基于信息熵原理的区域用水结构时空演变特征研究

用水结构是社会经济发展对水资源需求差异的集中体现。选取广东省1980～2015年用水数据,运用信息熵理论研究该区域用水结构时空演变特征,并采用重心模型进行验证。研究结果表明:(1)1980～2015年间,广东省用水结构信息熵总体呈上升趋势,用水系统的稳定性和均衡性增强;(2)用水结构空间演变呈现显著的区域性差异,用水结构信息熵重心逐步向珠三角地区转移。农业用水重心逐步向粤北地区转移,工业用水、生活用水和城镇公共用水重心逐步向珠三角地区转移。     

贵州喀斯特山区的石漠化及其生态经济治理模式

分析了贵州喀斯特山区石漠化的分布及其影响效应,详细探讨了石漠化治理缓慢的难点与症结,阐述了石漠化治理应坚持的六条原则。在此基础上结合贵州喀斯特山区的自然、社会、经济发展的实际情况, 从生产(技术)、生态、生活与发展等三个层面提出贵州喀斯特山区石漠化治理的生态经济优化模式。      

花垣县铅锌矿采矿用地时空变化特征及其驱动力分析

矿产资源开发给人们带来经济效益的同时也引发了一系列环境问题。采矿用地的合理开发与利用备受国土部门及社会的关注。本文运用RS决策树分类和GIS空间分析技术、采矿用地动态变化模型、地物转移矩阵以及质心迁移法,研究了花垣县铅锌矿采矿用地的面积数量变化、空间格局演变及其驱动力分析,结果显示:(1)1990~2014年间,1990年尚未有铅锌矿采矿用地,自1999年建成三个矿山以来,铅锌矿采矿用地呈持续增长的趋势,且其主要来源于林地;(2)受铅锌矿化带成矿条件的影响,从采矿用地的空间格局变化来看,采矿用地扩张趋势是以李梅铅锌矿区为中心,顺矿化带从东北向西南方向扩张;(3)受社会经济因素的影响以及政策的制约,1999~2003年、2003~2009年、2009~2014年三个阶段的变化状态呈现加速再减速的过程,其变化速率在研究时段内呈"Λ"态势;(4)政策管控、引导及民众配合,是推动未来矿山走向有序开发和合理利用的最具执行力和最有效的方式。研究采矿用地时空变化特征及其驱动力分析,对矿山开采规划和统筹发展具有现实指导意义。     

中国西南喀斯特山区国土空间利用变化的人文驱动框架构建

喀斯特山区是一种特殊的山地国土空间类型,系统识别其国土空间变化的人文驱动因素及作用机制,对于合理调控喀斯特山区人类活动的空间作用强度具有重要意义。喀斯特山区生态系统抗干扰能力差且高度脆弱,土地利用的空间异质性和尺度关联性强,非理性人类活动导致局部地区人地关系矛盾趋于尖锐化。通过论证,提出了社会经济、文化民俗、政策制度和人口变化是喀斯特山区国土空间利用变化的四大人文驱动因素,解析了喀斯特山区国土空间利用变化的多维人文因素作用方式。从土地管理者和土地使用者博弈的视角,遵循“驱动因素辨识—决策分析过程—行为作用结果—反馈路径环节”的思路,构建了喀斯特山区国土空间利用变化的人文驱动框架,为喀斯特山区国土空间优化和管控研究提供了新的理论视角。      

