杨清可
, 段学军, 王磊
Yang Qingke, Duan Xuejun, Wang Lei
中图分类号: X324
文献标识码: A
文章编号: 1000-0690（2018）01-0097-10
通讯作者:
收稿日期: 2016-12-9
修回日期: 2017-02-16
网络出版日期: 2018-01-10
版权声明: 2018 《地理科学》编辑部 本文是开放获取期刊文献，在以下情况下可以自由使用：学术研究、学术交流、科研教学等，但不允许用于商业目的.
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作者简介:
作者简介：杨清可（1986-）,男,山东滕州人,博士研究生,研究方向城市与区域规划。E-mail: yangqingke66@163.com
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摘要
以长江三角洲核心区为例,利用1990、2000、2010年3期遥感影像解译获取土地利用变化数据,按照“生产-生态-生活”土地利用主导功能分类,通过土地利用转移矩阵、生态环境质量指数、土地利用转型的生态贡献率等方法,定量分析长江三角洲地区土地利用转型、时空格局特征与生态环境效应。结果表明：① 1990~2010年,长三角地区基于“三生用地”的土地利用转型表现为生产用地减少,生态用地稳定,及生活用地快速增加。② 长三角地区生态环境质量指数从1990年的0.470持续降至2010年的0.444,整体质量有所恶化,较高质量区和高质量区面积与比重保持稳定。③ 1990~2010年,长三角地区同时存在生态改善和恶化的两种趋势,生态环境改善小于环境恶化的趋势。城镇和农村生活用地、工矿生产用地对农业生产用地的挤占则是导致生态环境质量恶化的重要原因。
关键词：
Abstract
According to land use classification based on leading function of production, ecology and living, we take the Yangtze River Delta as a case and made use of land use change/cover data in 1990, 2000 and 2010 respectively by remote sensing interpretation obtained from Landsat TM and ETM+. And then we quantitatively analyze the characteristics of land functional structural and spatial transformation as well as its eco-environmental impacts. The methods discussed in the article include land use transfer matrix, index of regional eco-environmental quality and ecological contribution ratio of different kinds of land changes. The results show that: 1) Land use changes in the Yangtze River Delta is chiefly manifested as the area decrease of productive land, stability of ecological land and increase of living land. Main types of transformation are the conversion from agricultural productive land into urban and rural living land, and that from water and pasture ecological land into agricultural productive land, which makes land use structure maintain the dynamic balance. 2) The index of eco-environmental quality in the Yangtze River Delta has been reduced from 0.470 in 1990 to 0.444 in 2010, therefore the overall quality has deteriorated. The percent of the lower mass area is about 45%, which constitutes the main body of land use environment quality. The proportion and the size of higher quality and high quality regions remain stable. And then, due to the rapid expansion of urban and rural living land, make the expansion of low mass region as “hot spots”. The regions of relatively low quality and quality mainly distributed in the periphery of the hot zone, and form the “core - periphery” structure with the low quality region in space. 3) From 1990 to 2010, there are two trends of ecological improvement and deterioration in the Yangtze River Delta region. In the whole, the eco-environment quality of land use pattern declines slightly. The critical factor of eco-environmental improvement is the conversion from agricultural productive land into woodland, water and pasture and that of eco-environmental degradation is the large occupation of agricultural productive land by rural and urban living land.
Keywords：
土地利用转型研究是土地利用/覆被变化（LUCC）综合研究的新途径[1]。土地利用转型即在经济社会变化和革新的驱动下,一段时期内与经济社会发展阶段转型相对应的土地利用形态（含显性形态和隐性形态）的转变过程,包括区域土地利用功能和结构层面的考究[2]。自从土地利用转型这一研究方向被引入中国[3],结合中国社会经济特点的土地利用转型研究成果大量涌现,主要涉及土地利用转型的理论与假说[4]、城乡发展的关系[5],以及某种土地利用类型和区域土地利用的转型等[6]。在土地利用功能层面,不同土地类型均存在多种功能,但总有其主导功能。土地利用转型的表现之一是土地利用主导功能的转型,即土地利用的生产、生态、生活（简称“三生”）三大主导功能间的转化[7]。在土地利用结构层面,有限的土地资源在各种主导功能之间进行数量和空间再配置。主导功能的转变反映了区域经济社会转型发展的不同阶段,基于“三生”土地利用主导功能分类体系,可将土地利用转型与区域转型发展相衔接,是研究土地利用转型问题的新视角[8]。中共十八大报告中明确指出国土生态-生产-生活空间的发展目标——“生产空间集约高效、生活空间宜居适度、生态空间山清水秀”。这一空间划分方法与国内外认可的可持续发展的生态-生产-生活“三支柱”理念不谋而合。基于“三生”土地利用主导功能分类体系,可将土地利用转型与区域转型发展相衔接,是研究土地利用转型的重要切入点。
区域社会经济转型发展过程中,土地利用转型对生态环境的影响是全球变化研究的重要方面之一[9],研究内容从大气成分到地表生态系统等均有所涉及。目前,针对土地利用转型对生态环境效应分析主要有3类：一是对区域气候[10]、水环境[11]、植被与生物多样性[12]等单要素的影响分析。如Houghton等人分析发现自1850年以来的人为排放CO2中,约35%是由土地利用变化释放[13]。二是对生态系统服务功能的影响效应。如Pimm等研究表明土地利用变化导致生物多样性降低、生境破碎、土壤和水环境功能退化等[14]。三是对景观生态格局的影响效应[15]。而基于土地利用主导功能转型所产生的大气污染、水环境恶化、土壤质量退化、生态系统退化等环境问题业已引起社会各界的广泛关注[16],目前学术界对其研究尚不多见。
