基于地理模拟方法的昆明市空间拓展情景分析简

改革开放以来,西部高原湖滨城市经历的快速城镇化进程给湖泊流域带来了较为严重的生态环境问题,未来城市空间发展政策的调整需要关注城市空间拓展对区域生态环境的影响。以位于滇池湖滨地区的昆明市为例,设定6种不用的城市空间拓展政策情景,应用SLEUTH模型预测了6种情景下未来20年的城市空间格局,采用空间指数和空间分析方法对预测结果进行了分析评价。结果表明：昆明市城市建成区具有典型的摊大饼式空间拓展模式,城市道路网对城市形态具有重要的影响。6种情景模式下未来昆明市建成区空间格局既有相似性,也表现出显著的差异。城市建设用地空间格局总体上呈集约、紧凑型的发展趋势。生态保护与城市发展管制相结合的政策情景对滇池湖滨地区的景观影响最小。多中心城市发展格局和城市发展管制相结合的政策情景对城市总体空间规模的控制具有明显的效果,但不宜在湖滨地区实施。滇池湖滨地区需要划定景观或生态保护区,严格禁止城市建设用地对湖滨用地景观的占用与分割。滇池湖滨以外的区域,适宜执行生态保护与城市发展管制相结合的多中心发展模式。     

黄河流域城市群扩张的时空格局演化及情景模拟——以呼包鄂榆城市群为例

黄河流域城镇扩张对区域景观格局影响显著,城市群人口聚集与增长引发了流域“人-地”矛盾和“空间冲突”等一系列生态环境问题。基于土地利用数据和FLUS模型对2025年和2035年呼包鄂榆城市群城镇化与土地利用时空演化特征进行多情景模拟预测。结果表明：① 1990—2018年呼包鄂榆城市群整体发展水平较低,建设用地面积经历了“平稳增加-缓慢增加-急剧增加”的变化过程,区域总体以草地为主,其占土地总面积的50%以上,其次是未利用土地和耕地,林地和建设用地次之。② 城市群扩张最剧烈地区在空间上主要发生在呼和浩特市、包头市等城市主城区,且扩张模式以外延式扩张为主,扩张来源主要是耕地、草地等生态用地。③ 三种情景模拟发现,2025年和2035年区域土地利用变化的空间结构和特征差异明显。自然发展情景下,城市扩张不受约束,高速增长占据了大量生态用地;加入生态约束条件很好的控制了对草地和林地的占用;经济发展情景下,城市扩张将进一步占据更多的未利用土地和耕地。本研究通过城市群扩张时空格局演化及情景模拟分析,尝试为区域规划、城市空间规划和区域生态空间保护提供多角度、多情景和可选择的政策决策参考。     

城市空间扩展的生态环境效应研究——以内蒙古呼和浩特市为例

城市空间扩展对生态环境的影响及其响应研究备受关注。以内蒙古呼和浩特市为例,借助1977—2014年遥感影像,基于城市用地扩展定量分析及相关评估方法,从资源、环境、景观、生态服务价值及生态环境质量与生态风险变化等角度,对其空间扩展所致生态环境效应进行分析。结果表明：研究期内,呼和浩特市建成区面积扩大5.65倍,生态用地减少18.18%,城市排污总量增加1.62倍,热岛比例指数升高0.40倍,斑块数量增加1.12倍,生态系统服务价值降低8.30%,生态环境质量指数下降8.37%,生态压力指数升高6.11倍。可见,呼和浩特城市空间扩展已对生态环境造成影响,是导致生态用地减少、环境污染加重、热岛效应显著、景观格局破碎、生态功能减退、环境质量降低、生态风险加剧的原因之一。研究结论可为有效遏制城市用地扩张对生态环境的负面影响提供理论依据。     

基于邻域相关的漓江流域土地利用多情景模拟与景观格局变化

建模和情景分析是土地利用变化研究的核心内容。选择旅游业高速发展的漓江流域为研究区,利用基于邻域相关构建空间权重的Auto-logistic 模型代替传统的Logistic 回归,构建CLUE-S 模型,对研究区2020 年土地利用格局进行多情景模拟,并通过景观格局指数对比分析不同发展情景下的景观格局特征。结果表明：① 利用邻域相关构建空间权重的Auto-logistic模型在预测土地空间分布概率方面较传统的Logistic 模型具有更好的预测能力;② 建设用地和草地高度破碎化、水域面积不稳定是漓江流域景观脆弱性的主要来源;③ 旅游地发展需要稳定、多样的景观格局。一方面要合理控制人为活动主导的用地类型对景观格局的冲击,另一方面应兼顾景观多样性,实现用地在社会经济和生态环境之间的协调。     

北京市生态用地空间演变与布局优化研究

以北京市为例,在全面探讨生态用地内涵的基础上,综合运用GIS技术和景观格局理论,分析生态用地空间的演变规律,通过对生态用地的生态服务功能、景观空间结构和生态敏感性的全面分析,构建生态用地空间重要性的评价模型,并以重要生态用地空间为刚性框架,分别按照保留城市面积40％,50％,60％作为重点生态用地的情景,提出北京市城市生态用地空间的布局模式.结果表明:基于保护重点生态用地的城镇发展格局,既能够不以牺牲土地利用的经济价值为代价,又能够保障城市基本生态系统服务及其安全格局,是实现“效率”与“安全”双赢的良性空间布局.     