基于空间自回归和地理加权回归模型的佛山市中心城区河网水系演变驱动分析

为定量探究城市河流变化驱动成因,以2005～2010年佛山市中心城区为例,分析了河网水系演变及其驱动因子,根据河网水系变化与其驱动因子间一对多的映射关系,借助空间自回归和地理加权回归模型,分别从整体和局部分析了两者间的统计关系,结果表明:(1)末级河流长度减少量占各级河流总变化量约92.3%,变化最为显著,而城镇用地对水田、工业用地对水域的侵占以及农业活动则是影响末级河流的主要驱动因子;(2)整体来看,末级河流受建设用地扩张,尤其是工业用地扩张的负面影响程度最大;局部来看,各驱动因子的负面影响程度在不同空间位置上存在差异,以水田-城镇用地因子为例,其在罗村、老城区和桂城的交界区域以及南庄、罗村和老城区的交界区域负面影响程度较大;(3)空间自回归模型对区域河网水系变化与其驱动因子间的关系有整体、直观的把握,地理加权回归模型则能够描述驱动因子影响的空间非平稳性,有利于获取局部信息,结合两种模型的特点能够更加全面地刻画河网水系演变的驱动成因。     

松嫩平原东部土地利用时空动态变化分析

基于1985、2000、2017年3期土地利用遥感监测数据,利用土地利用转移矩阵、重心模型、生态环境质量指数等方法,对松嫩平原东部30年间土地利用转型时空变化特征及生态环境效应进行分析.结果表明：1985~2015年,松嫩平原东部地区土地利用以耕地和林地为主,分布界线清晰.土地利用强度持续增加,前期增加较快,后期趋缓.土地利用转型主要表现为农业生产用地持续增加,生态用地持续减少,建设用地小幅增加,前期变化剧烈,后期趋缓.土地利用转型方向较为稳定.重心转移轨迹变化较大,其中变化最大的是1985~2000年,水域的转移轨迹向西北方向偏移76.34 km.松嫩平原区域生态环境质量指数从1985年的0.395持续下降至2017年的0.361,生态环境质量持续恶化.2017年空间分布以中质量区和中低质量区为主,农业生产用地与草地、未利用地之间的相互转变是影响生态环境质量变化的主要因素.     

基于土地资源的市县级多要素国土空间开发适宜性评价研究——以湖北省宜昌市为例

国土空间开发适宜性评价是国土空间规划编制的重要基础,市县是落实主体功能区划的基本单元,市县级国土空间开发适宜性评价可为国土资源与空间更精细化的管理提供有效支撑。本研究从自然因素和社会经济因素两个方面构建了国土空间开发适宜性评价指标体系,对宜昌市农业生产适宜性及城镇建设适宜性进行了评价,划分出适宜、较适宜、一般适宜、较不适宜和不适宜5类区域。结果表明宜昌市适宜开展农业生产的土地面积为3412 km²,不适宜土地面积为7143 km²;适宜进行城镇建设的土地面积为748 km²,不适宜土地面积为14679 km²。农业生产和城镇建设适宜性评价结果均呈现出典型的区域特征,适宜区主要分布在东部的平原区,区域整体的国土空间开发条件好;不适宜区主要分布在西部山区,区域整体的国土空间开发难度大。适宜性评价结果与规划数据有部分出入,与土地利用现状相差不大,农业生产适宜等级的土地面积比耕地保有量红线面积多132 km²,分布于农业生产适宜和较适宜区的现状耕地占耕地总面积的73.98%;城镇建设适宜等级的土地面积比建设用地底线面积少611 km²,分布于城镇建设适宜和较适宜区的现状建设用地占建设用地总面积的77.99%。将评价结果叠加在谷歌卫星图上,在空间上观察是否与土地现状一致,结果表明农业生产适宜区的评价结果准确率达100%,不适宜区的准确率为93%;城镇建设适宜区和不适宜区评价结果准确率达100%。     

贵州喀斯特山区的土壤侵蚀性退化及其防治

论述了贵州喀斯特山区土壤侵蚀性退化的三种类型(石漠化、土壤贫瘠化、土壤结构性恶化)及特征,从岩性、地貌、人类活动等方面详细剖析了土壤侵蚀性退化的成因机理,指出土壤生态系统的脆弱性是喀斯特山区土壤侵蚀性退化的内因,而不合理的人类活动则是该地区土壤侵蚀性退化的诱因和外动力。在此基础上,根据各喀斯特地域的具体情况,结合实施西部大开发战略中有关生态建设的要求,提出了保护抢救喀斯特山区土壤资源、防治土壤退化的对策措施。      

