3S技术支持下的土地利用/覆被变化动态监测

针对传统土地利用/覆被变化动态监测技术方法的不足,论述了3S技术支持下土地利用/覆被变化动态监测的方法和主要技术路线,简要地分析了土地利用/覆被变化动态监测过程中应用3S技术的主要优势及其应用前景.同时,结合"四川省生态环境动态监测综合调查与评价"项目,在综合分析四川省土地利用状况及其动态变化基础上,探讨了林地、耕地、草地等土地利用/覆被变化及其原因,为四川省土地利用和管理、生态环境建设提供科学的依据.     

永吉县2000～2020年土地利用变化及其驱动力分析

土地利用变化是反映人类对环境影响的重要指标,对其进行研究是人类实现对土地永续利用的重要手段。本文利用GlobeLand30所提供的研究区2000年和2020年两期遥感解译数据,在ArcGIS平台的支持下,综合运用单一土地利用动态度、土地利用程度和土地利用转移矩阵等研究方法对土地利用变化情况进行了刻画,并从自然、社会和经济三个方面对土地利用变化驱动力进行了分析。研究结果表明:该区域土地利用类型结构变化不一,草地、建设用地和林地变化幅度较大,耕地和其他地类结构相对稳定;研究区整体土地利用程度相对较低,有缓慢上升趋势;土地利用类型相互转换明显,其中,主要表现为耕地向建设用地转换,水体向湿地转换;驱动力方面自然和经济因素是土地利用变化的主要驱动力。     

利用“3S”技术进行区域土壤侵蚀研究——以四川省泸定县冷碛镇为例

为解决当前区域土壤侵蚀量快速调查的问题,以四川省泸定县冷碛镇为研究区,直接引入修正土壤流失方程(RUSLE),利用遥感影像和其他非遥感数据,选取了合适的影响因子,快速地获取了该区域的土壤侵蚀状况,并研究了土壤侵蚀与土地利用的相互关系。研究结果表明:冷碛镇大部分土地属于微度和中度侵蚀,少量土地属于极强烈和剧烈侵蚀;侵蚀强度大的区域多为植被覆盖度低得区域,如:未利用土地和部分无作物覆盖耕地。该研究为冷碛镇的土地利用和水保决策提供了依据。     

河北太行山区土地利用变化及其社会驱动机制分析

以河北太行山区为例,从土地利用动态变化入手,结合社会经济因素,定性与定量地探讨土地利用变化的驱动力;基于1987年和2000年两期遥感影像提取土地利用信息,分析土地利用类型数量、速度和结构等变化;通过构建土地利用结构与社会经济数据的相对变化数据库,建立社会经济驱动因素指标体系,对土地利用变化的驱动力进行相关分析和主成分分析;在定量分析基础上,从人口、经济、科技和政策等4个层面揭示其社会经济驱动机制.     

基于Landsat遥感影像的土地利用变化研究初探

基于Landsat遥感图像,利用ERDAS软件进行数据处理,分别对不同时段中土地利用和土地覆盖情况变化进行统计分析。结合遥感影像解译成果和统计分析对土地利用及其覆盖的研究,为科学管理和合理利用土地资源提供了理论依托。近年来,人们的生活方式发生了比较大的改变,而耕地和林地的退化反映了传统农耕的逐步衰退,建设用地正逐步取代耕地,这也为区域可持续发展提供了理论依据。     

城市化视角下的土地利用变化研究综述

城市化的物质本质是一种最强烈的土地利用变化,土地资源配置、土地利用空间格局以及土地利用变化驱动都与城市化密切相关。为此,综述了土地资源配置研究中的城市化政策、城市用地集约利用以及优化配置的技术;并针对土地利用空间格局涉及的城市与农村地域格局、立体发展格局以及遥感等技术的应用展开了综述;同时,综述了土地利用变化驱动面临的耕地非农化、土地利用/覆盖变化、土地生态问题;最后,提出了利用系统动力学原理研究城市化与土地利用变化耦合的设想。     