广西贵港市城市建成区景观格局动态变化研究

以高分辨率QulckBird卫星影像及航片为数据源,借助GIS技术平台获得广西贵港市4个时期城市景观类型图;运用景观格局指数定量分析城市景观格局的时空变化特征。分析结果表明,近40a来贵港市城市景观趋于有序多样化,表征城市综合发展水平的公共设施用地、市政公用设施用地和工业用地的斑块数和面积均逐年上升;建成区用地规模在经历了扩展过快和扩展不足的波动后,最近10a趋于合理,但仍存在一定程度的土地资源闲置现象;城市化过程中,城市主要景观要素（公共设施用地、工业用地、居住用地和农田）的空间形状表现出规则整齐的特征,而主要景观要素的空间分布特征具有明显的波动变化趋势。     

基于DLS模型的城市土地政策生态效应研究——以深圳市为例

以快速城市化典型地区——深圳市为例,结合土地利用变化与生态质量评价模型对城市土地利用的数量控制和空间控制两类生态政策的生态效应进行了评估。结果表明:(1)在城市化发展过程中,由于城市用地扩张,城市生境面临破碎化增加、连通性降低、生境质量下降等生态风险,生态政策的实施可以在一定程度上缓解上述生态风险。(2)数量控制的生态政策可以提高土地利用的集约性,遏制景观破碎化和生境质量下降趋势和增强景观连通性,但可能造成城市开发强度上升,对城市用地周边生态环境产生影响。(3)空间控制的生态政策可以维护生态用地格局,遏制景观破碎化和生境质量下降趋势,但在维护景观连通性方面作用有限。(4)两种政策同时使用会产生协同效应,其效果优于单独使用两种政策。     

长株潭都市圈城市空间演化情景预测及其耕地影响分析

长江经济带建设是新时期中国经济社会发展的重大战略之一。城市群国土空间的合理规划与科学管理对长江经济带健康、可持续发展具有重要的意义。位居长江中游的长株潭都市圈经历了快速的城镇化过程,城市扩展对区域资源与环境产生了深刻的影响,但目前该区域国土空间格局及变化预测的研究不足,城市空间扩展对耕地保护的影响尚不明确。本文基于极限学习的城市扩展元胞自动机模型,在自然增长、规划发展、生态优先三种城市发展情景下,模拟预测了2030年长株潭都市圈城市空间格局,分析了城市空间演化对耕地面积及其空间分布的影响。研究结果表明：(1)在自然增长、规划发展、生态优先三种城市发展情景下,2030年长株潭都市圈建设用地将分别达到1295.08、1166.44、1104.78 km²。在三种城市发展情境下,长株潭都市圈建设用地均以边缘增长为主,向外扩展延伸,城市一体化趋势显著;(2)在自然增长、规划发展、生态优先三种情景下,2030年长株潭都市圈耕地将分别减少到2088.30、2134.94、2199.45 km²。城市建设用地的扩展导致区域耕地面积的减少,从粮食安全与可持续...     

沈阳市城市扩展与土地利用变化多情景模拟

利用基于遥感手段获取的沈阳市城市扩展与土地利用变化历史数据,对SLEUTH城市扩展模型进行校正,对未来(2005~2030年)不同管理情景下的城市扩展与土地利用变化过程进行模拟,并对其发展变化趋势和生态环境影响进行分析与比较。结果显示,在三种管理情景下,未来的沈阳市城市建设用地都将持续增加,大量的耕地资源被侵占;但不同管理情景下,城市景观格局和区域面临的景观生态风险却表现出明显差异。SLEUTH模型的模拟结果较好地反映了沈阳市不同土地利用政策、规划方案等对未来城市扩展和土地利用变化以及区域景观生态风险的潜在影响,同时也指出了当前城市增长管理政策中存在的不足之处。     

延龙图地区城市生态用地生态重要性空间识别与保护

采用加权指数求和法,从生态服务功能、景观生态空间格局以及生态敏感性3方面建立生态重要性空间识别指标体系,通过专家咨询和层次分析法确定各评价指标分级赋值标准和权重,结合GIS空间分析功能对“延龙图”（延吉-龙井-图们）地区生态用地的生态重要性进行空间识别,将其划分为3个级别：极重要、重要和一般重要,以反映不同生态用地保护级别和建设管制要求。结果表明,延龙图地区极重要生态用地占生态用地面积的25.720%,主要为耕地、林地和水域;重要生态用地占生态用地面积的39.500%,主要为林地和耕地;一般重要生态用地占生态用地面积的34.780%,以林地为主。     

