山地城镇土地利用的经济生态位分析及持续发展--以重庆市为例

土地利用变化已成为当今经济社会中最活跃和最普遍的现象,是土地利用类型从低生态位向高生态位转变的自组织行为。对不同层次土地利用经济生态位进行调控,才能实现土地的持续利用。本文在生态位理论和系统边界理论的基础上,运用土地利用经济生态位模型,定量分析了重庆市土地利用类型间相互作用的强度。研究表明,重庆市农用地与非农用地经济生态位差较大,经济发展和城市化进程更加剧了建设用地占用农用地的速度和强度。同时,从经济生态位的角度探讨了持续土地利用的方法。     

快速城市化地区生态系统对土地利用变化的响应——以长株潭城市群为例

采用土地利用经济生态位模型、土地利用程度综合指数模型和生态服务价值评价方法,结合长株潭区域1996—2005年的土地利用更新调查数据,研究该区域生态系统对土地利用变化的响应。结果表明：（1）长株潭城市群非农用地对农用地的捕获力呈逐年增强的趋势,土地利用整体上朝利用强度增大、广度增加的方向发展,而区域生态系统服务价值量则呈现逐年下降的趋势;（2）长株潭城市群生态服务功能价值量分别与土地利用生态位差值和土地利用综合指数呈显著的负相关关系,其中与土地利用综合指数相关度最高;（3）在推进新型城市化过程中,控制非农用地的外延扩展,增加农地转用的生态补偿,减小土地利用的经济生态位差值能有效抑制农地的快速减少,促进区域“经济”与“生态”的协调发展。     

土地利用可持续发展位理论构建与应用

结合土地利用生态位理论和可持续发展理论,构建了土地利用可持续发展位理论,其核心内容包括土地利用可持续发展基本位、理想位、优势位、关键位和土地利用可持续发展位空间概念及模型。以甘肃省为例,测算确定了甘肃各地州市建设用地与新增建设用地可持续发展位空间。甘肃各地州市建设用地除了嘉峪关、金昌市指标值超出可持续发展位空间外,其余各地州市建设用地控制指标均处于可持续发展位空间内。白银、武威、张掖、酒泉、庆阳、甘南的指标值接近于理想目标;天水、平凉、定西、陇南、临夏的指标值趋近于适度目标。新增建设用地可持续发展位空间结果除平凉市和甘南州外,其余各地州市的控制指标均处于新增建设用地控制指标与其可持续发展位空间之间。表明《甘肃省土地利用总体规划（2006-2020）》确定的各地建设用地与新增建设用地控制规模基本均处于可持续发展位空间范围。甘肃省的实践证明,土地利用可持续发展位理论可用于系统研究土地生态系统变化规律,指导土地资源的可持续利用。     

伊金霍洛旗土地利用动态变化分析

土地利用变化研究是生态环境变化研究的重要基础,也是规范人类行为的科学决策依据。随着人口的持续增长和社会经济的快速发展,伊金霍洛旗土地利用发生了较大的变化。本文以伊金霍洛旗2009年~2012年土地利用统计资料为依据,利用土地利用土地利用转移矩阵、土地利用地类转入、转出动态度与活跃度模型等对该旗2009年~2012年的土地利用动态变化状况进行了分析。分析结果表明:伊金霍洛旗耕地、林地、草地、水域用地面积在减少,其他农用地、建设用地、其他土地在增加;其他农用地和建设用地年变化率达49.43%、3.993%;其他农用地转入和转出活跃度最大,为最活跃的土地利用类型;其次为建设用地;林地、草地和水域转入转出活跃度均为负值,反映出林地、草地和水域是一种比较稳定的土地利用类型。     

耦合土地利用格局与过程变化的生态干扰评价——以长三角地区为例

基于长三角地区2000年、2010年和2018年土地利用数据,分析该地区农用地、建设用地和生态用地时空变化特征,耦合生态斑块空间格局变化、生境面积增减和生态破碎化过程,提出生态干扰格局指数和生态干扰过程指数,定量评价土地利用变化过程中的生态干扰。结果表明：① 2000—2018年,建设用地快速扩张占用了大量农用地及生态用地,土地利用强度呈现先增后减的趋势;② 生态干扰格局指数和生态干扰过程指数时空差异明显,经济发展和城镇化水平较高的地区更易出现生态负干扰,且干扰程度趋于增加;③ 尽管部分区域生态用地净面积有所增加,但其实际受到的生态干扰过程并未减轻,甚至呈现负向化发展趋势。研究有助于深入理解生态用地变化过程中蕴含的生境数量、质量和空间关系,能够为快速城镇化地区生态文明建设和治理提供决策依据。     

