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。     

半干旱区生态风险时空演变及其影响因素的地理探测——以宁夏盐池县为例

深入探究半干旱区景观格局变化规律,明确其生态风险时空演变特征与影响因素,对优化半干旱区景观格局、防范和治理生态风险、促进区域可持续高质量发展具有重要意义。以宁夏回族自治区盐池县为例,基于2000—2020年土地利用数据,通过景观格局指数构建生态风险模型,结合地统计分析和地理探测器模型,对其景观格局变化及生态风险时空演变与影响因素进行综合研究。结果表明：（1） 2000—2020年盐池县耕地和未利用地面积下降,其余地类均呈增加趋势,其中建设用地扩张速度最快,年均增长率为6.90%。（2） 2000—2020年盐池县景观斑块数、斑块密度、景观形状指数和香浓多样性指数上升,最大斑块指数和蔓延度指数下降,表明景观格局呈破碎化、复杂化和分散化的发展态势。（3） 2000—2020年盐池县生态风险指数由0.1465下降至0.1312,其中高、较高和中等风险区面积占比分别下降5.25%、24.21%和5.44%,而低和较低风险区面积占比分别增加14.11%和20.79%,空间上呈现出北高南低的分布格局。（4） 随着社会需求的日益增长和人类活动的加剧,自然因素对生态风险空间分异格局的影响逐渐弱化,而社会经济因素作用不断增强。     

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。     

空间视角下的能源—经济—环境关系研究进展与展望

在全球气候变化和国际地缘政治复杂的背景之下,地理学的空间视角为能源—经济—环境关系研究提供了新的研究思路。论文通过梳理、评述能源—经济、能源—环境以及能源—经济—环境关系研究文献发现：① 能源—经济关系研究出现“空间转向”趋势,区位特征被用于解释能源—经济关系的空间异质性;② 能源—环境关系研究多关注能源污染及政策的空间效应,出现了能源景观研究等新研究话题;③ 能源—经济—环境关系研究刚刚兴起,出现了因果关系实证、耦合协调度评价、多目标规划预测3种研究思路;④ 当前研究存在实证分析高度同质化、空间差异机制解释不足、可再生能源相关研究较少等不足之处。据此,论文尝试构建了空间视角下能源—经济—环境(3E)关系研究基础框架,并基于中国研究现状提出未来的研究展望,即完善理论框架建设、加强可再生能源研究以及开展碳减排目标下的能源—经济—环境系统模拟预测,从而为中国碳达峰、碳中和目标的实现提供理论与实证支撑。     

土地利用冲突的时空格局刻画与多情景模拟研究——以长江三角洲城市群为例

科学刻画与模拟土地利用冲突的时空演化格局是精准认知区域土地利用结构进而寻求人地关系协调的基础。采用景观格局指数构建土地利用冲突模型,借助GIS等手段分析长江三角洲城市群1980—2020年间土地利用冲突的时空演化特征,并结合斑块生成土地利用变化模拟模型和多目标规划法多情景模拟2035年的土地利用冲突格局。结果表明：①长江三角洲城市群土地利用冲突受地形等因素影响呈现“北高南低”的分布格局,且在高速城镇化和城市无序蔓延等因素作用下,人地关系趋于不协调发展,土地利用冲突程度逐年加剧。②受人口迁徙和城镇化发展阶段的影响,土地利用冲突的热点区域由乡村空间转移至了城市空间。③在土地利用过程中,耕地是各利益主体争夺的核心区域,也是权衡土地利用冲突的“关键地带”。④可持续发展情景兼顾了经济发展与生态保护两方面的用地需求,是缓和土地利用冲突的一种合理选择。     

信阳城市人口—城区用地异速生长分析

城市人口规模和用地面积随着时间的改变过程理论上服从异速生长定律,即在一定时空范围内表现为幂指数关系,并且标度指数小于1。但由于种种原因,中国的统计数据大多不满足纵向异速标度关系,或者标度指数严重异常。为深入研究这一问题,借助最小二乘法和对数线性回归分析技术,基于信阳的人口普查数据和城市用地现状图资料,开展城市人口和城市用地面积的标度分析,发现城市生长长期服从纵向异速生长定律,可用幂函数描绘,并且标度指数(约为0.86)接近于理论预期值(0.85)。然而,由于近年的“造城运动”,这种标度关系遭到破坏,城市人—地关系出现混乱。因此,揭示城市演化规律的前提是数据质量的保证,而人文系统的规律也会因为人为的因素而暂时破坏。本文提供了一个城市纵向异速生长及其标度破坏的简明案例,并给出了估计和预测信阳城市人口和用地的数学模型,其计算结果可以作为了解同类城市人—地关系的演化进程和未来趋势的重要参考。     