长三角核心区包括上海市及江苏省的南京、苏州、无锡、常州、镇江、扬州、泰州、南通和浙江省的杭州、宁波、湖州、嘉兴、绍兴、舟山、台州等16个城市,是中国城市化和工业化水平最高、人口最密集、土地开发强度最大以及对生态环境影响显著的地区。因此,本文以长三角核心区为例,基于1990、2000、2010年3期遥感解译数据,定量研究1990~2010年间长三角地区土地利用功能结构转型、空间转型特征与生态环境响应规律,揭示区域发展过程中土地利用主导功能转型及其对生态环境造成的影响,以期为协调区域土地资源开发与生态环境保护提供借鉴。
长三角核心区1990、2000、2010年的土地利用数据来源于国家地球系统科学数据共享平台。该数据以Landsat TM和ETM+为主要信息源解译完成,分辨率为100 m,综合精度达95%以上[17]。其土地利用分类系统为2级,6个一级土地利用类型, 分别为耕地、林地、草地、水域、建设用地（居民点和工矿用地）及未利用地等,和25个二级土地利用类型。
文章采用的土地利用基础数据是从土地利用覆被角度出发,基于自然属性视角进行分类。随着社会各界对生态环境的关注,不少学者从生态角度提出了强调生态用地的分类方案[18],还有基于产业结构从经济发展的视角提出的土地利用分类方案[19]。本文借鉴上述思想与分类方案,采用基于生产、生态与生活用地三分法以涵盖不同用地类型,以经济生产、生态环境与宜居生活来反映区域经济社会发展追求的多个维度[20]。但是,由于同一用地类型可能兼顾多种功能,从利用功能视角开展土地分类具有一定难度。针对这一问题,研究提出基于行为主体的主观用地意图作为某一类土地的土地利用主导功能类型。如耕地既能生产粮食,又兼具生态功能,甚至还有娱乐教育的生活功能,但一般而言我们利用耕地的主要意图在于生产粮食,因此将之归为生产用地。基于“三生”与土地利用主导功能的视角,通过归并基础数据中各用地类型,建立“三生”土地利用主导功能分类方案。同时,借鉴李晓文与崔佳[21,22]等研究成果制定的不同二级地类的生态环境质量值,利用面积加权法对“三生”用地分类的生态环境质量进行赋值（表1）。
表1 土地利用主导功能分类及其生态环境质量指数
Table 1 Land use types based on dominant function and ecological environment quality index
| “三生”土地利用主导功能分类 | 土地利用分类系统的二级分类 | 生态环境 质量指数 | |
|---|---|---|---|
| 一级地类 | 二级地类 | ||
| 生产用地 | 农业生产用地 | 水田、旱地 | 0.293 |
| 工矿生产用地 | 工交建设用地 | 0.010 | |
| 生态用地 | 林地生态用地 | 有林地、灌木林地、疏林地、其他林地 | 0.883 |
| 牧草生态用地 | 高覆盖度草地、中覆盖度草地、低覆盖度草地 | 0.798 | |
| 水域生态用地 | 河渠、湖泊、水库和坑塘、冰川和永久积雪地、海涂、滩地 | 0.521 | |
| 其他生态用地 | 沙地、戈壁、盐碱地、沼泽地、裸土地、裸岩石砾地、裸岩石砾地 | 0.025 | |
| 生活用地 | 城镇生活用地 | 城镇用地 | 0.010 |
| 农村生活用地 | 农村居民点用地 | 0.010 | |
土地利用功能结构转型通过土地利用转移矩阵模型实现。转移矩阵并非一种指数,只是将土地利用变化转移面积按矩阵的形式加以列出,作为结构分析与变化方向分析的基础,能够具体刻画土地利用的结构特征与用地功能类型变化。该方法来源于系统分析中对系统状态与状态转移的定量描述[23]。转移矩阵的数学形式为：
式中,
1） 生态单元环境质量指数。由于地理空间数据具有很大的尺度依赖性,所选取不用的研究尺度,会得到不同的结论。因此,为获得最优尺寸,格网大小根据经验公式而来[24]。即基于采样点的数量来确定,格网数量大约为采样点的1/2。本文将各用地斑块视为采样点,1990、2000与2010年3个节点年份解译的土地利用斑块数均近6万个,经过多次调试,用2 km×2 km的正方形对研究区进行等间距采样,生成近2.8万个样区。综合考虑各生态单元内“三生用地”具有的生态质量及面积比例,定量表征区域内生态单元环境质量状况,其表达式为：
式中,
2） 地统计分析。将2.8万个生态单元的环境质量指数赋给样区中心点,采用半方差分析方法,对样本点的质量值进行空间插值,得到整个研究区的生态环境质量分布图[25]。半方差计算公式为：
式中,
3） 土地利用转型的生态贡献率。土地利用变化类型生态贡献率指某一种土地利用类型变化所导致的区域生态质量的改变,其表达式为[26]：
式中,
长三角地区土地利用功能结构转型中,生产用地面积从1990年的60 526.6 km2降至2010年的50 206.4 km2;生态用地的总量相对稳定,保持在44 000 km2左右;生活用地面积增加迅速,至2010年增加到15 973.2 km2,1990~2010年均增长4.3%。按照二级地类来看,农业生产用地和林地生态用地的分布最为广泛,农业生产用地集中分布在环太湖流域与苏中平原地区,林地则主要位于长三角地区所属的浙江北部的丘陵、山地区。2010年长三角地区农业生产用地和林地生态用地面积为48 483.2和31 159.5 km2,分别占总面积的43.7%和28.1%。长三角地区河湖水网分布密集,水域生态用地所占比重较高,而牧草生态用地比重相对较小。其他生态用地面积为112.6 km2,集中分布在太湖流域西南部和浙西丘陵地区,坡度较大,较难开发,仅占总面积的0.1%,表明长三角地区土地开发利用程度高,后备土地资源不充裕（表2、图1）。
表2 1990~2010年长三角地区各地类面积及其变化（km2）
Table 2 Area and changes of land use types in the Yangtze River Delta during 1990-2010 (km2)
| 年份 | 农业生产用地 | 工矿生产用地 | 林地生态用地 | 牧草生态用地 | 水域生态用地 | 其他生态用地 | 城镇生活用地 | 农村生活用地 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1990 | 60151.5 | 375.1 | 31282.0 | 1501.0 | 11181.0 | 53.0 | 2297.8 | 4560.8 |
| 2000 | 56687.0 | 543.3 | 31450.7 | 1429.9 | 11100.7 | 44.4 | 3571.5 | 6009.6 |
| 2010 | 48483.2 | 1723.2 | 31159.5 | 1234.4 | 12176.8 | 112.6 | 8394.5 | 7578.7 |
| 1990~2000 | -3464.5 | 168.2 | 168.7 | -71.2 | -80.3 | -8.7 | 1273.7 | 1448.8 |
| 2000~2010 | -8203.8 | 1179.9 | -291.2 | -195.5 | 1076.1 | 68.2 | 4823.0 | 1569.1 |
| 1990~2010 | -11668.4 | 1348.0 | -122.5 | -266.6 | 995.8 | 59.6 | 6096.7 | 3017.9 |
图1 1990~2010年长三角地区“三生”土地利用状况
Fig.1 The ecological-living-industrial land use of the Yangtze River Delta during 1990-2010
1990~2010年间,长三角地区土地格局发生了显著变化,农业生产用地和牧草生态用地面积大幅减少,城镇和农村生活用地、工矿生产用地面积增长较快。农业生产用地和牧草生态用地分别减少11 668.4和266.6 km2,城镇和农村生活用地、工矿生产用地分别增加6 096.7、3 017.9和1 348 km2,其中城镇生活用地增幅最大,年均增长6.69%。表明随着城镇化水平的快速提升,长三角地区城镇生活用地需求增加,土地供需矛盾进一步加剧。由于受区域自然条件、交通区位、经济政策、发展战略等因素的影响,各地区建设用地变化程度差别明显（图1）。
为了探讨各土地利用类型间的内部转换,基于图1的3期土地利用功能分类图,利用ArcGIS的空间分析功能对不同时期的土地利用图进行叠加分析,获得研究区3个时期土地利用功能类型的转移模式,明确了土地利用功能类型相互转化的方向和数量（表3、4）。结果主要表现为城镇和农村生活用地面积的增加,农业生产用地和牧草生态用地面积的减少。1990~2000年,农业生产用地主要转化为城镇和农村生活用地,转移面积分别为1 246.9和1 440.1 km2,对应的转移率分别为2.1%和2.4%。林地和水域生态用地主要转化为农业生产用地,转化面积为30.2和134.2 km2;其他土地功能类型间的转化不明显。2000~2010年,其他各功能类型用地向城镇和农村生活用地转化的面积增加,其中农业生产用地转化的面积较1990~2000年增长了2.48倍,面积达到8 932.0 km2,转化为城镇和农村生活用地分别为3 819.9和2 347.3 km2,相应转化率分别为6.7%和4.1%。林地、牧草与水域等生态用地向农业生产用地的转化也在不断增加,分别为225.5、32.5和211.0 km2,虽然不断推进以实现农业生产用地总量的动态平衡为目的的土地整治活动,但仍难弥补其在总量上的减少。
