西部荒漠典型区LUCC及景观格局时空变化驱动机制研究 ——以尉犁县为例

在GIS和遥感技术支持下,利用景观生态学的相关指标,采用1995年和2000年Landsat TM影像为基础数据,对塔里木河流域核心区—尉犁县土地利用/覆盖变化过程进行了定量分析。结果显示:土地利用覆被动态变化是"二增三减",即耕地、建设用地面积增加,林地、草地、未利用地面积减少。景观分析表明:在人类活动的干扰下,斑块数目增加,景观破碎度上升,景观多样性下降,草地优势度降低,耕地和未利用地优势度增加,研究区生态系统结构趋向简单,功能趋向减弱。驱动力分析表明,研究区的人类活动历史、人口素质、开发方式对土里利用/覆盖变化的发展趋势有决定作用,降水、风速、土壤质地、植被覆盖度等自然因素对其也有一定影响。     

近25 a关中地区土地利用及其景观格局变化

近25 a来,受自然环境和人类活动的影响,陕西省关中地区土地利用及景观格局发生了明显变化。以陕西省1990—2015年4期30 m栅格土地利用数据为基础,利用GIS技术和景观生态学方法,对研究区土地利用和景观格局时空变化特征及其驱动力进行分析。结果表明:(1)研究区土地利用类型以耕地、林地和草地为主,其中耕地面积最大,1990、2000、2010、2015年分别占46.25%、45.81%、44.73%和43.94%;(2)研究期内,耕地、草地面积持续减少,其中耕地减少面积较大,减少了12.79×104hm~2,林地、水域、城乡工矿居民用地面积均呈增加趋势,城乡工矿居民用地面积增加了14.94×104hm~2,增加幅度69.88%,未利用土地减少0.58×104hm~2,减少幅度38.16%;(3)由于人类活动干预,研究区土地利用类型相互转化频繁,主要表现为耕地转为城乡工矿居民用地、草地和林地,草地去向和来源主要为耕地和林地,林地去向和来源主要为耕地和草地等;(4)研究区景观形状指数、香农多样性指数和均匀度指数分别从204.693 4、1.774 6、0.574 1上升到211.805 5、1.851 8、0.599 1,表明景观破碎化程度升高,异质性增加;(5)研究区土地利用景观格局变化的驱动因素是社会经济发展及区域政策和农业生产。     

讨赖河流域近30年土地利用与景观格局动态

以讨赖河流域1976年Landsat MSS、1989年、2000年和2010年的Landsat TM 4期遥感影像为数据源,运用土地利用变化幅度、动态度、转移矩阵等方法,并结合景观指数,采用主成分分析方法,分析了流域1976-2010年间的土地利用/覆被和景观格局的变化及其驱动力。结果表明：近34年,研究区耕地和城乡建设用地所占比例持续上升,分别由4％和0．04％增加到7．4％和0．26％;冰川和永久性积雪、草地面积则分别减少897．98 km2和383．69 km2。各土地利用类型中以城乡建设用地的动态度最高,达16．13％,耕地次之。土地利用类型间主要转移方向为：冰川和永久性积雪转化为裸岩石砾地,戈壁转化为耕地,林地与草地间相互转化。整个景观的斑块密度先增大后降低,最大斑块指数先减小后增大,景观趋于更加破碎,景观的多样性先减小,后增加。人口增长和经济发展因素是研究区土地利用/覆被变化的最直接驱动力,同时也受气候因素的影响。     

基于景观邻接特征的绿洲生态安全变化分析——以土库曼斯坦马雷绿洲区为例

基于2001年和2010年的遥感影像数据,以土库曼斯坦马雷绿洲为研究区,建立景观生态安全评价模型,分析2001—2010年马雷绿洲区的景观生态安全格局变化。结果表明:1强烈的人类活动使马雷绿洲区的耕地、建设用地面积剧增,沙地、撂荒地面积有所增加,林地、草地、盐碱地、水体面积减少;2草地、耕地、林地、水体受沙漠化威胁程度有所加重、受盐碱化威胁程度有所减轻,建设用地受沙漠化和盐碱化威胁程度则均有所减轻,草地和耕地是受沙漠化和盐碱化威胁程度较大的斑块类型,建设用地受威胁程度最小;3整体而言,马雷绿洲区的生态安全受沙漠化威胁度有所加重,受盐碱化威胁程度有所减轻。     