滇东南喀斯特区域石漠化时空格局演变研究——以广南县为例

石漠化给区域发展带来了一系列生态环境和社会经济问题,国家自实施生态治理工程以来,区域石漠化得到一定改善。为探讨生态治理工程实施后石漠化格局变化,研究以滇东南典型喀斯特区域广南县为例,以2000年、2010年和2018年3期遥感影像为数据源,通过人机交互式解译获得石漠化空间分布数据,运用时间变化度、转移矩阵和叠加分析等方法,分析广南县石漠化时空格局演变特征。结果表明:（1）时间变化上,广南县石漠化类型仍以重度石漠化为主,但是石漠化面积总体在不断减少。灌木林地和未利用地石漠化面积最大,其中灌木林地以潜在石漠化为主,未利用地以重度石漠化为主,是石漠化重点治理的用地类型。2000-2010年石漠化转移方向是向无石漠化和相邻等级石漠化转移,2010-2018年主要向低等级石漠化转移;（2）空间分布上,广南县喀斯特区域石漠化南多北少,呈现南重北轻的分布格局,沿篆角乡—黑支果乡—南屏镇南部—八宝镇西南部一线、珠琳镇和五珠乡相邻区域、珠街镇和曙光乡的相邻区域是石漠化集中分布区;（3）19年间,广南县喀斯特南部区域的石漠化大面积改善,而中部及北部区域的石漠化不断恶化。整体而言,退耕还林等生态治理工程的实施,能有效改善喀斯特区域的石漠化状况,使广南县石漠化总面积减少了288.98km2。      

喀斯特文化旅游资源与开发研究——以贵州为例

喀斯特环境孕育了独特的喀斯特文化,喀斯特地区有着丰富而独特的文化旅游资源,耕作、聚落、建筑、洞葬、民俗甚至家用器皿都打上了“喀斯特”的烙印。本文提出了喀斯特文化旅游资源具有“因地制宜”利用的科学价值、丰富的历史文化信息、“和而不同”的文化价值及人地和谐的美学价值,并以贵州为例,探讨喀斯特文化旅游资源的构成及其景观特征,认为喀斯特地区的旅游开发应以“喀斯特文化”为总的文化导向,结合文化赋存的时间和空间,综合发掘“喀斯特文化”的内涵,进行旅游产品的设计。      

城镇建设用地增加与农村建设用地减少相挂钩的空间体系研究

基于服务土地利用总体规划的需要，重点从宏观角度理解城镇建设用地增加与农村建设用地减少相挂钩的内涵，从空间层面提出了“地域协调、区内整合、市内挂钩”的城乡建设用地三层空间挂钩体系以及圈层挂钩、扇状挂钩、组团挂钩有机组合而成的“点-轴-面”空间挂钩形态，并对湖南省进行了实证研究。     

基于土地利用情景模拟的喀斯特关键带生态系统服务权衡与协同分析——以蒙自喀斯特断陷盆地为例

以蒙自喀斯特断陷盆地为例,利用CLUE-S模型设置自然演化、微度、适度、强力生态治理情景并探究2030年不同情景对生态系统服务的影响及权衡与协同特征。结果表明:(1)2018年蒙自喀斯特断陷盆地植被净初级生产力(NPP)、产水量、覆盖型喀斯特区土壤保持量、裸露型喀斯特区土壤保持量、食物供给量分别增加了13.98%、38.97%、23.04%.、25%、105.43%,且各种服务变化存在一定的空间差异性;(2)随着生态治理力度加大,2030年NPP和土壤保持量不断增加,产水量不断减少,食物供给量在强力生态治理情景下减少,在其他三种情景下增加;(3)NPP与产水量、食物供给量为权衡关系,与土壤保持量为协同关系;产水量与土壤保持量为权衡关系,与食物供给量为协同关系;土壤保持量与食物供给量为权衡关系;(4)相较于2018年,适度生态治理情景下四种生态系统服务之间的协调性最好,是较为合理的生态治理模式。     

