鄂西南山地土地利用时空格局的梯度效应研究

为探究地形因子与土地利用时空格局间的关系,基于湖北省1∶10万土地利用现状分类4期矢量数据(2000,2005,2010和2015年)及空间分辨率为30 m的DEM数据,借助地学信息图谱方法,从地形起伏度、坡度变率、坡向和地形位指数等地形因子视角,探讨了鄂西南地区2000—2015年土地利用时空格局在不同地形因子梯度下的变化特征.结果表明:1)鄂西南土地利用类型主要以耕地、林地和草地为主,三者面积占区域总面积的95%以上. 15年间,建设用地、水域分别由2000年的394. 81 km~2、585. 84 km~2增加到2015年的751. 33 km~2、761. 56 km~2,分别增加了356. 52 km~2、175. 72 km~2;而耕地、草地、林地和未利用土地面积分别减少314. 60 km~2,157. 69 km~2,60. 17 km~2,0. 22 km~2; 2)鄂西南山区不同地形梯度区间用地类型分布规律差异明显.低地形梯度范围是耕地、建设用地和水域的优势分布区,中高和高地形梯度范围则是草地和林地优势分布区;未利用土地面积较小且呈零散分布,受地形梯度变化影响较小; 3)研究区3个五年段土地利用变化图谱以稳定型为主,该类型面积为41 562. 54 km~2,稳定型图谱主要涉及地类为耕地、林地和草地,贯穿每个地形梯度区.低地形区土地利用变化图谱主要是前期型、后期变化型和持续变化型;中低和中高地形区土地利用变化图谱主要是稳定型和中期变化型;而高地形区土地利用变化图谱则主要是稳定型、中期变化型和前期变化型.     

秦巴山区土地利用变化对农业生态系统服务的影响——以汉中盆地为例

根据2005年和2017年汉中盆地土地利用数据,运用土地利用转移矩阵对汉中盆地土地利用变化进行分析,并定量分析汉中盆地农业生态系统服务价值变化情况,揭示土地利用变化对该地区农业生态系统服务的影响。结果表明:2005—2017年,汉中盆地土地利用变化总体表现为"三减三增"趋势,耕地、草地和水域面积减少,建筑用地、果园和林地增加,发生转换面积为40 737.24 hm~2,占总面积的9.42%;受城市化及农业结构调整的影响,耕地向建筑用地、林地、果园转换,新增建筑用地主要来自耕地和林地,增加面积5 878.8 hm~2,说明汉中盆地土地利用变化受城市化和经济发展的影响巨大。2005—2017年,受土地利用变化和农业结构转变的影响,汉中盆地农业生态系统服务价值增加46.226 9亿元,各项服务价值均表现为增加,最大增幅达到128.56%,说明汉中盆地土地利用类型转换有利于农业生态系统发展,但仍然需要密切关注耕地向其他用地类型转换带来的负面影响。各土地类型农业生态系统服务价值均上涨,受单项服务功能的影响,农用地的农业生态系统服务变化率大于森林的农业生态系统服务变化率;调节服务和文化服务增加,在一定程度上表明秦巴山区的生态环境正在好转。     

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。     

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。     

黄土高原退耕区土地利用变化及土壤侵蚀分析——以宁夏泾源县为例

以黄土高原典型退耕区宁夏泾源县为研究对象,基于2000及2016年的土地利用和NDVI数据,运用地理信息系统方法,分析当地土地利用及林草植被覆盖的时空变化特征,在此基础上评估县域土壤侵蚀变化情况.研究结果表明:①2000～2016年泾源县耕地、草地面积减少,林地面积增加并成为区域优势土地利用类型,同时"草地-林地""耕地-林地"是最主要的土地利用变化类型,且其变化主要发生在8°～15°及15°～25°区域.②研究期内,泾源县林草植被覆盖度增加,植被覆盖度 75%的林草地面积增加了77%,且植被覆盖度变化最大的区域为15°～25°区域.③退耕还林工程实施后,泾源县土壤侵蚀面积减少了47%,年均土壤侵蚀量减少119. 64×10~4t,其中61%源于林草地土壤侵蚀量的减少.     

