大城市边缘区LUCC驱动力的时空分异研究——以北京昌平区为例

基于GIS和数理统计分析,以北京市昌平区为例,采用1996-2004年土地利用数据和基础地理信息数据,将定性分析与定量分析结合、空间分析与时间分析结合起来研究影响土地利用变化的驱动机制.在空间上,利用Logistic回归分析,从自然因素、人口增长和经济发展3个角度选取与土地利用变化相关的驱动因子.分析结果表明:耕地与建设用地间的转换,主要与非农业人口增量、第二产业产值和河流远近有关;农用地类型间的转换主要受坡度、海拔和距河流远近等自然因素的影响;建设用地类型间的转换主要由城市化和产业布局的变化引起;农用地向建设用地的转换则主要受社会经济因素的影响;建设用地向农用地的转换主要受自然因素的影响.在时间上,通过定性分析,发现研究区土地利用变化主要与人口的增长、经济的发展以及政策驱动直接相关,城镇建设用地面积与非农业人口和GDP之间呈现良好的对数正相关,耕地面积与非农业人口和GDP之间呈现良好的对数负相关,农业结构调整政策是耕地向园地、林地的流转的主要驱动力,生态退耕政策则是耕地、园地、农村居民点用地和未利用地转换成为林地的重要驱动因素.     

内蒙古太仆寺旗土地利用景观格局与空间动态特征分析

以位于我国北方农牧交错带的太仆寺旗为研究区,基于1995、2000和2008年3期土地利用现状图并结合太仆寺旗地形图,借助GIS提取太仆寺旗土地利用空间信息,运用景观生态学原理和定量分析方法,对太仆寺旗13a来土地利用数量变化、景观格局和空间动态变化进行分析.结果表明：数量上,林地面积增加,耕地、草地和未利用土地面积减少;景观格局上,耕地、草地和林地形状趋于复杂和不规则;空间变化上,土地利用变化主要表现为大量耕地转变为林地以及耕地、草地和未利用土地之间的相互转变;空间分布上,随着海拔、坡度和坡向的变化,各种土地利用类型的呈规律性分布.相关政策是土地利用变化的主要驱动因素之一.     

黑龙江北部边境样带土地利用时空变化特征及其驱动因素

选取黑龙江省北部边境24个县市为样带,基于1995、2015年2期土地利用/覆被数据,利用空间分析、多元线性回归和地理探测器等方法,从时空耦合角度对样带的土地利用变化的时空特征进行分析,并以林地-耕地转换为例,探索土地利用变化的驱动因素．结果表明:1)1995—2015年,样带以耕地面积增长、林地和未利用地面积减少为土地利用/土地覆被变化的主要特征．研究区中的大兴安岭区、小兴安岭区、三江平原区耕地面积的增加速度逐渐加快,相应林地和未利用地面积减少的速度逐渐加快．林地-耕地类型的转移是研究区土地利用变化的主要类型,空间上集中分布在三江平原和小兴安岭北部的农林交错区;2)相对于自然资源因素,社会经济因素对农林交错区的林地-耕地转移的影响更大,主要受人口增长、产量增收和经济效益提高的影响;3)根据不同区域林耕转换的主导因素与驱动机制差异,将林地-耕地转移的典型县市划分为人口主导型、产量主导型和经济效益主导型3种地域类型．      

村镇尺度土地利用变化特征及人文驱动力分析

城乡过渡带是城市化进程的产物,深入研究城乡过渡带土地利用变化规律和驱动机制,对于区域可持续发展具有重要意义.本文以北京市典型城乡过渡带马坡-牛栏山镇为研究对象,采用土地转移矩阵和Logistic耦合模型深入分析当地土地利用变化特征及人文驱动机制.研究结果表明:2001—2015年期间,马坡-牛栏山镇基质景观类型由耕地转为建设用地,耕地、水域、未利用地面积不断减少,建设用地、林地面积持续增加,园地较为稳定;在村镇尺度的研究中,土地利用变化受社会经济和区位因素共同作用而发生,区位因素对建设用地、园地、未利用地的变化具有主导作用,社会经济因素对耕地、林地、水域的变化具有主导作用.本文为探讨北京城乡过渡带土地利用变化特征、改善土地利用结构、实现城乡过渡带土地资源的可持续利用提供重要理论依据.     

