中国建设用地的坡谱演化规律与爬坡影响

城镇建设用地规模与结构变化是国土空间开发与规划研究的基础。以往相关研究更关注建设用地水平空间扩张格局特征与模式,极少关注建设用地三维梯度上的“爬坡”特征规律与影响。因此,本文基于Google Earth Engine（GEE）,并结合高精度地形数据与土地利用数据,在建设用地坡谱概念基础上,首次构建了平均建设用地爬坡指数（ABCI）,系统地分析了1990—2018年中国建设用地坡谱在国家、区域、省级和城市4个尺度上的变化特征与规律并深入剖析建设用地爬坡的空间影响。结果显示：① 1990—2018年中国坡度5°以上地区建设用地面积增长了1.43倍,比例由10.25%上升至14.81%。其中2010—2015年是建设用地爬坡发展最迅速与规模最大的时期,且中西部地区建设用地爬坡最为显著。② 依据平均建设用地爬坡指数与上限坡度变化,可将中国34个省（自治区、直辖市）划分为高爬坡型、低爬坡型和水平扩展型3类,其中高爬坡型省份占50%以上,水平扩展型省份仅有7个,在空间上呈现“东南—西北”的两极分布特征。③ 1990—2010年爬坡型城市以山地与丘陵地貌城市为主,2010年后少数民族聚居区及低丘缓坡开发试点城市成为建设用地爬坡的主力。④ 建设用地爬坡在一定程度上能够减少建设用地扩张对平原优质耕地与生态用地的胁迫和侵占,缓解建设用地供需矛盾,但是无规划约束的开发和房地产驱动的“削山造地”则会导致地质灾害和生态环境风险的增加。     

1996—2015年非洲人口扩张区域类型划分与区域演变分析

采用总人口和劳动力等直接指标单独测度,结合出生率、死亡率、少年系数和老年系数等指标进行综合测度,分析1996—2015年非洲51个国家（地区）人口扩张区的数量变化、空间分布及演化特征,并对比了不同测度指标和方法之间的差异。发现：①总人口扩张区的比重虽高,但扩张程度有所放缓,地域分布整体呈现“南北弱、中部强”的特征,其在东非地区缩减明显;②劳动力扩张区较总人口扩张区扩张程度更为明显,两者在北非和南非部分地区差异较大,其地域分布整体呈现“北退南进”的变化过程;③“劳动力增长率大于总人口增长率”地区比重高于“总人口增长率大于劳动力增长率”,且差距有不断拉大的趋势,前者以北非地区西北部、西非地区几内亚湾沿岸较为集中,后者主要集中分布在中非、东非与西非部分地区;④基于综合指标结果显示,重度扩张型占有较高的比重,中度扩张型增速较快,轻度扩张型占比呈波动下降;⑤综合指标与单一指标结果有一定的趋同性,但区别也比较明显,综合指标在综合性、前瞻性方面有一定优势。     

Geographical Variation and Influencing Factors of Spartina alterniflora Expansion Rate in Coastal China

Biological invasion poses a huge threat to ecological security.Spartina alterniflora was introduced into China in 1979,and its arrival corresponded with negative effects on native ecosystems.To explore geographical variation of its expansion rate in coastal China,we selected 43 S.alterniflora sites from Tianjin Coastal New Area to Beihai.The area expansion rate,expansion rate paralleling and vertical to the shoreline were analysed based on Landsat images and field survey in 2015.Simple Ocean Data Assimilation(SODA)and climate data were collected to statistically analyse the influential factors of expansion rate.Results showed that significant difference of S.alterniflora area expansion rate among different latitude zones(P<0.01),increasing from 6.08%at southern(21°N–23°N)to 19.87% in Bohai Bay(37°N–39°N)along latitude gradient.There was a significant difference in expansion rate vertical to shoreline in different latitude zones(P<0.01)with the largest occurring in Bohai Bay(256m/yr,37°N–39°N),and showed an decreasing tendency gradually from north to south.No significant difference and latitudinal clines in expansion rate paralleling to shoreline were observed.Expansion rate had significant negative correlation with mean seawater temperature,the lowest seawater temperature,current zonal velocity and meridional velocity and presented a reducing trend as these biotic factors increased;however,they were not significantly correlated with the highest seawater temperature and mean seawater salinity.We identified significant correlations between expansion rate and annual mean temperature,the lowest temperature in January and annual precipitation,but there was little correlation with annual diurnal difference in temperature and the highest temperature in July.The rapid expansion rate in high-latitude China demonstrated a higher risk of potential invasion in the north;dynamic monitoring and control management should be established as soon as possible.     

