1. 研究目的与意义
1.研究背景
(1)国家层面
①我国生态环境问题突出,统筹生态文明建设成为重中之重。
2. 研究内容与预期目标
1.研究内容
(1)研究2000年、2010年和2020年太浦河流域沿岸各土地利用类型结构变化及空间分布格局;
(2)基于invest模型,核算2000年、2010年和2020年三期太浦河流域沿岸土地的固碳量;
3. 研究方法与步骤
1.研究方法(1)土地利用动态度土地利用动态度反映了某一时期土地利用的数量变化情况,按照研究对象可分为单一土地利用动态度和综合土地利用动态度。单一土地利用动态度即土地利用类型的变化率指数,表达的是某研究区一定时间范围内某种土地利用类型的数量变化情况,[19]其公式可以表达为:K=(U_b-U_a)/U_a 1/T100% ①其中:K是某一研究时段内某一土地利用类型的动态度;U_a、U_b分别代表研究期初和研究期末某一种土地利用类型的面积;T为变化的时间段。综合土地利用动态度是指研究区域内在一定时间范围内整个土地利用类型的变化速度,是刻画土地利用类型变化速度区域差异的指标[20],其公式可以表达为:LC=(∑_(i=1)^n〖#8710;〖LU〗_(i-j) 〗)/(2∑_(i=1)^n〖LU〗_i )1/T100%②其中:LC为综合土地利用动态度;#8710;〖LU〗_(i-j)是第i类土地利用类型转为第j类土地利用类型面积的绝对值;T为变化的时间段。(2)土地利用转移矩阵土地利用转移矩阵可描述区域土地利用变化的结构特征与各用地类型变化的方向[21]。利用ArcGIS10.6对2000、2010和2020年三期土地利用分布数据进行空间叠加运算,得到土地利用转移矩阵,以此来分析太浦河土地利用功能结构的转型过程。其表达式为:S_ij=|(S_11#8943;S_1n#8943;#8943;…S_n1#8943;S_nn )| ③其中:S表示面积;n标识一定时间内转移前后的土地利用类型数;i、j(i,j=1,2,…,n)分别代表i地类在一定时间内转换成j地类的面积。转移前后土地利用类型数可以有所不同,这时S_ij的行数和列数不同,它是一个一般的矩阵。[22](3)重心模型区域土地利用空间变化的一个总体特征是土地利用类型重心的迁移,这一特征可以用重心坐标的变化来反映。[23]数学形式为:X_t=(∑_(i=1)^n〖(C_tiX_i)〗)/(∑_(i=1)^nC_ti ),Y_t=(∑_(i=1)^n〖(C_tiY_i)〗)/(∑_(i=1)^nC_ti ) ④式中:X_t,Y_t是第t年某土地利用类型分布重心的经度和纬度;C_ti是第i个土地利用类型的面积,X_i,Y_i是第i个土地利用类型的几何中心的经度和纬度。区域重心移动距离计算公式:S=G√(〖(x_m-x_n)〗^2 〖(y_m-y_n)〗^2 ) ⑤式中:S表示第m年到第n年重心移动距离(千米);G为常数,取值111.111[24],是把地理坐标单位(经纬度)换算成平面距离(千米)的系数。(4)政策量化本研究从政策力度、政策措施和政策目标三个维度对政策进一步细化。具体的分析思路是:将与太浦河土地利用相关的政策给予评分。在每项政策的政策力度、措施与目标的得分计算出来后,利用公式⑥对每一年度内收集的若干相关政策的各项力度、措施与目标指标的得分进行累计加和,计算出所要分析的城市土地集约利用相关政策的单一年度得分:〖PMG〗_I=∑_(j=1)^n〖(m_j 〗 g_j)P_j⑥式中:i为该得分政策的发表年份;n为第i年颁布的政策项数;j为第i年颁布的第j项政策;(m_j g_j)为j第j项政策的各项政策目标g和政策措施m的得分;P_j为第j条政策的力度p得分;PMGI为第i年太浦河土地利用相关政策内容的力度、目标以及措施的整体状况。而从现实中的情况来看,由于政策具有滞后性,真正起到作用的是截止到那时的所有相关政策的有效性累计的结果,因此在得出每一单一年度政策得分之后,通过公式⑦来计算截至第i年政策力度、目标和措施的累计政策量化数值,即政策强度指数:〖NPMG〗_i=∑_(k=c)^i〖PMG〗_k ⑦式中:〖NPMG〗_i为i年对太浦河起作用的土地利用政策强度;k为PMG的年份;c为研究的初始年份,本文中c=2008,由于每项政策都具有一定的时限,因此在政策得分的计算上需要对结果进行微调,时限到期的政策得分需要在到期下一年的总得分当中减去,以便使得结果更接近真实情况。[25]
