江西省土地利用空间格局重建研究——基于1820年和1980年数据的对比分析

在查阅历史文献基础上,采取治所邻近度分析、适宜性评价等方法重建江西省1820年1 km×1 km空间格网下的主要地类空间分布,并将重建后的1820年土地利用数据和1980年土地利用现状数据进行比较分析.研究结果表明:重建结果通过了显著性检验,这表明重建结果较为合理; 1820年江西省耕地、城镇用地、农村居民点用地、水域及其他土地面积分别为29 228、105、1 648、3 730、134 227 km²,其中耕地主要分布在吉安、建昌以北的鄱阳湖平原区,城镇用地及农村居民点用地分布则较为零散,主要分布于河流两岸及河流交汇处; 从1820—1980年,江西省土地利用空间格局未发生大的改变,但受人口增长的影响,全省城镇用地、农村居民点和耕地的面积分别增加了364、462、16 276 km².     

三峡库区生态敏感区土地利用变化及其生态效应研究——以奉节、巫山县为例

土地利用变化及其生态效应的研究对区域社会经济发展和生态环境建设具有重要的指导意义.以三峡库区腹地奉节县和巫山县作为研究区,选取1986—2015年4期遥感、土地利用等数据,在GIS和RS技术的支持下,运用土地利用综合程度指数及土地利用转移信息图谱分析研究区土地利用空间格局演变,从湿度、绿度、干度和热度4方面构建遥感生态指数,反映研究区生态效应时空演变,探讨土地利用变化及其与生态效应的关系.结果表明:1)就土地利用而言,在空间上,耕地和建设用地多分布于低海拔平坝河谷区,林、灌、草地多分布于高海拔中低山区,交通建设用地多分布于各类用地之间起连通的作用;在土地利用强度和转换方式上,以林、灌、草地和耕地变化最为显著.2)就RSEI而言,长江及其支流沿岸低地,受土地开发及城镇扩张的影响,生境退化严重;研究区其余范围,受退耕影响,生境趋好.研究区土地利用变化最大的地区也是生态效应变化最为剧烈的地区,若人类活动合理,生态状况好转.     

基于空间分析的福州市土地利用研究

利用TM影像解译的2000年福州市土地利用现状图、地形图等,对福州市各乡镇和不同海拔带上土地利用程度进行分析,认为福州市土地利用程度水平分异格局明显,沿海地区、平原地区土地利用程度指数明显高于内陆地区和山区;土地利用结构和程度随海拔的上升呈现明显的垂直变化规律,100 m以上林地占绝对优势,0～50 m为福州市土地利用程度最大的高程带.还从自然和社会经济两方面对影响福州市土地利用程度空间分异的因素进行分析,认为地形特征、气候特点、人口分布、经济发展、交通干线分布及社会政策等因素影响着土地利用空间分异格局的形成.     

衡阳盆地土地适宜性评价

以衡阳盆地为研究区域,选择了土壤、气候、地形、水文和交通等5类指标,建立了适用于南方丘陵区的土地适宜性评价指标体系,采用变异系数法确定指标权重,并基于GIS技术,应用模糊综合评价方法,建立了衡阳盆地的土地适宜性评价模型,对衡阳盆地的土地利用适宜性进行了评价。结果表明：耕地适宜性以临界适宜性和一般适宜性为主,不适宜区域分布和数量与建设用地不适宜区域的分布和数量大致相当;林地适宜性整体较高。根据评价结果,在土地管理中应该大力开展山区植树造林,并加强耕地和建设用地不适宜区域还林,以实现土地资源可持续利用。     

基于地形因素的赤峰市城子乡土地利用空间格局变化

以赤峰市城子乡为例,在GIS技术的支持下,借助DEM图提取高程、坡度信息,分别与2001年和2011年的土地利用空间格局分布图进行空间叠加,系统分析研究区近10 a土地利用空间格局的分布与变化的地形梯度特征,探讨地形因素对土地利用方式选择及空间格局的影响。结果表明：( a)地形因素对土地利用空间格局在垂直方向上具有控制性作用,表现为随着高程的增加,林地变为主要利用类型,耕地在各高程区域中的相对数量呈现先增加后减少的趋势,城镇村及工矿用地、交通运输用地和水域及水利设施用地的分布比例逐渐减少,同时土地利用多样性降低。与人类生产生活密切相关的土地利用类型大多分布在0o~3o坡度段内,城镇村及工矿用地主要分布在<8o坡度段内,说明其受地形地貌因素影响较大,对坡度选择性较高。( b)地形因素对研究区不同土地利用类型的转化有显著影响,不同地形区域土地利用类型的转化存在一定差异,低地形区域是土地利用空间格局变化最为活跃的区域。说明土地利用空间格局是自然条件限制和人类活动影响共同作用的结果,地形是形成土地利用空间格局的背景性基础因素。     