关于我国土地利用分类问题的讨论

在分析了我国于2002年1月起试行的最新土地利用分类系统所存在的问题之后,提出了生态用地的概念,并提出了将我国土地利用划分为农用地、建设用地和生态用地这三大类用地的设想,同时尝试提出了另一个土地利用分类方案。     

土地利用生态位理论构建与应用

借鉴生态位理论在土地利用方面应用研究的基础上,明确界定了土地利用生态位的概念与内涵,系统构建了土地利用生态位的态势理论、扩充与压缩理论、适宜度理论和构建理论,并建立了相关测度模型。以兰州市为例,分析了兰州市土地利用数量生态位变化情况,结果表明:1997-2006年期间,兰州市土地利用数量生态位的"势"与"态"变化差异较大,说明兰州市随着人口数量的增加、区域经济的快速发展、工业化城镇化进程的加快对土地的利用效率提高的同时,生态建设与环境破坏并存。同时,在1997-2006年兰州市耕地、牧草地数量生态位内总体上处于压缩状态,而林地、建设用地数量生态位总体上处于扩充状态;兰州市各县区土地利用生态元生态位扩充压缩度差异较大,反映土地利用生态位空间变化特征。     

新疆南疆地区土地利用变化及其生态效应

基于GIS平台,以新疆各县市统计数据为基础,对南疆土地利用变化特征及其生态效应进行分析。分析得出:①近12 a间耕地、园地、林地、水域及建设用地面积增加,而草地和未利用土地面积减少。12 a间土地利用综合动态度为0.88%,园地、建设用地和耕地的年变化率较大;林地、草地、水域和未利用土地的较低。土地利用变化存在明显的区域差异,巴州除未利用土地以外,土地利用类型的变幅均大于全区相应土地利用类型的变幅,和田所有土地利用类型的变幅均小于全区的变幅。②绿洲耕地面积的扩展以牺牲自然荒漠植被为代价,致使绿洲生态问题日益突出,主要表现为植被退化、沙漠化、生境质量下降、土壤盐渍化和水质恶化等。     

鄂尔多斯市土地利用类型动态变化研究及其驱动力分析

利用鄂尔多斯市1997年~2012年的土地利用调查数据、土地利用变更数据,内蒙古统计年鉴等数据,利用数理统计、定性分析、土地利用动态度模型等相结合的方法对1997年~2012年土地利用动态变化情况进行研究分析。土地利用类型数量变化研究表明:全市耕地面积、园地面积、草地面积、水域及水利设施用地、其他土地面积有所减少,林地面积、城镇村及工矿用地面积、交通用地面积有所增加;土地利用变化动态度进行分析表明:非农用地动态度之和为-0.12,农用地的动态度之和为-0.07;土地利用变化驱动力进行分析可以得到:其变化的根本原因在于发达的矿产资源推动的经济快速增长。     

基于RS-GIS的昆明市土地利用变化及驱动力分析

为探讨人文因素在昆明市土地利用/覆盖变化过程中的驱动作用,在ENVI和GIS技术支持下,采用2001年Landsat TM、2009年Landsat TM、2017年Landsat OLI 3期遥感影像和统计数据为数据源。分析土地利用类型面积变化的速度和幅度以及土地利用/覆盖程度综合指数;其次,在明确各类型土地利用变化趋势的基础上,建立了土地利用变化驱动因子指标体系,运用主成分分析法探讨了昆明市土地利用/覆被变化过程中的驱动因子。土地利用变化分析结果表明:2001～2017年间,昆明市各地类在研究期间变化较为剧烈,地类主要以林地和耕地为主,但建设用地土地利用面积变化率和动态度明显,最为活跃,增长速度最快;另外,昆明市土地利用程度为中上水平且土地利用处于发展阶段,说明土地利用程度会进一步加深。同时,驱动力分析结果表明:人口增长、经济发展和人民生活水平的提升是昆明市土地利用变化的主要驱动因素。     

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。     

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.     

土地利用变化的地形梯度特征与空间扩展——以北京市海淀区和延庆县为例

选择北京市海淀区、延庆县作为研究区,利用1992年、2002年遥感影像数据,借用地形位梯度指数,研究了土地利用变化的地形梯度特征及其空间扩展形势。研究表明:(1)海淀区建设用地受到经济和社会发展驱动明显,表现出既向低地形梯度位也向高地形梯度位扩展;但农业用地、果园因建设用地扩展受到挤压,表现为向更高地形位扩展态势;林地在高地形位得到了明显恢复,也有向更低的地形位扩张的趋势,但灌草地和未利用地在中高地形位受到林地挤压,低地形位受到农业用地、果园挤压,优势地形位明显萎缩;(2)延庆县建设用地扩展受地形位驱动作用明显,主要集中在低地形位区域;农业用地主要分布在较低地形位上,变化不大;果园在经济发展需求驱动下,向更高地形位扩展;林地在较高地形位得到较好恢复,对灌草地、未利用地产生了挤压作用,使得灌草地、未利用地在中高地形位的优势度降低,优势分布区间趋于萎缩。     

