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(自然地理学专业论文)广州市土地利用空间结构变化研究.pdf.pdf 免费下载
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文档简介
摘要 广州市土地利用空间结构变化研究 摘要 在土地利用空间结构的研究中,城市土地利用空间结构的研究相对较多,并 已经形成了成熟的理论。而区域土地利用空间结构的研究相对比较薄弱。目前对 区域土地利用空间结构的研究,主要集中在以土地利用类型为研究对象,研究方 法多集中在不同评价单元的地类组合和景观生态学中景观格局指数的应用。 本文通过分析土地利用的概念,得知土地利用是一个复杂的、综合性较强的 概念,除了土地利用类型还有土地利用效率、土地利用功能等多重意义。因此, 对于土地利用空间结构,只研究土地利用类型表现出来的各种景观指数或土地利 用类型的组合是不完整的。本文将土地利用效率、土地利用功能等土地利用属性 纳入到土地利用空间结构的研究框架,并以广州市为案例,研究了1 9 9 0 年和2 0 0 0 年的土地利用空间结构及其变化。对于土地利用类型空间结构,本文主要用信息 熵和土地利用类型的威弗托马斯组系数法来进行不同组合复杂性的研究。对于 土地利用效率空间结构,本文选择了土地利用程度、地均人口承载水平、地均 g d p 和植被覆盖率等四个指标,将土地利用效率分成土地利用的社会经济效率 和生态效率。对于土地利用功能空间结构,本文根据非农业人口比重、经济类型 和城镇用地比重的组合,将广州市分为城市功能区、城市内缘功能区、城市外缘 功能区和农村功能区。本研究将广州市作为一个包括城市在内的区域,以街道 ( 镇) 为最小评价单元。通过研究得到如下结论: ( 1 ) 广州市中心地类组合单一,往外复杂性呈现先增加后降低的空间递变。 从1 9 9 0 年到2 0 0 0 年,这种结构基本保持不变,但是由于城市的扩张,地类单一 类型范围扩大,南部番禺中复杂性组合范围扩大。 ( 2 ) 广州市土地利用社会经济效率从城市中心向外呈递减趋势,土地利用 生态效率呈升高趋势。1 9 9 0 年广州市中心为高社会经济效率低生态效率类型, 向外为高社会经济效率高生态效率类型和高社会经济效率中生态效率类型。到 2 0 0 0 年,高社会经济效率高生态效率类型消失,高社会经济效率中生态效率类 型萎缩,高社会经济效率低生态效率类型扩张,中社会经济效率高生态效率类型 中山大学博士学位论文 萎缩,出现了中社会经济效率中生态效率类型。增城市大部分镇和从化市的低社 会经济效率高生态效率类型没有变化。番禺区的各类型变化较大。 ( 3 ) 广州市土地利用功能呈现不规则同心环状分布,中心为城市功能区, 向外为城市内缘区和城市外缘区,最外层为农村功能区。在增城、从化和番禺, 市政府所在的镇表现为城市外缘功能区。从1 9 9 0 年到2 0 0 0 年的1 0 年间,城市 功能区向外扩张,城市内缘功能区和城市外缘功能区也相应外移。土地利用功能 区的变化主要发生在广州市老八区的范围。 ( 4 ) 土地利用空间结构分为城市核心土地利用区、城市主体土地利用区、 城市内缘土地利用区、城市外缘土地利用区和农村土地利用区。每一个区又根据 土地利用组合的复杂性和土地利用效率的类型分成了不同的亚区。随着时间的变 化,同一个土地利用区的空间范围在发生变化,即使对于同一个区,在1 9 9 0 和 2 0 0 0 年间,土地利用亚区的数目和类型也有所不同。 关键词:土地利用空间结构土地利用类型土地利用效率土地利用功能广州市 a b s t r a c t r e s e a r c ho nl a n du s e s p a t i a ls t r u c t u r ec h a n g e i ng u a n g z h o uc i t y a b s t r a c t i nt h er e s e a r c ho fl a n du s es p a t i a ls t r u c t u r e ,u r b a nl a n du s es p a t i a ls t r u c t u r eh a s b e e np a i dm o r ea t t e n t i o nt oa n dc o r r e l a t i v em a t u r et h e o r i e sh a v ea l s ob e e nf o r m e d , b u tr e g i o n a ll a n du s es p a t i a ls t r u c t u r er e s e a r c hh a sb e e np a i dr e l a t i v e l yl e s sa t t e n t i o n t 0 a tp r e s e n to b j e c to fr e g