基于分形理论的鄱阳湖地区土地利用空间行为特征分析

土地景观形态能够反映土地利用空间行为特征。在对鄱阳湖地区1995年、2000年、2015年和2018年4个时间点的土地利用现状进行描述的基础上,通过分形维数、分形稳定性、斑块密度、斑块形状破碎度和景观隔离指数分析区域景观格局变化,并运用分形理论对土地利用空间行为进行分析。研究结果显示在1995年到2018年的20多年间,建设用地一直是分形维数最高的土地类型;但从时间尺度上,建设用地的分形维数呈下降趋势,表明建设用地空间形态在土地利用空间行为的作用下逐渐向有序方向发展。水田、旱地和有林地一直是分形维数最低的土地利用类型,且处于景观分形不稳定状态。斑块密度、斑块形状破碎化指数以及景观分离度指数的计算结果支持了分形维数分析的结论。从实现区域土地合理布局的角度,建议通过科学合理的规划,降低区域建设用地的分形维数,引导建设用地有序发展。对于诸如有林地、灌木林地、高覆盖度草地和水域等自然景观,应增加其分形维数以减少人为干扰,维护其稳定性。同时建议在国土空间规划中引入分形维数,将分形维数作为评价区域土地利用格局合理性的一项指标。     

环境约束下中国城市土地利用效率演变特征分析

在经济高质量发展和区域协调发展的背景下,考虑非期望性产出(环境污染),本文利用SBM-undesirable模型测算了中国275个地级市2003–2016年的城市土地利用效率,并通过核密度估计、空间自相关分析探索了城市土地利用效率的时空演变规律。结果表明:(1)2003–2016年间,中国城市土地利用效率整体呈波动上升趋势,但仍处于较低水平,城市土地利用效率均值呈现东、西、中逐渐降低的分布格局;(2)在全国和东中西三大区域,区域差异均不断增大,全国尺度上和东部地区效率值出现了极化趋势;(3)城市土地利用效率呈现较弱的空间正相关,但空间集聚程度不断增强。高-高集聚型区域多分布在东南沿海地区,且不断向中部地区延伸;高-低极化型区域多为中西部地区的省会城市,低-高凹陷型区域零星分布于高值聚集区周边,部分在研究期内转为高值聚集区域;低-低均质型区域主要分布在中西部及东北地区。研究结果认为应加强对城市存量土地的内涵挖潜,强化区域合作机制,因地制宜制定提升土地利用效率的政策是促进城市土地集约节约利用和区域协调发展的有效路径。     

土地利用生态服务价值与经济发展的协调及空间分异——以西洞庭湖区为例

土地利用生态服务价值体现了土地通过集约利用与空间优化所发挥生态效益的大小,可在一定程度上反映土地利用与与经济发展的协调关系。以西洞庭湖区为研究对象,在ArcGIS软件支持下,通过评价与分析生态服务价值变化,分析生态经济协调发展水平及其空间差异,探讨土地利用生态服务价值与区域经济发展的互动响应与耦合协调关系。研究表明：① 2000年以来西洞庭湖区土地利用生态服务价值呈下降趋势,2000年西洞庭湖区生态服务价值为1292.13×10⁶元·a^-1,2011年为953.03×10⁶元·a^-1,损失339.10×10⁶元。② 从整个研究区来看,整个研究阶段处于低度冲突的县有6个,分别为常德市辖区、安乡县、汉寿县、澧县、临澧县、津市市,只有桃源县处于潜在危机状态。从数量上看,整个区域内大多为冲突状态,区域在经济发展中存在的潜在危机较大。③ 从空间分异来看,2008年与2011年土地利用生态经济协调度基本上为低度冲突状态,需采取生态服务供给恢复与重建措施,控制生态服务消费需求的过快增长。整个区域只有桃源县与汉寿县由不协调转换为协调状态,主要原因是森林覆盖率相对较高,林地类型面积大,水土保持与水源涵养生态服务功能较强,提高了生态服务价值。     

