中东亚内陆河流域土地利用变化及环境效应对比研究——以疏勒河和扎因代河流域为例

选取中国河西走廊地区的疏勒河流域和伊朗中部的扎因代河流域,应用遥感和地理信息系统技术,对比研究两流域近25 a土地利用变化及生态环境效应.结果表明,过去25 a两流域耕地面积均呈持续增长态势,且疏勒河流域耕地增幅比(0.29%)是扎因代河流域(0.18%)的1.6倍.疏勒河流域增加的耕地面积主要来源于草地,扎因代河流域主要来源于林地.疏勒河流域草地面积呈先减少后增加的态势,主要由未利用地向草地转变所致;扎因代河流域呈先增加后减少的态势,主要来源于林地的退化,且波动幅度大于疏勒河流域.疏勒河流域林地面积呈增加态势,主要因未利用地和草地的人工植树造林所致.扎因代河流域林地呈持续减少态势.疏勒河流域的生态环境质量指数整体呈增加趋势,以生态环境质量不断改善为主导;扎因代河流域生态环境质量指数呈显著减少趋势,以生态环境质量持续恶化为主导.疏勒河流域未利用地转化成林草地是生态环境改善的主要原因,扎因代河林地退化是生态环境恶化的主要原因,疏勒河流域的生态环境保护政策可以对扎因代河流域以及"一带一路"沿线的干旱区提供有益的借鉴.     

陇中黄土丘陵区土地利用变化的生态环境响应——以定西市安定区为例

以陇中黄土丘陵区定西市安定区为例,开展了土地利用变化及其生态环境响应研究,为区域经济与生态环境协调发展提供理论支撑.基于1995、2005、2015年3期的Landsat遥感影像获得土地利用图,利用单一土地利用动态度、土地利用转移矩阵和生态环境质量指数等探讨了1995-2015年安定区土地利用变化及其生态环境响应.结果表明:1995-2015年,安定区除草地和未利用地外,其余地类面积皆有增长,其中草地面积减少最大,建设用地增速最快;研究期间安定区45.95%的区域生态环境质量指数保持不变, 26.06%的区域生态环境质量指数有所提高, 25.17%的区域生态环境质量指数轻微下降, 2.59%的区域生态环境质量指数呈现中度下降, 0.24%的区域显著下降;土地利用类型间的相互转化对区内生态环境质量影响显著.其中,耕地向林地、草地、水体的转化促进了生态环境质量的改善,林地、水体的转出以及耕地向建设用地的转化是生态环境恶化的主要原因.总体上,土地利用变化对生态环境起改善作用的贡献率(69.71%)要大于恶化作用的贡献率(30.29%),安定区生态环境质量有所改善.     

榆林地区土地利用／覆盖时空变化及其对生态脆弱性的影响

利用Landsat ETM+遥感影像数据和最大似然分类方法完成了陕西榆林地区2010年土地利用/覆盖分类,并结合1985、1995和2000年的土地利用数据,分析了研究区土地覆盖的时空变化及其对生态脆弱性的影响。结果表明,1985—2010年研究区土地利用/覆盖与景观格局变化所引起的生态脆弱性的空间差异增大。从时间上,研究区林地面积增加,耕地和草地减少,生态保护措施改善了当地土地覆盖状况;未利用土地和建设用地增加,土地退化现象依然存在,城市化进程不断加剧。从空间上,研究区东南部林地面积增加,土地利用/覆盖结构得到很大改善,而西北部地区矿产资源开发和城市化进程的加剧,导致未利用土地、建设用地增加。景观格局以1995年为转折点,整体景观格局得到了明显的改善。     

呼和浩特市土地利用变化及其景观格局和生态环境效应分析

以呼和浩特市为研究对象,利用2000年、2004年2期TM遥感图像,对呼和浩特市土地利用时空变化及其景观格局和生态环境效应进行了研究,结果表明:(1)呼和浩特市土地利用以耕地、草地和林地为主,4年间草地、林地的土地利用变化幅度较大,耕地略有变化;(2)全市土地总体利用程度居全国平均水平以上,且有增加趋势;(3)土地利用转移矩阵体现各种土地利用类型的空间动态度都比较大,说明人类影响较大,(4)景观格局分析表明,整体景观的破碎化和异质化程度都有所增加,景观分布呈现出更为简单并集中连片的分布趋势,(5)生态环境效应分析表明,整体生态环境及各旗县的生态环境都有不同程度的改善,且山地、丘陵分布广泛的旗县改善程度要高于以平原分布为主的旗县.     