i o n a ll a n dr e s e a r c hm a i n l yf o c u s e so nl a n du s et y p eb y e v a l u a t i n gl a n du s et y p ec o m b i n a t i o no rl a n d s c a p em e t r i c so fe v e r yu n i ti nt h es t u d y a r e a l a n du s ei sav e r yc o m p l e xa n dc o m p r e h e n s i v ec o n c e p ta n di t sc o n t e n ti n c l u d e sn o t o n l yl a n du s et y p eb u ta l s ol a n du s ee f f i c i e n c y , l a n du s ef u n c t i o na n ds oo n s oi ti s i n c o m p l e t et ol a n du s es p a t i a ls t r u c t u r er e s e a r c ho n l yi n c l u d i n gl a n du s et y p e c o m b i n a t i o no rl a n d s c a p em e t r i c s t h i sp a p e rb r o u g h tl a n du s et y p e ,l a n du s e e f f i c i e n c ya n dl a n du s ef u n c t i o ni n t ot h ef r a m e w o r ko fl a n du s es p a t i a ls t r u c t u r e r e s e a r c h i nt h i sp a p e rg u a n g z h o uc i t yw a st a k e na sac a s ea n dt h el a n du s es p a t i a l s t r u c t u r ec h a n g ei n19 9 0a n d2 0 0 0w a ss t u d i e d s h a n n o ne n t r o p ya n dw e a v e r - t h o m a s c o m b i n a t i o nc o e f f i c i e n tw e r eu s e dt or e s e a r c ht h ec o m p l e x i t yo fl a n du s et y p e c o m b i n a t i o n l a n du s ed e g r e e ,p o p u l m i o nc a r r y i n gl e v e lp e rk m 2 ,g d pp e rs q u a r eu n i t a n dv e g e t a t i o nc o v e r a g er a t ew e r eu s e di nt h er e s e a r c ho fl a n du s ee f f i c i e n c ys p a t i a l s t r u c t u r e t h el a n du s ee f f i c i e n c yw a sd i v i d e di n t ol a n du s es o c i o e c o n o m i ce f f i c i e n c y a n dl a n du s ee c o l o g i c a le f f i c i e n c y b yc o m b i n a t i n gn o n - a g r i c u l t u r a lp o p u l a t i o nr a t i o , e c o n o m i ct y p ea n du r b a nl a n dp r o p o r t i o n ,g u a n g z h o uc i t yw a sd i v i d e di n t ou r b a n f u n c t i o nr e g i o n ,u r b a ni n n e rf r i n g ef u n c t i o nr e g i o n ,u r b a no u t e rf r i n g ef u n c t i o nr e g i o n a n dr u r a lf u n c t i o nr e g i o n g u a n g z h o uc i t yw a sl o o ko na sar e g i o ni n c l u d i n gt h e