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RS和GIS的南岸区土地利用现状及其预测研究

以南岸区1978、1985、1988、1993、1996、2000、2009年共8期遥感数据作为数据源,在RS和GIS 技术支持下对重庆市南岸区1978-2009年土地利用类型的动态度变化进行分析,并用马尔科夫过程模型预测了南岸区2012-2032年土地利用的演变趋势;结果表明：从1978-2009年,林地、耕地面积迅速减少,城市建设用地面积增加;在未来的20年,南岸区的耕地和林地逐年减少,林地增加,水域面积呈增加趋势;到2032年各种地类占南岸区总面积的百分比分别为：耕地47.16%,建设用地31.08     

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。     

基于CCA的太行山区土地利用变化驱动机制分析

基于典范对应分析方法(Canonical Correspondence Analysis,CCA),以太行山区1990年、2015年的土地利用数据及经济社会统计资料为数据源,选取14个经济社会指标,对太行山区近25年来的土地利用变化及其驱动机制进行分析。结果表明:1) 1990—2015年,太行山区土地利用变化面积为5 440. 58 km~2,占太行山区土地总面积的3. 97%。建设用地面积增加了2 002. 59 km~2,增幅居所有土地利用类型首位;耕地面积减少了1 763. 69 km~2,是面积减少最多的土地利用类型,耕地净转移为建设用地是土地利用转移的主导类型。2) CCA分析结果通过95%的显著性检验,太行山区低山丘陵区和盆地区经济社会发展水平较高的县市建设用地面积增加1 137. 47 km~2,耕地面积减少811. 34 km~2,低山丘陵区和盆地区土地系统变化受经济增长、人口增长及城镇化主导因素驱动作用明显;山原区经济社会发展水平较低的县市草地面积减少492. 27 km~2,林地面积增加187. 42 km~2,其土地系统变化受农业生产主导因素驱动作用强烈。区域经济社会发展水平和地形差异是导致太行山区土地系统变化及其驱动机制空间分异的动因。     

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.     

基于城市化进程的宜兴市景观演变与预测

【目的】在城市化进程不断加速的背景下进行区域景观变化预测,对宜兴市近年来景观格局分布演变情况进行分析,探索城市化水平与景观格局变化之间的联系,为当地以及周边地区的景观规划研究提供借鉴。【方法】选用1996—2016年宜兴市的遥感影像数据,通过利用景观指数、转移矩阵分析在此期间景观分布的演变过程,并采用灰色预测模型估算其未来主要景观类型的变化趋势。【结果】在景观的演变过程中,建设用地、林草地持续扩张,面积分别增加了168.13、375.76 km²,且分布逐渐复杂,耕地、未利用地不断缩减,耕地与林草地在前期变动较大,动态度分别为-4.72%、10.18%,但耕地在后期面积几乎不再减少,分布也趋于规整;在城市化水平不断提升的过程中,耕地、林草地、建设用地的变化与城市化水平之间的联系十分紧密,相关性均高于0.8;在未来景观的发展过程中,耕地面积将处于动态稳定的状态,随着时间的推移,建设用地与林草地不断扩张,预测2016—2024年的涨幅分别为15.1%、35.4%。【结论】宜兴市1996—2016年景观格局变化明显,且城市化进程对建设用地、林草地、耕地的范围和分布产生了较大影响。     

基于地理加权回归的生境质量对土地利用变化的响应 ——以河北省张家口市为例

基于张家口市2000, 2010和2015年3期土地利用数据, 用InVEST模型进行生境质量评估, 采用地理加权回归模型(GWR)定量分析不同区域耕地、林地、草地和建设用地变化对生境质量演变的影响。研究结果显示,2000—2015年间, 张家口市土地利用类型以耕地、林地和草地为主, 耕地大量减少, 林地和建设用地持续增加, 以耕地向林地、草地和建设用地转移以及草地向林地和建设用地转移为主要变化方向。张家口市生境质量整体上处于较高水平并不断提高, 东北坝缘山区和东南边缘山地生境质量最高, 坝上高原区及桑干河流域河谷盆地次之, 洋河河谷盆地生境质量最低。各地类对生境质量的影响具有显著的时空异质性: 林地与生境质量变化总体上呈正相关关系且影响程度最大; 草地与生境质量变化大致正相关, 其回归系数由北向南递减;耕地和建设用地与生境质量在空间上主要表现为负相关, 局部地区正相关。究其原因, 主要在于不同区域生境质量变化的主导地类不同。坝上高原和坝缘山区的生境质量变化主要受林地和草地变化的影响, 桑干河和洋河流域河谷盆地生境质量变化的主导因子则为耕地和建设用地。     

漓江流域林地时空变化及驱动力分析

为推进林地资源研究,实现对漓江流域景观可持续发展的监测与评估,基于2013、2017、2020年Landsat-8 OLI影像、数字高程模型(GDEM V2)、以及气象、经济和人口等影响因子,采用随机森林和地理探测器等方法,分析了漓江流域林地时空变化特征及其驱动机制。研究表明：2013-2020年耕地是漓江流域内林地转化面积较多的土地利用类型,且林地面积呈现减少的趋势,林地动态度由2013-2017年的0.38显著升高到2017-2020年的4.46；高程和坡度对林地空间分布格局影响较大,第一产业产值与林地的面积呈现负相关的关系。该研究可以为有关管理部门对漓江流域林地资源的管理保护方面提供相关参考。     