基于RS与GIS的黑河流域生态环境状况评价——以甘肃段为例

运用遥感动态监测与地理信息系统技术相结合的方法,利用遥感解译数据,2005-2010年土地利用数据、环境状况公报数据以及统计年鉴数据,对甘肃省内黑河流域6年内生态环境状况进行了综合分析和评价。结果表明,甘肃省境内黑河流域生态环境质量状况处于中等以下水平,林地、草地覆盖率较低,水域、湿地面积较小,各种未利用土地面积大。流域内2005-2010年的生态环境状况指数(EI)为20.49～47.73,总体生态环境状况一般。生态环境变化指数在0.02～1.18之间。     

土地利用变化影响下湘西自治州景观格局的时空演变

定量分析景观格局对土地利用变化的响应,可为区域实现空间高质量发展提供科学依据.以集生态脆弱、集中连片特殊困难、旅游资源丰富于一体的典型区域——湘西自治州为研究对象,基于2000、2005、2010、2015和2018年5期遥感影像数据,综合运用景观指数和普通最小二乘法等,定量分析区域土地利用和景观格局的时空演变规律,探讨土地利用变化对景观格局的影响,揭示人为活动影响下景观格局对土地利用变化的响应特征.研究结果表明:1)开发区和新城区建设等经济社会发展过程中土地利用发生显著变化,其主要特征为耕地和草地转化为建设用地,2000—2018年期间,建设用地面积增加了79.46 km~2,耕地和草地面积分别减少了86.01 km~2和4.6 km~2,但水域和未利用地面积变化不明显; 2)湘西自治州景观格局在时间序列上表现出破碎程度上升和聚集程度下降,其中,耕地和草地的破碎化程度上升,林地的破碎化得到有效控制;3)景观格局变化与耕地、林地、未利用地和建设用地的变化具有较强关系,建设用地的扩张增加了整个景观格局的异质性和破碎性; 4)经济发展、生态建设、国家战略是湘西自治州林地持续增加、景观格局总体向好发展的根本原因.湘西自治州后续发展中需要更好地协调优化国土空间开发与景观格局之间的关系.     

新疆玛纳斯河流域景观生态风险评价

景观生态风险评价是基于景观形态与生态过程耦合机理,研究土地利用变化对生态系统结构、功能的风险响应,可为区域生态安全评价提供了系统模式。本文以玛纳斯河流域绿洲为研究区,以2000、2005和2015年3期TM遥感影像为数据源,通过计算景观格局指数构建生态风险评价模型,利用GIS和GS+软件对生态风险指数进行采样和空间插值,得到景观生态风险时空分布图,进一步分析景观生态风险效果及其表征。结果表明:2000-2015年玛纳斯河流域景观格局变化明显,耕地和建设用地破碎化程度降低,分离度减少,优势度不断增加;2000年流域以较低、中等生态风险区为主,高风险区分布于流域西北部的河流尾闾区,2005年较低和中等风险区范围扩大,生态环境整体呈现好转趋势,相较于2005年,2015年高风险区范围显著扩大,主要分布于河流中下游的下野地垦区,较高风险区有向东部延伸的趋势;2000-2015年,研究区生态风险等级呈降低趋势,高等级向低等级生态风险转移的面积远高于由低等级向高等级生态风险转移的面积。因此,应通过优化土地利用结构和方式,改善与治理退化的生态环境。     