u r b a na r e aa n dt h eb a s i ca s s e s s m e n tu n i ti st o w n ( o ra d m i n i s t r a t i v es t r e e t ) s o m e c o n c l u s i o n sw e r eg o ta sf o l l o w s : ( 1 ) l a n du s et y p es p a t i a ls t r u c t u r e i tw a sf o u n dt h a tl a n du s et y p ec o m b i n a t i o nw a ss i m p l e xa tt h ec e n t e ra r e aa n d i i i 中d i 大学博士学位论文 f i r s t l yi n c r e a s e dt h e nd e c r e a s e df r o mt h ei n s i d et ot h eo u t s i d e a n df r o m19 9 0t o2 0 0 0 t h el a n du s et y p es p a t i a ls t r u c t u r ew a sa l m o s tc o n s t a n t b u tw i t ht h eu r b a ne x p a n s i o n , s i n g l ec o m b i n a t i o nt y p ea n dm o d e r a t ec o m b i n a t i o nt y p ea ts o u t h e r np a r to fp a n y u e x p a n d e d ( 2 ) l a n du s ee f f i c i e n c ys p a t i a ls t r u c t u r e l a n du s es o c i o e c o n o m i ce f f i c i e n c yw a sd e c r e a s e da n dl a n du s ee c o l o g i c a le f f i c i e n c y w a si n c r e a s e df r o mt h ec e n t e rt ot h ep e r i p h e r y t h ec e n t e ra r e ao fg u a n g z h o uc i t y w a sh i g h s o c i o e c o n o m i ce f f i c i e n c y & l o w - e c o l o g i c a le f f i c i e n c y t y p e ,o u t e rw a s l l i g h s o c i o e c o n o m i ce f f i c i e n c y& h i g he c o l o g i c a le f f i c i e n c yt y p e a n d h i g h s o c i o e c o n o m i ce f f i c i e n c y & m i d d l e - e c o l o g i c a le f f i c i e n c yt y p ei n l9 9 0 t ot h e y e a ro f2 0 0 0h i g h s o c i o e c o n o m i ce f f i c i e n c y & h i g h - e c o l o g i c a le f f i c i e n c yt y p e d i s a p p e a r e d ,h i g h - s o c i o e c o n o m i ce f f i c i e n c y & m i d d l e e c o l o g i c a le f f i c i e n c yt y p e r e d u c e d ,h i g h - s o c i o e c o n o m i ce f f i c i e n c y & l o w - e c o l o g i c a le f f i c i e n c yt y p ee x p a n d e d , m i d d l e s o c i o e c o n o m i ce f f i c i e n c y & h i g h - e c o l o g i c a le f f i c i e n c yt y p er e d u c e da n d m i d d l e s o c i o e c o n o m i ce f f i c i e n c y & m i d d l e - e c o l o g i c a le f f i