黄土高原土地利用及生态系统服务时空变化特征研究

全球变化背景下,研究土地利用变化过程对生态系统的影响及相互作用机理,是全面、科学认识生态系统对人类活动和全球气候变化响应的重要支撑。本文选择我国土地利用变化典型区黄土高原为研究区域,在收集相关遥感数据基础上,采用了降水贮存量法、通用土壤流失方程和修正土壤风蚀方程等估算方法,估算了2000—2015年黄土高原水源涵养、土壤保持和防风固沙等主要生态系统服务,分析了2000—2015年黄土高原土地利用和生态系统服务时空变化特征,得出以下结论:2000—2010年黄土高原土地利用变化强度和范围较大,主要以退耕还林还草为主,2010—2015年土地利用变化整体放缓,主要以城市化为主,退耕还林还草为辅;与2000—2010年相比,2011—2015年黄土高原的水源涵养量和土壤保持量有所增加,防风固沙量有所下降,水蚀模数和风蚀模数均有所下降;黄土高原土地利用变化驱动因素主要是国家政策等人类活动因素,生态系统服务年际变化主要是由于气温和降水等气候因子的波动变化,10年或者更长尺度的变化则是由于全球气候变化和土地利用变化双重影响。本文研究可为全球变化下黄土高原生态系统的健康发展提供科技支撑和相关政策建议。     

土地利用变化对土壤侵蚀影响研究综述

土地利用变化会对土壤侵蚀产生巨大影响,不合理的利用土地会加剧土壤侵蚀。本文介绍了土地利用变化对土壤侵蚀影响的3种研究方法 ,即利用RS和GIS技术方法、模型的计算方法、基于景观格局指数的定量计算法,并为进一步计算土壤侵蚀量的大小,合理地选择研究方法提出了建议。     

黄土高原沟壑区王东沟流域土地利用/覆被变化过程初探

黄土高原沟壑区王东沟流域从1986年 2006年的土地利用/覆被发生了较大变化,土地利用动态指数分别为:耕地3.21%,园地.36.11%,林地4.05%,牧草地4.24%,居民点及独立工矿用地-0.62%,交通运输用地-12.27%,未利用地1.85%;变化趋势是:耕地逐年向园地流转,园地变化烈度较大,其他各类用地变化不太显著.引起这一变化的主要因素是自然、社会、经济、技术以及政策因素.结合这一变化,针对黄土高原沟壑区的实际情况,在黄土高原沟壑区土地利用经营与管理方面,应重视土地产出效益与粮食安全的关系,在保障区域粮食安全的基础上实现效益最大化.     

基于INVEST模型的资水流域产水量及其对环境响应的评估分析

资水流域属于亚热带湿润地区,植被覆盖度高,降水丰富,径流量大。通过对资水流域产水量定量化评估,有利于合理规划流域水资源,促进流域经济发展。基于INVEST模型的产水量模块（Water yield）,研究了2005年、2010年、2015年资水流域的产水量情况,并根据背景分析法,模拟了降水量和土地利用变化情况下对产水量的影响。结果表明,2005—2015年,产水总量先降低后升高,但变化幅度不大,2005年、2010年和2015年平均产水量分别为1 153.39、973.81、1 102.37 mm,产水总体积分别为332.17×10⁸、280.45×10⁸、317.48×10⁸m³;产水量的空间格局为北高南低,从娄底市以北到益阳市产水量较高,娄底市以南到邵阳市产水量相对较低。通过背景分析发现,2005—2010年、2005—2015年、2010—2015年,土地利用变化对产水量的贡献分别为为8.57%、38.80%、10.06%,降水量变化对产水量的贡献分别为91.43%、61.20%、89.94%,...     

土地利用/覆被变化对水资源影响的研究综述

国内外对土地利用变化的研究越来越重视,尤其是对土地利用变化所产生的效应的研究,其中对水的生态效应的研究内容主要包括土地利用变化对产水量、水质和地表径流的影响,但总体而言,这方面的研究仍缺乏统一的指标体系,研究不够系统全面,未来发展应当结合GIS和RS等技术完善模型和指标体系的构建,为决策者提供更加直接有效的依据。     

基于InVEST模型的横断山区产水量模拟

[目的]掌握横断山区产水量及水源分布空间。[方法]利用In VEST模型评估计算2005—2014年横断山区年均产水量,分析产水量的空间分布特征及其原因。[结果]横断山区年均产水量为1 723.3亿m3,与自然径流量较为接近;产水量的空间分布总体呈现出自西北向东南递增的趋势;年均产水量及其空间分布特征与研究区土地利用/覆被类型、土壤深度、地势等因素存在密切关系。[结论]该研究可为横断山区水文过程进一步研究提供基础资料,同时为区域水资源管理提供科学依据。     