延安市退耕还林前后土地利用动态变化分析

以延安市1989—2012年土地利用动态数据为基础,研究了土地利用的结构、动态度、强度等时空变化特征,并采用景观优势度和景观均匀度等景观格局指标对景观格局变化进行分析.结果表明,退耕前的1989—1999年,延安市各主要土地利用面积变化均不大;退耕后的1999—2012年,土地利用面积变化加快,面积减少最多的为耕地,增加最多的为林地,耕地和林地变化强度远大于其他类型土地;退耕前后的土地利用变化强度指数差异较大,退耕后明显大于退耕前;退耕还林工程的实施有效推动了耕地向林地的流转.延安市景观格局变化以退耕还林工程实施为节点,土地利用优势度先降后升,均匀度先升后降,工程的实施提高了以林地为主体的生态用地对土地利用的支配程度;但随着林地增加,耕地和牧草地减少,土地利用均匀性降低,土地利用丰富度减小,在以后的土地利用中要注重对生态环境建设成果的巩固和保护.     

河谷盆地型城市景观格局演变及其生态效应

以西北地区典型的河谷盆地城市兰州为例,基于1995、2005和2015年3期的遥感影像数据,分析兰州市主城区的景观格局动态变化特征,并通过景观人工干扰强度模型和景观格局梯度从微观上对景观组分变化引起的生态效应进行综合评价.结果表明:1995年以来,兰州市建设用地扩张剧烈,草地、林地等生态用地退化明显,城市景观结构趋于单一; 1995-2015年,以草地、林地和耕地为主的低强度和中低强度景观人工干扰区域面积稳中略有减少,以建设用地为主的高强度与中高强度区域持续蔓延;景观格局变化特征明显的梯度带与建设用地扩展显著区域大致相同.景观破碎化总体趋于缓和,但景观多样性减少、邻接程度下降,且建成区周边和两岸河滩地受人为干扰越来越明显,破碎化越来越严重.     

基于最小累计阻力面模型的博斯腾湖流域景观格局的分析与优化

景观格局优化是维持区域生态系统功能稳定的重要手段。以博斯腾湖流域为研究区,在RS和GIS的支持下对遥感影像进行解译判读,获得土地利用图,分析了景观格局演变特征,并运用最小累积阻力面模型对流域景观进行风险评价,提出相应的优化措施。结果表明:(1)草地仍是最主要的土地利用类型,水域面积减少67.85%,未利用地、城镇用地和耕地大幅增加,林地增幅不明显;(2)流域整体景观破碎化程度下降,景观斑块趋于规则化;(3)流域景观安全水平以较低安全等级为主,中等安全等级分布比较零散,较高安全等级主要分布在环博斯腾湖附近,高安全等级主要分布在流域西南部和博斯腾湖附近。     

2001—2018年鄱阳湖区土地利用及景观格局时空演变

基于2001年、2006年、2011年、2016年、2018年5期鄱阳湖区土地利用数据,采用土地利用转移矩阵、景观格局指数和移动窗口法,定量分析了鄱阳湖区的土地利用变化及景观格局演变.结果表明:(i)鄱阳湖区的土地利用类型呈环状分布,以鄱阳湖为核心向外围过渡为耕地、林地等主要地类;人类活动及生态退化的双向递推导致城市空间面状扩张和林地流失严重;(ii)在土地利用动态转移方面,这18年间鄱阳湖区约17.63％的土地发生了转移,林地转化为耕地、耕地转化为林地、林地转化为草地成为主要转化类型;(iii)从斑块类型水平看,林地和耕地是鄱阳湖区的优势景观类型,2者置换趋势明显;从景观水平看,鄱阳湖区的景观破碎化程度加剧;(iv)鄱阳湖区南部的景观分离度高于北部,水陆交错带的景观分离度较高,形成了环鄱阳湖水域的景观分离圈.     