基于RS和GIS的土地利用/覆被变化及其功能转型特征分析——以新疆叶城县为例#br#

以土地利用遥感影像数据解译的基础及相关遥感技术支持,将土地利用类型分为6大类型的LUCC数据源,通过选取土地利用动态度与土地利用程度指数,结合采用土地利用程度和转移矩阵模型,对新疆喀什地区叶城县近15年的土地利用/覆被变化及其功能演变进行综合分析。研究结果表明：2005—2020年期间叶城县的草地、耕地、水域面积及建设用地整体呈现增长的趋势,分别增加421.21 km2、181.25 km2、120.49 km2、7.37 km2,沙地、冰川及永久积雪、林地及其他未利用地面积在不断减少,分别减少 320.58 km2、303.92 km2、61.16 km2、43.21 km2;土地利用程度方面,在近15年研究区的土地利用程度呈现上涨,表明土地利用正处于发展期,尤其是2010—2015年期间土地利用程度指数与其他时期相比较高;由土地利用转移矩阵可知：研究区主要转入土地类型为耕地、草地、建设用地、水域等,土地面积都呈现一定幅度的增加,而林地、沙地、冰川及永久积雪和其他未利用地的面积都有所减少;在研究期间,土地利用功能类型中生态生产用地增加幅度最大,增加480.92 km2,其次是生产生态用地排列第二,为181.02 km2,而生态容纳用地呈现减少趋势,减少667.82 km2,说明叶城县土地利用功能类型的变化受到人为影响较大。研究结果可为新疆叶城县土地资源的可持续利用,科学管理和生态规划提供依据。     

基于多智能体模型的银川平原土地利用情景模拟

基于多智能体模型研究了土地利用变化的模拟问题。以银川平原为例,以2002年和2014年的遥感影像为基础数据源,在对2002—2014年土地利用变化特征及其驱动因素分析的基础上,选取了政府、农户、城镇居民3种智能体,结合经分析选取的自然因素、社会因素和经济因素3方面5个主要驱动力因素对3种智能体的决策行为进行逐个分析,构建多智能体的行为规则,建立了基于多智能体模型的土地利用空间格局模拟模型。在此基础上,对研究区自然禀赋情景、社会经济发展情景、基本农田保护情景下的土地利用空间格局进行了模拟。结果表明,基于多智能体的土地利用模型能够较好地模拟复杂土地利用变化;在影响土地利用变化的各因素中,政策性因素对区域土地利用变化影响较为明显。     

湖南桃源县土地利用动态变化研究

研究土地利用/土地覆盖动态变化是研究全球变化的核心。文章以地理信息系统为研究手段,利用重心模型和时间序列动态模型对桃源县2000年～2009年的土地利用变化动态度及其重心进行了分析,得出耕地正在向东北方向扩展,园地向东南方向扩展,林地向东部偏南扩展,建设用地向西北方向扩展的结论,以期对桃源县的土地利用提供指导作用。     

基于TM遥感图像的土地覆盖类型识别分析——以和田河两岸绿洲为例

土地利用/覆盖变化（Land Use/Cover Change,LUCC）是全球土地利用/覆盖研究的一个主要核心内容。和田河两岸绿洲的可持续发展对干旱半干旱地区具有理论与现实意义。以和田河两岸地区为研究对象,利用1994年和2008年的Landsat TM/ETM+遥感影像,结合GIS技术提取分析和田河两岸地区1994年和2008年间土地利用动态变化信息,为今后该研究区土地的可持续利用与城市发展规划提供参考。      

Changing water allocations and land use and the design of small scale irrigations schemes

In an earlier article in this journal Robert Hecht argued that in the design of small scale irrigation systems a study of the existing land and water rights is essential. This paper suggest that a study of existing land and water rights alone does not suffice, but that the intended changes in water availability have to be taken into account as well. Using examples from a small-scale irrigation project in Balochistan (Pakistan), the paper discusses four categories of changes in water availability, i.e. new development: major increase in available water; marginal increase in available water and integration of independent systems. Each one of these categories has a different impact in terms of changes in land and water rights, changes in the water distribution system and selection of command area. To accomodate these changes close consultation with the water users is required during the development of the scheme, and designs will often evolve incrementally.     

湖南省耕地资源动态变化驱动力分析

以湖南省为例,动态分析耕地资源数量变化,运用因子分析和主成分分析法构建湖南省耕地资源变化驱动因子体系,对影响区域耕地资源数量动态变化的自然、人口、社会经济发展水平、农业发展水平和非农建设用地等进行定量分析,揭示耕地变化的驱动机制。基于此,运用多元线性回归分析,构建了湖南省1997-2007年耕地变化回归模型,分析了各驱动影响因子对耕地资源数量变化的作用。结果表明,湖南省耕地变化的驱动因子分别为经济发展因子、资金投入因子、科技进步和政策驱动因子等4大类,且长期影响着湖南省耕地面积变化,并在未来还将继续影响。其中,前3类因子使耕地面积逐年递减,而政策因子则对湖南省耕地面积变化起着双层作用。     