表3 1990~2000年长三角地区土地利用变化转移矩阵（km2）
Table 3 Transition matrix of land use types in the Yangtze River Delta during 1990-2000 (km2)
| 1990年 | 2000年 | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 农业生产用地 | 工矿生产用地 | 林地生态用地 | 牧草生态用地 | 水域生态用地 | 其他生态用地 | 城镇生活用地 | 农村生活用地 | |
| 农业生产用地 | 56556.9 | 142.6 | 401.3 | 13.2 | 349.4 | 1.1 | 1246.9 | 1440.1 |
| 工矿生产用地 | 1.0 | 366.1 | 0.5 | 0.0 | 3.5 | 0.0 | 3.8 | 0.2 |
| 林地生态用地 | 30.2 | 23.4 | 31173.6 | 8.2 | 10.2 | 2.5 | 8.4 | 25.6 |
| 牧草生态用地 | 21.0 | 3.7 | 2.5 | 1423.1 | 47.0 | 0.2 | 1.2 | 2.3 |
| 水域生态用地 | 134.2 | 14.7 | 3.2 | 20.2 | 11000.3 | 0.0 | 3.3 | 5.2 |
| 其他生态用地 | 0.3 | 0.0 | 9.9 | 0.8 | 1.3 | 40.8 | 0.0 | 0.0 |
| 城镇生活用地 | 0.1 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 2297.7 | 0.0 |
| 农村生活用地 | 1.3 | 0.0 | 0.1 | 0.0 | 0.2 | 0.0 | 16.6 | 4542.4 |
表4 2000~2010年长三角地区土地利用变化转移矩阵（km2）
Table 4 Transition matrix of land use types in the Yangtze River Delta during 2000-2010 (km2)
| 2000年 | 2010年 | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 农业生产用地 | 工矿生产用地 | 林地生态用地 | 牧草生态用地 | 水域生态用地 | 其他生态用地 | 城镇生活用地 | 农村生活用地 | |
| 农业生产用地 | 47753.1 | 972.5 | 448.5 | 15.9 | 1302.1 | 25.7 | 3819.9 | 2347.3 |
| 工矿生产用地 | 30.2 | 283.8 | 5.7 | 0.2 | 72.1 | 9.1 | 125.3 | 16.9 |
| 林地生态用地 | 225.5 | 209.5 | 30579.0 | 105.4 | 103.5 | 35.7 | 90.1 | 101.9 |
| 牧草生态用地 | 32.5 | 55.5 | 75.1 | 1098.2 | 131.8 | 18.5 | 11.1 | 7.1 |
| 水域生态用地 | 211.0 | 154.4 | 33.4 | 14.2 | 10521.9 | 1.1 | 125.0 | 39.3 |
| 其他生态用地 | 12.4 | 6.2 | 2.4 | 0.0 | 0.4 | 20.1 | 2.0 | 0.8 |
| 城镇生活用地 | 24.2 | 12.0 | 4.5 | 0.1 | 3.5 | 0.1 | 3341.0 | 186.2 |
| 农村生活用地 | 166.4 | 29.2 | 10.9 | 0.3 | 41.3 | 2.2 | 880.0 | 4879.2 |
按照式（3）的方法计算出2.8万个生态环境小区中心点的质量值。在GS+9.0显示,3个时期数据用球状模型拟合最为理想,计算出的生态环境质量指数半变异函数的相关参数（表5）。基台值从1990年的0.152 03增加至2010年的0.182 51,表明土地利用生态环境质量空间分布不均匀性增强,差异逐渐扩大。变程值从1990年的363 800 m 增至2010年的412 000 m,表明生态环境质量指数的相关性范围不断增加。1990、2000与2010年的块金基台比变化在0.8~0.9之间浮动,总体较为稳定,表明质量指数值的相关性中等。
表5 半方差函数拟合
Table 5 Semi-variogram model and parameters of ERI
| 年份 | 模型 | 块金值 | 基台值 | 变程 | 块金值/基台值 | 可决系数 | 残差 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1990 | 球形模型 | 0.015 | 0.15203 | 363800 | 0.835 | 0.933 | 0.018 |
| 2000 | 球形模型 | 0.016 | 0.16606 | 392800 | 0.904 | 0.924 | 0.0221 |
| 2010 | 球形模型 | 0.02 | 0.18251 | 412000 | 0.89 | 0.919 | 0.0252 |
1） 时序变化。长三角地区总体生态环境质量指数值从1990年的0.470持续降至2010年的0.444,整体质量水平有所恶化。各级生态环境质量值表现出以下差异（表6）：1990~2010年间,较低质量区面积保持在45%左右,构成了区域土地利用环境状况的主体。较高质量区和高质量区面积与比重保持较为稳定,但低质量区面积持续增加,呈不断扩张的趋势,1990年低质量区的面积为968.4 km2,仅占总面积的0.9%,2010年增至8 439.1 km2,占比增至7.6%,年均增长11.4%。
表6 长三角地区生态环境质量等级面积及比重
Table 6 Distribution of ecological environment quality grades of the Yangtze River Delta
| 类型区 | 1990年 | 2000年 | 2010年 | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 面积（km2） | 比重（%） | 面积（km2） | 比重（%） | 面积（km2） | 比重（%） | |||
| 低质量区 | 968.4 | 0.9 | 1865.8 | 1.7 | 8439.1 | 7.6 | ||
| 较低质量区 | 54703.4 | 49.4 | 54957.2 | 49.6 | 49649.8 | 44.8 | ||
| 中质量区 | 14111.9 | 12.7 | 12716.4 | 11.5 | 12505.8 | 11.3 | ||
| 较高质量区 | 12325.0 | 11.1 | 10820.8 | 9.8 | 11466.9 | 10.3 | ||
| 高质量区 | 28696.5 | 25.9 | 30437.2 | 27.5 | 28743.7 | 25.9 | ||
对1990~2010年间生态环境质量面积转移矩阵进行分析（表7、8）,结果表明：20 a间生态环境质量等级增加的区域为3 985.9 km2,等级降低的面积为14 990.3 km2,是前者的3.76倍之多。其中,1990~2000年,生态环境质量等级下降面积为2 700.8 km2,占总面积的2.6%,在2000~2010年间达到13 715.9 km2,占总面积的12.4%,是前一时期的4.8倍。2000~2010年,低质量区面积显著增加,主要是由较低质量区转化,转化面积为6 545.7 km2。质量等级增加面积在前一阶段为2 700.8 km2,占总面积的2.4%,主要是中质量区转化为较高质量和高质量区,较高质量区转化为高质量区,而后一阶段为2 991.9 km2,占总面积的2.7%,总体变化不大。表明低级别的生态环境质量区域呈上升趋势,是区域整体质量水平恶化重要原因。
表7 1990~2000年生态环境质量等级面积转移矩阵（km2）
Table 7 Transition of a environment quality types during 1990-2000 (km2)
| 1990年 | 2000年 | ||||
|---|---|---|---|---|---|
| 低质 量区 | 较低质 量区 | 中质 量区 | 较高质 量区 | 高质 量区 | |
| 低质量区 | 968.6 | 1.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 |
| 较低质量区 | 907.8 | 53657.9 | 241.8 | 0.0 | 0.0 |