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。     

城市政治生态学视角下的空间转型与中国环境治理创新——基于深圳城—水关系动态演变的分析

城市空间是探讨城镇化特征、动力机制和效应的重要载体,但生态空间作为传统城市—自然二分对立认识论下被人类控制和支配的对象,却较少成为城镇化研究的主体。论文以深圳为例,从城市政治生态学视角展现了过去40余年深圳城—水关系的阶段性演化及其背后的权力结构关系变迁。研究认为,水是权力不可分割的一部分,具有多元复杂的本体特征,它与城市发展并非二元对立,而是相互建构。在深圳城镇化的不同阶段,国家、资本、自然展现出差异化的动态关系,塑造了水的商品化、去商品化、再商品化过程,使之成为经济发展所需开发利用的自然资源、支撑城市可持续运作的生态保障、提升城市长期竞争力的新动力。深圳城—水关系的演变揭示了中国环境治理从路径依赖到路径创新的过程。尽管改革开放初期为了确保经济发展,以水为代表的城市生态空间出现了同质化和退化,但在后续发展过程中,国家权力未必在资本和市场的扩张中出现“空心化”;相反,国家权力的主动介入修复甚至扭转了单一市场逻辑下的生态退化和社会不平等。这些新型的国家—资本—自然关系和社会经济实践,不仅呈现了人类寻找公平、正义、可持续城市建设的中国方案,而且为城市—自然辩证关系的理论深化提供了中国经验。     

新疆旅游产业—经济发展—生态环境耦合态势分析及预测

旅游产业作为国家战略产业之一,在经济发展中起到了很大的贡献作用,旅游与经济的发展都以生态环境为主要依托,因此处理好三者之间的关系是实现可持续发展的关键。在构建旅游产业—经济发展—生态环境评价指标体系的基础上,运用耦合协调模型对新疆2008—2017年三大系统耦合协调发展进行综合实证研究,并利用灰色预测模型GM（1,1）对未来五年的耦合协调度进行预测。结果表明：2008—2017年新疆旅游产业—经济发展—生态环境系统综合发展状态可分为两种类型,其中2008—2010年为生态超前型,2011—2017年为经济超前型;三大系统之间具有较高的关联度,从时间维度上看,耦合协调度呈现波动上升的趋势,从协调等级上看,整体从初级协调逐步演变到中级协调;未来几年内,新疆三大系统的耦合协调度总体上呈现小幅增长的趋势,在2021年达到良好协调水平。     

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。     

长江三角洲生态用地破碎度及其城市化关联

破碎化是当今地表自然景观演化的重要形式。基于县(区) 行政单元,利用GIS 技术和景观生态方法,定量探讨了长江三角洲生态用地破碎分区及其城市化关联,研究结论有：① 建立了生态用地破碎度综合模型,并与城市化规模和空间构型等参数聚类,将全区划为2 个 高破碎区、3 个中等破碎区和2 个低破碎区;② 基于区县尺度和30 m 分辨率影像的生态用 地破碎度是城市化、生态用地特征及其他干扰源的综合表现,与城镇化水平和城镇用地比例 等规模参数相关性不明显,相关系数分别为0.303、0.432,但与城镇用地聚合度呈现明显的负相关,相关系数为-0.807;③ 破碎分区及破碎度的城市化关联为不同生态用地空间战略的选择提供依据,对面向生态保护的城市化空间引导和规划具有指导意义。     

深圳市近20年城市景观格局演变及其驱动因素

基于深圳市1996—2015年土地利用数据,利用景观指数、景观转移矩阵和景观扩张指数等方法探究了深圳市近20年景观格局时空变化、主要景观类型转移和建筑用地扩张模式,最后使用Binary Logit模型考察了市级和区级建筑用地景观扩张的主要驱动因素。结果表明：① 1996—2015年,深圳市建筑用地景观优势性逐步增强,面积增加15.81%,以蔓延式（61.9%）和填充式（36.27%）扩张为主;② 1996—2006年为城市化快速扩张期,建筑用地扩张呈集中开发形态,景观多样性和均匀性增加,城市扩张中心略微向北部和东部移动,2006—2015为城市化低速过渡期,景观破碎化加剧,城市扩张重心向北部和西部偏移;③ 在市级尺度上,GDP密度和人口密度对建筑用地景观扩张有显著正影响,生态控制线、高程、坡度和至道路的距离有着显著负影响。每单位生态控制线范围、坡度的增加分别将使建筑用地景观扩张的机会比率将平均减少到原来0.8168倍、0.8841倍。各驱动因素表现出区域和尺度差异性,GDP对宝安区、南山区和坪山区,人口增长对宝安区、龙华区,以及交通可达性对大鹏新区、龙岗区驱动分别最为突出。研究结果可以为中国城市快速扩张过程中的景观格局变化提供科学实践。     