Peasant emigration and land-use change at the watershed level: A GIS-based approach in Central Mexico

Demographic changes introduced by migration strongly affect economic activities and may thus trigger land-use changes. Migration has been usually overlooked in land use change modelling, even though it is recognized as a dominant demographic factor that influences land use. This paper analyzes to what extent migration patterns influence land-cover and land-use change at the watershed level. A RS-GIS and statistical approach was used to quantify and analyze both land-cover change and change in population per spatial unit. It was hypothesized that migration should exert a strong effect on land-cover change. The exercise was carried out in the Basin of Lake Cuitzeo, Michoacan, in Central Mexico, an area of high emigration to the USA, albeit showing a net increase in its total population. The expansion of scrubland areas at the expense of rain-fed agricultural land is associated with the abandonment of agricultural land with poor soils. As a consequence, vegetal succession has been promoted and subtropical scrubland increased.     

Changes in land tenure and use during thirty years of small irrigation system operation

This article provides a detailed case study of land tenure and use during 30 years of small irrigation system operation in Niger Republic. In contrast to larger systems in the region, the state-sponsored system that was studied has developed certain management polices which accommodate farmer preferences and increase farmers' sense of control over the lands they cultivate. The initial process of land expropriation and redistribution, subsequent changes in parcel tenure and land use practices, and concessionary changes in system management by state authorities are reviewed in detail. A long-term policy of parcel inheritance and subdivision within households has resulted in a 37% reduction in mean holding size, a 54% increase in parcel holder population, and greater equity of parcel distribution among beneficiaries. Most parcels have remained within the extended families of the original parcel recipients during the life of the system. Characteristics of land tenure and use policy that have enhanced beneficiary incentives and project sustainability are summarized and a closer examination of the applicability of similar policies and practices among other systems in the region is suggested. Specific areas for future, related research are also proposed.     

Agrarian transition and lowland–upland interactions in mountain areas in northern Vietnam: application of a multi-agent simulation model

The agrarian transition that accompanied the decollectivisation of agriculture in the northern Vietnam uplands challenges traditional approaches to land use analysis. In the 1980s, a series of reforms progressively returned means of production to individual farmers. Over the same period the mountains in the study area lost 50% of their forest cover. This paper provides an overview of the impact of changes in government policies on farmers’ practices, on land use, and on environmental dynamics. It applies a multi-agent simulation model to validate the hypotheses derived from household survey and remote sensing data about the mechanisms linking the allocation of paddyland to farm households with shifting cultivation on the hillsides, and deforestation. The model explains the diversity of the current land use systems by analysing the interactions between land tenure policies in the lower part of the toposequence and the dynamics of land use in the upper part. The findings are based on an extensive diagnostic survey of a number of representative sites, on generation of primary data from an intensive survey of 50 randomly selected households, and on insights gained by the authors during their long association with an action research project using a participatory observation method. The authors also explore whether the modelling approach can capture the main features of complex human-environment interactions of a site and can help apply the findings to the broader agroecosystem the site represents.     

三江平原典型流域土地利用格局变化与空间分异研究

以遥感和DEM数据为基本信息源,基于网格采样研究方法,利用动态度模型分析土地利用空间异质性规律,并从集水小区角度出发研究土地利用空间自相关格局。结果表明:挠力河流域土地利用变化呈现明显的阶段性,1990—2002年耕地面积增幅最大,且以水田增加为主,2002—2014年整体面积变化趋于缓和;1990—2002年土地利用变化剧烈程度显著强于2002—2014年,前后以趋缓为主,加剧区域较少;流域不同方向上动态度均具有较好的拟合趋势,不同时间段拟合趋势差异大,但基本保持东北方向变化剧烈程度强于西南方向的态势;1990—2002年,各集水小区动态度呈现明显的高-高型和低-低型集聚趋势,空间自相关关系显著,2002—2014年,高-高型数量显著减少,且多为旱地水田化发生区,动态度集聚性变差,差异逐渐趋于缓和,未来应根据集水小区的空间自相关格局进行土地利用开发管理,应重点关注高-高型土地利用问题,适当挖掘低-低型开发潜力,对高-低型进行开发控制,对低-高型进行重点开发引导。     

Systematic design and evaluation of crop rotations enhancing soil conservation, soil fertility and farm income: a case study for vegetable farms in South Uruguay