| 中质量区 | 0.0 | 1324.2 | 12367.2 | 496.6 | 151.1 |
| 较高质量区 | 0.0 | 71.0 | 325.0 | 10260.4 | 1810.3 |
| 高质量区 | 0.0 | 0.1 | 24.3 | 186.3 | 28560.5 |
表8 2000~2010年生态环境质量等级面积转移矩阵（km2）
Table 8 Transition of ecological environment quality types during 2000-2010 (km2)
| 2000年 | 2010年 | ||||
|---|---|---|---|---|---|
| 低质 量区 | 较低质 量区 | 中质 量区 | 较高质 量区 | 高质 量区 | |
| 低质量区 | 1817.2 | 39.1 | 1.2 | 0.0 | 8.4 |
| 较低质量区 | 6545.7 | 46483.8 | 1431.9 | 382.5 | 113.3 |
| 中质量区 | 64.5 | 2942.7 | 9121.2 | 497.6 | 90.4 |
| 较高质量区 | 6.6 | 155.0 | 1668.3 | 8563.4 | 427.6 |
| 高质量区 | 5.1 | 28.9 | 283.2 | 2015.8 | 28104.0 |
2） 空间分异。土地利用生态环境质量指数整体上呈现“南高北低”的空间格局（图2）。高生态质量区主要位于在太湖与浙江北部的山地、丘陵区,功能类型主要为林地和牧草生态用地,且受地形地貌的影响,限制了工矿业发展与城镇的集聚,使得生态环境质量较高。中质量区和较低质量区集中分布在长三角中部和北部的广大范围内,位于江苏沿江地区和上海市,面积占比60%,但比重不断下降。低质量区范围逐渐扩大,主要分布在大城市周边,扩张较快。1990年只零星分布在上海、南京和苏州等中心城市周边,范围较小,面积仅有969.5 km2,占比为0.9%,至2010年,低质量区面积扩张为8 439.1 km2,占比提升至7.6%,集中连片分布趋势明显,与城市经济发展、工业扩张的区域范围基本上保持一致。
图2 长三角地区生态环境质量空间分布
Fig.2 Distribution of ecological environment quality in the Yangtze River Delta
1990~2010年城镇与农村生活用地面积不断增加,低质量区空间扩张迅速。其中1990~2000年,由于受国内通货紧缩与亚洲金融危机的共同冲击,长三角地区国际直接投资吸引量减少,空间开发与拓展滞后,产业发展和工矿建设受阻,低质量区面积增加较慢,年均增长6.8%（图2a、b）。低质量区扩张的“热点区”形成鲜明的3个极核,分别为上海极核、南京极核、苏锡常极核,城镇生活用地扩张以中心城市为核心的集聚型为主。2000~2010年,伴随中国加入WTO,政府强有力的宏观调控,长三角地区设立大量开发区（保税区、经开区、高新区等）,以加工生产和代工生产为主的出口贸易产业快速发展,厂房仓储投入建设;同时,吸纳了大量进城务工人员,增强了城镇住房需求,形成了以空间开发扩张为先导力量的城市发展模式。城镇生活用地扩张挤占周边大量的农业生产用地,使低质量区扩张迅速,期间年均增长高达16.3%。低质量区扩张的“热点区”进一步扩大,沪宁沿线、沪杭沿线、杭甬沿线连接成片,形成高值集聚带。
区域内生态质量往往同时发生着改善和恶化两种相反趋势,在相当程度上这两种趋势在一定区域内相互抵消,使其总体上维持相对稳定,但指数的稳定并不意味着生态环境没有发生改变。表9给出了1990~2010年期间长三角地区导致生态环境改善和退化的主要土地功能类型的质量指数变化和贡献率。1990~2000年间农业生产用地转化为林地、水域与牧草生态用地,是生态环境改善的主导因素。导致生态环境改善的土地功能类型相对集中,前6种土地功能转型中对生态质量的改善比重占98.8%。与此相反,城镇和农村生活用地、工矿生产用地对农业生产用地的占用是导致生态环境质量恶化的重要因素,三者总和占总贡献率的82.4%。2000~2010年间的土地功能转型对生态环境的作用呈现相同的趋势。总体而言,长三角地区同时存在着生态改善和恶化的两种趋势,生态环境改善的趋势小于环境恶化的趋势,生态环境恶化的程度不断加大。
表9 影响生态环境质量的主要用地转型及贡献率
Table 9 Major land use transformation types influencing ecological environment quality
| 模式 | 1990~2000年 | 2000~2010年 | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 用地功能转型 | 指数变化 | 贡献比重（%） | 用地功能转型 | 指数变化 | 贡献比重（%） | ||
| 导致生态环境改善 | 农业生产用地-林地生态用地 | 0.00212 | 69.0 | 农业生产用地-水域生态用地 | 0.00268 | 40.2 | |
| 农业生产用地-水域生态用地 | 0.00071 | 23.2 | 农业生产用地-林地生态用地 | 0.00239 | 35.8 | ||
| 其他生态用地-林地生态用地 | 0.00008 | 2.5 | 农村生活用地-农业生产用地 | 0.00043 | 6.4 | ||
| 农业生产用地-牧草生态用地 | 0.00006 | 1.9 | 工矿生产用地-水域生态用地 | 0.00033 | 5.0 | ||
| 水域生态用地-牧草生态用地 | 0.00005 | 1.6 | 农村生活用地-水域生态用地 | 0.00019 | 2.7 | ||
| 工矿生产用地-水域生态用地 | 0.00002 | 0.5 | 水域生态用地-林地生态用地 | 0.00011 | 1.6 | ||
| 总计 | 0.00304 | 98.8 | 总计 | 0.00612 | 91.9 | ||
| 导致生态环境恶化 | 农业生产用地-农村生活用地 | -0.00366 | 43.0 | 农业生产用地-城镇生活用地 | -0.00976 | 37.0 | |
| 农业生产用地-城镇生活用地 | -0.00317 | 37.3 | 农业生产用地-农村生活用地 | -0.00600 | 22.7 | ||
| 农业生产用地-工矿生产用地 | -0.00036 | 4.3 | 农业生产用地-工矿生产用地 | -0.00248 | 9.4 | ||
| 水域生态用地-农业生产用地 | -0.00027 | 3.2 | 林地生态用地-工矿生产用地 | -0.00165 | 6.3 | ||
| 林地生态用地-农村生活用地 | -0.00020 | 2.4 | 林地生态用地-农业生产用地 | -0.00120 | 4.6 | ||
| 林地生态用地-工矿生产用地 | -0.00018 | 2.2 | 林地生态用地-农村生活用地 | -0.00080 | 3.0 | ||
| 总计 | -0.00785 | 92.3 | 总计 | -0.02189 | 82.9 | ||
利用遥感和地理信息系统技术,结合国内外相关研究,对1990~2010年长三角核心区基于“三生空间”的土地利用转型与生态环境效应进行分析。结果表明：
1） 1990~2010年,长三角地区基于“三生用地”的土地利用转型主要表现为生产用地面积的减少,生态用地的稳定,以及生活用地的快速增加。按照二级地类来看,农业生产用地面积的快速减少,水域、林地与牧草等生态用地相对保持稳定,城镇与农村生活用地大幅增加。
2） 长三角地区生态环境质量指数从1990年的0.470持续降至2010年的0.444,整体质量有所恶化。1990~2010年间,较低质量区面积占45%左右,构成了土地利用环境状况的主体。较高质量区和高质量区面积与比重保持较为稳定,但低质量区面积持续增加,呈不断扩张的趋势。其中,城镇与农村生活用地快速扩张,使得低质量区扩张的“热点区”规模进一步增大。
3） 1990~2010年,长三角地区同时存在着生态改善和恶化的两种趋势,生态环境改善的趋势小于环境恶化的趋势,生态环境恶化的程度不断加大。研究期间农业生产用地转化为林地、水域与牧草生态用地,是生态环境改善的主导因素。农业生产用地被城镇和农村生活用地占用是区域生态环境质量退化的重要因素。
本文借鉴已有研究成果,基于土地主导功能对用地类型进行“三生用地”分类,但其空间落图存在功能交叉重叠的问题,所提出的用地提取方案需要细化,以便准确测算各类用地。在对土地利用结构的变化态势和空间格局变化进行了研究,并未深入探讨长三角地区土地利用转型的驱动力机制,这是在土地利用转型研究中较受关注的部分,未来需进一步结合经济社会的发展阶段研究各阶段的土地利用转型的驱动机制,揭示土地利用转型的相关问题。但是缺乏对现有评价方法的改进研究,在如何使生态环境指数确定更加符合客观实际,精确确定不同土地利用类型的生态环境指数,以及不同尺度、不同土地利用分类系统对评价结果有何影响等方面尚有待进一步分析。
The authors have declared that no competing interests exist.