土地利用/覆被变化对区域蒸散发影响的遥感分析——以吉林省乾安县为例

以吉林省西部乾安县为例,基于Landsat TM和ETM+影像,分析该区1989年和2001年2期土地利用/覆被变化对区域蒸散发的影响。结果表明:从1989-2001年,乾安县土地利用/变化显著。草地→耕地、草地与不同程度盐碱地、不同程度盐碱地内部的转换为主要土地利用变化类型。12年来,不同土地利用类型的平均日蒸散量格局基本一致,表现为:水体>湿地/耕地>林地>草地/轻度盐碱地>居民用地>中度盐碱地>重度盐碱地。其中,59.6%的地表蒸散强度变化区的土地利用/覆被发生变化。草地→耕地、草地→不同程度盐碱地、不同程度盐碱地→草地的蒸散强度变化以基本不变、减少、增加为主;由轻度盐碱地向重度盐碱地逐渐转变时,蒸散强度降低,反之增加。由于草地的植被覆盖度减少,其蒸散强度降低,而林地、居民用地、轻度盐碱地的植被覆盖度增加,蒸散强度以增加为主。     

塔里木盆地南缘绿洲土地覆盖变化及驱动力

以塔里木盆地南缘的策勒绿洲为研究区,基于4期土地利用和遥感影像、以及气象、水文和社会经济数据,分析了1990—2018年策勒绿洲土地利用/覆被变化特征。结果表明:(1)策勒绿洲各土地利用类型发生明显转变,农田面积向四周扩增,林地分布区域发生大幅度转移,不同覆盖程度的草地之间转化频繁。(2)绿洲共有138.41km2的面积发生转变,占总面积的53.85%,各类型的单一动态度依次为:高覆盖草地农田低覆盖草地建设用地中覆盖草地未利用土地林地,双向动态度依次为:高覆盖草地农田低覆盖草地建设用地林地中覆盖草地未利用土地。(3)绿洲林草植被指数低于0,表明林地和草地一直处于退化的状态;绿洲土地利用变化驱动力主要为人口、降水以及径流量。     

陇东黄土高原土地利用、覆盖变化及驱动力分析

从土地利用和土地覆被的角度出发，利用RS和GIS技术，分析了20世纪最后15a该区土地利用和土地覆被变化在数量、结构和类型上的特点，并进一步分析了该区土地利用／土地覆被变化的驱动力，得出以下结论。15a间除建设用地和草地面积增加外，其他土地利用类型都呈现出不同程度减少。其中耕地减少了20691hm^2，主要转变为建设用地，且减少的耕地多为位置相对优越。产量较高的优质良田；林地减少了12269hm^2，主要转变为草地、早地和建设用地；草地的面积增加了33488hm^2，主要源自干林地和耕地的变化；交通建设用地高速增长，15a间增加了9278．8hm^2。该区土地利用和土地覆被变化的驱动力主要为自然因素、人口压力、经济因素及宏观政策等。     

近20 a塔里木河干流区土地利用变化特征

基于GIS技术及景观生态学原理,利用塔里木河干流区4期（1990年、2000年、2005年和2008年）土地利用遥感影像解译数据,研究近20 a塔里木河干流区土地利用的变化特征。结果表明：塔里木河治理后的10 a干流耕地面积增加了1.03×10⁵ hm²,耕地动态度增加较大,盐碱地面积增加了7.13×10⁴ hm²,较治理前增速呈减缓态势;草地面积约减小了4.91×10⁵ hm²,林地、水域面积呈先增加后减小的趋势,但两者动态度减小。沙地、盐碱地的动态度减小,表明塔里木河综合治理基本抑制了干流区盐碱地、沙地面积增加的速度。同时,土地利用类型转移的方向主要是草地、林地、耕地、沙地之间的相互转化。塔里木河综合治理引起干流区水资源的再分配,对耕地、林地和盐碱地面积的变化影响较大;从各景观类型指标分析,聚集度指数明显降低,说明景观破碎度和连通性降低;而多样性指数和均匀度指数增加,表明区域景观异质性增加,稳定性增大。这些变化可能导致土壤表层积盐,沼泽地面积减少。本研究将有助于对综合治理工程的实施效果进行综合评估。     