东北黑土区土地利用变化研究

本文在GIS 与RS 技术的支持下,采用生态服务价值法对东北典型黑土地利用变化引起的生态服务价值变化进行研 究。研究表明:土地利用结构呈单一化发展趋势,在土地利用程度上其土地利用整体处于发展期;耕地、建设用地和水域呈增加 趋势,其它地类则减少,其中耕地增幅最大,为5.79％,草地减幅最多,达23.19％;15 年间生态服务总价值减少,主要原因是林地 和草地面积的减少使得生态服务总价值减少。     

黄土高原流域土地利用变化水文动态响应--以甘肃天水吕二沟流域为例

黄土高原是我国水资源短缺以及土地利用变化水文影响敏感区域.为正确认识土地利用变化对水资源的影响,并为今后该地区土地利用规划、管理提供依据,该研究以黄土高原吕二沟流域为例,分析了1982和1989年两期土地利用变化的水文动态响应.经剔除不同时期降水因素对径流的影响后,研究结果表明:土地利用变化对年径流有显著影响,后期土地利用较前期土地利用径流系数下降57%,林地面积较多、植被条件较好的后期土地利用总体年产流减少27.09%～100%,且随着降雨的增多,土地利用与植被变化对径流的影响效应增强;土地利用变化对径流产量的影响表现为季节性,在同一降水条件下两期土地利用的产流量仅在生长季具有明显差异.虽然不同土地利用时期枯水季节径流系数具有不同表现,但作者认为此时的径流系数并不代表实际的降雨-产流能力,推断这种分布可能与降水的丰、枯情况有关;经洪水频率分析,认为若前后两期土地利用具有相同频率的降水,则一定频率范围内的洪峰流量将可能对土地利用与植被变化产生明显响应.      

岷江上游土地利用变化及其对生态环境的影响

基于遥感和G1S技术支持下,详细研究了岷江上游的土地利用状况及其1986-2000年的动态变化对生态效益的影响.研究表明:林地、草地、耕地是岷江上游主要的土地利用类型,这近15年间,林地面积减少,草地、耕地面积有所增加,经济林地和旱地增长速度最快,疏林地和高盖度草地减少速度最快.在土地利用类型转化过程中,林地与草地间转化剧烈,主要是有林地、灌木林地转化为中盖度草地;同时林地和草地内部转化也较为频繁,主要是有林地转为灌木林地、高盖度草地转为中盖度草地.区域生态效益在主要土地利用类型变化影响下,呈局部区域提高、总体下降的趋势,下降幅度为4.66%,下降的主要因素为旱地、中盖度草地和低盖度草地的增加,有林地和高盖度草地的减少.为此岷江上游地区应贯彻国家政策,调整产业结构,保护珍贵的林业资源,保护生态环境,走可持续发展的路线.

Abstract：

Based on remote sensing and GIS, this study investigated the present situation of land use in the upper reaches of the Minjiang River and the impact of its dynamic changes in 1986-2000 on eco-efficiency.The result indicated that the main land-use types of the upper reaches of the Minjiang River are woodland, grassland and farmland.In the 15 years from 1986 to 2000, woodland area was reduced, but the grassland area and arable land area increased to a certain extent.The types of economic forest land and the dry-land grew the fastest, while the scattered woodland and high coverage grassland were the fastest decreasing types.In the conversion of land use types, the conversion between woodland and grassland was quite dras-tic, expressed mainly in the conversion of forest land and shrub land into medium coverage grassland.Within woodland and grassland, internal conversion was frequent, mainly from forest land into shrub land and from high coverage grassland to medium coverage grassland.Influenced by the changes in the main land-use types, the trend of the regional eco-efficiency improved locally in some regions, but declined as a whole with a range of 4.66%, because of the decrease in forest land and high coverage grassland and the increase in dry-land, medium coverage grassland and low coverage grassland.Therefore, we should imple-ment the national policy, adjust the industrial structure, provide some method for protecting the limited and precious forest resources of the area, protect the ecological environment and follow the road of sustain-able development.     

淮南煤矿区土地利用变化分析

为更好地了解淮南煤矿区土地利用变化情况,对1986、1999和2012年淮南煤矿区卫星影像解译或者矢量数据进行归类,获得3个时期淮南煤矿区土地利用变化的基础数据,据此计算出土地利用变化幅度、单一土地利用动态度指数、综合土地利用动态度指数、土地利用结构变化模型和土地利用程度变化模型,定量分析该区域土地利用变化情况.结果表明,淮南煤矿区城镇用地、水域和林地面积保持上升势头,耕地呈现持续下降趋势,农村居民点及高覆盖度草地面积变化不明显.总体来看,1986～2012年淮南煤矿区的土地利用综合程度逐渐增大,处于持续快速发展时期.     