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Land use transitions: Socio-ecological feedback versus socio-economic change [J].https://doi.org/10.1016/j.landusepol.2009.09.003 URL [本文引用: 1] 摘要
The concept of land use transition highlights that land use change is non-linear and is associated with other societal and biophysical system changes. A transition in land use is not a fixed pattern, nor is it deterministic. Land use transitions can be caused by negative socio-ecological feedbacks that arise from a depletion of key resources or from socio-economic change and innovation that take place rather independently from the ecological system. Here, we explore whether the sources of land use transitions are mostly endogenous socio-ecological forces or exogenous socio-economic factors. We first review a few generic pathways of forest transition as identified in national case studies, and evaluate the varying ecological quality of expanding forests associated with these pathways. We then discuss possible explanatory frameworks of land use transitions. We use the case of the recent forest transition in Vietnam as an illustration. Socio-ecological feedbacks seem to better explain a slowing down of deforestation and stabilization of forest cover, while exogenous socio-economic factors better account for reforestation. We conclude by discussing the prospects of accelerating land use transitions in tropical forest countries.
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论土地利用转型与土地资源管理 [J].https://doi.org/10.11821/d1yj201509001 URL [本文引用: 1] 摘要
自21世纪初土地利用转型这一研究方向引入中国后,土地利用转型已成为当今学术界和国家行政部门十分关注的重要课题。在拓展深化土地利用转型的概念内涵,阐述土地利用转型的理论模式基础上,探讨了土地利用转型与土地资源管理二者之间的互馈机制,进而分析了土地利用转型与土地资源管理二者之间的相互影响。研究指出：决策部门应根据土地利用形态的变化适时调整土地资源管理政策措施,充分考虑目标区域所处的土地利用转型阶段,以增强土地资源管理决策的科学性。在探讨未来土地利用转型与土地资源管理研究方向基础上,强调土地利用隐性形态及其变化应当成为今后土地利用转型与土地资源管理研究关注的焦点,通过管控土地利用隐性形态的变化来创新土地资源管理政策法规及制度,提升土地资源管理水平。
Land use transition and land management .https://doi.org/10.11821/d1yj201509001 URL [本文引用: 1] 摘要
自21世纪初土地利用转型这一研究方向引入中国后,土地利用转型已成为当今学术界和国家行政部门十分关注的重要课题。在拓展深化土地利用转型的概念内涵,阐述土地利用转型的理论模式基础上,探讨了土地利用转型与土地资源管理二者之间的互馈机制,进而分析了土地利用转型与土地资源管理二者之间的相互影响。研究指出：决策部门应根据土地利用形态的变化适时调整土地资源管理政策措施,充分考虑目标区域所处的土地利用转型阶段,以增强土地资源管理决策的科学性。在探讨未来土地利用转型与土地资源管理研究方向基础上,强调土地利用隐性形态及其变化应当成为今后土地利用转型与土地资源管理研究关注的焦点,通过管控土地利用隐性形态的变化来创新土地资源管理政策法规及制度,提升土地资源管理水平。
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区域土地利用转型分析——以长江沿线样带为例 [J].https://doi.org/10.3321/j.issn:1000-3037.2002.02.003 URL Magsci [本文引用: 1] 摘要
区域土地利用形态与其经济和社会发展阶段相对应,它随着某个区域所处的经济和社会发展阶段的变化而变化。区域土地利用转型,即区域土地利用形态在时序上的变化,它通常与经济和社会发展阶段的转型相对应。论文在划分长江沿线样带土地利用变化的区域类型基础上,结合社会经济统计数据,分析了各区段耕地和建设用地的变化。研究表明,长江沿线样带区域农村建房用地的转型基本上能反映整个样带的区域土地利用转型,且各区段所处的农村建房用地转型阶段非常明显。此外,还发现样带各区段所处的农村建房用地转型阶段与整个样带的社会经济发展水平相吻合。
Analysis on regional land use transition: A case study in Transect of the Yangtze River .https://doi.org/10.3321/j.issn:1000-3037.2002.02.003 URL Magsci [本文引用: 1] 摘要
区域土地利用形态与其经济和社会发展阶段相对应,它随着某个区域所处的经济和社会发展阶段的变化而变化。区域土地利用转型,即区域土地利用形态在时序上的变化,它通常与经济和社会发展阶段的转型相对应。论文在划分长江沿线样带土地利用变化的区域类型基础上,结合社会经济统计数据,分析了各区段耕地和建设用地的变化。研究表明,长江沿线样带区域农村建房用地的转型基本上能反映整个样带的区域土地利用转型,且各区段所处的农村建房用地转型阶段非常明显。此外,还发现样带各区段所处的农村建房用地转型阶段与整个样带的社会经济发展水平相吻合。
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农地利用变化假说与相关的环境效应命题 [J].https://doi.org/10.3321/j.issn:1001-8166.2008.11.002 URL Magsci [本文引用: 1] 摘要
<p>将用途转移和集约度升降这两种类型的土地利用变化整合在一个过程中，解释变化机制的理论，有古典经济学的地租理论，还有若干理论性假说。这些假说又常常与一些土地利用的环境效应命题联系在一起，扩充为解释人地关系的假说。综述了解释农地利用变化的四大假说（包括基于马尔萨斯人口论的土地面积持续扩张假说、博斯鲁普的需求诱发型集约化假说、吉尔茨的集约度弹性假说、土地利用粗放化假说）和农地利用环境效应的三大命题（包括农地面积扩张造成土地退化、优质土地的集约化间接促使生态脆弱地区环境改善、农地利用粗放化和弃耕促使环境和生态恢复），以及围绕这些假说和命题的争论和实证研究，旨在为土地利用变化的情景构建、模型模拟及愿景设计提供学术依据。</p>
Theoretical hypotheses about agricultural land use changes and the relevant propositions about environmental impacts. Advances in https://doi.org/10.3321/j.issn:1001-8166.2008.11.002 URL Magsci [本文引用: 1] 摘要
<p>将用途转移和集约度升降这两种类型的土地利用变化整合在一个过程中，解释变化机制的理论，有古典经济学的地租理论，还有若干理论性假说。这些假说又常常与一些土地利用的环境效应命题联系在一起，扩充为解释人地关系的假说。综述了解释农地利用变化的四大假说（包括基于马尔萨斯人口论的土地面积持续扩张假说、博斯鲁普的需求诱发型集约化假说、吉尔茨的集约度弹性假说、土地利用粗放化假说）和农地利用环境效应的三大命题（包括农地面积扩张造成土地退化、优质土地的集约化间接促使生态脆弱地区环境改善、农地利用粗放化和弃耕促使环境和生态恢复），以及围绕这些假说和命题的争论和实证研究，旨在为土地利用变化的情景构建、模型模拟及愿景设计提供学术依据。</p>
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从观澜看深圳市特区外土地利用转型的必然性 [J].The need for land use transition near Shenzhen Special Economic Zone from Guanlan . |
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长江沿线样带农村宅基地转型 [J].Rural housing land transition in transect of the Yangtze River . |
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土地利用功能分类探讨 [J].Discussion on functional land use classification system . |
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Geography, phenomenology and the study of human nature [J]. |
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Land use policy in China: Introduction [J].https://doi.org/10.1016/j.landusepol.2014.03.006 URL [本文引用: 1] 摘要
This themed issue of Land Use Policy builds mainly on papers presented at an international conference on ‘Land Use Issues and Policy in China under Rapid Rural and Urban Transformation’, convened by the Chinese Academy of Sciences in Beijing, China, in October 2012. The conference set out to share and promote new scientific findings from a range of disciplines that advance research on land use policy in China. The contributions to this themed issue provide conceptual–theoretical and empirical takes on the topic, around four main areas of interest to both researchers and policymakers: nation-wide land use issues, the Sloping Land Conversion Program, land engineering and land use, and land use transitions. Various land use issues have been associated with rapid urban–rural transformations in China, giving rise to formulation of new policies directly affecting land use. However, these have contributed to new land use problems due to the nature of the policies and the difficulties in policy implementation constrained by the special ‘dual-track’ structure of urban–rural development in China. In view of this, this themed edition makes a compelling call for more systematic research into the making and implementation of China's land use policy. It also emphasizes the challenges for further research on land use policy in China.
