黑河中游地区耕地景观演变及社会经济驱动力分析

选取1987~2010年的土地利用数据,运用变化轨迹分析方法以及景观指数表征黑河中游地区耕地景观的演变过程,采用偏最小二乘回归模型分析耕地景观演变的驱动力。结果表明：从耕地的变化轨迹来看,研究期间耕地的扩张是黑河中游地区耕地景观演变的主要趋势;从空间上来看,扩张型耕地和缩减型耕地分布趋向集中,主要集中在稳定型耕地边缘,同时耕地扩张的方向趋向河流;从驱动因素分析来看,总人口、城市化、产业发展、机电井数等是促使耕地景观演变的主要社会经济驱动因素,但是各个驱动因素的驱动作用均有差异。     

三峡库区腹地山区农业景观格局动态变化与转型

山区农业景观格局动态分析有利于厘清农业景观发展的动态轨迹与方向,对农地用途的合理规划和管理有重要意义。本文提出了山区农业景观格局转型理论框架,并在三峡库区草堂溪流域进行了实证研究,从整体—微观的角度解析2000—2018年期间,以坡耕地、撂荒地和果园为代表的农业景观格局转型特征。研究发现：① 果园沿河谷的扩张和撂荒地在较高海拔处的扩张明显压缩了坡耕地的空间,这导致区域景观多样性的整体增强,而在局部地形上的差异明显,斑块破碎但聚集度增强;② 研究区农户耕种范围内的农业景观格局转型主要表现为耕—果转换型、综合型、部分撂荒型和撂荒型4种模式,各模式揭示了山区农业景观格局的不同发展阶段;③ 在以社会经济因素为主的驱动下,三峡库区山区的农业景观格局转型具有双向性,表现为以传统均衡分布的纯粮种植景观向河谷生态经济双赢的经果林景观和较高海拔的撂荒地转变。研究结果揭示了近年来中国山区农业景观格局演变的独特性,对库区山区农村土地利用和农业生态系统的深入认识以及库区乡村发展和生态环境的改善均有启示意义。     

Influence of the variation in rural population on farmland preservation in the rapid urbanization area of China

In the past 40 years,cultivated land has faced the continued anthropogenic inter-ference,which has become a significant issue for cultivated land preservation during rapid urbanization.The purpose of this research was to reveal the spatio-temporal evolutionary characteristics of cultivated land and the correlation between rural population variation and farmland change in China.Fifty county-level administrative units in Zhejiang Province were selected as the study area wherein spatio-temporal evolution comparative analysis for every 5 years from 2000 to 2015 was conducted.This study used the pool method to estimate the impacts of the rural population variation,average slope,average elevation,rural residential disposable income,primary industry proportion,and road density on farmland utilization efficiency from the spatial perspective,which is represented by landscape metrics including the mean patch size,edge density,area weighted mean shape index,and area weighted mean patch fractal dimension.This study showed that the cultivated land landscape index continued to rise after 2000 and then started decreasing after 2010,indicating a reduction in human interference after 2010.The spatial variation of rural population of all county-level administrative units decreased from 2000 to 2010,and 62％of them began to increase after 2010.The regression analysis results showed that the spatial variation of rural population was significantly and negatively correlated with the cultivated land landscape while the rural residential disposable income,average slope and primary industry proportion were all sig-nificantly and positively related to the cultivated land landscape index.The results implied that the loss of the agricultural labor force and the difficulty of sloping farmlands adapting to mechanized farming were unconducive to farmland utilization efficiency improvement,and the increase in nonagricultural activities in rural areas would increase the difficulty of culti-vated land preservation.Our analysis suggests that local governments should improve the production efficiency of fragmented land or strengthen the construction control of housing and facilities in rural areas according to their regional urbanization development situation.     

农业地域类型的识别及其演进特征——以106国道沿线典型样带区为例

构建农业地域类型的辨识指标体系,采用农用地动态度、农用地优势度、重心模型和空间自相关模型,分析1996、2000和2009年106国道沿线样带区农业地域类型的时空格局、演进特征及其驱动机制。结果表明:① 研究区农业发展的社会经济条件地域差异显著,呈现北高南低的梯度分布规律,并在样带中南部形成“低谷区”。② 农用地结构、利用程度与方式变化显著。耕地减少326.17×10³ hm²,北部快于南部地区,山地丘陵区快于平原农区;园地和林地逐渐向优势区集中,牧草地总体变化不明显;垦殖指数有所下降,耕地承载人口压力日益增加,水浇地面积比重大。③ 农业仍然是主要部门,其次为畜牧业、林业和渔业;果品、蔬菜生产在全国占据重要地位。样带区东部平原县农业优势高于西部山地丘陵县,而牧业比较优势则是西部高于东部,林业比较优势呈由南向北逐渐增强的态势,南部渔业优势突出。④ 农业投入产出效益逐年递增,且有加速趋势。⑤ 农业地域类型的形成与演变受自然资源禀赋、人口变化、经济增长、技术革新和政策体制等因素的综合影响,但各时期的主导驱动机制有所差别。     

