利用遥感与GIS分析珠江三角洲农田流失的空间分布规律及影响因素 --以东莞市为例

近年珠江三角洲出现了迅速的城市化的过程,大量的农田被推平作为非农业用地,其中有相当一部分的土地资源被不合理地浪费掉.分析这种土地利用变化的过程,可以为有效地利用土地资源提供规划依据.本文利用遥感与GIS相结合的方法,探讨了东莞市农田流失的时空分布规律.通过熵的计算,对快速的城市扩张过程进行了定量化的监测.并利用重力模型,研究造成这种现象的影响因素.研究发现,东莞市某些镇近年来的农田流失尤为严重.     

基于随机森林CA的东莞市多类土地利用变化模拟

城市土地利用及其变化对城市环境有着重要影响。很多学者已经结合元胞自动机和机器学习算法对城市扩张进行了相关的模拟研究,但针对复杂的多类土地利用相互变化过程的研究仍然较少。该文提出了一种基于随机森林算法的多类元胞自动机(RFA-CA)模型,并将其用于模拟和预测复杂的多类土地利用变化。该模型使用随机森林算法提取元胞自动机的转换规则,并计算了各空间变量的重要性,在东莞市2000-2014年土地利用动态模拟结果中,Kappa系数和整体精度分别为0.73和84.7%。针对每一种土地利用类型,计算了影响东莞市土地利用变化的各空间变量的重要性,结果显示,交通、区位因素对东莞市土地利用变化格局的形成有重要影响。文中引入的POIs邻近因素反映了城市空间开发程度的高低,同样对多类土地利用格局的形成具有重要作用。     

农田氮流失与农业非点源污染

随着氮肥的过量施用,农田氮流失容易造成农业非点源污染.农业非点源污染是农业环境富营养化的主要原因之一,改变了农业环境的生态结构与功能,造成很大危害.农田氮流失主要通过地表径流、农田排水和淋溶途径进入水体形成农业非点源污染,降雨状况、土壤特性、施肥状况、农业土地利用/土地覆盖和田间管理方式等因素与农田氮流失有密切关系.通过农田管理制度或立法、农田氮流失的源头控制和农田氮流失的扩散途径,可以实现对农业非点源污染的调控,降低施用化肥的环境风险.     

快速城市化中耕地非农化的社会学解析——以江苏省为例

为探讨土地资源社会价值内涵及其定量分析方法,揭示区域土地利用变化的社会驱动机理,采用文献分析和归纳演绎等方法开展研究,结果表明:土地资源社会功能包括土地资源的权属关系、土地利用管理模式、土地资源的社会稳定与社会保障等方面;采用耕地安全指数、粮食安全指数及劳动力流转指数可进行土地资源社会价值的定量化研究;目前,我国在土地利用管理中存在着国家一省(市)一农户三级管理体制,由于它们价值标准不同,从而产生不同的行动准则,这是当前耕地流失的主要原因之一.因此,农户土地利用活动很难自发杜绝耕地流失,必须借助于政府的土地利用规划、管理与宏观监控手段.最后,尝试构建了耕地非农化的多层推拉概念模型.     

以土地利用/土地覆被变化为中心的土地科学研究进展

土地利用 /土地覆被变化已成为土地科学、地球系统科学、全球环境变化及可持续发展研究中的核心领域。其研究的根本目标是实现土地资源的有效管理与可持续利用 ,这不仅是解决资源与环境问题的根本立足点 ,也是经济增长与区域可持续发展过程的重要前提。针对国际土地科学研究中最为活跃的几个前沿领域 :土地利用 /土地覆被变化、土地资源系统分析与评价、土地质量指标体系、生态环境效应及持续土地利用 ,结合近年来国内外有关的主要研究计划和项目 ,本文对以土地利用 /土地覆被变化为中心的土地科学研究进展进行了综述。     

农地城市流转决策优化研究

农地保护与城市发展被认为是一对矛盾。农地城市流转决策应协调好二者的关系,以实现土地的可持续利用。而现行决策的片面性从某种程度上助长了农地的盲目流失,直接影响到我国土地资源的后续利用、粮食安全、生态环境等。文章从可持续利用的角度,通过对农地城市流转的选择价值和外部性的分析及评价,优化了农地城市流转决策。     