Rapid changes in the social and economic environment in which agriculture is developing, together with the deterioration of the natural resource base threatens sustainability of farm systems in many areas of the world. For vegetable farms in South Uruguay, survival in the long term depends upon the development of production systems able to reduce soil erosion, maintain or improve physical and biological soil fertility, and increase farmer’s income to socially acceptable levels. We propose a model-based explorative land use study to support the re-orientation of vegetable production systems in South Uruguay. In this paper we present a new method to quantitatively integrate agricultural, environmental and socio-economic aspects of agricultural land use based on explicit design objectives. We describe the method followed to design and evaluate a wide variety of land use activities for Canelón Grande (South Uruguay) and we illustrate the usefulness of this approach in an ex-ante evaluation of new farming systems using data from 25 farms in this region. Land use activities resulted from systematic combination of crops and inter-crop activities into crop rotations, different crop management techniques (i.e., mechanisation, irrigation and crop protection) and animal production. We identified and quantified all possible rotations and estimated inputs and outputs at crop rotation scale, explicitly considering interactions among crops. Relevant inputs and outputs (i.e., soil erosion, balance of soil organic matter and nutrients, environmental impact of pesticides, labour and machinery requirements, and economic performance) of each land use activity were quantified using different quantitative methods and following the target-oriented approach. By applying the methodology presented in this paper we were able to design and evaluate 336,128 land use activities suitable for the different soil types in Canelón Grande and for farms with different availability of resources, i.e., land, labour, soil quality, capital and water for irrigation. After theoretical evaluation, a large subset of these land use activities showed promise for reducing soil erosion, maintaining soil organic matter content of the soil and increasing farmer’s income, allowing improvement of current farming systems in the region and providing a widely diverse set of strategic options for farmers in the region to choose from. This method can be used as a stand-alone tool to explore options at the field and farm scale or to generate input for optimisation models to explore options at the farm or regional scale.     

基于GLC30数据的近20年海南岛土地利用动态变化研究

土地利用/覆盖变化（land use/cover change,LUCC）是当前全球变化研究的核心内容之一。近20年来,受自然环境和人文社会经济双重影响的海南岛土地利用变化显著,但其时空动态变化特征及其格局尚不明确。基于GLC30全球地表覆盖数据,分析了海南岛近20年来土地利用时空分布格局、时空动态变化。结果表明,海南岛土地利用/覆盖类型空间分布格局以耕地和林地为主,耕地主要分布在沿海地区,林地主要分布在中部山区。2000—2010年海南岛土地利用时空变化格局以林地面积增加为主,主要由耕地、草地、湿地和水体转化而来;2010—2020年海南岛土地利用时空变化格局以耕地和建筑用地显著增加为主,耕地增加主要来源于林地的转化,建设用地的增加则来源于耕地和林地。2000—2020年,海南岛林地和建筑用地面积显著增加,耕地和草地明显减少;湿地、水体、裸地和海域的面积变化较小。林地增加的区域主要分布在海南岛中部山区及东北部文昌市,大部分由草地转化而来;建筑用地主要来自于耕地、林地和草地的转化,另一部分则来自于湿地、水体和海域的开发,主要分布在海南岛沿海城镇居民点的周边地区;耕地减少主要是转化为林地,分布在海南海口、昌江、琼海和万宁等市县;草地减少区域主要分布在海南岛中部山区,转化为林地。2000年、2010年和2020年海南岛土地利用程度在各个时期变化较小,总体数值处于中间偏上水平,表明海南岛土地利用/覆盖变化的稳定性较高,人类对土地的开发强度适中。通过本研究可为海南岛土地利用合理开发及未来海南自由贸易港建设提供科学参考。      

喀斯特山区贫困乡村土地利用的地形梯度特征

为厘清喀斯特地区小尺度土地利用在地形梯度的特征。基于0.5 m分辨率的Pleiades遥感影像和DEM数据,在ArcGIS技术支持下,采用人工目视解译方法,进行土地利用分类和地形位指数计算,并利用Fragstats 4.2软件,从景观生态学视角,分析4种不同喀斯特地貌的典型乡镇土地利用的地形梯度特征。研究发现:4个不同地貌乡镇的斑块数量(NP)和斑块形状指数(LSI)变化在地形位梯度上存在相似性,而与斑块所占景观面积(PLAND)变化规律有明显不同。斑块水平上各指标变化在4个地貌乡镇之间存在一定差异。随着地形位指数增加,4个乡镇的聚集度(AI)和蔓延度(CONTAG)整体上呈增加趋势,而4个地貌乡镇的香浓多样性指数(SHDI)和连接度(COHENSION)变化存在差异。不同地貌的土地利用结构的差异是形成不同喀斯特地貌贫困乡村土地利用梯度特征的重要因素。