c i e n c y t y p ea p p e a r e d l o w - s o c i o e c o n o m i ce f f i c i e n c y & h i 曲- e c o l o g i c a le f f i c i e n c yo fm o s tt o w n si n z e n g c h e n ga n dc o n g h u ad i dn o tc h a n g ea n dl a n du s ee f f i c i e n c yt y p ei np a n y ul a r g e l y c h a n g e d ( 3 ) l a n du s e f u n c t i o ns p a t i a ls t r u c t u r e l a n du s ef u n c t i o nr e g i o n sd i s t r i b u t i o np r e s e n t e di r r e g u l a rc o n c e n t r i cc i r c l e s t h e c e n t e ra r e aw a so r d e r l yu r b a nf u n c t i o nr e g i o n ,a n du r b a ni n n e rf r i n g ef u n c t i o nr e g i o n , u r b a no u t e rf r i n g ef u n c t i o nr e g i o na n dr u r a lf u n c t i o nr e g i o nf r o mi n s i d et oo u t s i d e d u r i n gt h e 10y e a r sf r o m19 9 0 2 0 0 0u r b a nf u n c t i o nr e g i o nh a de x t e n d e da n du r b a n i n n e rf u n c t i o nr e g i o na n du r b a nf u n c t i o nh a da c c o r d i n g l ym i g r a t e do u t t h ec h a n g eo f l a n du s ef u n c t i o nr e g i o n sm a i n l yt o o kp l a c ea tt h er a n g eo fe i g h tu r b a nd i s t r i c t s t4 ) l a n du s eg e n e r a ls p a t i a ls t r u c t u r e l a n du s es p a t i a ls t r u c t u r eo fg u a n g z h o uc i t yw a sd i v i d e di n t o f i v el a n du s e r e g i o n : c o r eu r b a nl a n du s er e g i o n ,m a i nu r b a nl a n du s er e g i o n ,u r b a ni n n e rf r i n g e l a n du s er e g i o n ,u r b a no u t e rf r i n g el a n du s er e g i o na n dr u r a ll a n du s er e g i o n e a c h l a n du s er e g i o nw a sd i v i d e di n t os e v e r a ll a n du s es u b r e g i o n sb a s e do nl a n du s et y p e i v a b s t r a c t a n dl a n du s ee f f i c i e n c yt y p e w i t ht i m eg o i n go nt h er a n g eo fe a c hl a n du s er e g i o n c h a n g e d ,a n de v e ni nt h es a m el a n du s er e g i o nt h en u m b e ra n dt y p eo fl a n du s e s u b - r e g i o nw a s d i f f e r e n tf r o m19 9 0t o2 0 0 0 k e yw o r d s :l a n d u s es p a t i a ls t r u c t u r e ;l a n du s et y p e ;l a n du s ee f f i c i e n c y ;l a n du s e f u n c t i o n ;g u a n g z h o uc i t y v 中山大学博士学位论文 图目录 图1 - 1 土地利用空间结构构成示意图4 图1 - 2 区域空间结构演化模式1 5 图1 - 3 区域空间结构演化模式1 6 图卜4 广州市土地利用空间结构研究技术路线图2 0 图2 一l1 9 9 0 2 0 0 0 年广州市位置及行政区划图2 4 图3 1 广州市土地利用分析梯度圈3 1 图3 2 土地利用动态变化示意图3 2 图3 - 31 9 9 0 2 0 0 0 年广州市土地利用变化图3 6 图3 4 各圈层内水田的比重3 7 图3 5 各圈层内早地的比重3 7 图3 - 6 各圈层内有林地的比霞3 7 图3 - 7 各圈层内灌木林地的比重3 8 图3 8 各圈层内疏林地的比重3 8 图3 9 各圈层内其他林地的比重3 9 图3 - 1 0 各圈层内高覆盖草地的比霞3 9 图3 - 1 1 各圈层内中覆盖草地的比重3 9 图3 1 2 各圈层内河流水面的比重4 0 图3 一1 3 各圈层内水库坑塘的比重4 0 图3 一1 4 各圈层内城镇用地的比重4 0 图3 一1 5 各圈层内农村居民点用地的比重4 1 图3 1 61 9 9 0 年和2 0 0 0 年城镇用地重心图4 l 图3 - 1 7 广州市各街镇土地利用变化率4 3 图3 - 1 8 广州市各街镇土地利用变化程度地图4 3 图4 - 1 广州市各街镇地类组合数4 6 图4 21 9 9 0 年和2 0 0 0 年广州市各街镇信息熵4 7 图4 31 9 9 0t o2 0 0 0 年广州市各街镇信息熵变化4 8 图5 1 广州市1 9 9 0 年和2 0 0 0 年土地利用程度图。5 6 图5 21 9 9 0 年到2 0 0 0 年广州市土地利用程度变化5 7 图5 3 广州市1 9 9 0 年和2 0 0 0 年广州市土地利用程度m o r a n 散点图5 8 图5 4 广州市土地利用程度空间自相关图5 9 图5 - 5 土地利用程度集聚的空间结构图6 0 图5 61 9 9 0 年和2 0 0 0 年广州市地均人口承载水平图6 1 图5 71 9 9 0 年到2 0 0 0 年广州市地均人口承载水平变化图6 2 图5 - 8 广州市1 9 9 0 年和2 0 0 0 年各辖区地均g d p 6 4 图5 9 广州市1 9 9 0 年和2 0 0 0 年广州市植被覆盖度6 5 图5 1 0 广州市1 9 9 0 年和2 0 0 0 年广州市植被覆盖度减小量6 6 图5 一1 1 土地利用效率空间结构图6 8 图5 - 1 2 土地利用效率类型变化图7 0 图6 11 9 9 0 年和2 0 0 0 年广州市各街镇非农业人 j 比重图7 1 图6 21 9 9 0 年和2 0 0 0 年广州市各街镇非农业人口比承图7 2 v i i i 目录 图6 - 31 9 9 0 年和2 0 0 0 年广州市经济类型图7 8 图6 41 9 9 0 年和2 0 0 0 年广州市城镇用地比重图7 9 图6 - 51 9 9 0 年和2 0 0 0 年广州市城镇用地比重增长图8 0 图6 - 6 广州市1 9 9 0 年和2 0 0 0 年土地利用功能空间结构图8 l 图6 - 7 广州市1 9 9 0 年和2 0 0 0 年土地利用功能空间结构变化图8 3 图7 - 1 三维魔方图分类与功能分区8 5 图7 2 广州市1 9 9 0 年土地利用空间结构图8 8 图7 - 3 广州市2 0 0 0 年土地利用空间结构图。8 9 图7 - 4 广州市1 9 9 0 - 2 0 0 0 年土地利用空间结构变化图8 9 图7 5 广州市城市核心土地利用区的变化9 0 图7 6 广州市城市主体土地利用区的变化9 1 图7 - 7 广州市城市内缘土地利用区的变化9 1 图7 - 8 广州市城市外缘土地利用区的变化9 2 图7 - 9 广州市城市内缘土地利用区的变化9 2 图7 - 1 0 广州市高程图( 左) 和立体图( 右) 9 4 图7 1 1 不同地类转换的海拔高度统计9 5 图7 - 1 2 广州市坡度图9 7 图7 - 1 3 广州市不同阶段开发区范围1 0 4 i x 中山大学博士学位论文 表目录 表1 - 1 遥感解译中土地分类体系表2 l 表1 - 21 9 9 0 和2 0 0 0 年广州市行政区划表2 2 表3 - 1 土地利用结构分类假设百分比分布矩阵2 8 表3 - 2 广州市19 9 0 - 2 0 0 0 年土地利用空间转移表3 3 表3 - 3 广州市1 9 9 0 - 2 0 0 0 年地类斑块分析3 3 表3 - 419 9 0 年和2 0 0 0 年广州各土地利用类型的分维数3 4 表3 519 9 0 - 2 0 0 0 年广州市各辖区土地利用最大变化类型分析3 6 表3 - 619 9 0 年到2 0 0 0 