珠三角典型地区耕地流失特征及机制分析——以1988年～2013年快速城市化的东莞市为例

结合遥感解译得到多期土地利用类型图,分析1988年~2013年东莞市耕地流失的数量变化特征、流失强度以及与城市扩张之间的流转关系,并结合社会经济统计数据研究东莞耕地流失的影响因素,确定了人口、产业结构、经济发展状况、居民生活水平和交通发展水平五类耕地流失驱动指标。利用相关性检验、主成分分析和逐步回归法进行驱动力分析。研究结果表明:26年间东莞市耕地流失886.52km~2,占研究区总面积的35.96%,耕地以79.16%的净流失率和6.08%的年均强度持续流失,且耕地流失与城市建设用地之间存在显著的线性流转关系;该期间耕地有四个显著的流失阶段,为原始快速流失期、间歇平稳流失期、二次高速流失期和成熟趋缓流失期,分别反映了同时期的国家政策调整及地区战略规划;一、三产业比重、城市化率、职工工资水平及常住人口等12个驱动因子与耕地流失存在显著相关性,其中的户籍非农人口、GDP、固定资产投资、职工工资水平和公路里程分别为五类驱动指标的主成分;第三产业的发展通过提高居民收入水平进而推动城市房地产业的发展,是加速东莞市耕地流失最为核心的动力机制。     

镇级土地利用总体规划与城镇总体规划的协调衔接—以东莞市谢岗镇为例

以东莞市谢岗镇土地利用总体规划修编的编制为例,就其镇级土地利用总体规划与城镇总体规划(简称"两规")协调衔接关系进行分析,对其"两规"不协调的原因从法律层面、规划体系层面、技术层面和方法层面进行探讨,并从法律法规和土地资源稀缺的角度剖析"两规"协调存在必然性.结合东莞市谢岗市"两规"开展的实际情况,提出解决"两规"协调的途径和方法.     

县级尺度土地资源可持续利用评价方法研究

该文按照土地资源可持续利用生产性、安全性、保护性、可行性和可接受性五个目标,构建了县级尺度土地资源可持续利用指标体系框架;并研究了县级尺度土地资源可持续利用评价过程及方法,提出了江苏锡山市基于过程的土地资源可持续利用评价方法和河北曲周县基于状态的评价方法。通过分析比较,县级尺度土地资源的可持续利用评价应侧重于基于过程的评价方法,采用综合指数法与单指标多角度法相结合的评价方法。     

土地资源生态安全研究进展与展望

土地资源的生态安全问题日益突出, 土地资源生态安全研究成为当前土地资源可持续利 用研究的前沿课题。文章诠释了土地资源生态安全的概念, 并且对当前土地资源生态安全研究的 主要研究内容及研究进展进行了综述, 提出了将土地资源生态安全机理研究、土地资源生态安全 评价和土地资源生态安全设计研究整合起来进行综合研究的体系框架, 即在系统分析土地资源 生态安全影响机理的基础上, 构建土地资源生态安全评价指标体系, 进行土地资源生态安全评 价, 识别生态危机和生态安全的土地利用模式, 设计生态安全条件下的土地利用结构优化方案和 土地利用安全格局, 这种整合研究将成为区域土地资源可持续利用研究的趋势。其中土地资源生 态安全评价指标体系的构建、生态安全标准的判定以及土地资源生态安全格局构建仍是非常具 有探索性的工作, 也是未来土地资源生态安全研究的主要研究方向。     

县级尺度土地资源可持续利用评价方法研究

该文按照土地资源可持续利用生产性、安全性、保护性、可行性和可接受性五个目标，构建了县级尺度土地资源可持续利用指标体系框架；并研究了县级尺度土地资源可持续利用评价过程及方法，提出了江苏锡山市基于过程的土地资源可持续利用评价方法和河北曲周县基于状态的评价方法。通过分析比较，县级尺度土地资源的可持续利用评价应侧重于基于过程的评价方法，采用综合指数法与单指标多角度法相结合的评价方法。     