城市化背景下的衡阳市土地利用变化及其驱动力分析

在概述衡阳市城市化过程基础上,文章进行了衡阳市土地利用变化及其驱动力分析。分析结果显示衡阳市自1994年到2007年土地利用变动的总体方向是耕地和未利用地向林地、园地和建设用地转化,区域土地利用变化的强度呈现出阶段性和波动性特征,且地区差异性大。作者选取了10个有关城市化驱动因素变量,构建了土地利用变化的驱动机制模型,模型显示衡阳市土地利用变化的主要驱动因素是经济、人口的增长和城市化水平的提高。     

大城市边缘区LUCC驱动力的时空分异研究——以北京昌平区为例

基于GIS和数理统计分析,以北京市昌平区为例,采用1996—2004年土地利用数据和基础地理信息数据,将定性分析与定量分析结合、空间分析与时间分析结合起来研究影响土地利用变化的驱动机制。在空间上,利用Logistic回归分析,从自然因素、人口增长和经济发展3个角度选取与土地利用变化相关的驱动因子。分析结果表明:耕地与建设用地间的转换,主要与非农业人口增量、第二产业产值和河流远近有关;农用地类型间的转换主要受坡度、海拔和距河流远近等自然因素的影响;建设用地类型间的转换主要由城市化和产业布局的变化引起;农用地向建设用地的转换则主要受社会经济因素的影响;建设用地向农用地的转换主要受自然因素的影响。在时间上,通过定性分析,发现研究区土地利用变化主要与人口的增长、经济的发展以及政策驱动直接相关,城镇建设用地面积与非农业人口和GDP之间呈现良好的对数正相关,耕地面积与非农业人口和GDP之间呈现良好的对数负相关,农业结构调整政策是耕地向园地、林地的流转的主要驱动力,生态退耕政策则是耕地、园地、农村居民点用地和未利用地转换成为林地的重要驱动因素。     

广西新兴边境城市靖西的土地利用变化与驱动因素

区域土地利用变化与驱动因素研究是揭示区域尺度土地利用/覆盖变化规律的有效方法。以广西新兴边境城市——靖西市作为研究区域,利用靖西市2005年、2010年、2015年的遥感影像数据,结合社会经济统计数据,采用土地利用动态度、土地利用转移矩阵、主成分分析法等模型方法,分析土地利用变化总体特征、各地类转化方向以及土地利用变化驱动因素。结果表明:(1)2005-2015年,靖西市土地利用结构特征以"林地-耕地-其他用地"为主导。交通运输用地的变化速度最快,年均变化幅度为4.33%;主要转移特征为耕地向交通运输用地、城镇村及工矿用地转移。(2)影响靖西市土地利用变化的驱动因素主要为经济发展和人口增长,其中经济发展因素的影响力更大。(3)Pearson相关分析显示驱动因子与耕地面积存在明显的负相关关系,与城镇村及工矿用地、交通运输用地面积则存在较强的正相关关系。     

基于Logistic 回归模型的张家口市土地利用变化驱动力及建设用地增加空间模拟研究

利用张家口市1989, 2000 和2010 年土地利用数据、数字高程模型(DEM)以及社会经济统计数据, 分析张家口市土地利用变化的时空特征, 构建基于Logistic 回归模型的土地利用变化空间驱动力模型, 定量分析各土地利用类型变化的空间驱动因素, 进行未来建设用地空间格局模拟和预测, 为土地利用系统模拟与预测研究提供一种有效途径和工具。结果表明: 1989-2010 年研究区耕地大面积减少, 主要转为林地、草地和建设用地; 林地大面积增加, 主要来自于草地和耕地; 建设用地面积快速增加, 主要来自耕地、草地和未利用地; 草地、水域、未利用地面积持续减少。400 m 邻域范围内的地类邻域丰度自相关因子、坡度、坡向、距城镇、村庄、道路和自然保护区距离是影响土地利用变化的主要驱动因素。未来建设用地增加多发生在坝下中心城周围及河流谷地, 中心城区向南和向西扩展趋势明显, 万全县、怀来县、蔚县的建设用地增加较多, 且多围绕现有城镇中心进行扩张。     

江苏省土地利用变化特征与驱动机制研究

以江苏省为例,利用2000年和2010年的土地利用矢量数据,从土地利用类型的结构、土地利用动态度和转移方向等角度分析了江苏省土地利用变化特征,并利用江苏省社会经济类数据分析影响土地利用变化的驱动因素.结果表明:(1)2000年-2010年,10年间江苏省城乡工矿居民用地大幅增加,扩张最为明显,水域面积尤其是水库坑塘面积也有明显增加,而耕地面积则大量减少,未利用土地中裸土地的土地利用动态度最大,变化最为剧烈.(2)从转移方向来看,耕地主要转向城乡工矿居民用地和水库坑塘用地;增加的城乡工矿居民用地主要来自耕地,其次是水域、林地和草地;水域用地中水库坑塘增加的面积主要来源于耕地、滩涂、草地和城乡工矿居民用地.(3)对江苏省土地利用类型变化影响较为显著的因素主要有经济发展、人口增长、产业结构和政府政策4个方面.     