快速城市化地区景观组分在地形梯度上的分布特征研究

采用地形位指数综合描述深圳市龙华地区的地形差异，并在此基础上，利用无量纲的分布指数对景观组分的空间分布特征进行了半定量分析，结果表明，地形位指数可以综合地反映地形条件的空间分布和差异信息，分布指数用于描述某各组分的实际分布与标准分布的差异，可以排险面积的干扰，为各种经较分析创造了条件，研究时段内龙华地区景观组分在地形位梯度上整体分布格局的复杂性显著增加，人为景观改造活动主要表现为一种中尺度土地利用结构调整行为，并有助于对不同地形条件下的土地利用进行加严格的分工，地形差异则是大尺度景观整体格局形成的基本骨架。     

北京丰台区土地利用变化及其经济驱动力分析

采用GIS技术和统计分析技术,基于1984、1992和1995～2001年土地利用图件和数据,分析了1984年以来北京丰台区土地利用变化历史过程及其空间分异特征。土地利用变化的基本特点是农业用地面积大幅度下降,非农用地面积快速增加,且随着时间的推移,变化高峰地域在由内向外传递。对1999年土地利用类型数据与经济产值数据匹配结果表明:土地经济产出效益巨大差异的存在是驱动丰台区土地利用从农业用地,尤其是耕地向非农业用地转化的最大动力所在。利用1992～2001年的非农业用地与固定资产投资、人口,二、三产业增加值进行的相关分析显示,固定资产投资、人口增长和第二产业的发展对非农业用地扩展有着显著的作用。     

生态位理论在沙地农业开发中的应用

在回顾生态位理论的产生、发展及其在我国生态农业建设中的应用基础上,总结了生态位理论在沙地农业开发中的应用。主要途径有:引进新的生态元、组装高效生态元、开拓潜在生态位、定向改变基础生态位。     

河南省建设用地扩张及其驱动力分析

通过对1996—2008年河南省建设用地扩张及驱动力分析,得出以下结论:1)河南省建设用地扩张十分迅速,尤其是随着中原崛起、中原城市群战略的提出及逐步实施,建设用地扩张速度更快,并且城镇用地、独立工矿用地和交通用地的增加是其重要原因;2)建设用地结构的信息熵指数逐渐增大,土地职能类型逐渐多样化,土地利用结构趋于均衡,并且建设用地的效益也在不断提高;3)建设用地扩张与经济增长、工业化、人口增长、城镇化以及由此而引发的基建需求具有很强的相关性;4)与全国和其他区域相比,驱动河南省建设用地扩张的主要力量具有特殊性,快速城镇化进程以及经济社会发展引发的基础设施需求是建设用地扩张的主要驱动力,而经济增长、人口增长及工业化是建设用地扩张的一般驱动力;5)经济发展水平高和城镇化进程快的中原城市群地区,特别是郑州、洛阳、新乡、焦作等地市是建设用地扩张的主要空间。     

