贵州喀斯特山区土地利用格局变化及土壤侵蚀效应——以大方县为例

喀斯特山区生态脆弱,土壤侵蚀将导致严重的土地退化和生态破坏。以2000年、2010年大方县土地利用矢量数据和土壤侵蚀遥感调查数据作为主要信息源,基于GIS技术和数理统计方法,分析大方县2000~2010年土壤侵蚀和土地利用的动态变化特征;计算并对比2000年,2010年不同土地利用类型的土壤侵蚀强度指数,反映土地利用变化对土壤侵蚀的影响。结果表明:研究区土地利用类型以林地、耕地和草地为主,且耕地面积减少,林、草地和水域用地面积增加;土壤侵蚀以微度侵蚀为主,面积明显增加,主要来自于轻度、中度和强烈侵蚀;不同土地利用类型下的土壤侵蚀强度大小为:耕地草地未利用地林地建设用地水域。2000~2010年,大方县土地利用格局变化向有利于水土保持的方向发展,土壤侵蚀强度减弱。     

基于GIS的土地利用变化分析

本文选用1985年和2000年两期土地利用现状图,借助ArcView3.2软件和统计分析技术,分析了泉州市1985年～2000年间土地利用类型的数量变化和空间变化特征,结果表明:(1)1985年～2000年期间,泉州市土地利用发生了很大的变化。(2)泉州市15年来各类土地利用类型年均变化速度为0.22%。(3)泉州市各种土地利用类型面积的增减在空间上存在明显的区域差异,通过统计分析显示,耕地和水域面积的减少主要集中在沿海地区,草地和未利用土地面积的减少主要集在内陆山区,城乡、工矿、居民用地面积的增加主要集中在沿海地区,林地面积的增加主要集中在内陆山区。其中类型转化变化量最大为耕地转变为城乡、工矿、居民用地,其次为林地与草地类型之间的转化。     

三峡库区土壤侵蚀和植被覆盖变化分析

基于Google Earth Engine平台,利用1987-2019年Landsat数据,合成30 m分辨率的三峡库区年度最大NDVI图像,通过像元二分法计算三峡库区年度最大植被覆盖度,分析植被覆盖度的时空动态;同时,利用修正通用土壤流失方程(RUSLE),估算三峡库区2000和2010年的土壤侵蚀量(T).研究结果表明:1)三峡库区1987-2019年植被覆盖度持续改善,植被覆盖度增加区域面积占三峡库区面积的75.35％,其中显著增加区域为39.26％.2)三峡库区土壤侵蚀模数(A)2010年为25.51 t·hm-2· a-1,比2000年减少28.22％,水土流失强度明显下降;2010年的水土流失面积为1.91×104 km2,比2000年减少27.38％;坡度＞15°区域的T超过整个区域T的86％,坡度＞25°的区域T超过整个区域T的60％,海拔为0～500m的区域T超过整个区域T的48％,海拔＜1500 m的区域T接近整个区域T的70％,这些区域均是三峡库区水土流失的重点治理区域.3)1987-2015年,降雨略微减少,气温有所升高,尤其是在人类植树造林等活动共同作用下,三峡库区植被覆盖度增加,土壤侵蚀减少.     

江西东江源区土壤侵蚀与土地利用变化的影响研究

采用RS/GIS技术,研究东江源区1995-2000年的土地利用变化和土壤侵蚀强度变化的关系。结果表明:1)东江源区土壤侵蚀面积有所增加,强度降低;2)土壤侵蚀强度变化主要发生在林地、草地、耕地这3种土地利用方式中,其中林地土壤侵蚀强度有较为明显的增加;3)加重土壤侵蚀强度主要是林地转变为草地和耕地,而耕地向林地、林地内部之间的转化减弱了侵蚀强度。研究表明,土地利用变化是土壤侵蚀的主导因素,尤其是林地、草地和耕地之间的转化对土壤侵蚀强度的变化影响很大。其中,耕地向林地、林地内部之间的转化将对土壤侵蚀强度起到减弱效果,而林地向草地、耕地之间的转化则会加速土壤侵蚀的恶化。     