因子回归和交互联合探索河南省土地利用程度空间差异及驱动机制

土地利用变化演变与探测归因对改善土地资源优化配置以及生态环境的可持续发展具有重要意义.利用Landsat数据获取河南省土地利用信息,引入土地利用程度指数,分析河南省土地利用程度空间分异特征,综合自然因素、人文因素联合因子回归与交互作用探索因素和人文因素对河南省土地利用的影响.结果表明：(1)总体上对河南省土地利用空间分布的影响因素表现为自然环境因素>人类活动因素;(2)地形是限制河南省地区土地利用的主要驱动因子,高程解释度值为0.64;(3)因子交互发现：驱动解释力呈现双因子增强,且不同区域范围内各因子的驱动解释力具有明显的空间分异性,表明从因子驱动角度分析河南省土地利用呈多因子协同作用,其中高程与其他因子交互作用最强;(4)随着区域、因子间相互作用等,各因子对不同区域内土地利用影响力具有明显空间分异性.     

“三江并流”区生态系统土壤保持服务的空间分布特征

基于通用土壤流失方程(USLE)和地理信息系统(GIS)技术构建空间分析模型,作者对“三江并流”区土壤保持服务物质量的空间分布进行估算,揭示该服务在不同海拔高度和土地利用类型上的分布特征,明晰不同生态系统的土壤保持服务功能.结果显示本区年均土壤保持总量达5.10×109 t·a-1,单位面积土壤保持量为767.66 t·hm-2·a-1.土壤保持服务高值地区集中在泸水县中南部怒江沿岸、云龙县中部澜沧江沿岸、玉龙县东北部金沙江沿岸及宾川县东部;主要分布于2 000～3 500 m的有林地中.各类生态系统的土壤保持服务功能(单位面积土壤保持量)为半湿润常绿阔叶林＞中山湿性常绿阔叶林＞暖性针叶林＞季风常绿阔叶林＞干热河谷硬叶常绿栎林＞暖温性稀树灌木草丛,亚高山草甸生态系统最低.气候、地形、土地利用方式和植被覆盖及其综合作用是影响“三江并流”区土壤保持服务空间分布的主要因素.     

基于RS-GIS古浪河流域土地利用变化

借助3S技术,以1977年来七期的古浪河流域遥感影像为数据源,通过目视解译得到七期土地利用类型数据,统计古浪河流域土地利用各类型所占百分比及其变化;通过计算土地利用程度综合指数,分析该地区的土地利用程度,反映其中的自然因素和人为因素;通过计算变化最大的类型:林地、草地、耕地三者的相互转化面积和贡献率,分析土地利用变化的整体方向;最后分析土地利用变化的区域差异及时空格局.结果表明:林地面积下降13.92%,耕地面积上升14.38%,草地面积是先减后增,总体变化不大;土地利用类型变化主要为林地、草地、耕地三者的相互转化;土地利用类型变化较大的地区主要分布在沿河地区,并且古浪县的土地利用变化较天祝藏族自治县更大.     

黔中城市群景观生态风险时空动态研究

以遥感影像数据为来源,通过ENVI5.2对其进行预处理,提取土地利用信息,在FRAGSTATS4.2中基于土地利用分类图选取景观尺度和景观类型两个尺度的景观指数指标,旨在分析黔中城市群的景观破碎度程度、分离程度,从而得出人们对土地利用景观系统的干扰程度,而后同反映土地利用类型本身承受干扰能力的脆弱度指数和土地利用景观生态功能和生态过程方面的损失度一起构建土地利用景观的生态风险指数,利用ARCGIS10.2制作黔中城市群景观生态风险等级空间分布图,从时间和空间尺度研究黔中城市群的景观生态风险特征,为制定减少发展的景观生态风险、降低高风险区的规划和政策提供一些科学的理论依据。从景观风险评价来看:土地利用类型景观水体类型的风险指数最小,风险指数最大的是草地和耕地,城镇用地的风险指数一直持续增长。贵州是依靠农业带动经济发展的省份,其工业化发展程度低,随着城市化的快速推进,对土地利用类型明显增加需求和加大利用程度的是草地和耕地,也就是说,城镇化的过程中,城镇用地扩张很大程度上是靠占用草地和耕地两种土地利用类型。从景观生态风险空间分布看:黔中城市群的低生态风险区和较低生态风险区主要分布在黔中城市群西以及西南部发达程度不高的地区,中生态风险区主要分布在北部,东部地区。较高和高生态风险区主要分布在黔中城市群中部,北部和东部经济水平、城镇化水平高的城市。说明人们对土地需求和利用程度的增加加剧了对城市土地利用景观生态系统的干扰破坏程度,加剧了城市发展的景观生态风险。     