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气候和土地利用变化对径流变化影响研究——以伊洛河流域伊河上游地区为例 [J].[本文引用: 1] 摘要
在实际调查基础上,利用遥感和地理信息系统技术,分析伊洛河流域伊河上游地区气候和土地利用变化对径流变化的影响。结果显示,在研究区域中,林地面积最大,1987~2008 年,林地、库塘和建设用地面积持续增加,草地、河流和未利用地面积持续减少,耕地面积则先增加后减少。20 世纪80 年代以来,土地利用变化在不同阶段都使得年平均径流量减小;80~90 年代,气候变化使得年平均径流量减小,而90 年代到2000 年以后,气候变化使得年平均径流量增加,这与90年代年平均降水量减少,而2000 年以后年平均降水量增加密切相关。
The impacts of climate and landuse changes on the runoff effects: case in the upper reaches of the Yihe River ,[本文引用: 1] 摘要
在实际调查基础上,利用遥感和地理信息系统技术,分析伊洛河流域伊河上游地区气候和土地利用变化对径流变化的影响。结果显示,在研究区域中,林地面积最大,1987~2008 年,林地、库塘和建设用地面积持续增加,草地、河流和未利用地面积持续减少,耕地面积则先增加后减少。20 世纪80 年代以来,土地利用变化在不同阶段都使得年平均径流量减小;80~90 年代,气候变化使得年平均径流量减小,而90 年代到2000 年以后,气候变化使得年平均径流量增加,这与90年代年平均降水量减少,而2000 年以后年平均降水量增加密切相关。
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土地利用/覆被变化的环境效应研究进展与动向 [J].https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-0690.2004.05.019 URL [本文引用: 1] 摘要
土地利用/覆被变化产生的环境问题已引起人类社会的广泛关注,深入研究这些问题具有重要的理论和实践意义.在简要回顾土地利用/覆被变化对大气环境、土壤环境和水环境影响已有研究的基础上,结合中国研究的实际,分析了中国土地利用/覆被变化的环境效应研究中存在的问题,并对今后的研究趋势做了讨论.
Advances in researches on environmental effects of land use/cover change .https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-0690.2004.05.019 URL [本文引用: 1] 摘要
土地利用/覆被变化产生的环境问题已引起人类社会的广泛关注,深入研究这些问题具有重要的理论和实践意义.在简要回顾土地利用/覆被变化对大气环境、土壤环境和水环境影响已有研究的基础上,结合中国研究的实际,分析了中国土地利用/覆被变化的环境效应研究中存在的问题,并对今后的研究趋势做了讨论.
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最近18年来中国植被覆盖的动态变化 [J].[本文引用: 1] 摘要
<p>基于遥感和地理信息系统技术,利用NOAA-AVHRR数据对我国最近18年(1982～1999)来的植被覆盖的动态变化进行了分析.结果表明:我国植被覆盖的动态变化受气候波动的影响十分显著,并且这种变化的区域性差异明显.18年来,NDVI减小的地区主要分布在西北地区和青藏高原,而NDVI增加的地区主要发生在东部地区;20世纪80年代和90年代的NDVI变化趋势之间存在较大差异;90年代NDVI减小的区域明显地比80年代增加,特别是西北干旱地区NDVI的下降趋势明显.我国珠江三角洲和长江三角洲地区是18年来植被覆盖下降趋势最明显的地区,表明快速城市化的影响.</p>
Dynamic vegetation cover change over the last 18 years in China .[本文引用: 1] 摘要
<p>基于遥感和地理信息系统技术,利用NOAA-AVHRR数据对我国最近18年(1982～1999)来的植被覆盖的动态变化进行了分析.结果表明:我国植被覆盖的动态变化受气候波动的影响十分显著,并且这种变化的区域性差异明显.18年来,NDVI减小的地区主要分布在西北地区和青藏高原,而NDVI增加的地区主要发生在东部地区;20世纪80年代和90年代的NDVI变化趋势之间存在较大差异;90年代NDVI减小的区域明显地比80年代增加,特别是西北干旱地区NDVI的下降趋势明显.我国珠江三角洲和长江三角洲地区是18年来植被覆盖下降趋势最明显的地区,表明快速城市化的影响.</p>
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Carbon flux to the atmosphere from Land-Use changes:1850 to 1990 [J].https://doi.org/10.2172/775411 URL [本文引用: 1] 摘要
The database documented in this numeric data package, a revision to a database originally published by the Carbon Dioxide Information Analysis Center (CDIAC) in 1995, consists of annual estimates, from 1850 through 1990, of the net flux of carbon between terrestrial ecosystems and the atmosphere resulting from deliberate changes in land cover and land use, especially forest clearing for agriculture and the harvest of wood for wood products or energy. The data are provided on a year-by-year basis for nine regions (North America, South and Central America, Europe, North Africa and the Middle East, Tropical Africa, the Former Soviet Union, China, South and Southeast Asia, and the Pacific Developed Region) and the globe. Some data begin earlier than 1850 (e.g., for six regions, areas of different ecosystems are provided for the year 1700) or extend beyond 1990 (e.g., fuelwood harvest in South and Southeast Asia, by forest type, is provided through 1995). The global net flux during the period 1850 to 1990 was 124 Pg of carbon (1 petagram = 10{sup 15} grams). During this period, the greatest regional flux was from South and Southeast Asia (39 Pg of carbon), while the smallest regional flux was from North Africa and
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Extinction by numbers [J].https://doi.org/10.1038/35002708 URL [本文引用: 1] |
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基于DLS模型的城市土地政策生态效应研究——以深圳市为例 [J].https://doi.org/10.11821/dlxb201411008 URL [本文引用: 1] 摘要
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。
Research on ecological effects of urban land policy based on DLS model: a case study on Shenzhen City .https://doi.org/10.11821/dlxb201411008 URL [本文引用: 1] 摘要
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。
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武汉市土地利用覆被变化与生态环境效应研究 [J].[本文引用: 1] 摘要
