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。     

贵州省玉屏县2000—2015年土地利用与景观格局变化研究

采用土地利用综合动态度模型、土地利用转移矩阵及景观格局指数对玉屏县2000-2015年土地利用数据进行分析处理.结果表明:整个研究时期内土地利用变化的核心是建设用地、耕地、林地、草地及水域用地.建设用地和水域用地呈现逐年增加的趋势,耕地呈现逐年减少的趋势;土地利用综合动态度呈先缓后快增加的趋势.景观破碎化程度呈现上升发展趋势,景观多样性指数先增加后降低;均匀度指数在研究时段内有波动,总体上有所提高;蔓延度指数和优势度指数呈现下降趋势;耕地、林地、草地及建设用地的分离度、破碎度、分维数指数呈现递增趋势发展.     

基于土地利用变化的江苏盐城湿地自然保护区生境质量评估

【目的】研究江苏盐城湿地自然保护区的土地利用格局、生境质量变化情况,为提升生物多样性保护水平、改善区域生态环境质量提供依据。【方法】基于2000—2018年5期盐城湿地珍禽国家级自然保护区(简称盐城自然保护区)土地利用数据,运用土地利用转移矩阵和InVEST模型,研究盐城自然保护区土地利用时空演变格局以及生境质量的动态变化,对盐城自然保护区的生境退化程度和生境质量进行评估。【结果】2000—2018年盐城自然保护区土地利用类型转变明显,主要是其他建设用地向水库坑塘的转变;研究期内盐城自然保护区生境退化程度不断加深,而且保护区内中度退化和高度退化的区域面积持续增加;生境质量指数总体呈现上升的趋势,且高生境质量的区域面积增加。【结论】盐城自然保护区土地利用类型频繁变化导致生境退化程度加深,但总体上保护区的生境状况逐渐改善,因此进一步优化盐城自然保护区的功能区划、遏制土地利用类型的频繁转变,成为提升盐城自然保护区生境质量和生物多样性保护成效的有效途径。     

新疆阿克苏地区景观格局与生境质量时空演变及影响机制

基于新疆阿克苏地区1980-2020年土地利用的数据,利用景观格局指数、生境质量模型分析不同景观的结构特征和时空格局的变化、生境质量演变规律,借助地理探测器模型探测阿克苏地区生境质量变化的驱动因子.结果表明:1980-2020年,耕地、林地、建设用地及未利用地面积增加,草地和水域面积减少;优势景观类型对整体景观的主导力逐渐下降,不同土地利用类型也呈现出差异化的景观格局变化;阿克苏地区生境质量处于偏低水平,除乌什县外,其他县、市平均生境质量均呈现波动下降趋势;平均斑块面积、景观分裂指数、人口密度对阿克苏地区生境质量的变化贡献率占据主导地位;政策宏观调控因素与自然地理环境因素及社会经济发展因素之间的交互作用逐渐加强,尤其是人均国内生产总值(GDP)、农民人均纯收入与自然地理环境因素之间的协同作用最强.     

黑河流域1988—2000年土地利用/覆被变化研究

利用1988年和2000年Landsat 5的4、3、2（RGB）波段合成影像解译结果,采用中国科学院资源环境数据库中的全国1∶10万土地资源利用分类系统,基于GIS（ArcView 3.2a）对黑河流域近12年来土地利用/覆被变化（LUCC）进行了研究。结果表明：（1） 土地利用结构变化表现出耕地、林地和城镇用地明显增加,草地和水域减少的趋势,反映出区域城镇化进程加快和生态环境恶化的趋势;（2） LUCC的区域差异显著：上游地区水域在减少,草地和未利用地大量增加,林地和城镇用地变化不大;中游地区耕地、城镇用地大量增加,草地急剧减少;下游地区水域面积大量减少,草场严重退化,未利用地大量增加,生态环境遭到严重破坏。最后,对研究区LUCC的原因和土地持续利用途径进行了讨论。     

曲靖市陆良县近20年土地利用时空变化

基于陆良县2000、2010、2020年土地利用覆被数据,借助土地利用动态度、土地利用转移矩阵、标准差椭圆对陆良县近20年的土地利用时空变化进行研究.结果表明：(1)耕地、草地、林地是陆良县主要的土地利用类型,研究期间,草地、耕地、林地和未利用地面积减少,建设用地和水域面积增加,其中建设用地面积增加幅度最大.(2)土地利用综合动态度较小,土地利用变化总体较平缓,建设用地增加较快.(3)耕地、草地、林地相互转移量大,建设用地的扩张主要是通过占用中部坝区的耕地来实现.(4)建设用地总体呈东北—西南的布局特征,重心迁移变化不明显,2000年建设用地的空间聚集性最强.     