山区合适耕地经营规模确定的实证研究——以重庆市为例

在地形起伏、地块破碎、分布半径较远等约束下,山区多大的经营规模是合适的?这是目前必须弄清的科学问题之一。使用480份有效调查问卷,以投入农业的劳动力为测算单位,以劳均纯收入为评价指标,分作物类型和地块分布半径,构建计量经济模型,测算不同条件下合适的耕地经营,结果表明：① 在现有社会经济条件下,样本村农业土地适度规模经营面积为24~32亩,适度规模下的劳均纯收入远高于当前农村人均纯收入,且与城镇居民的差距明显缩小。② 作物类型对适度规模影响不大,但对农民纯收入产生较大作用。经济作物和粮食作物的适度规模分别为24.33亩、24.63亩,差异不显著,但种植经济作物和粮食作物在适度规模下的劳均纯收入相差3638元,巨大的差距将促使经济作物种植面积不断扩大。③ 距离对适度规模影响较大,但对劳均纯收入影响不大。0.5 km内、0.5~1 km的适度规模分别为28.62亩、31.83亩,单位劳动力的适度规模相差3亩,这表明距离是目前从事农业生产时劳动力投入时须考虑的重要因素。但是,对应的劳均纯收入相差较小,又说明伴随耕作距离的增加,更多的投入主要依靠机械来完成,从而带动适度规模的扩大。1 km外的建模未通过检验,也进一步说明未实现规模经营、没有进行机械化耕作、离家远的土地收支严重不平衡,撂荒严重,规模化经营、机械化耕作是解决距离问题的有效途径。本文得出的土地适度规模是可行的,也验证了推进土地适度规模经营的可行性和必要性。     

赣南生态屏障区林地时空变化分情景模拟

基于2000年和2010年土地利用遥感数据,从自然、区位、交通、人口和经济4个角度选取驱动因子,利用Logistic-CA-Markov土地利用综合模型预测赣南森林有林地、灌木林、疏林地和其它林地4种林地类型在当前模式、规划模式和保护模式3种情景下的空间演变格局。结果表明：① 到2020年,在当前模式和规划模式,林地总面积将减少,在保护模式则出现增加,3种情景都体现出有林地和其它林地增加、疏林地和灌木林缩减的趋势,只是增减幅度不同,但不论何种情形林地的组成结构都将发生较大程度的变化;② 3种情景都是以疏林地→有林地、有林地→其它林地和灌木林→有林地这3种类型的转化为主,向有林地的转化分布都比较分散,而向其它林地的转化却集中在安远、信丰、于都、赣县四县交界处;③ 相较于当前模式,在规划模式下集中在安远县及其周边的有林地向其它林地的转化出现大量缩减,在保护模式下这种缩减更加明显。     

基于LUCC的新疆沙尘源空间格局及转化机理分析

我国北方地区春夏季节沙尘天气频发,精准识别沙尘源区对于沙尘天气预报及区域生态环境治理意义重大。以新疆为典型研究区,采用2000、2005年和2010年3期土地利用/土地覆被数据,分析了新疆沙尘源的空间分布格局,并基于土地类型转移矩阵分析了不同类型沙尘源的转化情况。结果显示：新疆沙尘源的正、逆向转化主要跟人类活动相关。（1）沙漠/沙地转化敏感区主要分布于塔克拉玛干沙漠的西北边缘地区;转化为裸土类型沙尘源最主要的土地类型为河流/湖泊和草地,其中河流/湖泊的转化主要受自然条件影响,而草地的转化则是由过度放牧所导致。（2）岳普湖、伽师和巴楚等县区存在过度放牧现象;塔里木盆地北部以及准噶尔盆地内部等绿洲-荒漠交错带及人口聚集区域,存在大面积的垦荒现象。（3）新疆地区绿洲-荒漠交错带面积广阔,但其生态系统脆弱,为潜在的沙尘源区,应科学划定生态保护区,禁止过度放牧和无序垦荒。本文研究结果有望为区域生态环境治理及农牧业发展提供科学依据。     

伊犁河谷2001-2014年地表温度时空分异特征

地表温度是地表能量平衡、区域和全球尺度地表物理过程的一个重要因子。为了辨析中国西北干旱区“天山湿岛”——伊犁河谷的地表温度时空分异,采用趋势分析法和空间数据统计法,探讨了2001-2014年不同土地利用/覆盖类型下地表温度时空变化规律,分析地表温度的时空分异特征及原因。结果表明：（1） MODIS LST产品的精度（平均R²=0.90）能够满足伊犁河谷地表温度时空变化分析的要求;（2）空间上,地表温度呈现出中部高四周低的变化趋势,高温区面积约占总面积的41%,低温区面积约占总面积的23%;时间上,伊犁河谷平均地表温度的年际波动较大,以2013年、2006年、2007年和2008年尤为突出;地表温度的年内变化呈现出单峰型分布,地表温度高值集中在3-8月,最高值出现在7月;（3）不同土地利用/覆盖类型下年均地表温度分布的总体特征为建设用地最高,稀疏草地、旱地等次之,冰川/积雪最低;（4）伊犁河谷地表温度变化趋势呈严重减少、基本不变和轻微增加区域面积分别占5%、37%和26%,以基本不变和轻微增加为主。伊犁河谷地表温度时空变化不仅受大尺度气候变化影响,还受土地类型差异影响,两者共同构成了不同地理区域及景观的温场格局,绿色植被对地表温度时空分布具有重要的调节作用。     