顾及轨道交通影响的浙中城市群土地利用多情景模拟与分析

土地利用变化受到地形地貌、自然环境、城市规划和经济发展等的影响,预测其未来情景对政策调整具有重要的参考意义。元胞自动机模型是模拟和预测不同规划政策下土地利用变化的常用方法。本文基于GlobeLand30数据集,利用浙中城市群2000-2010年土地利用变化校准FLUS模型,并模拟2010年土地利用格局,其总体精度、Kappa系数和图形优化(FOM)分别为89.74%、82.69%和29.86%。采用马尔可夫链预测2030年各类型土地总量,利用FLUS预测一般条件下(常规情景)和城市轨道交通规划站点影响下(轨交情景)浙中城市群未来土地格局。结果表明,在5 km范围内城市轨道交通站点对建设用地增长影响较大,在该区域轨交情景比常规情景面积增加45.25 km^2、且主要发生在城市边缘区。建设用地扩张主要通过侵占优质农田实现,轨交情景5 km范围内农田转化为建设用地比常规情景增加33.34 km^2,建设用地扩张强度高于常规情景,其中最低扩张强度以上占比高于常规情景3.70%。景观指数表明,2种情景中林地、草地和水域格局具有较高相似性。本研究表明,综合使用FLUS、遥感、GIS等技术方法,能够准确模拟和预测不同规划条件下未来土地利用格局,并为规划和政策调整提供高可信空间数据。     

基于遥感数据的建三江垦区城镇用地扩张时空特征及驱动力分析

在RS和GIS的支持下集成多源数据,重建了建三江垦区下辖农场1990年、2000年、2010年和2015年4个时期的城镇用地格局。应用动态度模型等探讨了建三江垦区城镇用地扩张的时空特征及区域差异,分析了其驱动因素。结果表明：① 1990~2015年,建三江垦区城镇用地面积增加了3 237.5 hm²,平均扩张速率为130 hm²/a,扩张速率最显著的阶段是2000~2010年。② 垦区下辖农场城镇用地扩张时空差异明显,建三江管局所在城镇扩张面积最大;浓江农场扩张相对比例最大;动态度模型分析发现二道河农场扩张速度最快,勤得利农场的城镇用地扩张速率最慢,扩张面积最小。③ 建三江垦区以农场为城镇单元的建设用地扩张模式主要为线性轴状扩张。④ 城镇人口数量、经济水平的不断提升、产业结构的优化与区域政策极大地促进了垦区城镇用地的扩张,交通条件是城镇扩张速率和模式的重要影响因素。     

基于景观基因“地域机制”的客家文化保护与传承开发——以湖南省炎陵县为例

根据客家文化景观基因理论及其"地域机制",以客家扩展聚居区炎陵县为例,结合历史文献查阅和实地调研,发掘分析该县客家文化的景观基因。研究结果表明:(1)迁徙由来、地域背景分别是客家文化景观的共同基因、本土基因;(2)由共同基因以"反客为主"的作用方式与本土基因形成了地方客家景观本质特性的主体基因;(3)保护与传承意识形态是决定其主体基因能否在世代遵循并坚守着"原汁原味"文化传统和文化精神传承过程中的人为基因。基于这些独特基因构成内在相关联的地域机制而所表达的特征,提出了应加强客家文化景观基因的数字化保护管理、传承开发政策等对策。     