贵阳市土地利用变化及驱动因素分析

以贵阳市2000年、2005年、2010年土地利用数据为基础,依托Arc GIS、IDRISI等软件平台,分析2000—2010年间贵阳市土地利用变化。从自然、社会经济、可达性等方面选取6个驱动因子,运用Logistic模型,分析贵阳市各土地利用变化驱动因素。研究结果表明:1)10年间,贵阳市土地利用变化显著,建设用地、林地大幅增加,耕地大幅度下降,且耕地是建设用地、林地的主要转入来源;2)2000—2010年,各地类平面重心均发生迁移,建设用地平面重心变化幅度最大,耕地平面重心迁移方向与建设用地相反;3)各地类与驱动因子的Logistic回归模型的ROC值均大于0.75,能很好地模拟土地利用变化与驱动因子之间的关系;4)在喀斯特山区,坡度、高程、距居民点距离对贵阳市土地利用格局的形成及演变有重要作用。     

2000年-2015年长江流域植被GPP时空变化特征及其驱动因子

长江流域生态系统环境脆弱敏感,该区域植被变化受到气候变化以及人类活动等多种因素的影响.基于MODIS GPP数据,运用一元线性回归趋势分析方法对2000年—2015年长江流域植被GPP时空变化趋势进行了研究,并结合气象数据、土地利用变化数据等探讨了其驱动因素.结果表明：1) 长江流域GPP整体呈现西低东高的空间分布格局.2000年—2015年长江流域GPP在整体上呈波动增加趋势,年际变化介于919.90～ 1 051.48 g C·m－2·a－1之间,多年均值为985.11 g C·m－2·a－1.2) GPP增加区占流域总面积的4.69%,主要集中分布在甘肃省南部、陕西省南部、河南省西南部、湖北省西北部、云南省和贵州省交界地带等;GPP减少区占流域总面积的1.28%,主要集中分布在长江入海口周围的苏南地区及上海市,长江沿线的大城市,如重庆市、武汉市及周围地区,GPP退化较显著;汉江、金沙江石鼓以下、嘉陵江3个二级流域的GPP增加明显,太湖水系和湖口以下干流区域GPP则降低明显.3) 耕地转化为建筑用地是GPP损失的主要土地利用转移方式,草地转化为林地则是GPP增加的主要土地利用转移方式.该研究将对长江流域生态环境建设和可持续发展起到一定指导作用.     

淮河源区域12种园林地被植物竞争格局

淮河源区处于北亚热带向暖温带过渡地带,地被植物种类繁多.选取淮河源地区有代表性的12种典型地被植物,进行应用表现情况调查和竞争力评价抽样调查,选用园林地被植物权重、养护投入和抗杂草入侵能力3个指标,计算得出竞争力指数.研究表明,淮河源区园林地被植物栽植后5~10年其竞争力的强弱可充分表现出来,其中木本植物整体竞争力大于草本,而藤本植物竞争力最强,但也有少量草本如红花酢浆草,竞争力超过部分木本植物,值得大量推广运用.研究淮河源区园林地被植物群落组成及竞争,对园林工程实践工作有积极意义.     