位山灌区土地利用变化分析

利用地理信息系统和遥感技术,结合数理统计分析方法,分析了位山灌区土地利用的数量变化和时间变化特征,通过对土地利用的动态分析,把握位山灌区土地利用变化情况,反映区域内土地资源的特点,为区域土地资源科学管理及实现区域土地资源可持续利用提供科学依据。     

区域土地利用变化的水环境效应

区域土地利用变化对生态环境的影响,是全球变化研究的重要内容,其中,土地利用变化的水环境效应已成为区域水土资源利用研究的热点。针对区域土地利用变化对水环境的影响,采用文献资料法和对比分析法,总结了土地利用变化对水文过程和水环境质量2大方面的影响。对水文过程的影响主要是集中在下垫面性质的改变对水文要素的影响和影响区域水资源平衡及地下水与地表水循环2个方面。对水质的影响主要是影响泥沙输出和造成水污染。目前,在基础理论与机理方面的研究比较薄弱,水土复合系统及时空耦合研究较少,缺乏统一指标、对比集成分析,在模型研究与GIS,RS融合方面还有待完善。未来的研究应注重理论建设、机理研究、集成分析、模型融合。     

区域土地利用和覆盖景观格局变化研究--以邯郸地区为例

利用GIS和景观生态学的方法研究了邯郸地区20世纪80年代以来区域土地利用景观结构的特点和变化,结果表明：从1980年到1995年,低覆盖度草地、灌木林、其他林地、有林地、河渠、山地旱地面积增加;高覆盖度草地、平原旱地、丘陵旱地、水库坑塘、滩地面积减少。各种土地利用类型的平均分维数略有减少,分维数最高的是其他林地(1．3491),最低是平原地(1．1127),其次是高覆盖度草地(1．1452),反映受人类活动影响强烈的平原旱地,斑块形状趋于简单。全区单位面积上的斑块数目增多,是由于人类活动的影响,景观破碎程度随时间的变化增大;邯郸地区区域土地利用斑块空间分布趋于均匀,斑块聚集状况随时间的推移逐步分散化。     

黄土高原典型县域土地利用效益评价

探究黄土高原生态脆弱区典型县的土地利用效益,旨在有效协调土地利用经济、社会、生态效益三者间关系,实现区域土地的综合高效利用,促进区域社会经济发展,为同类型地区提供参考。以黄土高原生态脆弱区典型县山西省交城县为研究区,基于交城县土地经济、社会、生态三方面视角,通过构建土地利用经济—社会—生态效益评价指标体系,运用土地利用综合指数、耦合协调模型对2006—2018 年交城县土地利用效益进行评价测度,揭示其时序演变特征及成因。结果表明：（1）2006—2018年,交城县各土地利用类型数量变化中耕地呈现线性下降趋势;建设用地呈现线性增长趋势;林地、草地、水域多年维持同一水平。（2）2006—2018年,交城县土地资源利用效益呈现3种演变趋势,其中,土地利用综合效益与经济效益为线性增长趋势,生态效益为“向上开口的抛物线”型增长趋势,社会效益为多年维持同一水平,土地资源利用效益的演变趋势与社会经济发展趋势保持一致。（3）2006—2018年,交城县土地利用经济—社会—生态效益之间耦合协调度呈现增长趋势,但增长趋缓,研究期内交城县土地利用效益各子系统间长期处于失调状态,且以轻度失调为主,协调性亟待进一步提升。交城县土地资源利用效益及耦合协调度演变趋势与其脆弱的环境本底及资源型地区经济转型困难度有关。应注重提高对土地资源的利用率,进一步优化土地利用结构,促进研究区土地资源效益的有效提高。     

地膜覆盖条件下黄土高原玉米产量及水分利用效应分析

【目的】综合评价地膜覆盖玉米的产量以及水分利用效应,为黄土高原地区玉米生产合理利用地膜覆盖技术提供指导。【方法】本文在中国知网(CNKI),Web of Science与EI Compondex文献数据库,收集了从2000—2017年间已发表的黄土高原地膜覆盖玉米产量及水分利用文章数据,综合分析了地膜覆盖对玉米产量、水分利用及水分利用效率的影响。【结果】黄土高原半膜覆盖平均产量为9 348 kg·hm^-2,较对照产量7 059 kg·hm^-2增产33%,全膜覆盖平均产量为9 191 kg·hm^-2,较对照产量5 910 kg·hm^-2增产56%,半膜覆盖或者全膜覆盖均显著提高了玉米产量,但是全膜覆盖和半膜覆盖之间玉米产量相近,没有显著差异。另外,半膜覆盖海拔高度超过630m时或全膜覆盖海拔高度超过900 m时,玉米增产率随海拔高度的增加而呈增加的趋势,可能与覆膜提高土壤温度有关。半膜覆盖平均蒸散量为385 mm,较对照蒸散量389 mm减少1.0%,全膜覆盖平均蒸散量为366 mm,较对照蒸散量35...     