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。     

草海湿地区域土地利用/覆被变化与预测研究

针对草海湿地区域典型性、特殊性,以1990、2000和2010年三期遥感影像为数据源,综合运用3S技术方法,从时间和空间两方面对研究区土地利用/覆被变化进行分析,继而利用MARKOV和CA-MARKOV模型预测研究区2020年土地利用情况.结果表明:草海湿地区域林地面积最大,耕地、草地面积变化较大,水域和建设用地的变化幅度和变化率明显且持续增加;从土地利用程度综合指数、变化量和变化率来看,土地利用集约化程度提高,土地利用正处于发展时期;从空间变化来看,1990-2000年土地利用/覆被类型间转化不大,2000—2010年转化较为复杂.通过对2020年预测分析结果可知,随着城镇化进程的加快,建设用地增加明显,水域面积持续增加,草海湿地继续得以保护.     

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.     

基于GF-1和TM数据的黄土丘陵区土地覆盖动态变化研究—以太谷县为例

土地覆盖作为影响土壤侵蚀和生态环境的主要因子,对改善黄土丘陵区的生态环境具有重要的意义。以山西省太谷县为研究区,基于最新的国产高分1号(GF-1)和传统的陆地卫星TM数据通过预处理和支持向量机的监督分类方法获取研究区2000年、2007年、2015年的土地覆盖类型图。最后运用转移矩阵对研究区土地覆盖类型总体变化和不同环境因子土地覆盖类型时空分布进行研究,结果表明:1 2000~2015年之间草地大幅度减少且主要转换为林地和耕地,其他类型土地都有所增加,增长幅度最大的是林地;2通过不同环境因子下的土地覆盖类型的时空分布进行研究,发现16年来林地和草地的分布规律大致相同,主要分布在海拔1 000 m以上,坡度在6°以上,地理位置主要是在侯城乡,范村镇和阳邑乡;耕地和建设用地的分布大致相同,主要分布在海拔1 000 m以下,坡度15°以下的地区,地理位置上各个乡镇都有所分布,耕地以胡村镇和范村镇分布面积最大,建设用地以胡村镇和明星镇分布面积最大。     

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。     

基于多源遥感的淮南矿区土地利用/覆盖变化分析

综合利用多源遥感数据,采用面向对象影像分析和目视解译相结合的方法进行淮南矿区2007、2010、2013、2016、2019五个年份的土地利用/覆盖解译,通过对各土地利用/覆盖类型面积及其占比的统计、动态度、多样性指数、利用程度指数及转移矩阵的计算,对2007~2019年间淮南矿区的土地利用/覆盖时空变化特征进行分析,结果表明：（1）淮南矿区耕地面积及其占比不断下降,大量耕地被破坏,形成积水沉陷,其次为城镇及工矿用地,并被固体废弃物所侵占;（2）各种土地利用/覆盖类型动态度大小排序依次为积水沉陷区>湖泊水库>固体废弃物>工矿用地>林地>裸地>城镇用地>道路>耕地>农村居民地,说明煤矿开采活动对矿区土地利用影响较大;（3）各矿井土地利用/覆盖类型受到人类活动的干扰,土地利用多样性指数和土地利用程度指数均有所增加。     

喀斯特断陷盆地土地利用对生态系统生产力的影响

为了客观地评估断陷盆地土地利用对生态环境的影响, 从生态系统服务变化反映更深层次的人地之间复杂关系, 本文基于断陷盆地多时间序列土地利用数据和陆地植被净生产力(NPP), 阐明断陷盆地NPP时空变化趋势, 揭示多年间土地利用变化的地类层次变化特征; 运用生命周期评估方法, 定量地分析土地占用和土地转化对石漠化地区陆地植被净生产力的影响, 探讨石漠化治理的生态效益。结果表明: 1) 2000—2015 年间, 断陷盆地大部分区域NPP变化不显著, 少部分区域变化显著, 以上升趋势为主; 2) 在6种地类中, 林地变化平稳, 建设用地增加趋势活跃且强烈, 草地减少趋势活跃且强烈; 3) 林地占用潜在植被生产力与现有NPP之间的差值由西向东逐渐增加, 与林地占用面积减少的空间分布一致, 林地分布影响林地植被净生产力水平; 4) 研究区北部植被自然生长情况较好, 东部地区六盘水市、普安县和陆良县石漠化区域林地植被存在一定程度的天然退化, 林地生态恢复工程效果不明显; 5) 研究区80%的土地转化类型使得NPP增益, 其中使NPP明显提升、有效而普遍的方式是草林转换和退耕还林; 林地转为建设用地则对NPP的损害最大。