基于农业多功能视觉的都市农业用地效益时空变化研究——以西安都市圈为例（英文）

The excessive expansion of urbanized areas has resulted in haphazard land utilization, immoderate consumption of superior agricultural land and water resources, significant fragmentation of agricultural landscape, and gradual deterioration of the agro-ecological environment. Combined, these factors cause poor land use efficiency. Under these circumstances, comprehensively assessing land use efficiency for urban agriculture is a key issue in land use research. Currently, evaluation methods for agricultural land use efficiency narrowly concentrate on aspects of economic input and output. However, urban agro-ecosystems can provide diverse economic, social, and ecological services and functions. In particular, the social and ecological services and functions originating from agricultural land, which have a higher value than economic services, play a significant role in ensuring regional social, ecological, and environmental security. However, recent research has rarely taken these benefits into consideration. Therefore, land use value has been greatly underestimated, which has resulted in mishandled and poor land use policies. In this study, we apply Landsat imagery and social and economic statistical data for the Xi'an metropolitan zone(XMZ) to investigate agricultural multi-functionality. We develop an evaluation framework for urban agricultural land use efficiency and identify agro-ecosystem services and functions as important outputs from agricultural land. The land use efficiency of urban agriculture is then evaluated using ecosystem services models, providing a mechanism for assessing spatial-temporal changes in land use efficiency in the XMZ from 1999 to 2015. Four important conclusions are reached from this analysis. First, the rapid urbanization and agricultural transformation from traditional cereal cultivation to modern urban agriculture has resulted in steadily increasing costs, outputs, and land use efficiency of urban agriculture. The total output value increased 41% and land use efficiency per hectare increased by 33.13% on average. Second, the spatial patterns of comprehensive output and land use efficiency were dominated by economic outputs from agricultural land. Areas near cities, which are dominated by orchard and arable land, providemore economic functions. These areas support and regulate services due to the transformation from extensive cereal production to intensive modern urban agriculture; therefore, they have higher output value and land use efficiency. In contrast, areas distant from cities, towns, and high traffic roads, namely, remote rural areas, provide more support and regulating services, but have relatively lower economic function due to inaccessibility to urban markets and slow agricultural transformation. Therefore, these areas have lower output value and land use efficiency. The spatial change in agricultural output and land use efficiency in urban areas is strongly dependent on the degree of urbanization and agricultural transformation. Third, the total output value and land use efficiency of urban agriculture measured with our approach are much higher than evaluations using traditional methods. However, the spatial patterns measured using the two approaches are in agreement. The evaluation framework integrates ecological services and economic and social functions into a comprehensive output from agricultural land. This approach is more methodical and accurate for evaluating the comprehensive efficiency of land use based on quantities and spatial scale because they are at the pixel scale. Finally, the evaluation results have important implications for enhancing current agricultural subsidies and even implementing ecological payment policies in China. Most importantly, they can be directly applied to agricultural transformation regulations, decision-making, and guidance for rational land utilization.     

Spatial-temporal change in urban agricultural land use efficiency from the perspective of agricultural multi-functionality: A case study of the Xi’an metropolitan zone

The excessive expansion of urbanized areas has resulted in haphazard land utilization, immoderate consumption of superior agricultural land and water resources, significant fragmentation of agricultural landscape, and gradual deterioration of the agro-ecological environment. Combined, these factors cause poor land use efficiency. Under these circumstances, comprehensively assessing land use efficiency for urban agriculture is a key issue in land use research. Currently, evaluation methods for agricultural land use efficiency narrowly concentrate on aspects of economic input and output. However, urban agro-ecosystems can provide diverse economic, social, and ecological services and functions. In particular, the social and ecological services and functions originating from agricultural land, which have a higher value than economic services, play a significant role in ensuring regional social, ecological, and environmental security. However, recent research has rarely taken these benefits into consideration. Therefore, land use value has been greatly underestimated, which has resulted in mishandled and poor land use policies. In this study, we apply Landsat imagery and social and economic statistical data for the Xi’an metropolitan zone (XMZ) to investigate agricultural multi-functionality. We develop an evaluation framework for urban agricultural land use efficiency and identify agro-ecosystem services and functions as important outputs from agricultural land. The land use efficiency of urban agriculture is then evaluated using ecosystem services models, providing a mechanism for assessing spatial-temporal changes in land use efficiency in the XMZ from 1999 to 2015. Four important conclusions are reached from this analysis. First, the rapid urbanization and agricultural transformation from traditional cereal cultivation to modern urban agriculture has resulted in steadily increasing costs, outputs, and land use efficiency of urban agriculture. The total output value increased 41% and land use efficiency per hectare increased by 33.13% on average. Second, the spatial patterns of comprehensive output and land use efficiency were dominated by economic outputs from agricultural land. Areas near cities, which are dominated by orchard and arable land, provide more economic functions. These areas support and regulate services due to the transformation from extensive cereal production to intensive modern urban agriculture; therefore, they have higher output value and land use efficiency. In contrast, areas distant from cities, towns, and high traffic roads, namely, remote rural areas, provide more support and regulating services, but have relatively lower economic function due to inaccessibility to urban markets and slow agricultural transformation. Therefore, these areas have lower output value and land use efficiency. The spatial change in agricultural output and land use efficiency in urban areas is strongly dependent on the degree of urbanization and agricultural transformation. Third, the total output value and land use efficiency of urban agriculture measured with our approach are much higher than evaluations using traditional methods. However, the spatial patterns measured using the two approaches are in agreement. The evaluation framework integrates ecological services and economic and social functions into a comprehensive output from agricultural land. This approach is more methodical and accurate for evaluating the comprehensive efficiency of land use based on quantities and spatial scale because they are at the pixel scale. Finally, the evaluation results have important implications for enhancing current agricultural subsidies and even implementing ecological payment policies in China. Most importantly, they can be directly applied to agricultural transformation regulations, decision- making, and guidance for rational land utilization.