年广州城镇用地重心迁移距离4 2 表3 - 7 广州市各辖区街镇数量4 2 表4 - 1 不同级别信息熵和威弗一托马斯组合数对应的分值4 9 表4 - 2 地类组合结构的划分4 9 表4 - 3 广州市土地利用类型空间结构图4 9 表4 _ 4 广州市土地利用类型空间结构变化图5 0 表5 - 1 土地利用程度分级赋值表5 3 表5 - 2 广州市19 9 0 年和2 0 0 0 年土地利用程度的m o r a n si 5 7 表5 31 9 9 0 年到2 0 0 0 年广州市地均人口承载水平统计表6 2 表5 - 4 广州市19 9 0 年和2 0 0 年各辖区三次产业构成6 3 表5 - 5 广州市1 9 9 0 年和2 0 0 0 年各辖区地均g d p 6 3 表5 6 不同级别社会经济效率和生态效率的分值6 7 表5 - 7 土地利用效率类型的划分6 7 表5 - 8 土地利用效率类型变化6 9 表6 - 1 不同经济发展阶段产业结构7 3 表6 - 2 基于不同产业结构的经济类型的划分7 3 表6 - 31 9 9 0 年荔湾区、越秀区、东山区的国内生产总值构成7 3 表6 419 9 0 年花都市工农业总产值构成一7 5 表6 52 0 0 0 年荔湾区、越秀区、东山区的国内生产总值构成一7 6 表6 62 0 0 0 年花都市工农业总产值构成7 7 表6 - 72 0 0 0 年花都市工农业总产值构成7 7 表6 8 不同级别土地利用功能指标分值8 l 表6 9 不同级别土地利用功能指标分值8 1 表6 - 10 广州市19 9 0 年和2 0 0 0 年土地利用功能空问结构变化图8 2 表7 119 9 0 年和2 0 0 0 年广州市城市核心土地利用区的亚区划分8 6 表7 - 21 9 9 0 年和2 0 0 0 年城市主体土地利用区的亚区划分8 6 表7 - 31 9 9 0 年和2 0 0 0 年城市内缘土地利用区的亚区划分8 7 表7 - 41 9 9 0 年和2 0 0 0 年城市外缘土地利用区的亚区划分8 7 表7 - 51 9 9 0 年和2 0 0 0 年农村土地利用区的亚区划分8 8 表7 - 6 不同地类转换的海拔高度统计9 6 表7 - 7 不同地类转换的平均坡度9 7 表7 - 8 不同级别坡度的地类转换统计表9 8 x 学位论文碾创性声明 学位论文原创性声明 本人郑重声明:所呈交的学位论文,是本人在导师的指导下,独 立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外,本论 文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的作品成果。对本文 的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本 人完全意识到本声明 学位论文使用授权声明 本人完全了解中山大学有关保留、使用学位论文的规定,即:学 校有权保留学位论文并向国家主管部门或其指定机构送交论文的电 子版和纸质版,有权将学位论文用于非赢利目的的少量复制并允许论 文进入学校图书馆、院系资料室被查阅,有权将学位论文的内容编入 有关数据库进行检索,可以采用复印、缩印或其他方法保存学位论文。 导师签名: 日期:年月日 第l 章绪论 1 1 研究目的和意义 1 1 1 研究背景 第1 章绪论 ( 1 ) 土地利用土地覆被变化研究需要认识土地利用空间结构 2 0 世纪以来,人类对土地资源及其开发利用的研究日益活跃。在具有全球 影响力的两大组织国际地圈生物圈计划( i g b p ) 和国际全球变化的人文因素计划 ( i h d p ) 的大力推动下,土地利用土地覆被变化研究在2 0 世纪9 0 年代迅速成为全 球环境变化研究的重点领域n 1 。 土地利用是人类最基本的经济活动,是一个多目标、多层次的系统工程。在 受到各种驱动力的作用下,其形态和状态可在多种时空尺度上变化,包括土地资 源的数量、质量与土地利用结构随时间的变化,也包括土地利用的空间结构变化 乜1 。因此,土地利用空间结构及其变化是土地利用土地覆被变化研究的重要内 容。对空间结构变化的认识是我国地理科学发展的战略性问题。蔡运龙和陆大道 等将全球化与全球变化下的区域( 自然的和人文的) 空间结构演变定位为我国地 理科学基础研究中的纲领性问题之一口1 。因此,土地利用空间结构及其变化也是 我国地理学的重要研究内容。 ( 2 ) 土地利用规划的需要 我国正在开展新一轮的土地利用总体规划,对土地利用空间结构研究提出了 新的要求。新的土地利用规划要求定位、定序、定量。其中定位就是要科学规划 土地的空间结构。 目前我国发展的主导目标仍然是加快城市化和工业化持续、健康、协调的发 展,而面临着的核心问题是在大规模工业化和城市化的进程中,出现了一系列空 间开发无序的问题。空间开发无序的问题突出表现在两个方面t 一方面是城市化 的盲目性,另一方面是区域开发的无序性“1 。