湖南通道侗族自治县景观格局时空变化研究

准确把握乡村振兴背景下民俗文化区景观格局变化,是实现民俗景观可持续发展的重要抓手﹒基于Landsat遥感影像解译得到土地利用数据,计算相应的景观格局指数,分析2000―2018年通道侗族自治县土地利用类型及其景观格局的变化特征﹒结果表明:不同的土地利用类型面积变化趋势存在显著的差异性,其中,耕地和林地呈现出减少趋势,其他类型呈现出增加趋势﹒土地利用类型面积变化动态程度表现出差异性和阶段性,其中,耕地的动态度变化最为明显,而林地的动态度变化最弱;2000―2015年动态变化不明显,2015―2018年动态变化较为明显﹒不同类别的景观格局指数表现出不同的变化特征,其中,斑块密度、多样性、Shannon均匀度等指数均表现出逐年增长的态势,结合度指数表现出先减少后增加的态势,分离度指数表现出先增长后减少的态势,蔓延度指数表现出逐年减少的态势﹒因此,研究区未来发展旅游的过程中应进一步提升土地利用效率,保护生态景观增加人类福祉﹒     

基于Land TM和ETM+的北川河流域土地利用研究

根据北川河流域2000年ETM+、1994年和2007年TM共三期遥感影像数据,在RS和GIS技术支持下,分析了研究区土地利用的数量变化和空间变化特征,明确了土地利用变化的主要类型和方向,探讨了土地利用变化的过程,并进行了土地利用变化的景观格局分析.结果显示:该流域土地利用以草地和耕地为主,1994-2007年耕地大面积减少,主要转化为草地和林地;耕地和未利用地朝着规模缩小的方向发展,林地、水域和建设用地朝着规模增加的方向发展,草地变化缓慢;随着时间的推移和经济的发展,各种景观的多样性、破碎度、优势度和分离度发生了不均匀较为复杂的变化,各种景观形态的复杂程度排序为:建设用地>林地>草地>未利用地>水域>耕地.     

南昌市土地利用景观格局动态演变与模拟研究

为了区域土地利用的合理规划,进而推动土地利用和生态环境的协调。对南昌市2000年、2010年、2020年3期Landsat遥感影像进行目视解译,采用土地利用转移矩阵和景观格局指数分析土地利用与景观格局的动态变化特征,构建MCE-CA-Markov模型模拟2030年土地利用景观格局情景。结果表明:1) 2000—2020年,耕地面积大幅度减少,主要转出为建设用地,建设用地面积大幅度增加,林地和其他地类面积呈下降趋势,而水域面积缓慢增加;景观破碎化程度增强,景观异质性增多,连通性变弱; 2) 2020年模拟所得土地利用数据与实际解译的土地利用数据基本一致,Kappa系数为0.874 5,模拟精度较高; 3)模拟数据显示,2030年耕地和林地面积持续减少,水域和建设用地面积将继续增加;景观破碎化程度进一步加重,斑块形状趋向规则化,景观类型更加多样。因此,通过MCE-CA-Markov模型模拟研究区未来土地利用景观格局,有助于协调土地利用结构,使研究区在发展经济的同时,注重对生态环境的保护。     

2001—2018年鄱阳湖区土地利用及景观格局时空演变

基于2001年、2006年、2011年、2016年、2018年5期鄱阳湖区土地利用数据,采用土地利用转移矩阵、景观格局指数和移动窗口法,定量分析了鄱阳湖区的土地利用变化及景观格局演变.结果表明:(i)鄱阳湖区的土地利用类型呈环状分布,以鄱阳湖为核心向外围过渡为耕地、林地等主要地类;人类活动及生态退化的双向递推导致城市空间面状扩张和林地流失严重;(ii)在土地利用动态转移方面,这18年间鄱阳湖区约17.63％的土地发生了转移,林地转化为耕地、耕地转化为林地、林地转化为草地成为主要转化类型;(iii)从斑块类型水平看,林地和耕地是鄱阳湖区的优势景观类型,2者置换趋势明显;从景观水平看,鄱阳湖区的景观破碎化程度加剧;(iv)鄱阳湖区南部的景观分离度高于北部,水陆交错带的景观分离度较高,形成了环鄱阳湖水域的景观分离圈.     