昆明滇池对其周围地区温度的贡献及其特征

本文以订正和消除方法,显示出滇池(湖泊)对其周围的各项温度贡献值即湖泊温效(ΔT)并据此讨论盆湖平填区与山麓带的各项湖泊温效的时、空分布特征。     

滇池流域非点源污染研究进展

非点源污染是滇池污染治理与控制的重点和难点,自20世纪80年代以来已有大量的研究。这些研究主要涉及了污染物来源及污染负荷估算、不同土地利用方式的污染物流失规律、污染控制方法及治理措施研究等内容、采用了实地考察、调查与监测、试验及模型模拟、3S及计算机技术等研究方法与研究手段。今后,还应在非农业生产所致的非点源污染、完整的监测系统及集成化非点源污染模型建立、水污染总量控制管理以及政策引导、环境保护的监管与实施等方面加强研究工作。     

太湖流域磷排放对区域城市化过程的响应——以宜兴市为例

在系统分析基础上,利用系统动力学方法,以宜兴市为典型区,模拟城市化过程对磷发生量的影响,建立二者间的定量响应关系。结果表明,不论是在何种城市化发展速度下,磷的发生总量都会有较大幅度的增加,而目前规划的污水处理水平只能小幅度削减流域内磷的排放量,不足以从根本上扭转太湖水质持续恶化的趋势。在推进太湖流域城市化的进程中,必须加大投入,进一步加强环境基础设施建设,更大幅度地削减磷等营养物质的排放。     

Characteristics of neighborhood interaction in urban land-use changes: A comparative study between three metropolitan areas of Japan

Local spatial interaction between neighborhood land-use categories (i.e. neighborhood interaction) is an important factor which affects urban land-use change patterns. Therefore, it is a key component in cellular automata (CA)-based urban geosimulation models towards the simulation and forecast of urban land-use changes. Purpose of this paper is to interpret the similarities and differences of the characteristics of neighborhood interaction in urban land-use changes of different metropolitan areas in Japan for providing empirical materials to understand the mechanism of urban land-use changes and construct urban geosimulation models. Characteristics of neighborhood interaction in urban land-use changes of three metropolitan areas in Japan, i.e. Tokyo, Osaka, and Nagoya, were compared using such aids as the neighborhood interaction model and similarity measure function. As a result, urban land-use in the three metropolitan areas was found to have had similar structure and patterns during the study period. Characteristics of neighborhood interaction in urban land-use changes are quite different from land-use categories, meaning that the mechanism of urban land-use changes comparatively differs among land-use categories. Characteristics of neighborhood interaction reveal the effect of spatial autocorrelation in the spatial process of urban land-use changes in the three metropolitan areas, which correspond with the characteristics of agglomeration of urban land-use allocation in Japan. Neighborhood interaction amidst urban land-use changes between the three metropolitan areas generally showed similar characteristics. The regressed neighborhood interaction coefficients in the models may represent the general characteristics of neighborhood effect on urban land-use changes in the cities of Japan. The results provide very significant materials for exploring the mechanism of urban land-use changes and the construction of universal urban geosimulation models which may be applied to any city in Japan.     

城市土地利用变化中邻域相互作用的特征——日本三大都市圈的比较研究

Local spatial interaction between neighborhood land-use categories (i.e. neighborhood interaction) is an important factor which affects urban land-use change patterns. Therefore,it is a key component in cellular automata (CA)-based urban geosimulation models towards the simulation and forecast of urban land-use changes. Purpose of this paper is to interpret the similarities and differences of the characteristics of neighborhood interaction in urban land-use changes of different metropolitan areas in Japan for providing empirical materials to understand the mechanism of urban land-use changes and construct urban geosimulation models. Characteristics of neighborhood interaction in urban land-use changes of three metropolitan areas in Japan,i.e. Tokyo,Osaka,and Nagoya,were compared using such aids as the neighborhood interaction model and similarity measure function. As a result,urban land-use in the three metropolitan areas was found to have had similar structure and patterns during the study period. Characteristics of neighborhood interaction in urban land-use changes are quite different from land-use categories,meaning that the mechanism of urban land-use changes comparatively differs among land-use categories. Characteristics of neighborhood interaction reveal the effect of spatial autocorrelation in the spatial process of urban land-use changes in the three metropolitan areas,which correspond with the characteristics of agglomeration of urban land-use allocation in Japan. Neighborhood interaction amidst urban land-use changes between the three metropolitan areas generally showed similar characteristics. The regressed neighborhood interaction coefficients in the models may represent the general characteristics of neighborhood effect on urban land-use changes in the cities of Japan. The results provide very significant materials for exploring the mechanism of urban land-use changes and the construction of universal urban geosimulation models which may be applied to any city in Japan.     