基于遥感的郑州市近十年土地利用时空变化及驱动力分析

土地利用的动态特征及演变趋势,对指导城市建设和规划具有重要意义.基于2010、2015、2020年3期土地利用遥感数据,按照最近邻法进行监督分类,通过土地利用转移矩阵、重心模型、构建测度模型等方法,对郑州市近10年间土地利用时间、结构和重心变化特征进行分析.结果表明:(1)从时间尺度看,不同阶段土地利用变化的强度和特征差异明显;2010-2020年有建设用地持续增加、耕地面积持续减少的趋势;林地和水域面积在2010-2015年间不同程度减少,但2015-2020年间则增加趋势明显.(2)从土地结构转移来看,2010-2015年间,耕地主要转变为建设用地;2015-2020年耕地大部分流入建设用地和林地,少部分转变为水域.(3)从重心模型分析,随着时间的推移建设用地重心向东偏移,林地重心向西北部偏移,耕地重心向东南部偏移,水域重心向东偏移,表明郑州市2010-2020年间城市有向东发展的趋势,而耕地空间则被进一步向城市边缘压缩.在此基础上,讨论了郑州市土地变化的主要驱动因素,其中经济活动和行政决策是主要驱动力.     

基于CBERS的喀斯特山区土地利用专题信息提取方法研究——以贵州省都匀市为例

以“ 3S”技术为技术背景,以遥感数字图像处理技术为主要技术支持,以中巴地球资源卫星CBERS和美国La ndsat- 7 TM 影像为遥感数据源,探索CBERS数据在喀斯特山区的土地利用遥感解译中最理想的图像处理方法及分类方法,对比研究CBERS和TM 在喀斯特地区土地利用分类实验中的各自优势。通过多次遥感图像处理技术实验与分析,摸索出了利用数学建模解决CBERS在喀斯特山区水体与阴影的混分问题以及建设用地与旱地、水田的混分问题的新方法,并以基于最佳指数波段选择法推算出了431波段为喀斯特地区土地利用分类的最佳波段组合。实验证明,中巴资源卫星影像较好地实现喀斯特地区大比例尺土地利用分类,完全可以替代国外遥感影像TM而运用于喀斯特山区土地利用调查中。      

强化两规融合，实施新增建设用地差别化管理——武汉市新增建设用地计划管理的探索和实践

2010年5月和8月,国务院相继批复《武汉城市总体规划（2010—2020年）》和《武汉市土地利用总体规划（2006—2020年）》,明确将武汉市定位为“中部地区的中心城市,全国重要的工业基地、科教基地和综合交通枢纽”,要求“严格控制建设用地规模”,“合理调控城镇工矿用地增长规模和时序”。如何发挥武汉市国土规划合一的体制优势,破解经济发展中的土地资源约束,促进城市合理有序增长,一直是武汉市国土规划管理的核心问题之一。     