表 政策量化评判标准[26]
| 指标 | 得分 | 评判标准 |
| 政策力度 | 5 | 全国人大及其常务委员会颁布的法律 |
| 4 | 国务院颁布的条例、国土部的部令 | |
| 3 | 国务院颁布分暂行条例、国土部的条例、规定 | |
| 2 | 各部门的意见、办法、暂行规定等 | |
| 1 | 通知 | |
| 政策目标 | 5 | “必须”、“明确”、“严禁”、“从严控制”等最强最详细描述 |
| 4 | “不得低于/超过”、“严格使用”等强语气较详细描述 | |
| 3 | “可按不低于”、“充分利用”等较强语气描述 | |
| 2 | “在……前提下,亦可”、“完善”等条件一般性描述 | |
| 1 | ”可根据“、”加强“等一般性描述 | |
| 政策措施 | 5 | 列出具体措施,针对每一项均给出严格的执行与控制标准,并对其进行具体说明 |
| 4 | 列出具体措施,针对每一项均给出严格的执行与控制标准 | |
| 3 | 列出较具体的措施,从多个方面分类给出大体的执行内容 | |
| 2 | 列出一些基础措施,并给出简要的执行内容 | |
| 1 | 仅从宏观上谈及相关内容,没有具体操作方案 |
(1)分期前往太浦河流域沿岸黎里镇和平望镇的部分点位进行实地调研,拍照记录不同时间段沿岸进行土地整治后的情况、获取研究区无人机影像数据并持续收集有关太浦河流域的基础资料;
(2)在Globeland30网站申请吴江区、嘉善县和青浦区2000年、2010年和2020年三期土地利用数据,基于ArcGIS软件,利用空间分析方法计算得到20年太浦河流域的土地利用强度,并通过建立土地利用转移矩阵和重心模型,分析20年来太浦河流域各土地利用类型的流向以及重心的迁移情况;
(3)在上述土地利用数据的基础上,建立InVEST模型,分别估算2000年、2010年和2020年太浦河流域的固碳量以及2000-2010年和2010-2020年两个时间段太浦河流域碳储量的变化情况;
(4)收集20世纪90年代后至2020年与太浦河流域相关的规划及政策,采用陈纪飞的政策量化方法,计算不同年份太浦河流域土地集约利用相关政策的得分以及政策强度;
(5)分析政策对土地利用变化的驱动作用,由此深层次分析其对生态系统服务价值的影响;
(6)总结2000-2020年太浦河流域土地利用的时空变化特征、生态系统服务价值变化情况,并分析土地利用演化及生态系统服务价值变化的主要影响因子;
(7)外文翻译。
4. 参考文献
[1]长三角区域一体化进程回顾[j].今日科技,2019(07):8-9.
[2]赵明.土地整治规划研究[j].科技视界,2012(23):55-57 179.
[3]刘纪远,宁佳,匡文慧,徐新良,张树文,颜长珍,李仁东,吴世新,胡云锋,杜国明,迟文峰,潘涛,宁静.2010-2015年中国土地利用变化的时空格局与新特征[j].地理学报,2018,73(05):789-802.
5. 工作计划
(1)第1-2周(2022.02.21-2022.2022.03.06):查阅文献、收集数据及资料,确定论文的写作思路、研究方法和模型分析,并撰写开题报告。
(2)第3周(2022.03.07-2022.03.13):完成撰写国内外研究进展。
(3)第4周(2022.03.14-2022.03.20):完成撰写太浦河流域现状分析、绘制区位图。