基于遥感数据的伊宁市城市扩展及其驱动力分析

以新疆伊犁哈萨克自治州直属市-伊宁市为例,以1990-2015年的 Landsat TM/ETM+/OLI遥感影像为数据来源,采用最大似然法提取土地利用信息,通过城市用地扩展的变化分析、城市土地利用的动态度分析、城市用地的转移特征分析、转移矩阵特征分析、土地利用变化率分析、单一土地利用动态度分析等方法,对伊宁市城市信息和城市扩展及其驱动力进行回归分析和相关性分析。结果表明：（1）1990-2015年间建设用地扩展速率和扩展强度的变化趋势基本一致,最大值分别为7.85%、18.64%,出现在2000-2005年间。（2）研究期间建设用地重心总体上向西北方向转移2 087.79 m。（3）建设用地扩展空间主要来自于耕地、未利用地、林地。（4）经济发展、人口增长是伊宁市建设用地扩展的主要驱动因子,两个因素的相关性达到0.988和0.996。本项研究成果为更准确、更快捷地掌握伊宁市城市扩展变化的规律、合理布局城市改造及其未来发展方向提供客观的科学依据。     

基于重心-GTWR模型的京津冀城市群城镇扩展格局与驱动力多维解析

城镇用地扩展格局及驱动力研究对城市群发展规划与决策具有重要意义。以京津冀地区为例,基于城镇用地扩展强度指数、城镇用地扩展差异指数、分形维数、土地城镇化率和重心转移模型,多维解析了城市群城镇用地扩展格局特征,并耦合重心转移模型和时空地理加权回归（GTWR）模型构建重心-GTWR模型,在对空间格局进行长时间序列多维度指标分析的基础上,运用该模型依序对其特征进行驱动力解读,进而总结凝练京津冀区域发展的主导模式与城市核心驱动力。主要结论为：① 1990-2015年,京津冀城市群城镇用地扩展强度呈现“下降-上升-下降”的趋势,高峰时期在2005-2010年,在2005年之前高速发展城市集中在北京、天津、保定和廊坊,2005年之后集中在邢台和邯郸;② 城市群城镇用地重心虽呈现出发散态势,但城市之间的局部相互作用力逐渐增强,城镇用地扩展驱动力表现出空间溢出特征;③ 京津冀城市群空间发展模式由以北京和天津为中心的双核发展模式向多核发展模式转变,并出现北部资源运输核心、中部经济发展核心和南部投资发展核心三大功能核心组团,城市群趋向于多核功能协同发展模式;④ 重心-GTWR模型结合了时空非平稳性和城市空间相互作用,将城市群城镇用地扩展作为一个时空变化系统进行分析,经验证,该模型在城镇用地扩展格局驱动力分析研究中具有可行性。     

资源枯竭型城市空间扩展进程研究——以淮北市为例

城市空间扩展是衡量新型城镇化背景下城市化进程的重要指标之一,对于研究资源枯竭型城市的可持续发展也有重要的意义。以遥感影像为基础,结合ArcGIS和Matlab软件实现建成区范围的自动提取;选取城市化强度、重心和紧凑度等指标,分析资源枯竭型城市空间扩展的时空特征;结合研究区实际情况和部分统计数据探讨了城市空间扩展驱动机制。结果表明：1992-2016年,淮北市建成区面积由13.64 km²增加到130.19 km²,净增8.54倍。城市化强度水平处于中等程度,城市扩展强度处于较高的水平,城市土地利用集约程度不高;重心总体呈现出东偏的姿态,建成区用地紧凑度逐渐下降。经济及人口、政府决策、交通水平和采煤塌陷区分别是研究区城市空间扩展的驱动机制、引导机制、内生机制和限制机制。     

Laboratory investigations of the thermal strain of frozen soils, using fiber-optic strain gauges based on Bragg gratings

Measurements of the thermal deformations of frozen soil samples were performed in the cold laboratory in temperature range from 0°C to-12°C.Fiber Bragg Gratings strain and temperature sensors were used to measure the deformation and temperature inside the samples.A number of tests with the samples prepared from Kaolin and Cambrian clay saturated with fresh water,and prepared from fine and silt sand saturated with fresh or saline water,are performed.Thermal deformations of the samples are analyzed depending on the cyclic changes of their temperature.