三峡库区土地利用/覆被变化对碳储量的影响

【目的】土地利用/覆被变化通过改变陆地植被覆盖度对生态系统产生影响,笔者估算1990—2015年三峡库区不同土地利用类型碳储量的变化,及时有效地评估土地利用变化与区域生态系统碳储量的关系,了解三峡库区生态系统碳储量对土地利用变化的响应,为区域碳循环研究提供参考。【方法】以1990年、2000年、2015年Landsat影像获取三峡库区土地利用/覆被变化数据,应用InVEST模型定量分析了土地利用/覆被变化对三峡库区生态系统碳储量的影响。【结果】1990—2015年三峡库区土地利用格局和各类土地面积发生了明显变化,林地、水域、建设用地和未利用地面积均不断增加,而耕地和草地面积减少; 1990—2015年三峡库区生态系统碳储量呈持续增加趋势,净增加量为90.43 Tg,增加率为24.47%,年增加率为0.98%; 三峡库区生态系统碳储量空间分布不均,呈现出东高西低、南高北低的趋势; 耕地转化为林地是库区生态系统碳储量增加的主要原因,碳损失途径主要源于林地开垦为耕地、其他土地利用类型转为水域和建设用地。【结论】三峡库区土地利用类型变化导致生态系统碳储量时空分布格局发生了相应变化,生态系统碳储量随林地面积的增加而增加。因此,在保障耕地安全的前提下,加大三峡库区退耕还林力度,加强三峡库区林地保护,有助于增加库区碳汇潜力并改善库区生态环境。     

汉中盆地及周边低山丘陵区土地利用变化研究

目的探究汉中盆地及周边低山丘陵区土地利用变化的时空特点及其规律。方法基于2000年、2005年、2010年和2016年四期TM影像,利用ENVI和GIS技术提取汉中盆地及其周边低山丘陵区各期土地利用现状图,分析研究区各期土地利用的时空变化及地形梯度变化特征。结果与结论1)2000—2016年汉中盆地内部土地利用类型变化明显,其中建设用地明显增加,耕地、草地、未利用地明显减少,而低山丘陵区以耕地的减少和林地的增加为主要特征。2)2000—2016年盆地区建设用地主要以城区为中心面呈环状增加和以高速公路为中轴呈条带状增加。而低山丘陵区林地主要在坡度较大和高程较高的区域增加。3)汉中盆地土地利用图谱变化类型以"耕-耕-耕-耕"为主的稳定型图谱分布面积最多,占整个汉中盆地面积的51.67%。低山丘陵区的土地利用图谱变化类型以"林-林-林-林"为主的稳定型图谱分布面积最多,占整个低山丘陵区面积的41.44%。4)汉中盆地前期变化型和稳定型的分布指数较高,土地利用类型仅局限于耕地与建设用地之间的转换,而低山丘陵区前期变化型和稳定型的分布指数较高,土地利用类型仅局限于耕地与林地之间的转换。     

基于经济和政策双重作用的南方集体林区土地利用时空变化

【目的】探究南方集体林区的土地利用类型在经济和政策双重作用下的演变特点,加深了解南方集体林区生态环境的变化路径。【方法】以福建、江西、四川、重庆等为代表的10省1市1980、2000、2015 共3期的集体林区遥感影像为基础数据源,以转移矩阵为基础,结合土地利用动态度、土地转变倾向度等指标对南方集体林区土地利用的动态特征进行分析。【结果】1980—2015年,林地、耕地、草地是南方集体林区最主要的3种土地利用类型,其中耕地和草地占比逐阶段减小,林地占比逐阶段增大,其变化速度都有加快趋势:前20年林地面积占比增加了0.09%,耕地、草地分别减少了0.43%和0.07%; 而后15年林地面积占比增加了0.18%,耕地、草地面积分别减少了0.93%和0.56%; 研究区年变化率最显著的地类是城乡建设用地(3.27%),年变化率最不明显的地类是林地(0.02%); 南方集体林区综合土地利用动态度为0.42%,各土地利用类型的土地利用动态度均呈现出前期慢后期快的变化趋势。【结论】近35年间,耕地和城乡建设用地主导了研究区土地利用的净变化,林地主导了研究区土地利用空间位置的变化。受经济和政策等因素的影响,以2000年为分界点,研究区土地利用类型变化速率明显加快,耕地、草地面积减少,林地面积少量增加。     