滇池内湖滨带底泥的有机质分布规律

2008年4月,用自制柱状采泥器及彼德森采泥器在滇池草海和外海采集内湖滨带底泥柱状样(每5 cm分一层)和表层样(0～10 cm).其中,草海内湖滨带底泥表层样12个,柱状样9个;外海内湖滨带底泥表层样22个,柱状样7个.研究结果表明,滇池内湖滨带底泥表层有机质含量为2.20～154.62 g/kg,滇池草海内湖滨带底泥中平均有机质含量为76.94 g/kg,明显高于外海(16.56 g/kg),这主要是因为草海是沼泽化湖湾且附近村落密集;草海内湖滨带底泥有机质含量的最大值出现在西岸,而外海内湖滨带底泥有机质含量也是西岸高于东岸,这主要是由于周围农业和渔业的影响所致.由于外源污染输入量及湖内自净能力等的综合作用逐年波动,使内湖滨带底泥有机质含量垂直分布未明显随深度增加而一直增加或降低.滇池内湖滨带底泥表层pH为7.03～7.96,略偏碱性,外海内湖滨带底泥pH水平略高于草海,底泥含水率除个别采样点外变化不大,多数低于50%.     

新疆于田绿洲荒漠交错带土地利用变化的社会驱动力研究

 以新疆于田绿洲为例,在遥感手段对图形分析的基础之上，从景观特征上为于田绿洲土地利用变化的具体表现提供空间分析功能。结合多年的调查数据和统计资料，通过研究区遥感分类影像获得的不同土地利用类型的面积变化和转移趋势，运用SPSS软件获得于田绿洲荒漠交错带土地利用变化的综合驱动力方程，包括经济发展、人口增长、和政治经济政策等个方面。获得了影响该研究区土地利用变化的社会影响因子。结果表明，20世纪90年代以来于田地区人口的增长是土地利用/覆盖变化最主要驱动力因素，其次是牲畜头数的增长以及采樵量的变化。     

Sediment accumulation of Dianchi Lake determined by 137Cs dating

The water quality of Dianchi Lake declines quickly and the eutrophication is getting serious. To identify the internal pollution load of Dianchi Lake it is necessary to evaluate its sediment accumulation. Sedimentation rates of Dianchi Lake are determined by 137Cs dating. However, 137Cs vertical distribution in sediment cores of Dianchi Lake has special characteristics because Dianchi Lake is located on the southeast of the Qinghai-Tibet Plateau, the Kunming quasi-stationary front is over the borders of Yunnan and Guizhou where the specific precipitation is distributed. Besides 1954, 1963 and 1986 137Cs marks can be determined in sediment cores, a 137Cs mark of 1976 representing the major period of 137Cs released from China unclear test can be determined and used for an auxiliary dating mark. Meanwhile Dianchi Lake is divided into seven sections based on the water depth, basin topography, hydrological features and supplies of silt and the lakebed area of each section is calculated. The mean annual sedimentation rates for seven sections are 0.0810, 0.1352, 0.1457, 0.1333, 0.0904, 0.1267 and 0.1023 g/cm2a in 1963–2003, respectively. The gross sediment accumulation of the lake is 26.18×104 t/a in recent 17 years and 39.86×104 t/a in recent 50 years.     

借助137Cs估算滇池沉积量

The water quality of Dianchi Lake declines quickly and the eutrophication is getting serious. To identify the internal pollution load of Dianchi Lake it is necessary to evaluate its sediment accumulation. Sedimentation rates of Dianchi Lake are determined by 137Cs dating. However, 137Cs vertical distribution in sediment cores of Dianchi Lake has special character-istics because Dianchi Lake is located on the southeast of the Qinghai-Tibet Plateau, the Kunming quasi-stationary front is over the borders of Yunnan and Guizhou where the specific precipitation is distributed. Besides 1954, 1963 and 1986 137Cs marks can be determined in sediment cores, a 137Cs mark of 1976 representing the major period of 137Cs released from China unclear test can be determined and used for an auxiliary dating mark. Meanwhile Di-anchi Lake is divided into seven sections based on the water depth, basin topography, hy-drological features and supplies of silt and the lakebed area of each section is calculated. The mean annual sedimentation rates for seven sections are 0.0810, 0.1352, 0.1457, 0.1333, 0.0904, 0.1267 and 0.1023 g/cm2 a in 1963-2003, respectively. The gross sediment accu-mulation of the lake is 26.18×104 t/a in recent 17 years and 39.86×104 t/a in recent 50 years.