土地利用景观格局空间尺度效应研究

城市土地利用景观格局研究对城市规划设计和土地资源管理具有重要的理论价值和现实意义，而研究尺度的选择是其必不可少的部分。本文基于景观生态学方法，以武汉市为研究区域，选取聚集分散指数、斑块类型指数、形状指数三种类型指数对土地利用景观格局进行分析，同时引入层次分析法，研究武汉市土地利用景观格局的空间尺度效应及其响应特征，结果表明武汉市土地利用景观格局具有明显的空间尺度效应，随着空间尺度的增大，景观破碎程度增大，景观分布越来越分散，景观异质性减小，斑块之间连接度越来越弱。在此基础上，建立最佳尺度选择模型，并基于分型理论对最佳尺度的合理性进行验证，最终得出武汉市土地利用景观格局研究的最佳空间尺度为60 m。     

Characterization of landscape pattern based on land economic niche change: A case study in Ganzhou,Gansu Province,China

Land use change has a profound impact on biodiversity and ecological processes, and is closely related to changes in landscape patterns. This paper introduces the theory and method of land economic niche into landscape ecology, which provides a new method for spatial characterization of urban and rural spatial landscape patterns. Based on this theory, this paper analyzes the landscape pattern of Ganzhou District by using Landsat images as data source in 1995, 2000, 2005,2010 and 2015. We calculated the land economic niche by applying the niche potential theory. Combined with the theory of landscape ecology, we explored the effects of the land economic niche change on the landscape pattern at a county scale.The results show that economic niche of construction land, watershed and farmland increased during 1995–2015, and grassland declined significantly. The economic niche of farmland, construction land, watershed and grassland show a negative correlation with the number of patches(NP), fragmentation index(FN) and the fractal dimension index(FD), and had a positive correlation with the aggregation index(AI). There was no significant correlation between the forest land economic niche and landscape metrics. The change of land economic niche has a driving effect on the landscape pattern of the county, which can represent the economic development direction of Ganzhou District. The land economic niche is closely related to the landscape type which can directly obtain an economic benefit.     

Dynamic changes and transitions of agricultural landscape patterns in mountainous areas: A case study from the hinterland of the Three Gorges Reservoir Area

Analyzing the agricultural landscape patterns in mountainous areas is critical to clarify the dynamic changes and development direction of agricultural landscapes. This also plays a significant role in the rational planning and management of agricultural land. A theoretical framework for agricultural landscape pattern transitions in mountainous areas is proposed to fill the gap of current research with an empirical study in the Caotangxi Watershed, Three Gorges Reservoir Area (TGRA), China. The transition characteristics of agricultural landscape patterns from 2000 to 2018 as represented by sloping farmland, abandoned land, and orchards are analyzed from a holistic-local perspective. The results indicate that the orchards expanded along river valleys, and abandoned land expanded at high elevations, which led to reduced sloping farmland. This phenomenon gives regional landscape differences at the holistic and local levels. Namely, it enhances the region’s holistic landscape diversity but causes fragmentation and aggregation of landscape patches in local areas. The agricultural landscape pattern transitions within the farming range in the study area are manifested primarily in four modes: sloping farmland-orchard conversion type (FOCT), comprehensive conversion type (CCT), partially abandoned type (PAT), and wholly abandoned type (WAT). Each transition mode reveals different development stages of the mountainous agricultural landscape patterns. In general, the agricultural landscape pattern transition is driven by socioeconomic factors in mountainous areas of the TGRA and is bidirectional. This attribute is expressed as the transition from the traditional grain-planting landscape with an even distribution to the eco-economic win-win orchard in valleys and transitions from sloping farmland to abandoned land in high-elevation areas. Overall, the results of this study reveal the uniqueness of agricultural landscape pattern evolutions in China’s mountainous areas in recent decades, which has enlightened the in-depth understandings of rural land use and agricultural ecosystems in mountainous areas of the TGRA, as well as improvements in rural developments and ecological environments.     