河西走廊荒漠化区域景观动态及变化机理分析

应用马尔科夫模型法 ,对河西走廊荒漠化区域景观动态及变化机理进行分析研究 ,结果表明 :河西走廊的景观基质以沙漠和戈壁为主 ,在过去近半个世纪里没有发生根本性变化 ;各景观要素的斑块大小及变化特点是戈壁、流动沙地和半固定沙地等类型的平均斑块面积较大 ,且呈增大态势。而林地、固定沙地、水域和耕地等类型的平均斑块面积较小 ,并且呈减小态势 ;1 949～ 1 995年 ,景观要素转化速率较高的类型主要为耕地、草地、林地、固定沙地和半固定沙地 ,主要的转化形式有流动沙地与固定沙地、半固定沙地间的相互转化 ,盐碱地、耕地、草地、固定沙地、水域等向半固定沙地的转化 ,草地和水域向固定沙地的转化 ,各种不同土地类型向潜在沙化土地转化 ,以及耕地、林地、草地三者之间的相互转化。景观动态表明 ,该区域土地退化极易发生 ,而生态恢复则相对困难 ,区域景观格局总体上呈现向荒漠化方向发展态势。     

基于马尔科夫模型的乌审旗景观格局模拟与预测

在遥感与GIS的支持下,以2000年和2005年两期30m分辨率的TM遥感影像作为基础数据,获取乌审旗景观类型的转化数据,确定相应的转移概率矩阵,应用马尔科夫模型模拟景观的动态演变情况并预测未来景观演变的趋势。结果表明:(1)从2000-2005年,居民地、草地和水域景观面积增加迅速,分别增加了32.26%、16.9%和9.83%。工矿用地景观面积变化不大,增加了0.46%。沙地、草地和林地景观转换频繁,其中草地增加了575.38km2,沙地增加了137.45km2,林地减少了444.58km2。耕地景观减少了121.82km2,主要是向草地和林地景观的转换;其它未利用地减少了81.14km2,主要是向草地和沙地转换。(2)利用马氏过程模型,得到未来研究区景观面积的变化趋势:草地、居民地持续增加,其它未利用地、耕地、林地、水域、沙地持续减少,工矿用地有较小幅度的增加。当到达稳定期时,各类景观面积百分比分别为:耕地占0.58%,林地占5.1%,草地占38.70%,水域占0.29%,居民地占0.22%,沙地占54.11%,其它未利用地占0.40%,工矿用地占0.60%。可见,该旗未来景观以城市建设用地尤其是居民地建设用地景观的面积增加为主;退耕还草、围封草场等工程措施的实施,使得耕地面积减少、草地面积增加;沙地仍然是未来景观的主要类型。     

吉林省近20年土地利用变化及驱动力分析

本文在 GIS平台支持下 ,分析了近 2 0年来吉林省土地利用变化的空间格局 ,阐明了耕地变化的人文驱动力。结果表明 ,1 980 - 2 0 0 0年 ,吉林省土地利用变化主要趋势为草地、林地、未利用地转化为耕地 ,其中草地向耕地的转化占总变化面积的 35 .0 1 % ,动态度最大。人文景观的影响程度有所增强。吉林省土地利用变化空间差异明显 ,西部变化较为剧烈。草地和未利用地转为耕地主要分布在西北部地区 ,林地转耕地多分布在森林边缘地带 ,耕地向城镇用地转化主要分布在中部城市聚集区 ,西部地区部分草地退化导致其向未利用地转化。人口增加、经济发展和宏观政策是该区域土地利用变化的主要驱动力。     

20世纪70年代中期以来奈曼旗土地利用变化及生态环境效应研究

本文在遥感技术与GIS技术支持下,以内蒙古自治区奈曼旗近二十五年来的土地利用为例,对土地利用/覆盖的时空演变、景观格局变化及其生态环境效应进行了探讨。结果表明:1976—2000年间,奈曼旗发生土地利用变化的面积约占总面积的22.70%,发生变化的土地总面积为184015.51hm2。林地、未利用地面积明显增加,耕地面积明显减少,减少幅度约为21.86%。景观斑块的聚集程度变小,破碎程度加大,趋于离散分布。从生态效应上来看,土地利用变化引起的生态环境质量变化呈现出改善和恶化并存的趋势,主要表现在草地生态功能的退化以及土地的沙化、盐碱化,沙地有扩展蔓延趋势;林地面积的增加、耕地面积的减少对提高区域生态质量和生态功能起到了积极的作用。     