资源型城市景观生态风险的时空分异:以乌海市为例

为探究大型露天煤矿开采对西北干旱荒漠区景观生态风险的影响,以及资源型城市转型背景下的时空动态,以资源衰退型的内蒙古自治区乌海市及周边县域为研究区,结合现有景观生态风险评价中的干扰度、脆弱度指标,增加受威胁指数来综合构建资源型城市景观生态风险评价框架。基于乌海市2005—2015年景观类型数据,从时间和空间上分析景观生态风险及其动态。结果显示:(1)2010—2015年景观类型之间转移相较于2005—2010年更剧烈,年变化强度分别为7.43%和3.44%,工矿用地与城市建设用地最活跃,但年增加强度减小。(2)林地、水域和湿地损失度先略增加后大幅度减小,其他土地和草地损失度呈增加趋势,工矿用地先减小后略增加;城市建设用地和工矿用地受威胁指数最大,其余类型的景观受威胁指数均有上升趋势,但其他土地、水域和湿地增加趋势逐渐减慢。(3)2005—2015年景观生态风险指数升高,空间分布总体呈西、中部高而南北低的格局,而不同等级风险区表现为低风险区由边缘向中心转移,而高风险区依托原有高风险区扩展。研究期风险区变化显著的是西部沙地高风险区,矿区东部其他土地因周围分布灌丛和草地,风险始终低于西部其他土地。根据不同风险等级中工矿用地的面积占比情况,将工矿用地占比控制在5%以内可达到控制总体景观生态风险的目的。研究为资源型城市通过合理的景观配置进行生态风险管控提供了依据。     

中国南方喀斯特世界自然遗产拓展地环江喀斯特地貌价值及贡献

“中国南方喀斯特”是中国向联合国教科文组织世界遗产委员会分期申报的系列世界自然遗产。“中国南方喀斯特”第一期遗产地包括云南石林喀斯特、贵州荔波喀斯特和重庆武隆喀斯特;第二期提名地则包括了广西桂林喀斯特、贵州施秉喀斯特、重庆金佛山喀斯特,以及作为荔波喀斯特拓展地的广西环江喀斯特。环江喀斯特作为中国南方喀斯特荔波世界自然遗产地的拓展,对其申报论证倍受关注。新西兰Williams教授2013年考察环江时指出：“环江喀斯特作为荔波喀斯特的拓展地,无须论证其突出的普遍价值,而应关注其拓展的价值,即能为中国南方喀斯特及荔波喀斯特世界自然遗产构成作出哪些突出贡献”。然而近年来人们多注重于荔波喀斯特地貌世界遗产价值研究,环江喀斯特的世界遗产价值至今尚无人进行过相关研究。本文基于野外实测资料、研究区遥感影像图、1∶10 000地形图及1∶200 000水文地质图等工作底图,并运用ArcGIS、Erdas、AutoCAD、Photoshop等技术软件,尝试从环江喀斯特的地理地质背景、地貌特征等方面与荔波喀斯特和“中国南方喀斯特”其他片区进行对比的角度来研究环江喀斯特的地貌特征,旨在申明环江喀斯特的拓展,能为“中国南方喀斯特”世界自然遗产做出哪些实际的补充和完善,进而为“中国南方喀斯特”第二期世界自然遗产的成功申报提供科学材料。 研究结果表明,环江喀斯特作为荔波喀斯特的拓展,在“中国南方喀斯特”系列遗产中其具有以下重要价值和突出贡献： (1)环江喀斯特主体为锥状峰丛谷地喀斯特地貌,从分水岭至河谷表现出由峰丛洼地―峰丛谷地―峰林洼地―峰林谷地的有序正向演替规律。 (2)环江喀斯特与荔波喀斯特相似性体现在喀斯特演化环境、形态特征、演化过程、生物生态等方面,而这些也正是荔波喀斯特给“中国南方喀斯特”的贡献所在。 (3)环江喀斯特和荔波喀斯特联合展示了从高原到低山区逐渐过渡的一套完整的锥状喀斯特体系,例证了湿润热带－亚热带地区正在进行的锥状喀斯特地貌基本发育过程及演化规律,与此同时,由于环江喀斯特靠近古宾河而促发回春效应,形成了一套峰丛洼地更深、坡度更陡、内部地势高差更大的回春地貌,增加了锥状喀斯特回春发育方面的价值。 (4) 拓展环江喀斯特将保证荔波喀斯特在地质地貌、生物生态、自然景观等方面的完整性,不仅扩展了荔波喀斯特的面积范围,增加了荔波喀斯特森林生态系统的价值及其安全性,提升了荔波喀斯特世界遗产价值,还解决了因贵州和广西行政边界而遗留下来的荔波喀斯特南部缓冲区边界不完整的问题。 (5)在中国南方喀斯特谱系中,荔波－环江喀斯特记录了中国南方碳酸盐岩第二旋回的沉积历史,经历了东吴运动、印支运动及新构造运动对喀斯特地貌的改造过程,代表了中国南方云贵高原向桂林盆地过渡地区锥状喀斯特地貌及正在进行的锥状喀斯特地貌演化过程,其地貌特点、形成条件与高原面上的石林剑状喀斯特、云贵高原边缘的台原喀斯特、高原向低山盆地过渡的武隆天坑地缝喀斯特、施秉白云岩峡谷喀斯特和低山盆地的桂林塔状喀斯特有显著的区别,是热带亚热带地区锥状喀斯特的世界模式地。     