土地经济生态位变化下的城乡空间景观格局表征——以广东省惠州市为例

土地利用变化对生物多样性和生态过程有着深刻的影响,与城乡景观格局变化密切相关。尝试将土地利用变化驱动力——土地经济生态位的理论和方法引入到景观生态学当中,为城乡空间景观格局空间表征提供新的方法。通过选取表征景观格局指标的破碎化指数、分形维数,利用Envi4.8、Arcmap10.0,Fragstasts4.1等软件,以广东省惠州市为例,在分析土地经济生态位与景观类型、景观指数之间的关系基础上,对土地经济生态位变化下的城乡空间景观格局进行表征。结果表明：不同景观土地面积数量的增减与该类型土地经济生态位升降具有一致性的规律,土地经济生态位上升,相应的景观土地面积增大,反之则减小;土地经济生态位越小,表征景观格局的景观破碎化指数、分维数指数越大,破碎化指数与分维数指数的增减与土地经济生态位升降表现出一致性的规律,土地经济生态位上升,相应的破碎化指数、分维数指数则增大,反之则减小;城乡空间景观格局变化的发生主要出现在土地经济生态位高的区域。土地经济生态位的变化是城乡景观格局变化的重要影响因子,能够很好解释城乡空间景观格局特征。     

中国耕地和农村宅基地利用转型耦合特征与机制(英文)

Land use transition refers to the changes in land use morphology (both dominant morphology and recessive morphology) of a certain region over a certain period of time driven by socio-economic change and innovation, and it usually corresponds to the transition of socio-economic development phase. In China, farmland and rural housing land are the two major sources of land use transition. This paper analyzes the spatio-temporal coupling characteristics of farmland and rural housing land transition in China, using high-resolution Landsat TM (Thematic Mapper) data in 2000 and 2008, and the data from the Ministry of Land and Resources of China. The outcomes indicated that: (1) during 2000-2008, the cor-relation coefficient of farmland vs. rural housing land change is -0.921, and it shows that the change pattern of farmland and rural housing land is uncoordinated; (2) the result of Spear-man rank correlation analysis shows that rural housing land change has played a major role in the mutual transformation of farmland and rural housing land; and (3) it shows a high-degree spatial coupling between farmland and rural housing land change in southeast China during 2000-2008. In general, farmland and rural housing land transition in China is driven by socio-economic, bio-physical and managerial three-dimensional driving factors through the interactions among rural population, farmland and rural housing land. However, the spatio-temporal coupling phenomenon and mechanism of farmland and rural housing land transition in China are largely due to the "dual-track" structure of rural-urban develop-ment.     

地理探测器方法下甘肃白龙江流域景观破碎化与驱动因子分析

基于GIS技术、景观格局指数、主成分分析和地理探测器的方法,定量分析了1990~2014年甘肃白龙江流域的景观破碎化及其驱动因子。结果表明：1990~2014年甘肃白龙江流域景观破碎化程度先增加后降低;研究期间流域东南部的景观指数变化最为剧烈和复杂,主要是文县和武都区;人类干扰（人类活动强度和土地利用类型）和地形因子（高程、坡度和坡向）对景观破碎化空间分异的影响显著不同,其中人类干扰是景观破碎化空间分异的主要驱动因子。     

干旱区绿洲农村居民点景观格局演变及机制分析

基于1987年、2002年、2013年三期Landsat TM、ETM+、OLI遥感影像提取研究区农村居民点时空分布信息,利用GIS空间分析、景观指数分析及多元线性回归分析干旱区绿洲农村居民点景观演化特征及驱动机制。研究表明：① 农村居民点集中分布在绿洲内部平原区,其中城市周边及沿河道、道路是居民点空间聚集较明显的区域。② 1987-2013年农村居民点面积增长较形状变化更为显著。新建居民点和旧居民点边界扩张是导致研究区农村居民点面积显著增长主要原因,且在不同时空区域表现出不同的增长方式;居民点形状以矩形和近圆形居多,条带型较少。③ 通过对居民点景观演变机制进行分析,发现城市辐射距离、水源地远近及距离道路远近是影响农村居民点景观变化的首要因素,其次是人口规模,最后才是区域经济的发展。     

基于RS与GIS的通化地区景观格局动态变化

在RS、GIS技术的支持下,利用MSS及TM影像数据对照地形图提取了通化地区1980、1995以及2000年景观生态格局信息,并利用景观多样性、景观优势度、斑块面积变异指数、景观破碎度、斑块形状指数等对该区的整体景观格局和各县(包括县级市)景观格局以及其动态进行了定量分析。结果表明在全区范围内,各种景观类型对应景观指数存在显著差异;通过对各县级行政单位的景观指数计算表明,它们的景观格局存在明显差异;从时间序列上看,无论是整个研究区、还是各县的景观格局在1995年与1980、2000年差异较大,而1980与2000年景观格局相似。     