漓江流域森林景观格局时空变化特征及驱动因素

森林景观是自然景观中的主要成分。漓江流域森林景观是典型喀斯特景观资源的重要组成部分,为进一步了解漓江流域森林景观分布及变化规律,本研究通过定性与定量分析相结合的方式,采用1985年、2000年和2020年3期全球30 m精细地表覆盖数据(GLC_FCS30),通过ArcGIS空间分析、数据统计及景观指数计算,探究漓江流域1985-2020年森林景观格局的时空变化特征及森林景观的异质性水平,从自然环境地形因子(海拔、坡度、坡向)和人文活动(人口、经济、政策)等驱动因素探寻森林景观变化的驱动机制,对漓江流域森林景观的保育和可持续利用提供决策建议及科研依据。研究表明,1985-2020年,漓江流域森林景观面积由417 928.86 hm²缩减至382 268.44 hm²,森林景观减少主要受森林砍伐、建设用地扩张和果树种植的侵占影响,前期森林景观缩减的程度和范围大于后期;由于森林保育政策和流域治理措施等保护工作的开展,漓江流域森林景观在缩减的同时也在不同程度地恢复,集中体现在漓江风景名胜区的绿化建设和漓江上游的水源林保育,森林景观不同时期发生彼此消长的地区林木采伐与更新种植较为频繁。35年间,漓江流域森林景观格局呈现先破碎化和异质性水平先明显增大、后缓慢减小的趋势,针叶林、常绿阔叶林面积减少,落叶阔叶林和灌木林面积增加,不同森林景观类型的面积比例趋向均衡。喀斯特地区由于土层相对浅薄,相对非喀斯特地区灌木林占比大,落叶阔叶林占比小,长期以来森林与水体的用地转换相对非喀斯特地区更小。漓江流域森林景观面积变化主要发生在海拔较低(200-600 m)、坡度较缓(10°-30°)和偏东南坡向的地区,随着与居民点距离的增大,森林景观面积变化呈现先增加后减少的趋势,在1 000-1 400 m距离达到最大值,森林景观变化的面积与道路距离呈反比。本研究针对漓江流域森林景观格局的变化特征及驱动因素提出适于当地的森林景观保育策略,为漓江流域及同类地区的生态环境修复和林业可持续发展提供理论支撑。     

贵州省赤水河流域土地利用/覆被变化及驱动力分析

以遥感影像与土地利用/覆被详查资料为主要数据,在Arc-GIS支持下研究贵州省赤水河流域2000-2010年间土地利用/覆被变化,分析土地利用结构变化和动态变化特征,阐明耕地变化的驱动因素.结果表明：2000-2010年间,耕地（旱地、水田）面积减少51.84 km2;园地、水域、灌木林和裸岩面积变化程度较小;草丛、稀疏植被和森林面积分别增加了1.98 km2、2.19 km2和12.85 km2;其中,建设用地年变化率与动态变化最显著分别为10.98％、13.18％,面积增加了33.40 km2.研究认为,除自然因素外,政府政策、工业化、城镇化等人文因素是影响流域土地利用的主要驱动力.     

基于非平稳的淮河流域干旱时空演变特征研究

基于非平稳性标准化降水蒸散指数（non-stationary standardized precipitation evapotranspiration index，NSPEI）表征气象干旱程度，运用游程和Copula理论识别气象干旱特征演变规律，分析淮河流域干旱持续时间与烈度及干旱时间与强度的联合频率特征，并初步揭示干旱对植被覆盖度的影响．研究结果表明:1）淮河流域中部NSPEI较低，区域内68%的站点NSPEI呈上升趋势，淮河沿岸及其以南地区干旱程度增强；2）长历时、高强度的干旱事件主要集中在南部大别山区与蚌埠附近，高烈度干旱事件集中分布在中北部定陶附近，干旱事件历时集中在0.5~1.5个月，烈度基本<3，强度大多为10~30；3）干旱事件历时与烈度联合重现期低值（1.6 a）集中出现在信阳、蚌埠、菏泽附近地区，历时与强度联合重现期低值（1.7 a）同样集中出现在信阳、蚌埠站附近；4）1990—2015年淮河流域耕地面积减少2.01%，建设用地增加2.07%，土地利用类型变化集中在区域北部，区域内NDVI变化趋势通过95%显著性检验的面积仅占0.89%，植被覆盖度变化趋势不明显，干旱对其影响小．      