Response of ecosystem service value to land use/cover change in the northern slope economic belt of the Tianshan Mountains,Xinjiang, China

Land use/cover change (LUCC) is becoming more and more frequent and extensive as a result of human activities, and is expected to have a major impact on human welfare by altering ecosystem service value (ESV). In this study, we utilized remote sensing images and statistical data to explore the spatial-temporal changes of land use/cover types and ESV in the northern slope economic belt of the Tianshan Mountains in Xinjiang Uygur Autonomous Region, China from 1975 to 2018. During the study period, LUCC in the study region varied significantly. Except grassland and unused land, all the other land use/cover types (cultivated land, forestland, waterbody, and construction land) increased in areas. From 1975 to 2018, the spatial-temporal variations in ESV were also pronounced. The total ESV decreased by 4.00×10⁸ CNY, which was primarily due to the reductions in the areas of grassland and unused land. Waterbody had a much higher ESV than the other land use/cover types. Ultimately, understanding the impact of LUCC on ESV and the interactions among ESV of different land use/cover types will help improve existing land use policies and provide scientific basis for developing new conservation strategies for ecologically fragile areas.     

黄土台塬区土地利用/覆被变化定量研究——以陕西省咸阳台塬区为例

以2000年、2010年的TM遥感影像以及数字高程模型、水系、铁路、公路、降雨量、气温等数据为基础,综合运用Binary Logistic和CA-Markov模型,对陕西省咸阳台塬区的土地利用格局进行模拟,并对咸阳台塬区2020年的土地利用进行预测。结果表明：① 2000-2010年,建设用地和林地呈增加趋势,而耕地、草地、水域和未利用地呈减少趋势,其中耕地减少的趋势与建设用地增加的趋势基本一致。② 从土地利用转化的方向来看,草地主要转化为林地,其次流向耕地、建设用地和水域;建设用地和林地主要来源于耕地;林地和水域面积变化不太明显,而未利用地则主要是由耕地转化而来,并少量流向耕地。③ 对Binary Logistic回归模型的研究结果图层进行组合,并将其作为CA-Markov输入参数中的适宜性图层,可以拓展CA-Markov模型的应用范围,同时也在一定程度上提高了模拟的预测精度。④ 到2020年建设用地面积急剧增加,增加的区域主要集中在原有建设用地周边,扩展的趋势主要是沿着道路和铁路沿线,建设用地变化最为明显的区域主要集中在咸阳市的秦都区三原县。     

窟野河地区基于小流域尺度的土地利用动态变化研究

在3S技术的支持下,以内蒙古伊克昭盟窟野河流域2002和2006年的LandsatTM影像为信息源,对比分析2002~2006年窟野河流域中的高皂依小流域,奎洞小流域(非沙区水土保持治理区)以及泊尔洞小流域,圪丑沟小流域(沙区水土保持治理区)水土保持治理前后的土地利用变化及其差异。结果表明:二者5年的土地利用均发生了不同程度的变化:1)从土地利用结构的总体变化趋势来看:前者主要表现为低覆盖度草地显著减少,中、高覆盖度草地面积增加;后者主要表现为沙地的大幅度下降,中覆盖度草地增加,高覆盖度草地及有林地面积增加。2)从土地利用类型转化速度来看:前者以中覆盖度草地及耕地这两种土地利用类型变化速度最小,高覆盖度草地和疏林地变化速度最大;后者以沙地变化速度最快,呈急剧下降态势,中覆盖度草地增加速率较其它类型快。3)从土地利用类型之间的转化来看:前者以中、低覆盖度草地转化为有林地,中、低覆盖度草地之间的相互转化为主。后者以沙地向低覆盖度草地、疏林地和中覆盖度草地转化为主。研究区土地利用动态变化情况表明在该区实施的各项水土保持工程效果良好。     