南岭国家级自然保护区森林景观格局变化与动态模拟

基于eCogntion、ArcGIS 和IDRISI 软件,采用景观格局指数分析广东南岭国家级自然保护区1988~2009 年景观类型数量及空间格局的变化;运用CA-Markov 模型模拟流域2010年的景观格局,预测2021 年的景观格局。结果表明,研究区森林景观类型以常绿阔叶林和针叶林为主;景观破碎度增加,斑块复杂程度提高,各景观类型的分布更加趋于复杂化;CA-Markov模型预测表明,2010~2021 年景观破碎度有所降低,多样性增加。     

粤北典型岩溶山区土地石漠化景观格局动态分析

利用1988年和2004年的2期TM遥感数据,在GIS和FRAGSTAT景观格局分析软件支持下,定量地分析粤北典型岩溶山区及其4县（市）的土地石漠化类型变化及其景观格局时空动态特征。结果表明：16 a来各种类型石漠化土地无论是在数量、面积和空间分布特征方面都发生了十分显著的变化,总面积减少721.67 km²,斑块数减少了1 900块;2004年粤北4县（市）石漠化土地的面积占各区的比例分别是:连州为3.33％、阳山为7.28％、英德为1.54％、乳源为5.11％;粤北及其4县（市）石漠化土地的总体景观空间格局动态变化趋势基本一致,但在程度上有所差异,均表现为景观异质性减弱,破碎度降低,而景观优势度增加;随着相关石漠化治理措施地开展,中度与重度石漠化土地成为研究区内重点关注区域,尤其在阳山与乳源,这种空间格局变化的特征更为明显。     

2000-2010年中国退牧还草工程区土地利用/覆被变化

在3S技术支持下,结合景观格局定量分析方法,基于30 m分辨率的土地利用/覆被数据,对中国退牧还草工程区2000-2010年土地利用/覆被时空分布特征进行研究。通过利用土地利用转移矩阵和动态度来判定土地利用变化的速度和区域差异,并在斑块类型和景观水平上分析研究区景观格局特征,探讨土地利用格局变化的生态效应。结果表明：①近10年来,研究区土地利用/覆被类型以草地和其他类用地为主,整体内部结构稳定少动。草地变化面积仅占2000年草地总面积的0.37%;林地、湿地、耕地和人工表面的面积均有所增加;其他类用地面积有所减少。②全区土地综合动态度均小于0.1%,土地利用/覆被变幅较小,除人工表面较活跃外,其他各类型变化相对缓慢,且各省土地利用区域差异较小。③研究区内景观基质未发生改变,区域景观破碎度递减,景观多样性水平上升,景观聚集度和连续性微弱下降,景观整体保持较完整态势。退牧还草工程的实施使土地利用/覆被结构和景观格局均得以优化。     

黄河流域景观破碎化对土壤保持服务影响研究

基于2000年、2005年、2010年和2015年土地利用现状遥感监测数据,分别采用景观格局指数和当量因子法测度了黄河流域多尺度景观破碎化和土壤保持服务的时空特征,并且综合运用热点分析工具、普通最小二乘法和空间回归分析模型,探索了2000—2015年黄河流域多尺度土壤保持服务时空演变特征及景观破碎化对土壤保持服务的影响机制。结果如下：① 黄河流域土壤保持服务低值区主要集中分布在黄河流域上游青海-甘肃-宁夏-陕西-内蒙古沿线地区以及流域下游河南和山东,另外省会城市以及周边地区同样是土壤保持服务低值区,土壤保持服务具有显著的尺度依赖性;② 研究期间黄河流域土壤保持服务变化的热点区域主要分布在流域上游黄土高原地区,冷点区域主要分布在黄土高原的周边地区,不同尺度下土壤保持服务变化冷热点差异显著;③ 回归结果显示,经济社会因子与土壤保持服务具有显著的负相关;自然本底因子中海拔和林地面积比重与土壤保持服务具有显著的正相关;景观破碎化指数对土壤保持服务的影响差异性显著。未来黄河流域不同分区土壤保持和土地利用政策的制定不仅需要考虑自然本底和经济社会驱动因子,还应考虑多尺度景观格局破碎化以及空间溢出效应,跨区域协同治理对于黄河流域土地利用政策制定和生态系统保护具有重要现实意义。     