洪泽湖河湖交汇区土地利用时空动态

河湖交汇区是洪泽湖湿地最重要的生物资源库与缓冲带,区域土地利用变化是研究湿地演化及驱动因素的重要手段。以淮河与洪泽湖在老子山镇(118.454°～118.692°E,33.166°～33.188°N)形成的河湖交汇区湿地为对象,对区域2003年、2008年、2013年三时相的高分遥感影像进行数据处理与信息提取,利用GIS技术和重心模型对10年间土地覆盖类型的时空转化特征、变化趋势及驱动力进行研究。结果表明:①区域土地利用以敞水区为主。10年来,挺水植物群落、养殖塘和农田的面积呈增加趋势,敞水区和乔灌植物群落呈减少趋势; ②土地利用转入类型及面积大小依次为挺水植物群落(1 535.15 hm²),养殖塘(984.09 hm²)和乔灌植物群落(440.33 hm²); 土地利用转出类型及面积大小依次为敞水区的1 711.72 hm²、养殖塘的503.69 hm²和挺水植物群落的482.71 hm²; ③区域乔灌植物群落分布重心总体往西北方向偏移,向外湖方向扩张,挺水植物群落分布重心总体往东北方向偏移,向东部水流下游急剧扩张; 农田与养殖塘的扩张方向一致,由西部的老淤积滩向东部的新淤积滩扩散。由此可见,围垦养殖导致湿地景观破碎度增加,生态功能丧失加剧,今后亟待采取有效措施进行调控。     

TRMM卫星和GMS-5卫星反演淮河流域的地面温度

利用TRMM卫星和GMS-5卫星的两个红外分裂窗通道的亮温资料,结合淮河流域能量与水分试验（HUBEX）加密观测期间获得的地面温度的观测资料,建立了反演淮河流域地面温度的参数化方程。结合地面观测站的资料,分别从不同的角度对TRMM和GMS卫星反演的结果做了检验,得到的反演结果比较接近于实际情况。最后结合1998年淮河流域试验加密观测期间的主要天气形势,分析了江淮梅雨4个阶段相对应的地面温度的特征。     

1951—2014年淮河流域典型等值线变化特征

利用1951—2014年淮河流域29个站点月平均气温和月降水量数据,运用线性倾向估计、累积距平、Mann-Kendall检验及空间分析等方法,分析了1月均温和年降水量的时空变化特征.结果表明:过去64 a,1月均温呈显著升高趋势,升高速率为0.3℃/10a,1986年以后升温趋势显著,并于1973年发生升温突变;年代际方面,20世纪50年代均温最低,20世纪90年代均温最高.年降水量呈不显著减少趋势,减少速率为5.9 mm/10a;年代际降水量波动幅度不大,其中21世纪00年代平均降水量最高,21世纪10年代平均降水量最少.相较于淮河流域年均温变化,1月均温发生暖化突变时间早于年均温,说明1月均温在响应全球变暖方面更加敏感.过去64 a,1月0℃等温线和800 mm等降水量线与秦岭—淮河一线不重合,其主要原因是全球变暖导致的自然带显著北移.     

1951—2014年淮河流域气温时空变化特征

以1951—2014年淮河流域29个站点月均温为研究对象,运用Sen趋势分析、Mann-Kendall检验、距平、累积距平及空间分析等方法,分析均温时间和空间变化特征.结果表明:(1)1951—2014年,年和四季均温具有升高趋势,年、春、秋和冬季升温趋势较显著,夏季升温趋势不显著,响应了全球变暖大背景.(2)20世纪90年代中期,年、春和秋季均温发生暖化突变,20世纪80年代中期冬季均温发生暖化突变,1960年夏季均温发生降温突变.(3)空间上,流域内自南向北年均温逐渐降低,且各地具有暖化趋势.(4)受海洋影响,山东省和江苏省东部(沿海地区)春季和夏季均温低于流域内同纬度内陆地区,秋季和冬季均温高于流域内同纬度内陆地区.(5)山东省东部和江苏省年均温升高与年降水量显著减少有关,郑州和开封等地区年和四季均温升高与人类活动有关.     

淮河上游大坡岭流域土地利用方式变化引起的流域滞时变化

以淮河上游大坡岭子流域(简称大坡岭流域)为研究区域,基于研究区域1965—2009年间的26场单峰洪水,计算流域平均滞时。以1985年为界,比较土地利用变化前后流域平均滞时的变化,并计算不同降雨量级的流域平均滞时,分析滞时与径流深和洪峰流量的相关关系。结果表明:土地利用变化引起的流域平均滞时变化很大;除了降雨形心到洪峰流量的时间TLPC在土地利用变化之后减少外(从9.98 h减少为5.26 h),另外3种滞时,降雨形心到流量过程线形心的时间TLC、降雨开始到洪峰流量的时间TLP和最大降雨强度到洪峰流量的时间TLPP均增大(分别从21.32 h、34.64 h、10.00 h增加到26.77 h、35.08 h、11.50 h)。大坡岭流域土地利用变化前后以及整个时期4种滞时和降雨量级存在一定联系,与径流深及洪峰流量无相关关系。