2001—2018年鄱阳湖区土地利用及景观格局时空演变

基于2001年、2006年、2011年、2016年、2018年5期鄱阳湖区土地利用数据,采用土地利用转移矩阵、景观格局指数和移动窗口法,定量分析了鄱阳湖区的土地利用变化及景观格局演变.结果表明:(i)鄱阳湖区的土地利用类型呈环状分布,以鄱阳湖为核心向外围过渡为耕地、林地等主要地类;人类活动及生态退化的双向递推导致城市空间面状扩张和林地流失严重;(ii)在土地利用动态转移方面,这18年间鄱阳湖区约17.63％的土地发生了转移,林地转化为耕地、耕地转化为林地、林地转化为草地成为主要转化类型;(iii)从斑块类型水平看,林地和耕地是鄱阳湖区的优势景观类型,2者置换趋势明显;从景观水平看,鄱阳湖区的景观破碎化程度加剧;(iv)鄱阳湖区南部的景观分离度高于北部,水陆交错带的景观分离度较高,形成了环鄱阳湖水域的景观分离圈.     

基于RSEI的玛纳斯河流域自然生态环境变化评价

生态环境是人类生存发展的物质基础,生态环境质量深刻影响着全球变化及区域可持续发展。为了分析玛纳斯河流域的生态环境质量现状及变化特征,本文以1993、2006和2016年的Landset TM/ETM影像为数据源,借助RSEI指数,对玛纳斯河流域的生态环境质量进行监测和动态评价。结果表明:(1)绿度、湿度、热度和干度是生态系统的重要组成部分,在此基础上建立的RSEI指数可较好的反映玛纳斯河流域生态环境质量状况及其时空分异;(2)1993、2006和2016年RSEI指数均值分别为0.31、0.38和0.45,对RSEI指数进行分级处理后,发现流域生态环境质量"差"等级居于主导地位,"优"等级等级急剧增加,流域内生态环境质量向好的方向发展;(3)流域山地-绿洲-荒漠生态系统(MODS)内部生态环境较为稳定,流域内生态环境质量变好的区域远大于变差的区域,生态质量变差的区域主要集中于南部山区林地、水域、城市周边和部分耕地,生态质量变好的区域主要分布在绿洲内部及边缘。     

基于GIS的鄱阳湖流域土地利用动态变化研究

利用不同时相的遥感影像解译成果数据,在地理信息系统软件支持下,分析鄱阳湖流域土地利用时空格局、土地利用类型的变化趋势及其变化速率等。研究结果表明,自1985-2010年近25年来,鄱阳湖流域的主要土地利用类型为林地和耕地;研究期内,工矿居民点用地、林地和水域面积增加,而耕地、草地和未利用地面积减少;工矿居民点用地增加来源主要为耕地,林地来源主要为耕地,水域来源主要为未利用地;从土地利用稳定性来看,工矿居民点用地相对不稳定,从流域分析来看,鄱阳湖区的土地利用相对最不稳定。     

红河流域景观格局演变特征研究

红河是我国西南地区一条重要的国际河流,研究红河流域景观格局演变特征并分析原因,对维护流域生态系统健康和跨境生态安全具有重要意义.基于1990、2000、2010年3期土地利用数据,运用景观生态学原理,对研究区1990—2010年景观格局时空变化特征进行分析.结果表明,红河流域优势景观为林地、草地及耕地.各景观类型中,林地景观转移数量最大,主要输出为草地和耕地,说明在局部地区,林地开垦为耕地的现象仍然存在;耕地景观转移数量次之,受退耕还林及城市化等政策影响,耕地面积持续降低,主要转向林地和草地;聚落面积持续增加,主要由耕地转换而来.2000—2010年间的每一种景观类型的动态度都显著高于1990—2000年,而变化最为剧烈的景观为聚落,表明随着经济社会发展,人类活动对景观的扰动更为强烈.     

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。