粤北山区耕地后备资源宜耕性的空间分异特征

为了合理开发利用耕地后备资源,文章以广东省粤北山区可开垦土地和可复垦采矿用地为评价对象,从生态、气象水利、土壤理化和区位等4个因素11个指标构建耕地后备资源评价指标体系,采取限制性因子法与变异系数法对耕地后备资源进行宜耕性空间分异特征研究.主要结果:3.009 8万hm~2宜耕土地面积中,可开垦土地、可复垦采矿用地面积分别为29 651.50 hm~2和446.37 hm~2;宜耕土地来源多样,土地面积悬殊较大;空间分异特征明显,不同地区、不同类型宜耕土地空间分布差异较大.耕地后备资源开发仍然可为补充建设占用耕地的重要途径.     

基于GIS和ANN-CA的广州市黄埔区耕地预警

根据地理模拟和耕地保护相耦合的思想,基于近15 a的土地利用变化数据,以广州市黄埔区为例,从土地利用方式转换的角度出发,进行耕地的空间预警研究.①利用ArcGIS得到土地利用转移矩阵,分析得出建设用地扩张是造成耕地流失的最大因素;②采用GeoSOS集成的ANN-CA模型,以低速扩张的模式预测2020年建设用地空间分布格局;③利用ArcGIS空间分析功能,将建设用地预测图与2009年耕地现状图进行重叠分析,提取耕地预警区域.预警总面积为931.86 hm～2,占2009年耕地总面积的37.88%,耕地与建设用地之间存在尖锐矛盾.因此,相关部门可根据预警区域的地理位置和面积大小,采取补偿措施,以此协调城市发展和耕地保护之间的矛盾.     

我国耕地质量研究进展

耕地是人类赖以生存的根本资源．耕地质量涉及到土壤、动植物生产力、大气、水的质量和人类的健康,关系到粮食安全,耕地质量评价工作是实现耕地可持续利用的一个重要方面．根据国内近年来的研究,总结了主要的评价类型、耕地质量指标、耕地质量的量化方法及耕地质量保护研究．提出目前耕地质量在评价因素、评价方法、评价体系及评价标准等方面存在的问题及解决措施,并对未来国内耕地质量研究进行了展望．     

基于地理探测器的铜仁市耕地分布特征及驱动因子探究

耕地是影响粮食生产的重要因素,分析铜仁市2000—2018年耕地的变化特征及其自然因子的驱动作用,对耕地的利用和保护及农业的发展具有一定意义。以铜仁市2000、2010、2018年土地利用数据为基础,选取坡度、地貌类型、土壤类型及年均降水量为驱动因子,利用土地转移矩阵,结合景观指数及地理探测器方法,探究铜仁市耕地的时空分布特征及驱动因子作用。结果表明:2000—2018铜仁市耕地景观破碎化程度增强,耕地面积减小,耕地总体上空间分布不均匀;坡度是影响耕地分布的主要因子,与其他因子交互作用时,对耕地的影响增强。研究表明,铜仁市耕地的减少,主要是转为林地与建设用地,与生态文明建设及城市的发展有关,自然因子对耕地的影响存在交互作用,且具有复杂性与长期性,如何在耕地的保护上提供合理有效的措施,需要综合考虑其他因子的驱动作用。     

基于GIS的永久性基本农田划定——以中方县为例

以中方县为研究区域,综合考虑耕地质量、区位条件和政策因素等多方面的因素,选取土壤肥力、坡度、地貌类型、灌溉能力和连片性等指标,建立耕地入选基本农田的指标体系.通过层次分析法确定评价指标权重,利用MapGIS 6.7的空间分析功能,计算耕地入选基本农田的适宜性综合指数.再通过TOPSIS法对中方县耕地的综合质量进行排序,最终得出基本农田布局图.实例研究证明,该方法可以减少基本农田划定中人为因素的干扰,使得基本农田的划定过程更加科学合理.     