1949—2014年福建沿海沙地动态演变及其驱动因素

福建是中国南方地区沙化土地面积较大的省份,是华南沿海沙地的典型分布区。为定期、准确掌握福建沿海沙化土地现状及动态变化趋势,按照国家要求,福建省已先后开展了5次（1994、1999、2004、2009、2014年）沙化监测工作。采用历次监测数据及前期相关历史资料、多期卫星遥感影像等,分析了1949—2014年福建沿海沙地动态演变特征及驱动因素。结果表明：65年来福建沿海沙地面积总体呈现减少趋势。1949—1989年,沿海沙地总量保持稳定,但不同类型之间转换频繁。1989—2014年,沿海沙地总量减少迅速,大量以森林为主的固定沙地（丘）和沙化耕地向以居民点、工矿建设用地和养殖用地为主的非沙化地转变。海岸侵蚀和岸线后退是导致沿海沙地减少的重要自然原因,1949年以来国家及地方的治沙造林政策和沙荒地开垦耕种是1949—1989年沙化土地变化的主要原因,沿海沙地的开发建设等人为活动是近25年间沿海沙地动态变化的主要驱动因素。     

中国重要旅游城市雾霾时空特征

依托中国15个重要旅游城市,基于雾霾主导因素PM2.5观测数据、遥感气溶胶数据,运用土地利用回归方法模拟绘制PM2.5时空分布图,分析中国重要旅游城市PM2.5质量浓度的时空分异特征。结果表明：1）2013―2015年中国重要旅游城市PM2.5年均质量浓度总体呈逐年下降趋势,且明显呈现夏季低、冬季高、春秋季居中的季节变化特征;2）重要旅游城市PM2.5质量浓度在不同等级城市中存在明显差异,其PM2.5质量浓度整体规律为副省级市＞直辖市＞地级市;3）月均尺度上各重要旅游城市的宜游时间主要集中在4―9月,且2015年春冬季月份宜游城市明显增多;宜游时间较长的城市主要分布在空气质量优良的东南部沿海和森林覆盖率较高地区的地级市和部分副省级市,中西部地区和长三角地区的城市宜游时间则相对较短。     

结合被动微波和光学遥感的“超级寒潮”广东 地表温度特征及其对马铃薯生长的影响

利用被动微波可穿透云层的优势,基于GCOM-W1/AMSR2（Global Change Observation Mission-Water/ Advanced Microwave Scanning Radiometer 2）星载被动微波传感器的多通道亮度温度数据,反演了2016年1月下旬“超级寒潮”过程的广东省每日地表温度,分析了寒潮过程中广东省地表温度的时空变化特征。结果表明：在寒潮前后,广东省地表温度呈现出明显的先下降而后上升的趋势,寒潮过程带来的地表最低温度在广东北部大部分地区达到了277 K（4℃）,西南大部分地区为280~282 K（7~9℃）,其余大部分地区278~279 K（5~6℃）;降温幅度在广东南部地区达到了8~12 K（8~12℃）,北部大部分地区为5~7 K（5~7℃）。此外,利用归一化植被指数（NDVI）对植被生长的指示作用,基于HJ-1 A/B卫星的CCD传感器的多通道反射率数据,计算了近3年冬季广东省典型马铃薯种植区域马铃薯叶片的NDVI值,结果表明：马铃薯叶片的NDVI值在此次寒潮过程后出现了明显的下降,大部分地区（55.4%）马铃薯NDVI降低了0.1~0.2,部分地区（17.2%）马铃薯NDVI下降了0.2~0.3;进一步对比此次“超级寒潮”后同时段的前2年数据,发现寒潮后马铃薯叶片NDVI相对于正常年份也低了0.2,表明马铃薯叶片NDVI下降的主要原因是寒潮带来的低温,而不只是马铃薯的正常老化现象。NDVI的降低表明大部分地区马铃薯生长受到了抑制,马铃薯生长状况的这一变化也通过现场调查得到了证实。