土地利用/土地覆被变化可持续性研究

土地利用／土地覆被变化(Land Use and Land Cover Change，LUCC)研究已成为全球环境变化和可持续发展领域的核心问题。土地可持续利用是社会可持续发展的一项基础内容，土地利用／土地覆被变化影响可持续发展途径之一是通过作用于土地可持续利用体现的。在论述土地利用/土地覆被变化可持续研究概念的基础上，初步探讨了我国土地利用／土地覆被变化与土地可持续利用研究的意义、需解决的问题及解决的途径。     

长沙市城区土地利用变化过程与生态格局研究

以2007年和2013年两期ETM+影像,并结合相关辅助信息,进行长沙市市区的土地利用空间格局变化研究。采用动态度、土地利用转移矩阵等方法,揭示了长沙市城镇区域生态环境格局特点与土地利用变化的过程,并对所研究的驱动力进行分析和探讨。结果表明:耕地的减少和建设用地的增加是长沙市区土地利用变化的总体特征;矿产资源的分布影响长沙城市用地格局,城市建设用地扩展空间异性逐步增强;长沙市区土地利用格局和环境生态变迁的演化是由其自身的自然条件、生态环境变化、矿产资源分布、城市道路规划、经济因素限制等多种因素综合作用的结果。     

免耕及深松耕对黄土高原地区春玉米和冬小麦产量及水分利用效率影响的整合分析

【目的】明确免耕、深松耕在黄土高原不同区域春玉米、冬小麦种植中的适用性和增产效果。【方法】通过文献检索共获得45篇大田试验文献和209组试验数据,采用整合分析方法(Meta-analysis),定量分析免耕、深松耕在黄土高原不同区域、不同年降雨量和不同年均温度下对春玉米、冬小麦产量和水分利用效率的影响特征。【结果】与常规耕作相比,在黄土高原北部和中部采用免耕能有效提高春玉米产量和水分利用效率10%以上;在年降雨量≤500 mm地区免耕春玉米的产量和水分利用效率增加最显著,分别增加13.4%和13.6%(P0.05);在年均温度≤10℃地区免耕春玉米的产量和水分利用效率显著增加,分别增加7.6%和9.3%(P0.05)。在黄土高原东南部和西北部采用深松耕都能显著提高冬小麦产量和水分利用效率;在年降雨量500—600 mm地区,采用深松耕的冬小麦产量和水分利用效率增加最显著,分别增加14.5%和12.2%(P0.05);在不同年均温度地区,深松耕冬小麦的产量和水分利用效率均显著增加。在不同区域、不同年降雨量和不同年均温度下,采用深松耕的冬小麦产量和水分利用效率增加率均高于免耕。【结论】免耕、深松耕在黄土高原不同区域的适应性不同,在黄土高原中部和北部采用免耕更有利于提高春玉米产量和水分利用效率;在年降雨量≤500 mm地区和年均温度≤10℃地区采用免耕更有利于春玉米产量和水分利用效率的增加;在黄土高原东南部和西北部采用深松耕均有利于提高冬小麦产量和水分利用效率,且效果优于免耕。     

武汉“1+8”城市圈土地利用动态变化研究

利用武汉城市圈内9个城市1997—2006年土地利用变化数据,采用土地利用动态变化方法中的土地资源数量变化模型、土地利用程度变化模型、土地利用区域变化差异模型来分析武汉城市圈1997—2006年土地利用变化的情况。研究表明,土地利用动态分析能够很好的揭示城市圈土地利用结构特征的变化规律;武汉城市圈中,武汉市综合土地利用动态度为0.76%/年,远高于其他八个地区;土地利用程度变化方面,增加最多的武汉市土地利用程度指数变化量为0.463,而咸宁市土地利用程度指数减小了0.609,是减少最多的地区;土地利用类型相对变化方面,耕地变化主要集中在武汉市、黄冈市和咸宁市,园地变化集中在武汉市和孝感市,交通用地变化则集中在武汉市、孝感市和咸宁市。根据研究结果,文章提出了对策建议。     

长吉地区城市土地集约利用评价研究

城市土地集约利用关系到城市的可持续发展问题.该研究构建了长吉地区城市土地利用评价指标体系,利用主成分分析方法对长春、吉林2市的城市土地集约利用状况进行评价,并对其进行对比分析.结果表明:2005 ～ 2012年,长春、吉林2市的城市土地利用水平差异较小,且均逐步提高,基本呈现粗放→低度集约→中集约的发展趋势.