国家重点生态功能区植被覆盖度变化及其对地形因子的响应——以湖北省长阳县为例

区域植被覆盖变化监测是研究资源环境承载力的基础,其对区域可持续发展至关重要.该研究基于2000年—2015年的NDVI数据,借助于偏差分析、变异系数分析、地形差异修正指数模型等方法,对县域植被覆盖度变化特征及其对地形因子的响应进行研究,主要结论如下：1) 2000年—2015年植被覆盖度整体上处于较高水平,呈现出小幅度的波动增加趋势,年均增长率为0.12%;高覆盖度和中高覆盖度等级面积合计占研究区总面积80%以上.2) 研究期内县域植被覆盖度变异程度总体上稳定,植被稳定型面积占研究区总面积的82.84%,植被改善型面积大于植被退化型,其占比分别为13.07%和4.08%,能够在很大程度上对维护区域生态安全发挥重要作用.3) 随着高程的升高植被退化型先减小后增加,在大于1 250 m的高程内为主导类型;植被稳定型先缓慢增加后逐步减少,在500～1 750 m高程内优势明显;而植被改善型呈不断减少趋势,仅在小于500 m高程内呈优势分布.坡度对植被退化型分布的影响较大,在0°～15°范围内优势程度最明显,当坡度大于25°时植被稳定型和改善型呈现出一定程度的优势分布.不同坡向上植被变化显著,随着坡向由阴坡转向阳坡,植被改善型分布增加,而植被稳定型分布减少.该研究能够在一定程度上为国家重点生态功能区县域生态环境治理及生态保护提供有效的参考和借鉴.     

山西省土地覆被景观格局分析

基于2000年山西省1∶10万土地利用数据,在ArcView和Fragstats软件支持下,对山西省土地覆被景观格局特征进行了分析.结果表明,在区域内6大景观类型中,以耕地(39.16%)、草地(29.25%)和林地(27.90%)为主;区域景观多样性偏低(1.234),破碎度指数偏高(0.92),平均斑块形状指数偏大(2.18),说明人类活动对土地利用/覆被格局产生了深刻影响.就耕地、林地和草地3类植被景观而言,平原旱地为耕地的主导类型,分布较为连续,其它旱地面积较大,但质量较差;林地较为完整,疏林地破碎度指数(1.33)和平均斑块形状指数(2.13)较大;低覆盖度草地(48.8%)在草地中占优势.     

基于NDVI的干旱区绿洲植被覆盖度动态变化分析——以新疆阿克苏地区为例

本文以新疆阿克苏地区1991年、2001年和2016年TM/ETM+/OLI遥感影像为数据源,基于归一化植被指数NDVI应用像元二分模型对植被覆盖度进行了估算,得到三期植被覆盖度等级分布图,并通过转移矩阵,对研究区植被覆盖的时空变化特征进行了分析.结果表明,近25年来,阿克苏地区植被覆盖度总体呈现增长趋势,植被覆盖度60%以上的高植被覆盖区域面积显著增加,面积占比由1991年的7%上升至2016年的12.33%,而其他植被覆盖等级区域的面积均呈减少趋势.自然因素尤其是气候变化在一定程度上有利于研究区植被覆盖的增加,但短期内植被覆盖变化的主导因素还是人类活动的干扰.     

贵州经济后发山区土地利用变化及其地形分异特征

以贵州省丹寨县为研究区,运用遥感解译、GIS空间分析和数理统计分析方法,分析经济后发山区的土地利用变化及其地形分异特征,为实现经济后发山区的土地资源可持续利用提供参考。结果表明:1)2013年到2015年,丹寨县土地利用变化迅速,平均土地利用变化动态度为17.07%;耕地和林地面积减少,建设用地、草地和水域增加;建设用地增加最快,其用地面积由97.76 km2增加到243.65 km2,增加了145.89 km2;主要变化类型有林地转为耕地,耕地转为林地,耕地转为建设用地,以及林地转为建设用地等4种形式。2)土地利用变化主要发生在海拔为400 m~1200 m地带,坡度为6°~25°的缓坡和斜坡地带,坡向为45°~135°和225°~315°的半阳坡地带。各地带都以林地与耕地之间的转换、林地和耕地向建设用地的转化为主。平地和平缓地是耕地转为建设用地最显著的区域。对于山地面积占76%的丹寨来说,这些地带的土地质量相对优良,土地生产力较高。因此,在今后的经济建设工作中,要加强这些地带的土地资源保护,提高其土地利用的生态经济效益。     