黄河源区土地利用和景观格局变化及其生态环境效应

基于TM/ETM卫星遥感数据,运用ArcInfo软件和景观生态学方法,对黄河源区1986～2000年土地利用和景观结构的时空变化特征进行了研究。结果表明:源区林地、湿地、草地和冰川面积减少,建设用地、耕地和未利用土地面积显著增加,土地综合利用程度下降。景观破碎化程度加剧,分维数和多样性指数增加,优势度提高,景观异质性增强。黄河源区脆弱的生态体系对土地利用变化响应强烈,造成水土流失与沙漠化程度加剧,导致大范围高寒草甸、草原植被退化,湿地萎缩。区域气候变化及其引起的冻土环境退化,以及所叠加的不合理的人类经济活动和较为严重的鼠虫害是黄河源区生态环境急剧恶化的主要成因。     

东北典型农区土地利用变化的生态效应研究——以公主岭市为例

在人为活动占优势的景观内,不同土地利用方式和强度产生的生态效应是不同的,并且可以直观地反映在生态系统的结构和组成上。因此,本文利用Landsat TM和MSS遥感数据,以具有相对完整的自然生态过程的小流域作为评价单元,借助GIS空间分析和地统计分析功能,从景观生态学角度提出了景观生态指数来反映LUCC变化所带来的生态效应。研究发现,公主岭市1975—1986年间由于土地利用/土地覆被变化造成的生态风险不断增加,随后逐渐减小,到2000年局部地区又有所回升,这种变化与该地区土地利用类型的变化,特别是耕地、林地和草地的变化趋势呈高度相关,说明该地区土地利用/土地覆被变化对生物多样性及生态安全具有重要影响。     

基于遥感的陕蒙交界地区土地利用变化研究

选取陕蒙交界典型地区,利用1989、1999、2001、2002年4期遥感数据,通过土地利用类型变化量和变化率研究该地区土地利用类型变化的空间差异与影响。结果表明:该地区土地利用变化表现为湖泊和林草地/耕地面积减少,沼泽、沙丘稀灌和沙丘面积增加。湖泊和林草地/耕地面积减少了29.20km2和256.75km2,分别减少32%和16%;沼泽、沙丘稀灌和沙丘面积增加了20.60km2、131.89km2和129.7km2,分别增加了70%、7%和28%。影响因素分析表明,近20年来该地区气候变化呈暖干化的趋势,气温上升、降雨量下降;同时,陕蒙交界地区近20年来总人口增加了一万多,羊只数增加了3倍多,农业和畜牧业发展迅速,对当地的土地利用格局变化产生重要影响。     

松嫩平原西部农牧交错区土地利用变化及驱动力分析——以吉林省通榆县为例

选取吉林省通榆县为研究区,以1986年-2006年4期遥感影像为基础数据源,在GIS技术支持下,分析近20年来农牧交错区土地利用变化的时空动态特征,结合气象、人口等多源数据资料解析县域土地利用变化的自然和人文驱动力。结果表明:耕地、草地和盐碱地是通榆县土地利用的主要类型,近20年来,耕地面积增加了近53%,草地面积则减少了1165km2,耕地与草地的相互转化是研究区内土地利用变化的主要过程;区域土地利用变化的速度是明显减缓的;耕地以向周围区域扩展的方式不断增加,分布于中部和南部、西北部的草地则连片消失;气候、土壤、植被和水文地质等自然环境条件是区域土地利用格局形成的基础,人口增长、土地利用政策和不合理的开发活动等人为因素则是影响和控制区域土地利用变化方向的主导驱动力。     

土地利用变化对松嫩平原腹地生态系统服务价值的影响

应用1989年和2000年Landsat TM影像解译数据分析松嫩平原腹地土地利用变化情况,制定单位面积生态系统服务价值系数,计算松嫩平原腹地生态系统服务价值,研究土地利用变化对生态系统服务价值的影响.结果表明,在11 a间,松嫩平原腹地土地利用变化呈现耕地、城镇用地、碱地、林地、沙地迅速增加,草地、水域和湿地大幅度减少的"5增3减"趋势.土地利用景观格局的变化降低了生态系统的服务功能,使其生态系统服务总价值从1 366.070亿元/a下降到1 017.044亿元/a.