey in Tibet Autonomous Region carried out in the late 1980s, land use map of Lhasa area in 1990 was compiled for the main agricultural area in Lhasa valley using aerial photos obtained in April, May and October 1991 and Landsat imagery in the late 1980s and 1991 as remotely sensed data sources. Using these remotely sensed data, the land use status of Lhasa area in 1991, 1992, 1993, 1995, 1999 and 2000 were mapped through updating annual changes of cultivated land, artificial forest, grass planting, grassland restoration, and residential area and so on. Land use map for Lhasa area in 2007 was made using ALOS AVNIR-2 composite images acquired on October 24 and December 26, 2007 through updating changes of main land use types. According to land use status of Lhasa area in 1990, 1995, 2000 and 2007, the spatial and temporal land use dynamics in Lhasa area from 1990 to 2007 are further analyzed using GIS spatial models in this paper.     

黄淮海平原农区土地利用转型及其动力机制

本文分析了黄淮海平原农区2000-2010 年间土地利用转型的时空格局,在构建土地利用转型动力机制分析概念框架基础上,运用空间计量回归分析方法深入剖析了黄淮海平原农区5种主要土地利用类型转换的动力机制。黄淮海平原农区土地利用转型特征表现为：2000-2010年,耕地、未利用地和草地面积的减少伴随城乡建设用地、水域和林地面积的增加;2000-2005年变化幅度明显大于2005-2010 年的变化幅度。分析结果表明：黄淮海平原农区5 种主要土地利用类型转换是自然环境和社会经济多种因素共同作用的结果,其中交通和区位条件对这5 种土地利用类型转换的影响最为显著,是导致土地利用转型的共性驱动因子。并指出：地方各级政府在制定有关土地利用政策时,既应充分考虑驱动各种土地利用转型的主要因子及其地域分异和社会经济发展规律,还需考虑各地类之间转换的适宜性及难易程度,因地制宜开展土地综合整治与利用,让土地利用转型与当地自然环境条件和区域经济社会发展阶段相适应,并使其发生在适宜的区域范围内。