1990—2010年间我国北方农牧交错带植被覆盖度变化归因

以我国北方传统农牧交错带为研究区,以植被归一化指数(NDVI)表征地表植被覆盖度,对土地利用数据和降水量、气温等气象数据两大类影响因子进行相关性分析.研究发现:1990—2010年该地区主要土地利用类型发生了显著的相互转化,但占优势的仍是草地、耕地和林地,土地利用和景观结构未发生重大变化.研究期间,北方农牧交错带耕地、林地和未利用土地植被覆盖度均有所增加,草地植被覆盖度有所减少.植被覆盖度与年均降水量呈极显著相关性,1990—2010年农牧交错带降水呈减少趋势,植被覆盖度上升趋势明显.植被覆盖度与同期年均气温数据也呈现一定的正相关性,1990—2010年农牧交错带气温变化属于升温趋势,植被覆盖度上升趋势明显.研究表明北方农牧交错带植被覆盖度变化是在全球气候变化和人类活动的双重影响下发生的,土地利用变化和降水、气温气象数据两种因素对植被覆盖度的影响具有明显的地域性特征,土地利用变化因子的影响由于受政策和人类活动的参与而正逐渐占据着主导地位,而气候条件中,气温升高对植被覆盖度具有一定的正相关性,降水量因子在径流量充沛地区影响作用较弱,但在水源缺乏,人类活动干预较少农牧交错带西北地区仍然有着重要的影响作用.     

河北省太行山区土地利用变化及预测研究——以涉县为例

以河北省太行山区退耕还林的典型县—涉县为研究对象,基于2000年、2008年遥感影像数据和其他辅助资料,分析了涉县土地资源的时空变化过程及各土地利用类型之间的转化关系,并基于CA-Markov模型预测2016年涉县的土地利用格局.结果表明:2000年~2008年,耕地、林地、草地始终是太行山区土地覆盖的主导类型,随着退耕还林工程的逐步实施,研究区内林地增加21.08km2、草地增加39.26km2,耕地减少79.22km2,工业用地、住宅用地面积增长迅速;CAMarkov模型预测结果显示:预计2016年,林地、草地将实现稳定增长,耕地面积将继续减少,但减少速度减缓,农村住宅用地将继续保持高速增长的态势.     

人类活动对山西高原植被覆盖变化的影响

基于MODIS归一化植被指数数据,采用转移矩阵和线性回归模型等方法,对2001—2013年山西高原植被活动进行了研究,并结合土地利用覆盖数据、气象数据和统计数据,从土地利用变化、农业生产和植被建设三方面定量分析了人类活动对植被覆盖变化的影响.结果表明,13年来,土地利用变化的平均面积为24 151.29km2,占山西高原总面积的15.8%,土地利用变化引起的年INDV的平均变化占山西高原年INDV变化的16.1%.农业生产对未变耕地区域年INDV的贡献率约80%,进一步研究表明施肥和灌溉等农业生产活动对农作物产量的贡献率约为82.1%.植被建设对未变林地区域年INDV和未变草地区域年INDV的贡献率分别为87%,85%,植被建设对林地未变区域年INDV的贡献随海拔升高越来越大,植被建设对低度带草地未变区域年INDV比中度带区域的贡献大.     

基于RS与GIS的都兰县土地利用变化研究

为科学有效地研究土地利用变化,以都兰县2000—2015年的Landsat TM遥感影像数据为例,对影像进行解译分类并对其进行空间分析,得到土地利用动态度和转移矩阵,再与都兰县植被覆盖现状图进行对比验证。结果表明:(1)未利用地和草地是都兰县土地利用的主要类型(约占全县土地面积的4/5)。(2)15年间未利用地,农田逐年减少;草地、林地、建设用地增长明显;水域基本稳定。(3)2000—2015年,林地增长208.22 km~2、草地增长316.85 km~2、未利用地减少506.97 km~2。(4)在各类型转移变化矩阵中,园地转入率最大;未利用地、草地的转入量及转出量比较大,而水域与其他土地类型均无转移关系。都兰县草地和林地面积的不断增加,农田面积的下降表明要更加注重农田生态环境保护,保证耕地数量与质量。     