因此,国家“十一五规划纲要中 首次提出推进形成主体功能区,按照区域的主体功能定位来调整完善分类政策和 绩效评价,规范空间开发秩序,形成合理的空间开发结构啼1 。主体功能区划属于空 中i i i 大学博士学位论文 间规划,它对土地利用的空间协调提出了新的要求。 ( 3 ) 社会经济背景 改革开放以来,我国社会经济有了突飞猛进的发展。尤其是东部沿海地区, 成为我国改革开放的前沿阵地,如珠江三角洲、长江三角洲、环渤海地区已经形 成了城市群膪1 。广州市作为珠江三角洲的中心城市,在整个珠三角城市群中起着 龙头的作用。广州市1 9 9 3 年定位为国际大都市,1 9 9 6 年定位为区域性中心城市, 2 0 0 1 年定位为现代化大都市,2 0 0 2 年定位为华南中心城市,2 0 0 3 年定位为带动 全省、辐射华南、影响东南亚的现代化大都市,2 0 0 8 年定位为广东首善之区。 广州市的发展对土地提出了更高的要求,因此需要了解广州市土地利用空间结构 及其变化规律。 1 1 2 研究目的及意义 ( 1 ) 研究目的 探讨土地利用空间结构的划分方法。土地利用空间结构的划分是认识土地利 用空间结构的手段。 探讨广州市土地利用空间结构变化的过程和影响因素。 ( 2 ) 研究意义 本研究从土地利用类型、土地利用效率和土地利用功能三个方面进行土地利 用空间结构的研究,并试图揭示土地利用空间结构变化的机制,丰富了土地利用 空间结构研究的理论成果。 广州市地处我国改革开放的前沿,经济发达,土地利用变化快,选择广州市 作为研究对象,在区域上具有较强的典型性和示范性。1 9 9 0 年到2 0 0 0 年的1 0 年间,广州市经历了1 9 9 2 年邓小平的南巡讲话,社会经济发生了重大变革,研 究这一阶段的土地利用空间结构及其变化,对认识广州市的土地利用具有重要的 指导意义。 2 第1 章绪论 1 2 研究综述 1 2 1 土地利用空间结构的概念 ( 1 ) 土地利用的概念 土地利用是指人类通过特定的行为,以土地为对象或手段,利用土地的特性, 获得物质产品和服务,满足自身需要的经济活动。这一过程是人类与土地进行物 质、能量、价值和信息的交流及转换过程口。 土地利用具有丰富的内涵,具体可以体现在以下6 个方面: 1 ) 土地利用类 型:2 ) 土地利用效益:包括经济效益、社会效益和生态效益;3 ) 土地利用结构。 土地利用结构是指一个区域范围内各种用途的土地面积在土地总面积中的比重; 4 ) 土地利用方式。土地利用方式是指土地利用的具体形式和办法;5 ) 土地利用 强度。土地利用强度是指土地利用的集约程度;6 ) 土地利用功能。 ( 2 ) 土地利用空间结构的概念 杨永春在研究兰州市土地利用空间结构时阳3 ,认为城市土地空间结构模式是 指城市土地利用组织、功能与结构在空间地域的反映,是城市自然条件、性质与 功能、社会经济等因素综合作用的结果。 宋启林1 认为城市土地利用空间结构,也即城市空间结构。城市空间结构离 不开对土地的依托,同时也是城市土地利用的物质和精神的具体体现,二者是同 质的。 刘彦随n 们指出,土地利用空间结构反映了土地利用类型在地域上的配置及其 对比关系。他认为对土地利用空间结构分析,便于人们更好地认识土地利用与区 域自然、社会和经济条件的相关性,揭示土地利用类型空间分布的集中与离散的 规律性,从而可以分析土地利用布局的区域差异性与合理性。在宏观上,土地利 用空间结构受地带性( 水平与垂直) 规律的影响和制约。 由上述土地利用的概念和前人对土地利用空间结构的认识,我们认为,所谓 土地利用空间结构,是指在一定区域的一定时间,人们进行土地利用活动过程中 所呈现的一种综合的空间状态,既包括土地利用类型空间结构,又包括土地利用 效果空间结构和土地利用功能空间结构。土地利用类型空间结构是指不同土地利 用类型在空问上呈现的一种空间组合形态。土地利用效果空间结构是指土地利用 3 中山大学博士学位论文 效果在空间上的格局。土地利用功能空间结构是指在土地利用过程中起到的不同 功能的空间差异性。土地利用空间结构由三者耦合而成( 图1 1 ) 。 图1 - 1 土地利用空间结构构成示意图 f i g 1 1l a n du s es p a t i a ls t r u c t u r ec o m p o s i t i o n 1 2 2 土地利用空间结构的理论基础地域分异理论 地域分异是地理学中的普遍规律。地域分异规律在自然地理学研究中主要体 现在四种尺度的地域分异规律:全球性的地域分异规律、大陆及大洋的地域分异 规律、区域的地域分异规律、地方性的地域分异规律m 3 等。在经济地理学和区域 地理学中,地域分异规律主要体现在区位论n 2 1 以及其后发展起来的空间结构理论 3 。钉。土地利用也存在地域分异规律。首先土地是一种自然经济历史综合体,其 组成要素如岩石、植被、地貌、水文、气候等存在地域分异;其次,人类利用土 地的方式也存在地域差异性n “博“力,因此,导致了土地利用属性的地域差异。 