利用1996年和2006年两期TM遥感影像解译图获取武汉市土地利用变化数据。基于GIS空间分析与数理统计方法对1996~2006年武汉市土地利用/覆被变化特征进行了定量分析。运用区域生态环境质量指数和区域土地利用变化类型生态贡献率,对研究时段内武汉市土地利用变化的生态环境效应以及导致武汉市生态环境质量变化的土地利用变化类型进行了分析与评价。研究结果表明:① 1996~2006年期间武汉市土地利用变化主要表现为耕地、草地和未利用土地的减少,林地、建设用地和水域面积的增加的态势。② 1996年~2006年武汉市的区域生态环境质量指数从0.451 上升至0.468。生态环境在一定程度上维持着相对平衡,并呈现出一种上升趋势。但生态环境改善和恶化的两种趋势并存。③ 局部地区生态环境呈负向发展,其中城市化引起的空间扩张对区域土地利用/覆被变化产生影响最为深刻。
Land use/land cover change and its environmental effects in Wuhan City .[本文引用: 1] 摘要
利用1996年和2006年两期TM遥感影像解译图获取武汉市土地利用变化数据。基于GIS空间分析与数理统计方法对1996~2006年武汉市土地利用/覆被变化特征进行了定量分析。运用区域生态环境质量指数和区域土地利用变化类型生态贡献率,对研究时段内武汉市土地利用变化的生态环境效应以及导致武汉市生态环境质量变化的土地利用变化类型进行了分析与评价。研究结果表明:① 1996~2006年期间武汉市土地利用变化主要表现为耕地、草地和未利用土地的减少,林地、建设用地和水域面积的增加的态势。② 1996年~2006年武汉市的区域生态环境质量指数从0.451 上升至0.468。生态环境在一定程度上维持着相对平衡,并呈现出一种上升趋势。但生态环境改善和恶化的两种趋势并存。③ 局部地区生态环境呈负向发展,其中城市化引起的空间扩张对区域土地利用/覆被变化产生影响最为深刻。
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21世纪初中国土地利用变化的空间格局与驱动力分析 [J].Spatial patterns and driving forces of land use change in China in the early 21st century . |
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关于我国土地利用分类问题的讨论 [J].https://doi.org/10.3321/j.issn:1000-6060.2003.01.014 URL [本文引用: 1] 摘要
在分析了我国于 2 0 0 2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。
A discussion on the classification of land use in China .https://doi.org/10.3321/j.issn:1000-6060.2003.01.014 URL [本文引用: 1] 摘要
在分析了我国于 2 0 0 2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。
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土地利用分类系统的新模式——依据土地利用的产业结构而进行划分的探讨 [J].https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-8158.2003.01.003 URL [本文引用: 1] 摘要
土地利用是人类根据其生活和社会发展的需要,依据土地的特点与其经济区位而对土地进行利用、开发与改造的社会经济行为,由于社会生产力发展的阶段特性,过去多注重于第一产业内土地利用类型的划分,现在,它难以满足第二、第三产业发展的需要.结合土地利用变化与产业结构之间的关系及特点,以产业结构分类为基础,按土地利用所服务的产业部门,提出了一套新的土地利用分类体系,该分类体系共分为四个层次,其中第一层次有4个类型,分别是第一产业用地、第二产业用地、第三产业用地和后备产业用地;并在这些层次之下进行续分.该分类体系具有层次多、类型全;土地类型编号科学,便于记忆、理解;有效方便地衡量土地利用的经济效益;使用方便,应用面广,易于被国内各个不同部门接受;具有良好的经济效益等优点.
New model on the land use classification system—Classification study based on land use industry structure .https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-8158.2003.01.003 URL [本文引用: 1] 摘要
土地利用是人类根据其生活和社会发展的需要,依据土地的特点与其经济区位而对土地进行利用、开发与改造的社会经济行为,由于社会生产力发展的阶段特性,过去多注重于第一产业内土地利用类型的划分,现在,它难以满足第二、第三产业发展的需要.结合土地利用变化与产业结构之间的关系及特点,以产业结构分类为基础,按土地利用所服务的产业部门,提出了一套新的土地利用分类体系,该分类体系共分为四个层次,其中第一层次有4个类型,分别是第一产业用地、第二产业用地、第三产业用地和后备产业用地;并在这些层次之下进行续分.该分类体系具有层次多、类型全;土地类型编号科学,便于记忆、理解;有效方便地衡量土地利用的经济效益;使用方便,应用面广,易于被国内各个不同部门接受;具有良好的经济效益等优点.
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基于沙区土地功能分类的土地利用变化与模式研究——以陕北榆阳沙区为例 [J].https://doi.org/10.3321/j.issn:0476-0301.2008.04.023 URL [本文引用: 1] 摘要
沙区作为典型的生态脆弱区，是土地利用研究的重点区域之一。选择陕北榆阳沙区，建立了沙区土 地功能分类系统，基于多期遥感数据（1986年，1996年和2005年）和GIS空间分析方法，研究了该区的土地利用变化和土地利用模式。结果表明：榆 阳沙区20年来生产用地和生活用地面积增加，且生产用地增长幅度大于生活用地，生态用地比例略有减少但始终占绝对优势，生态环境状况整体好转；榆阳沙区存 在自村中心向外依次为耕地-居民地灌草地夹杂分布-裸沙地、居民地耕地夹杂分布-灌草地-裸沙地和耕地-居民地-灌草地-裸沙地3种典型土地利用模式，且 其安全性逐步变差。研究可为协调沙区土地利用与生态建设、创建环境友好型土地利用模式、构建良好人居环境提供科学依据。
LUCC and land use pattern based on a functional desert land classification system: A case study for Yuyang desert in northern Shannxi .https://doi.org/10.3321/j.issn:0476-0301.2008.04.023 URL [本文引用: 1] 摘要
沙区作为典型的生态脆弱区，是土地利用研究的重点区域之一。选择陕北榆阳沙区，建立了沙区土 地功能分类系统，基于多期遥感数据（1986年，1996年和2005年）和GIS空间分析方法，研究了该区的土地利用变化和土地利用模式。结果表明：榆 阳沙区20年来生产用地和生活用地面积增加，且生产用地增长幅度大于生活用地，生态用地比例略有减少但始终占绝对优势，生态环境状况整体好转；榆阳沙区存 在自村中心向外依次为耕地-居民地灌草地夹杂分布-裸沙地、居民地耕地夹杂分布-灌草地-裸沙地和耕地-居民地-灌草地-裸沙地3种典型土地利用模式，且 其安全性逐步变差。研究可为协调沙区土地利用与生态建设、创建环境友好型土地利用模式、构建良好人居环境提供科学依据。
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西北干旱区城市土地利用变化及其区域生态环境效应——以甘肃河西地区为例 [J].
<p>基于高分辨率土地利用/土地覆盖数据,本文对1985～2000年期间河西地区城市土地利用变化的区域生态环境效应进行了定量分析,结果表明:1)1985～2000年期间河西地区总体生态环境质量在一定程度上维持着相对稳定,但生态环境质量改善和恶化的两种趋势并存,并在县级行政单元上表现出明显的区域分异特征,城市用地变化对区域生态环境的影响总体而言不显著;2)整个河西地区城市用地增长缓慢,表明其城市化进程缓慢.与城市用地变化有关的土地利用类型也多分布在金昌、嘉峪关、张掖、武威和酒泉5个地级市所在地区,表明这些区域的城市化过程相对活跃;3)城市用地变化对生态环境影响的空间规律表现为:使生态环境原本较差的地区生态环境质量有所增加,而使生态环境质量较好的地区生态环境质量降低;4)城镇用地与工矿用地对区域生态环境的影响表现出与城市用地总体基本一致的规律,但农村居民点则对生态环境正、负两方面影响都较为显著;5)城市用地扩展对区域生态环境的影响也体现出与城市用地总体类似的区域分异特征;而城市用地收缩的影响则与此趋势相反.</p>
The urban land use transformations and associated effects on eco-environment in northwest China arid region: A case study in Hexi Region, Gansu Province .