基于最小阻力模型的土地整治中生态连通性变化及其优化研究

以南京市高淳区东坝镇土地整治项目为实验区,基于格局-过程-效应的视角,运用最小累积阻力模型分析土地整治对生态连通性的影响及生态格局优化途径。结果显示：① 从景观格局看,土地整治后生态景观破碎度降低,集聚度上升,较整治前更规整,但景观优势、空间连接度和多样性指数下降,不利于整个生态系统的自组织能力与可持续发展;② 从景观过程看,土地整治后原有的生态廊道被侵占和阻断,景观生态服务功能和强度均弱化。③ 从景观效应看,土地整治后生态功能连通性降低,生态流阻隔,形成明显的3个“生态孤岛”。因此,研究区在整治过程中需注意保护东-西方向生态流迁移关键通道和南-北方向、西南-东北方向辅助通道的畅通,努力优化整治区生态格局。     

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。     

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。     

基于地理模拟方法的昆明市空间拓展情景分析

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。     

GIS与RS技术支持下的北京西北地区景观格局优化

在区域尺度上以城市化过程为特征的土地利用活动对景观功能的稳定和景观结构的差异性有着深刻的影响。选择北京西北地区为研究区域, 应用RS 与GIS 技术, 对1989 年、1996 年、2005 年三期LANDSAT TM 图像进行解译判读, 深入分析研究区景观格局时空变化特征, 发现城市扩展造成了生态绿地破碎化、景观连通性降低及景观单一等一系列问题。在此基础上, 本研究以景观流运行受距离、障碍等因素影响原理作为出发点, 采用累积耗费距离模型, 结合景观组分的生态系统服务功能价值和空间作用, 研究了北京西北地区景观结构紧密性和生态功能空间差异, 进而构建源地、生态廊道和生态节点等景观组分来加强生态网络的空间联系, 最后提出本研究区域的景观格局优化方案。该研究方法及结果对北京地区景观生态规划和建设具有重要的理论依据和和参考价值。     

景观连通性理论在城市土地适宜性评价与优化方法中的应用

针对传统的土地适宜性分析方法忽略景观水平生态过程的问题,本文将景观连通性理论应用于土地适宜性评价方法的不同阶段,以达到优化城市生态系统的目标。首先选择影响生物水平流动的主要要素作为评价因子,应用于长沙市望城区滨江片区,确定案例区的土地适宜性评价结果,建构城市土地景观过程阻力评价体系。通过水文连通性分析方法及分布式水文模型确定案例区的潜在雨水生态廊道,将之与土地适宜性评价结果进行加权叠加,根据评估结果,提出案例城市土地适宜性评价的优化方案。结果表明:景观连通性方法适用于传统城市土地适宜性评价方法的改进以及评价结果的优化。     

生态政策驱动下的内蒙古自治区杭锦旗土地利用及生态系统服务价值变化

基于1989、2001、2013年的遥感影像解译数据,采用生态系统服务价值评估方法,对生态政策实施前(1989—2001年)及实施后(2001—2013年)的内蒙古自治区杭锦旗土地利用及生态系统服务价值变化进行了对比分析。结果表明:生态政策实施后杭锦旗林地面积变化量为12.84×10⁴ hm²,高于实施前的0.24×10⁴ hm²;沙地面积变化量为-7.20×10⁴ hm²,高于实施前的-0.27×10⁴ hm²。生态政策实施后土壤形成与保护功能的生态系统服务价值增加4.22亿元,高于实施前的0.20亿元;水源涵养功能的生态系统服务价值增加3.43亿元,高于实施前的2.19亿元;总生态系统服务价值增加23.82亿元,高于实施前的5.61亿元。通过实施生态政策,杭锦旗土地利用结构得以优化,生态系统服务价值得以提高,水土保持能力得以增强。但水域退化、耕地转换合理度较低等问题仍有待解决,论文对此也提出了相应的对策建议。     

流域景观功能网络构建及应用——以台湾乌溪流域为例

选择生态及城市功能并重的台湾乌溪流域,在乡镇行政单元的基础上,利用耗费距离模型将景观功能网络落实于实际的空间单元。透过网络节点间的通达性分析可知,乌溪流域的景观功能网络中以城市功能网络结构较佳,城市子节点多环绕于城市功能中心,功能的输出与传递有较高的效益;而生态功能网络节点间通达性差异并不显著,唯作为一级及二级功能节点的红香、高美湿地等位置孤立、通达性较差,需就其功能向外传输路径进行优化,并提升二载山及北坑子等重要联系节点的生态功能强度。