1 2 3 国内外对土地利用格局的研究 目前国际上对土地利用研究比较多的是“l a n du s ep a t t e r n ( 中文翻译为 “土地利用格局”) ,其中土地利用格局的所指为土地利用类型。其研究主要集中 在以下几个方面:( 1 ) 土地利用格局的特征研究。j c l u i j t e n 应用随机法则 和基本的景观特征研究了一种产生土地利用格局的系统方法,并应用于哥伦比亚 的山坡流域n 引。c y n t h i ac r o is s a n t n 9 1 分析了印第安纳州中南部土地利用与土地 覆被的结构和组成。r e b e c c al 等研究了密竭根城市远郊区集水区的土地覆被空 间格局心引。g e o f f r e ym a d 发展了一个度量资源效率的区域土地格局评价方法乜u , 认为由于城市依赖于郊区、农村及其它低密度居民点,在研究城市土地利用的时 候,要考虑他周围的郊区的土地利用。x p g 6 n z a l e z 等乜嬲利用地块的大小、形 4 第1 章绪论 状和散布对生产性农村土地进行了评价。( 2 ) 土地利用格局变化的驱动力研究。 a n e t t er e e n b e r g 探讨了面向事件驱动的s u d a n s a h e l 的土地利用格局变化啪1 。 d a r l ak m u n r o e ,j a n es o u t h w o r t h 和c a t h e r i n em t u c k e r 探讨了洪都拉斯 西部地区的土地覆被变化在时空上的复杂性口4 1 。k e i k on a g a s h i m a 等探讨了n e w z e a l a n d 的n e l s o n 地区的种植园扩张对土地利用格局的影响乜5 1 。h a r i n in a g e n d r a 注意到了景观破碎化和l u c c 的关系的重要性。w i l l i a mj m c c o n n e l l 等用逻 辑斯蒂回归方法从自然和社会途径研究了马达加斯加农业扩张的时空格局乜钉。 k a s p e rk o k 研究了人口对洪都拉斯土地利用格局的影响呦3 。e i j as o i n i 研究了 坦桑尼亚坡地土地利用变化格局与谋生的关系1 。c l a u d es c h m i t 等讨论了农民 的动机对土地利用格局的影响口0 1 ,研究表明农民动机不是土地利用变化的重要因 素。a n d r e 7 se t t e r 研究了格伦比亚土地利用格局和森林砍伐的关系口,使用逻 辑斯蒂回归和分类树来模拟哥伦比亚当地的森林变化。b i r g i tr e g e r 等2 1 识别 了边缘欧洲景观的土地利用变化格局和自然属性。m a r i og e l l r i c h 等口3 1 利用统 计建模方法对瑞士山地区域尺度的农业土地废弃格局进行了调查,为了分析,他 们发展了一个基于山地宽度的土地利用变化数据的多变量空间统计模型,并选择 了一些自然地理指标和社会经济指标,研究中没有发现土地利用变化和移民之间 的关系。一个模型显示出“空间溢出”效应,导致相邻区域的相似废弃率。g h j d ek o n i n g 等人口4 1 进行了多样性保护付费对土地利用格局的影响的建模。e m i n z e k ib a s k e n t 等口鄙探讨了土耳其土地利用格局的时空动态,研究表明人口的移 动对景观动态的影响较小。( 3 ) 土地利用格局的效应。w p a r t o n 等利用c e n t u r y 模型探讨了塞内加尔历史上和未来的土地利用格局对生态的影响口6 1 ,其中主要涉 及到储碳功能。( 4 ) 土地利用格局的模拟预测。如a j t a t e m a ,h g l e w i s a , p m a t k i n s o n b 和m s n i x o n 用h o p f i e l d 神经网络来预测土地覆被格局口引。 ( 5 ) 土地利用格局与其它模型相结合。m d a r o u n s e v e l l 等人口8 1 以农田尺度 为基础,在区域尺度上模拟了农业土地利用的空间分布。d t r o b i n s o n 等嘲1 将 土地利用格局和生态系统模型联系起来,对高度破碎的人类控制的景观进行了碳 储存的建模。w i l l i a mk y p a n 等m 3 用农田水平的模型研究了厄瓜多尔的土地 利用与土地覆被变化的空间格局( 6 ) 土地利用格局的优化。r a l fs e p p e l t 和 a l e x e yv o i n o v 提出了用空间直观的景观模型来优化土地利用格局的方法论“。 5 中山大学博士学位论文 r i c h a r dy m k a n g a l a
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