城市边缘区耕地面积变化时空特征及其驱动机制——以北京市顺义区为例

城市边缘区的土地资源紧缺而利用方式多样,土地利用变化既与城市发展有关又和粮食安全密切联系,因此加强城市边缘区的土地利用研究既必要又迫切。利用1990年和2000年TM影像获取的土地利用数据、 1991~2002年社会经济统计数据,借助GIS空间分析方法以及数理统计方法,系统探讨了北京市顺义区耕地流失的时空格局特征及其驱动机制。结果显示,1990~2000年顺义区流失耕地的57%转为建设用地,43 %转为生态用地。农用地中粮食作物的种植面积大幅减少,菜地和果园面积快速增加。工业发展是耕地流失的第一驱动力;人口城市化、房地产发展等加速耕地流失。     

土地利用/覆被变化与土地资源优化配置的相关分析

土地资源优化配置已成为土地科学领域前沿的重要课题,而近年来受到国内外学术界重视的土地利用/土地覆被变化研究正可为此提供支持,并相互促进。如何正确认识二者之间的关系,并有效的利用这种关系,无论对我们研究土地利用/土地覆被变化,还是实现土地资源优化利用都异常重要。本文对二者的研究目标及内容进行对比分析,并在此基础上详细阐述了二者的结合方式和途径,提出土地利用/土地覆被变化能为土地资源优化配置提供数据、理论、研究方法支持,同时土地资源优化配置研究有益于土地利用/土地覆被研究的深化,二者的结合可促进土地可持续利用。     

近10年来长江下游土地利用变化及其生态环境效应

基于TM卫星遥感数据,对长江下游地区1988~1998年10年来土地利用类型的数量和时空变化特征进行了研究。为表征长江下游土地利用及其变化的时空分异特征,以县级行政区为基本空间分析单元,利用土地利用程度变化模型以及土地利用类型变化强度指数分析了长江下游近10年来的土地利用程度及其变化的区域分异特征、各土地利用类型变化强度的区域分异特征;通过计算土地利用变化类型的重要值,分析了区域土地利用变化的空间趋向性。研究中还对农田的数量变化特征、耕地流失强度的区域分异,特别是土地利用变化的区域生态环境效应等问题进行了分析和探讨。     

三江平原别拉洪河流域湿地农田化过程研究

自20世纪50年代以来,三江平原的别拉洪河流域在经历了3次大规模开荒后,大面积的湿地被农田所替代,耕地面积迅速增加,湿地农田化过程干扰和破坏了原有的湿地环境。在遥感和地理信息系统技术支持下,应用景观生态学方法,利用1954年、1976年、1986年、2000年和2005年的土地利用数据,分析了研究区近50 a来的湿地农田化过程。结果显示,湿地农田化过程中大面积的湿地斑块被农田斑块所取代,破碎化的小耕地斑块又逐渐合并为大的耕地斑块,并导致斑块形状复杂度指数逐渐增大,景观均匀度指数呈现波动变化;耕地面积在1954~1986年期间增长幅度较大,特别是在20世纪70年代末和80年代初的改革开放初期,研究区景观动态度为0.201,远高于其它时期;目前,农田景观已成为主要景观类型,农田面积占研究区总面积的63.69%,湿地面积占研究区总面积的比例由1954年的64.83%减小到2005年的19.44%。质心模型的分析结果显示,近50 a来研究区耕地景观质心平移幅度明显大于湿地景观,湿地景观质心不断地向东北方向移动,偏移了约20.5 km,而农田景观质心逐渐向东平移,平移了约44.7 km。农业开垦是研究区湿地大面积消退的主要原因。     