<p>基于高分辨率土地利用/土地覆盖数据,本文对1985～2000年期间河西地区城市土地利用变化的区域生态环境效应进行了定量分析,结果表明:1)1985～2000年期间河西地区总体生态环境质量在一定程度上维持着相对稳定,但生态环境质量改善和恶化的两种趋势并存,并在县级行政单元上表现出明显的区域分异特征,城市用地变化对区域生态环境的影响总体而言不显著;2)整个河西地区城市用地增长缓慢,表明其城市化进程缓慢.与城市用地变化有关的土地利用类型也多分布在金昌、嘉峪关、张掖、武威和酒泉5个地级市所在地区,表明这些区域的城市化过程相对活跃;3)城市用地变化对生态环境影响的空间规律表现为:使生态环境原本较差的地区生态环境质量有所增加,而使生态环境质量较好的地区生态环境质量降低;4)城镇用地与工矿用地对区域生态环境的影响表现出与城市用地总体基本一致的规律,但农村居民点则对生态环境正、负两方面影响都较为显著;5)城市用地扩展对区域生态环境的影响也体现出与城市用地总体类似的区域分异特征;而城市用地收缩的影响则与此趋势相反.</p>
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哈大齐工业走廊土地利用变化的生态环境效应 [J].https://doi.org/10.11821/yj2013050008 URL [本文引用: 1] 摘要
基于哈大齐工业走廊1990年、2000年、2005年3期TM影像,获取15年来不同时段的土地利用变化信息.利用景观格局指数和生态环境质量指数两种生态环境效应评价指数,定量对比分析七个市县土地利用变化带来的生态环境效应.结果表明:①15年来,哈大齐工业走廊耕地、建设用地增加,草地、水域、未利用地减少.②整体生态环境恶化,区域差异显著；空间格局呈中心城区高周边农牧区低；大庆、杜蒙、泰来因草地、湿地“三化”等原因,破碎化加剧、多样性锐减、环境质量恶化最为显著,建议加强生态保护.③两种评价指数从不同角度反映出相似的区域差异特征.两方法结合分析实现更为客观全面的评价效果,以期为区域综合定量评价提供方法借鉴.
Regional disparities of land use changes and their eco-environmental effects in Harbin-Daqing-Qiqihar Industrial Corridor .https://doi.org/10.11821/yj2013050008 URL [本文引用: 1] 摘要
基于哈大齐工业走廊1990年、2000年、2005年3期TM影像,获取15年来不同时段的土地利用变化信息.利用景观格局指数和生态环境质量指数两种生态环境效应评价指数,定量对比分析七个市县土地利用变化带来的生态环境效应.结果表明:①15年来,哈大齐工业走廊耕地、建设用地增加,草地、水域、未利用地减少.②整体生态环境恶化,区域差异显著；空间格局呈中心城区高周边农牧区低；大庆、杜蒙、泰来因草地、湿地“三化”等原因,破碎化加剧、多样性锐减、环境质量恶化最为显著,建议加强生态保护.③两种评价指数从不同角度反映出相似的区域差异特征.两方法结合分析实现更为客观全面的评价效果,以期为区域综合定量评价提供方法借鉴.
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关于区域土地利用变化指数模型方法的讨论 [J].https://doi.org/10.3321/j.issn:0375-5444.2003.05.001 URL [本文引用: 1] 摘要
近几年来,各类指数模型方法被广泛应用于我国土地利用变化研究中,并在区域土地利用变化规律总结上发挥了重要作用.这些指数方法包括变化率、土地利用程度综合指数、转移矩阵、流向百分比、动态度、相对变化率、邻接度、多度、重要度、景观指数等.但有关文献对这些指数的表述与计算中,还存在一些明显的混乱与误用.文章通过分析国内相关文献中所涉及的各类指数方法,将其按资源变化的分析、变化方向分析、变化的空间形式分析等目的取向加以归类,然后在此类型框架下,详细阐述了各种指数方法的概念、计算方法、意义、存在的问题,并提出应用建议.
Discussion on the index method of regional land use change .https://doi.org/10.3321/j.issn:0375-5444.2003.05.001 URL [本文引用: 1] 摘要
近几年来,各类指数模型方法被广泛应用于我国土地利用变化研究中,并在区域土地利用变化规律总结上发挥了重要作用.这些指数方法包括变化率、土地利用程度综合指数、转移矩阵、流向百分比、动态度、相对变化率、邻接度、多度、重要度、景观指数等.但有关文献对这些指数的表述与计算中,还存在一些明显的混乱与误用.文章通过分析国内相关文献中所涉及的各类指数方法,将其按资源变化的分析、变化方向分析、变化的空间形式分析等目的取向加以归类,然后在此类型框架下,详细阐述了各种指数方法的概念、计算方法、意义、存在的问题,并提出应用建议.
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Urban sprawl: metrics, dynamics and modelling using GIS [J].https://doi.org/10.1016/j.jag.2003.08.002 URL [本文引用: 1] 摘要
Urban sprawl refers to the extent of urbanisation, which is a global phenomenon mainly driven by population growth and large scale migration. In developing countries like India, where the population is over one billion, one-sixth of the world鈥檚 population, urban sprawl is taking its toll on the natural resources at an alarming pace. Urban planners require information related to the rate of growth, pattern and extent of sprawl to provide basic amenities such as water, sanitation, electricity, etc. In the absence of such information, most of the sprawl areas lack basic infrastructure facilities. Pattern and extent of sprawl could be modelled with the help of spatial and temporal data. GIS and remote sensing data along with collateral data help in analysing the growth, pattern and extent of sprawl. With the spatial and temporal analyses along with modelling it was possible to identify the pattern of sprawl and subsequently predict the nature of future sprawl. This paper brings out the extent of sprawl taking place over a period of nearly three decades using GIS and Remote Sensing. The study also attempts to describe some of the landscape metrics required for quantifying sprawl. For understanding and modelling this dynamic phenomenon, prominent causative factors are considered.
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A Holistic Approach Towards Assessment of Severity of Land Degradation Along the Great Wall in Northern Shaanxi Province, China [J].https://doi.org/10.1023/A:1021882015299 URL PMID: 12602627 [本文引用: 1] 摘要
The farming and grazing interlocked transitional zone along theGreat Wall in northern Shaanxi Province is particularly vulnerable to desertification due to its fragile ecosystem and intensive human activity. Studies reveal that desertification isboth a natural and anthropogenic process. Four desertificationindicators (vegetative cover, proportion of drifting sand area, desertification rate, and population pressure) were used to assess the severity of desertification in a GIS. The first threefactors were derived from multitemporal remote sensing and landinventory data. The last factor was calculated from census data.It was found that the overall severity of land degradation in thestudy area has worsened during the last two decades with severely, highly and moderately degraded land accounting for 84.2% of the total area in 1998. While the area affected by desertification has increased, the rate of desertification has also accelerated from 0.74 to 0.87%. Risk of land degradation in the study area has increased, on an average, by 155% since 1985. Incorporation of both natural and anthropogenic factors inthe analysis provides realistic assessment of risk of desertification.
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A tutorial guide to geostatistics: Computing and modelling variograms and kriging [J].https://doi.org/10.1016/j.catena.2013.09.006 URL [本文引用: 1] 摘要
Many environmental scientists are analysing spatial data by geostatistical methods and interpolating from sparse sample data by kriging to make maps. They recognize its merits in providing unbiased estimates with minimum variance. Several statistical packages now have the facilities they require, as do some geographic information systems. In the latter kriging is an option for interpolation that can be done at the press of a few buttons. Unfortunately, the ease conferred by this allows one to krige without understanding and to produce unreliable and even misleading results. Crucial for sound kriging is a plausible function for the spatial covariances or, more widely, of the variogram. The variogram must be estimated reliably and then modelled with valid mathematical functions. This requires an understanding of the assumptions in the underlying theory of random processes on which geostatistics is based. Here we guide readers through computing the sample variogram and modelling it by weighted least-squares fitting. We explain how to choose the most suitable functions by a combination of graphics and statistical diagnostics. Ordinary kriging follows straightforwardly from the model, but small changes in the model function and its parameters can affect the kriging error variances. When kriging is automated these effects remain unknown. We explain the choices to be made when kriging, i.e. whether the support is at points or over blocks, and whether the predictions are global or within moving windows.
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