基于GIS和RS的蓬莱市土地利用变化及驱动力分析

基于蓬莱市2008年、2013年和2018年的Landsat TM/OLI遥感影像数据,在RS和GIS技术的支持下分析该地区的土地利用类型变化,以及2008-2018年间土地利用的时空特征.结果表明:2008-2013年间,土地利用变化最显著的为建设用地扩张,草地、水体面积显著减少,耕地、林地面积有一定程度增加,该时间段研究区所有土地利用/覆被类型的双向转换较为频繁,草地转化为耕地的幅度较大.2013-2018年间,土地利用变化为水体面积增加明显,耕地、建设用地面积有一定程度增加,林地、草地面积有一定程度减少.2008-2013年间研究区所有土地利用/覆被类型的双向转换程度相对较低.     

基于坡度视角的黄土高原退耕还林(草)工程碳汇效应分析

【目的】探究退耕还林(草)背景下黄土高原不同坡度退耕地的固碳效应及存在的差异,根据不同坡度碳储量的变化优化新一轮退耕还林工程。【方法】基于2000—2020年黄土高原固碳数据和2000—2015年土地利用数据,运用GIS空间分析法,分析了近20年黄土高原固碳量的时空变化,以及不同坡度退耕地的碳汇效应。【结果】2000—2020年黄土高原固碳量前期增幅较大,后期增幅较平缓,固碳量变化与森林覆盖面的走向基本一致,呈现南高北低的现象;2000—2015年黄土高原土地利用结构发生明显改变,耕地显著减少,林、草地覆盖率增长至56.42%,且各土地利用类型单位面积固碳量呈增加态势,林地单位面积上固碳量最多;此外,坡度15°～25°林地单位面积上固碳量最大,约716.93 g/m²,8°～15°草地的单位面积固碳量最大,约748.65 g/m²。【结论】黄土高原退耕还林还草工程带来了巨大的碳汇效应,不同坡度林、草地的固碳能力存在明显差异,缓坡度地带草地固碳能力最强,中高坡度地带林地固碳能力最强。     

基于GIS和RUSLE模型的深圳市土壤侵蚀研究

在GIS技术支持下,基于RUSLE模型对深圳市土壤侵蚀进行了定量评估,并分析了不同坡度、植被覆盖度、土地利用和降雨条件下土壤侵蚀强度空间特征和规律.结果表明,(1)研究区2014年平均土壤侵蚀模数为196. 15t·km~(-2)·a-1,年侵蚀量为36×104t,其中轻度、中度侵蚀的面积占比分别为12. 65%和0. 91%,强烈及以上侵蚀面积占比只有0. 14%,全市土壤侵蚀总体属微度水平,相比1995年有明显改善;(2)中度及以上等级土壤侵蚀主要发生在15°～35°区间,坡度每增加一个等级,土壤侵蚀模数平均增加344. 0t·km~(-2)·a-1;(3)主要分布在山区周围、植被覆盖度为30%～60%的高植被覆盖区虽然面积只有全市的37. 2%,但其侵蚀量却达全市的62. 7%;(4)林地和园地是土壤侵蚀发生的主要土地利用类型;(5)土壤侵蚀受汛期(4～9月)降雨影响显著,汛期泥沙输移量超过全年的80%.研究区应该特别关注汛期山区周围的土壤侵蚀防治.     

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.     

北方农牧交错带土地利用变化对生态服务价值的影响——以内蒙古赤峰市为例

基于1995、2000年的土地利用数据,应用谢高地等人制定的中国陆地生态系统单位面积服务价值表,估算了科尔沁沙地主体部分之一—赤峰市土地利用格局变化引起的生态系统服务价值的改变.结果表明,从1995～2000年5年间,赤峰市耕地增加5.04%,林地减少2.44%,草地减少1.32%,水域减少0.58%,湿地减少0.16%,城乡工矿居民用地减少0.19%,未利用地减少0.55%;研究区内土地利用变化的区域差异性很大,表现为大部分旗县仍存在毁林毁草开荒的不合理土地利用活动,尤以敖汉旗较为严重.赤峰市生态系统服务价值从1995年的782.88亿元减少到2000年的778.49亿元,净减少值为4.39亿元,减幅为0.56%;赤峰市生态系统服务价值下降主要因草地、林地转换为耕地后使得草地、林地面积减少、耕地面积增大所致.