干热河谷典型区元谋县土地利用变化与动态预测

土地利用类型格局变化对于区域经济以及资源可持续发展规划有着显著的影响作用.基于遥感(remote sensing,RS)和地理信息系统(geographic information system,GIS)技术,应用土地利用动态度、土地利用程度指数、土地利用转移矩阵、CA-Markov模型对干热河谷典型区元谋县1990-2020年土地利用变化及2020-2025年的土地利用发展趋势进行了分析.结果 表明:1990-2020年30 a间,元谋县的草地、水域、城镇用地面积增加,林地、耕地、未利用地面积减少,其中城镇用地面积增加速率最大;整体上,元谋县的土地利用变化速度较快,土地利用程度有所提高,但土地利用程度仍处于中等水平;各种土地利用类型在近30 a转换频繁,主要以草地转入,耕地转出为主;CA-Markov模型预测结果表明2020-2025年期间元谋县除草地、林地、水域、其他用地面积呈现下降趋势外,未来耕地、城镇用地面积有所增加,其中城镇用地面积在未来5年内的增长速率为11.05％,预测模型的Kappa系数为0.92,说明模型结果和转换规则可信度较高.研究结果可为元谋县土地资源管理与合理利用提供科学依据.     

近25年来大西安地区土地利用时空格局变化和热区诊断分析

随着城镇化建设、"一带一路"建设和生态文明建设的逐步推进,大西安地区土地利用时空特征发生了明显变化。采用转移矩阵、标准差椭圆分析、热点分析、点密度分析等方法,研究1990—2015年大西安地区土地利用时空变化并进行热区诊断分析。结果表明:①耕地面积占比最大,但整体上呈减少趋势,建设用地面积大幅增加,林地、草地、水域面积均有所减少;②土地利用类型相互转换频繁,建设用地与耕地互为最主要转换对象,耕地、林地、草地之间存在相互转换关系;③耕地变化主要集中在研究区中部、渭河流域以及秦岭山区附近,生态用地变化主要集中在研究区中部和东南部,建设用地变化呈分散分布;④土地利用变化中心向西北偏移,以"东北—西南"为主轴发生倾斜,热点区域为研究区南部,集中情况呈现出"中部集中、四周扩散"的特征;⑤经济建设、社会发展、生态文明建设等是大西安地区土地利用变化的重要影响因素。     

1980—2015年安徽省景观格局与生境质量时空演化特征分析

为探索现代城市化背景下安徽省土地利用类型变化对景观格局与生境质量的影响,基于安徽省1980—2015年时间序列土地利用类型数据,利用ArcGIS、Fragstats、InVEST模型等软件,分别从整体景观级别、类型景观级别、生境质量等级、生境退化度等方面对安徽省景观格局与生境质量进行分析与评估。结果表明：（1）安徽省土地利用整体空间格局无明显变化,土地利用转移变化以耕地向建设用地转移为主,79.6%的耕地流失面积转化为建设用地;（2）安徽省各景观指标波动范围10%左右,各斑块类型在景观中呈均衡化趋势分布,人类活动干扰程度的增大导致景观分散度、破碎化程度增强,优势地类间连通性下降;（3）安徽省整体生境质量指数年平均值在0.36～0.46之间,各城市生境退化度年平均值在0～0.06之间,北方地区生境质量低于南方、生境退化度高于南方,生境质量“优”“中”等级面积约占31%,“中”等级以下情况逐年改善,2010年以后所占面积维持在45%。研究结论对安徽省制定合理的土地利用政策、保护生态多样性、识别重要生境斑块、优化生态系统服务功能等具有一定的参考价值。     

河北太行山区不同坡度土地利用类型格局的动态变化分析

运用景观格局指数方法,分析河北太行山区1987～2000年13年间不同坡度各景观类型(耕地、林地、草地、建设用地、水域及未利用土地)的变化特征,并简要分析造成变化的驱动因素.研究结果发现研究区域的耕地面积总体呈下降趋势;林地和草地在坡度较大的范围内急剧减少;建设用地因经济发展的制约,呈下降趋势,但土地利用总体面积较小,变化情况不明显.     

基于InVEST模型的土地利用格局变化对区域尺度生境质量的评估研究 —— 以北京为例

为了探究城市化背景下土地利用格局变化对生境质量的影响, 应用InVEST模型计算北京主要威胁源(城市、农村、主要交通干道、耕地)对生境退化的贡献, 评估北京1990-2010 年的生境质量变化。研究结果显示, 生境退化最严重的区域, 主要集中在海淀、朝阳、石景山和丰台四区, 永定、潮白两河以及海拔75~100 m左右的平原?山区交界地带。威胁源对生境退化的影响从大到小依次是耕地、城镇用地、农村居民点以及主要交通干道。20年间, 耕地的贡献率逐渐减小(从77.79%降至61.15%), 城镇用地的贡献率则从18.10%提高到31.54%。1990-2000年间, 生境质量在东城、西城外围的海淀、朝阳、石景山、丰台四区呈环形集中退化趋势, 生境质量总值下降2.3%。2000-2010年间生境质量在平原区呈现大范围分散式退化趋势; 在房山西部山区以及密云、怀柔、昌平、房山海拔75~100 m左右的平原?山区交界地带呈现集中退化趋势; 西北部和西部山区生境则得到明显恢复。总体看, 第二个10年生境质量总值下降1.2%, 退化程度较第一个10年有所减轻。未来的生境保护以及城市规划应重点关注生境退化最为突出的平原与山区交界区域。研究结果对制定合理的土地利用政策以及保护生物多样性具有一定的积极作用。     