喀斯特地区土地整理景观生态规划与设计--以贵州荔波土地整理项目为例

土地整理是对土地资源及其利用方式的再组织和再优化过程,改变了土地利用类型和空间结构,必然引起景观格局和生态过程的变化,土地整理的景观生态保护研究尤其是在生态脆弱的喀斯特地区显得尤为重要与迫切。景观生态规划设计能有效促进生态系统的保护与恢复,土地整理融入景观生态规划设计思想是未来土地整理的重要发展趋势之一。本文基于景观生态规划与设计的思想,探讨了土地整理景观生态规划设计要点,以贵州省荔波县板寨河头土地整理项目为例,进行了农田斑块、农田水利工程、道路工程和生物多样性保护工程的景观规划设计,促进自然景观和生物多样性的保护,为土地整理的规划设计和生态环境影响评价的实践工作提供科学依据。     

农牧交错带农田景观格局对土地生态环境安全的影响——以呼和浩特市为例

在GIS支持下,利用卫星遥感影像提供的信息和非遥感信息想结合的方法,获得研究区农田景观空间分布格局和生态环境现状数据资料。从区域农田生态系统特点和地区土地生态安全角度出发,通过对市域农田景观空间格局特征及其对土地生态环境安全影响的分析,显示出农田景观格局的空间差异性与破碎度高是农牧交错地区土地生态环境安全的重要影响因素。调整土地利用结构、加强地区土地整理与生态农业建设投入,是保证区域土地生态环境安全,促进区域社会经济可持续发展的主要途径。     

绿洲化过程中农田土壤粒径分布性质变化

绿洲化与荒漠化同为干旱区基本地理过程,揭示这些过程中土壤环境变异特点成为干旱区环境研究中的热点。本研究从绿洲化视角出发,以近年来绿洲扩张进程明显、常年受风蚀影响严重的塔里木盆地南缘策勒绿洲为研究区,着重探讨绿洲化过程中主要土地利用方式——农田在4种典型不同利用强度下,其表层土壤粒径分布（soil particle size distribution,简称PSD）特性的变化特征,同时对土壤有机质等7项养分指标变化也进行分析。土壤PSD体积分形维数分析结果表明,不同利用强度农田土壤PSD存在显著性差异,位于绿洲内部的传统耕作农田土壤PSD分维值显著位于最高水平;而位于荒漠-绿洲交错带垦殖农田,其土壤PSD变化受肥力投入等人为因素影响明显,其中无肥力投入的临时性垦殖农田土壤PSD甚至低于自然覆被样地而显著位于最低水平。而各农田间土壤养分指标也总体上存在显著性差异,且变化趋势同PSD相似,其中土壤有机质等5项指标同PSD之间存在显著正相关,同时基于各养分指标得出的综合指数也同土壤PSD之间存在显著正相关,反映出绿洲化过程中土壤PSD研究的明确生态意义。     

北京耕地流失的时空动态与调控途径研究

在国际学术前沿土地变化科学的概念框架下, 耕地非农化及其调控机制研究成为核心问 题之一。研究中国快速城市化地区耕地非农化的驱动力及其调控机制, 不仅是现实的迫切需求, 也可在国际相关学术领域做出独特贡献。以北京为案例进行研究发现: 1996~2004 年北京土地利 用变化中, 大多数地类转换都与耕地直接有关, 耕地流失是北京土地利用变化的核心问题; 城镇 扩展主要占用耕地, 且耕地生产力高的平原地区因建设占用而流失的耕地量大; 远郊山区耕地被 建设占用的压力相对较小, 但被生态用地占用的压力相对较大; 人口增长、经济发展、政府行为与 决策是北京等经济快速发展地区耕地流失的重要驱动因素, 解决途径关键在于寻求耕地保护与 耕地非农利用之间的平衡点、积极发挥土地管理政策的调控作用。     

基于系统动力学和多目标规划整合模型的土地利用总体规划方案研究

土地利用总体规划是土地资源管理的“龙头”,是时土地资源进行合理配置和实现国民经济宏观调控的基本手段,在我国土地资源管理事业中具有极其重要的作用。论文介绍了国内土地利用规划方法,分析了该方法的不足,并提出了基于系统动力学和多目标规划整合模型（SD-MOP）的土地利用总体规划方案．探讨了SD-MOP整合模型的可行性和优越性以及模型的整合过程和构建方法,为土地利用总体规划方案研究摸索出了一套新的方法。