中国西南山区稻作梯田的时空演化——以苗岭西江镇和加榜乡为例

稻作梯田是中国南方山区重要的土地利用方式,分析其时空变化规律,对区域土地资源利用、生态环境保护以及农村农业可持续发展具有重要意义。本文基于多源数据获取苗岭山区西江镇（1977—2020年）和加榜乡（1962—2020年）的土地利用分类图,运用景观指数、空间分析和样带分析等方法,研究稻作梯田时空格局与功能的演化特征,以揭示稻田利用与人地关系演变过程及其特殊性变化。结果表明：① 研究区稻田规模长期稳定发展,但近年整体规模有所缩小,斑块破碎化趋势逐渐凸显。在2000年前稻田分布表现出同时向高、低海拔及微坡至急陡坡扩展,2000年后呈反向收缩趋势,种植强度呈相同的变化规律。② 研究区稻田核密度的空间分布,表现出小规模高密度集聚与大规模中低密度分布并存的格局。自2000年以来,两地稻田核密度以小幅变化为主,有明显的“东北-西南”向分布特性。③ 在生产用地导向阶段,大面积林地转为稻田;在生态-经济复合用地导向阶段,稻田规模保持稳定。④ 聚田比指数显示研究区“人多田少型”占比不断上升,这表明部分地区人地矛盾日渐凸显,以西江镇的变化最为强烈。⑤ 依据“林-田-村-河”四素同构的样带分析,稻田功能经历了“生产-生态、经济”的演变过程,与旅游业发展关系密切。研究结果较全面反映了研究区稻作梯田的时空演化特征,有助于促进山区传统稻田资源优化利用和保护传承,在一定程度上为乡村振兴发展提供借鉴。     

基于景观孤岛化分析的传统地域文化景观保护模式——以江苏苏州市甪直镇为例

在城镇化、现代化和商业化快速发展的今天,传统文化景观的破碎化已成为传统地域文化景观的重要空间特征和现象,破碎化直接催生了传统文化景观空间的孤岛化现象,直接影响着传统地域文化景观的整体性,成为传统文化景观整体性保护的重要障碍。本文以苏州市甪直镇为例,在分析区域特征及对当地居民进行问卷调查的基础上,通过构造孤岛化评价指数,评价甪直古镇传统文化景观的格局的综合特征和景观孤岛化现象、特征及形成过程。在传统文化景观孤岛化评价的基础上,通过确定保护圈层、构建文化景观遗产廊道和景观生态网络格局,实现传统文化景观空间的拓展、连接和传统文化景观与缓冲空间的有机复合,成为传统地域文化景观区域性整体保护的空间模式。     

巩义市农村居民点空间格局演变及其影响因素

综合运用GIS 技术、景观指数定量分析方法以及空间统计方法,分析河南省巩义市1990-2010 年农村居民点规模结构、空间分布、形态结构的演变特征,探索地形因素、区位因素以及社会经济因素对农村居民点发展变化的影响。结果表明：在快速城镇化背景下,巩义市农村居民点规模扩张明显,集约用地程度较低;居民点斑块形态趋于规则,规划管理效果已开始有初步体现;聚落斑块空间分布聚集特征明显,呈现大斑块低密度分布与小斑块高密度分布格局;但巩义市农村聚落近20 年来整体空间格局变化不大,只是局部集中趋势进一步增加,不仅在平原与丘陵地区具有集中趋势,在其之外的经济快速发展地区的集中趋势亦较为明显。居住空间格局变化与自然条件有关,但在时间与空间的微观层面上区位条件、社会经济因素具有更大的影响。本文对农村居民点的空间布局调整具有一定的政策指导意义。     

土地利用规模−结构−形态演变对城市热环境的影响——以西安市主城区为例

土地利用变化与城市热环境关系紧密。以西安市为例,采用遥感影像数据,从规模?结构?形态对土地利用变化进行了分析,同时,对西安市热环境变化特征进行了阐释,在此基础上,对土地利用规模、结构和形态变化与热环境变化关系进行了系统分析,揭示土地利用变化对城市热环境的影响。结果如下：① 2000—2016年,随着建设用地的增长,西安市平均地表温度呈上升趋势,耕地与建设用地面积占比变化与地表温度变化呈正相关性,林草地与水域面积占比变化与地表温度变化呈负相关性;② 林草地、水域的斑块优势度越大,形状越复杂,集聚度越高,越有利于改善热环境,而耕地和建设用地的斑块景观优势度大、集聚度高,则会导致地表温度升高和热环境恶化;③ 集聚度和连通度高的大斑块林草地和水域具有更突出的降温效果,相反,高度集聚的建设用地形成的不透水面具有更强的升温效果。可为从土地利用视角改善城市热环境提供参考依据。