山东省土地利用动态演变及生态环境研究

响应中国土地精细化转型，提高土地利用演化探测方面的时空精度，厘清土地利用时空异质性，对于区域协调可持续发展有着重要意义．采用土地转移矩阵、生态质量模型对1990～2020年间山东省土地利用空间演化与生态质量进行探讨．结果表明:(1)土地利用结构改变较为明显，以耕地、建设用地、水域及林地为主．面积净增长的主要有建设用地及水域，面积净减少的主要有草地、土地、未利用地及林地;(2)土地利用生态质量高值区域面积比值持续上升，然后下降，而低值区域面积比重持续下降，然后上升．生态高值区由聚集状态逐渐转变为分离状态，生态质量低值区由分离状态逐渐转变为聚集状态．     

海南岛中部山区土地利用变化对碳储量时空分异的影响

【目的】研究海南岛中部山区土地利用变化与生态系统碳储量之间的时空变化规律,为区域可持续发展及国土空间规划决策提供依据。【方法】采用InVEST模型估算2000—2018年海南岛中部山区碳储量及其时空分异,结合PLUS模型模拟2050年中部山区土地利用及碳储量变化。【结果】2000、2010和2018年海南岛中部山区的碳储量分别为80.44×10⁶、79.96×10⁶和79.82×10⁶t,呈逐年减少趋势,累计减少620 406.31 t。各时期碳储量降低的原因不同：2000—2010年草地的转出是中部山区碳储量减少的主要因素;2010—2018年碳储量减少的原因在于城镇化扩张侵占林地及耕地。林地作为主要地类,贡献大部分的碳储量,是中部山区碳汇的主要来源;同时,草地碳密度远高于其他地类,区域碳储量对其变化较为敏感。基于自然发展状态下的模拟发现,2050年海南岛中部山区的碳储量显著下降,原因在于建设用地和水域面积增加及林地、草地和耕地面积减少。【结论】在城镇化扩张的背景下,生态系统碳储量存在不断下降的风险。未来国土空间规划应...     

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。     

基于GIS/RS的鄱阳湖区土地利用变化及空间分异特征研究

基于GIS和RS技术,分析了鄱阳湖区1989年～2000年土地利用变化及其空间分异特征.研究表明,11年间湖区林地、草地和城镇建设用地呈增加趋势,湿地和未利用地呈减少趋势,而农业用地和水体基本保持不变.其中湿地面积的减少和城镇建设用地的增加十分显著.进一步分析了土地利用转移的流向,结果表明,主要转移方向包括湿地转移为林地和农业用地;农业用地的主要流向类型为草地和城镇建筑用地.各类土地利用变化在空间上呈现明显的区域分异,湿地与城镇用地的强烈变化尤为明显.湖区人口的急剧增长、经济的迅速发展以及国家政策的调整是鄱阳湖区土地利用变化的主要驱动因子.     

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。     

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。     

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.     

基于InVEST&GEO-detectors模型的会仙湿地生境质量变化及影响因素研究

喀斯特湿地是广泛分布在喀斯特地区的一种特殊的湿地类型，其生态地位举足轻重，探索喀斯特湿地生境质量变化的影响因素对喀斯特地区生态建设具有重要的意义。本文基于会仙湿地保护区2000和2020年的土地利用数据，通过InVEST模型评估会仙湿地保护区的生境质量，利用地理探测器探测影响会仙湿地保护区生境质量变化的自然和人为因素。研究结果表明：1)研究区2000至2020年建设用地明显扩张，草地和水体显著减少；2)会仙湿地保护区生境质量总体呈现下降的趋势，生境退化度有所上升，生境质量较差的区域主要集中在研究区的北部、中部和东北部；3)地理探测器识别出会仙湿地保护区生境质量空间变化受自然和人为因子的综合作用，主导影响因子是GDP(q为0.135),其次为夜间灯光指数(DMSP)(q为0.053);交互作用探测结果表明，各因子对生境质量影响呈现出双因子增强效果。研究结果有助于揭示会仙湿地保护区生境质量的时空演变过程，可针对会仙湿地生态建设的问题提出可行的应对策略。     

环境约束下的陕西省城市建设用地利用效率及驱动因素

研究环境约束下的城市建设用地利用效率地区差异及驱动因素对于实现区域绿色可持续发展具有重要的意义。该文采用超效率SBM模型、核密度估计法、灰色关联度模型系统研究了2000—2020年陕西城市建设用地利用效率的时空演化特征和驱动机理。结果表明：（1）2000—2020年陕西城市建设用地利用效率均值介于1.063～1.255之间,累计上升6.3%,呈现出波动上升的趋势,地区差异显著;（2）2000—2020年陕西城市建设用地利用效率呈现出高值集聚的现象,效率差异先缩小再扩大;（3）陕西城市建设用地利用效率受到经济发展水平、城市环境治理水平、产业结构状况、经济外向度、科技教育投入以及人口密度的共同驱动,且各驱动因素在不同时期作用程度存在较大差异。