贵州喀斯特石漠化分布的空间差异与防治区划探讨

在广泛调研基础上,根据区域分异原理,对贵州石漠化空间分布与差异进行了分析总结。研究表明,贵州喀斯特石漠化分布存在明显区域差异。在水平分异上,从西向东存在“轻～ 重～ 轻～ 重～ 轻”的基本规律; 在南北方向上,存在“重～轻～ 重”的规律; 在垂直方向上,存在从河谷至分水岭的分异: 分水岭地区石漠化程度不高,河谷斜坡地带石漠化较强,河谷底部又较轻的变化规律。据此,根据自然区划理论与方法,提出喀斯特石漠化分区防治的基本思想,将贵州喀斯特石漠化防治初步划分为7个防治区、20个防治亚区,并选取典型区域进行三级区划分。      

库尔勒市城市空间扩展特征及其驱动因素研究

以库尔勒市1990年、1995年、2000年、2005年、2010年以及2015年6个时期的Landsat TM/ETM+影像作为基础数据,借助ENVI 4.5、Arc GIS 10.1等专业软件对影像进行监督分类和空间分析。在此基础上,分析库尔勒市近25 a来土地利用时空变化规律、城市空间扩展趋势及演变过程、城市重心转移方向及距离和城市空间扩展形态变化特征等。研究表明:近25 a间库尔勒市建设用地面积大幅度增加,所占比例不断上升,年均增加速率为15.18%。耕地和未利用地对城市建设用地扩展贡献较大。城市向东南方向扩展,城市重心向东南方向转移了总共2 118.46 m。城市空间扩展紧凑度呈下降趋势,分形维数呈上升趋势,表明城市空间扩展趋于结构疏散化、形状复杂化。针对于以上特征及扩展趋势,分析了库尔勒市城市空间扩展的驱动因素并提出一些对策建议,为城市可持续发展提供科学依据。     

1980—2020年全球重大洪灾时空特征探析

为充分理解全球洪涝灾害的时空演变规律,基于长时间序列全球历史洪灾数据,运用数理统计和GIS空间分析方法,在不同空间尺度和年代际、年际的时间尺度上,全面分析了1980—2020年重大洪涝灾害的时空特征。结果表明：(1)全球洪灾次数在21世纪前10 a达到峰值,死亡和影响人口在1990s达到峰值,累计经济损失在2010s达到峰值,次均经济损失在1990s和2010s最高;(2)洪灾发生次数及造成的经济损失在1980—2020年期间呈显著上升趋势,每次洪灾造成的人口损失呈现下降趋势;(3)亚洲洪涝灾害严重,洪灾的发生次数、死亡人数、影响人口及经济损失的累计值分别占全球总数的41%、68%、95%和63%,然而包括中国在内的亚洲诸多国家的洪灾人口损失呈下降趋势;(4)全球重大洪灾呈东西向分布,灾害重心有南移趋势,洪灾由集中趋于分散,影响区域逐渐变广。