Multi-suitability evaluation of cultivated land in Houhu Farm area based on GIS and niche-fitness

The niche-fitness and limited factors of rice, wheat, cotton and rape in Houhu Farm area of Jianghan Plain are analyzed by weighted average model and limited factor model. The niche-fitness theory and GIS are applied to the research on multi-suitability evaluation. The high values of the niche-fitness (the maximum is 0. 958) indicate that the environmental conditions basically meet the requirements of crops in the area. Suitability evaluation of single crop shows that the degrees of suitability are satisfactory. Comprehensive suitability evaluation shows that the acreage for grade 1 (highly suitable for cultivation) accounts for 18.16% of the total cultivated land area, whereas the acreage for grade 3 (critically suitable) and grade 4 (unsuitable) only for 8.9%. The main factors limiting the potential land productivity are cation exchange capacity (CEC), available phosphorus content and accessibility level of road.     

一种度量耕地质量的新方法——以河北省沽源县为例

土地质量是土地自然属性的综合，是影响土地的自然因素的集中反映．不仅包括土壤的理化性质，还包括降水等气候条件．在明确土地质量的概念后，以耕地为例，定量研究耕地质量．从耕地的生产功能出发，将耕地的产出看作是耕地质量和劳动力投入、资本投入共同作用的结果．根据量纲分析方法，得到耕地质量的定量计算方法．收集河北省沽源县1996年至2006年的数据，计算当地耕地质量指数．结果表明，耕地质量指数能较好的反映耕地质量变化情况．最后用生产函数模型对该方法进行检验，证明该方法的合理性．     

基于植被指数和地表温度的干旱监测方法的对比分析

以陕西省关中平原和渭北旱塬为研究区域,应用1999-2005年每年5月上旬的AVHRR卫星遥感数据,对比分析了基于归一化植被指数(NDVI)和地表温度的几种干旱监测方法:包括条件植被指数(VCI)、条件温度指数(TCI)、距平植被指数(AVI)和条件植被温度指数(VTCI)等,研究了VTCI与其他干旱监测方法的优缺点及其在研究区域的适用性.从研究区域旱情分布来看,VCI的干旱监测结果不符合研究区域干旱的分布规律.从监测结果的影像纹理特征来看,VTCI和AVI可能适合于研究区域的旱情监测.通过进一步对比分析遥感干旱监测结果与累计降水量的监测结果,得出了VTCI更适合于研究区域的干旱监测.     

自组织特征映射神经网络原理和应用研究

根据耕地利用在经济、社会和生态方面面临的压力状况,以压力状态响应框架为基础,设计一套压力大小量化的指标体系,引入具有较强的聚类和容错能力的自组织特征映射(self-organizing mapping,SOM)神经网络模型,在说明SOM网络模型和算法的基础上,应用SOM的聚类功能,以MATLAB语言构建SOM网络模型,对我国的31省市自治区耕地利用压力大小进行了分类,并结合相关文献的研究成果阐述耕地压力的地域差异原因.结果显示我国耕地压力的区域差异与经济地域差异有高度的一致性,表明经济发展是耕地压力的主要来源.选取大样本的神经网络训练得到的结果和现实的一致也表明,SOM模型是一种适用的耕地压力区域分类新方法.     

基于GIS的青海省湟源县耕地地力评价研究

为了探索在高原区的耕地地力评价方法,在GIS的支持下,通过土壤图和土地利用现状图叠加的方法来划分评价单元,采用特尔斐法选立地条件、气候、土壤理化性质、土壤管理等4个方面的10个因子建立评价指标,运用层次分析法和模糊数学方法对耕地地力进行综合评价,并就其影响评价结果准确性的因素进行了分析。结果表明:在高原条件下,由于土壤单元比较零散,相邻地块的高程变化有可能很大,评价单元的插值方法非常关键,分土类用反距离加权法插值精度最高,是在山地条件下的单元图土壤养分赋值值得推广的一种方法。将初次评价结果进行检验,进而对评价因子做出修正,然后再次评价是提高评价准确性的有效手段。