基于轨迹分析的2003-2010年华东地区土地覆被变化对土壤水分的影响研究

[目的]分析华东地区土地覆被变化过程对土壤水分的影响,以期能够揭示土地覆被变化对土壤水分的影响机理.[方法]应用MODIS三级土地覆被产品MCD12Q1,采用轨迹分析方法描述20032010年耕地和林地轨迹变化过程;选择基于AMSR-E土壤水分数据的降尺度反演结果作为描述土壤水分变化的数据,研究华东地区土地覆被变化对土壤水分的影响.[结果](1)每种土地覆被类型均有3种轨迹变化形式:研究年限内面积增加的轨迹、面积减少的轨迹、研究年限内未发生面积变化的轨迹;(2)在耕地和林地3种轨迹变化过程中,土壤水分含量均表现出下降的趋势.(3)在林地的3种轨迹变化过程中,土壤水分含量大小顺序为:未发生轨迹变化的林地＞林地面积增加的轨迹＞林地面积减少的轨迹;在耕地的3种轨迹变化过程中,土壤水分含量大小排序为:耕地面积减少的轨迹＞耕地面积增加的轨迹＞未发生轨迹变化的耕地;(4)耕地、林地轨迹变化过程对土壤水分的影响均与时间年限有关,至少需要7 a林地土壤水分含量达到最大值,此时耕地土壤水分含量达到最小值.[结论]作为华东地区主要的土地覆被类型,耕地和林地在2003-2010年的所有变化轨迹过程中,土壤水分均呈现下降趋势,且土壤水分随着育林年限和耕种年限的增长分别增加和减小,并在第7 a分别达到最大和最小.     

京津水源区小流域土壤侵蚀及其空间分异

基于遥感、GIS和地统计学分析方法,通过引入景观指数、景观变化动态度指数和景观变化动力梯度指数,定量分析了佛山市土地利用景观格局的时空变化及其综合驱动力的空间分异。结果表明,佛山市景观的数量与格局都发生了剧烈的变化,且差异显著。1991—2005年,佛山市景观的数量变化主要以耕地和城镇景观为主,前者大规模减少,而后者剧烈增加;耕地与园地景观受干扰的程度最大,景观破碎程度较高;而林地尽管受到一定干扰,但破碎程度不高,景观趋于均匀;城镇景观的斑块集中连片分布趋势明显,但依然显示出强烈的破碎状态。对驱动力因子的空间梯度分析表明,1991—2005年,佛山市景观格局变化的动力因素呈现出显著的空间梯度分异,且与佛山市土地利用景观的数量和空间变化形成了较好的对应关系。从空间上度量景观格局变化驱动力的空间梯度分异,有利于寻找驱动景观格局形成过程与格局本身之间的对应关系,进而加深对区域景观格局变化的深入理解。     

近40a凯拉库姆库区土地利用/覆盖变化及景观格局分析

为研究近40 a凯拉库姆库区土地利用/覆盖和景观格局时空变化状况,该文以凯拉库姆库区1975年Landsat MSS、1990年Landsat TM、2000年Landsat ETM+和2011年Landsat TM遥感影像为数据源,利用ENVI软件得到各时期的土地利用/覆盖类型转移矩阵,建立土地利用面积变化量、单一土地利用类型动态度以及区域土地利用综合动态度模型;同时,在景观格局分析中采用景观格局数量分析方法,在类型水平和景观水平分别选取不同的指数,系统分析凯拉库姆库区土地利用/覆盖和景观格局变化的时空特征。研究结果显示:近40 a凯拉库姆库区的土地利用/覆盖发生了剧烈变化,建设用地面积呈现出持续增加的态势,低覆盖度草地和未利用地的面积随时间序列呈"V"型变化,而水体、耕地、中覆盖度草地的面积随时间序列呈倒"V"型变化;建设用地和耕地大面积急剧扩张,并伴随着低覆盖度草地、中覆盖度草地和未利用地面积的减少,大量的中覆盖度草地、未利用地转化为耕地,同时部分耕地又转化为建设用地,使得建设用地和耕地面积显著增加,研究区区域土地利用综合动态度呈"V"字型变化,并有逐渐加快的趋势,活跃土地利用/覆盖类型由早期和中期的水体转化为近期低覆盖度草地,稳定土地利用/覆盖类型由早期的耕地和中覆盖度草地,过度到中期未利用地,进而转化为近期的耕地;景观格局分析表明,中覆盖度草地和耕地对整个景观发挥主导作用,与水体相邻的景观要素多,建设用地斑块数目多且相对分散,但有集中分布的趋势,在人类活动的影响下,整体斑块尺度趋于均匀,景观趋于丰富和复杂化,斑块聚集程度减少,破碎度增加。该研究结果为凯拉库姆库区水土地资源可持续开发和利用、生态环境保护提供科学依据。     

黑土区拜泉县耕地破碎化时空变化分析

为识别黑土区拜泉县耕地破碎化类型和评估耕地破碎化程度,基于2000年、2005年、2010年和2015年4期耕地利用数据,利用移动窗口技术,在像元水平上定量反映耕地破碎化过程,揭示了耕地破碎化的基本特征和时空格局,并在县级尺度和村级尺度上分析了耕地破碎化的变化规律和特征。结果表明:(1)2000—2015年拜泉县耕地破碎化程度整体呈现“缓慢—急剧—缓慢”的趋势,2005—2010年是耕地破碎化变化的快速时期;(2)拜泉县耕地破碎化空间上呈现“孔洞耕地为主导,核心耕地分布集中”的特点,2010年后斑块耕地一直处于增加的趋势,耕地破碎化问题日益突出;(3)乡镇级尺度上,2000—2005年西部和东部地区耕地破碎化程度较大,2010—2015年除中部地区外,其余地区斑块耕地比例均稳定增加,核心耕地比例减少,耕地破碎化程度呈上升趋势;(4)村级尺度上,拜泉县各个村的耕地破碎化程度有较大差异;(5)拜泉县耕地破碎化原因主要受自然、利用、设施和管理切割力的影响。综上,自然—人文双重因子作用导致研究区耕地破碎化的时空差异。     

广西海岸带土地利用时空格局及其驱动因子

明确广西海岸带土地动态变化趋势及其驱动因子,为优化该区土地利用结构和制定合理管控政策提供参考是全面、系统、合理地利用海岸带资源,进行生态文明建设的重要依据。基于多时相遥感数据,辅以随机森林分类、转移矩阵、景观格局指数和地理探测器等方法,系统分析了2010—2018年快速发展时期广西海岸带土地利用类型时空格演变规律与景观格局,并综合探讨了其演变的驱动因子。结果表明:(1)2010—2018年广西海岸带土地利用交错增减,变化显著。建设用地、林草地、人工湿地和自然湿地面积增加,建设用地年均增加101.89 km²,集聚特征突出,主要转入源为耕地; 耕地、其他用地和水体面积缩减,耕地年均缩减162.66 km²,分散特征明显,主要转出为林草地。(2)分时段土地利用动态度差异较大。2010—2014年其他用地和2010—2018年建设用地单一动态度最大,分别为-10.48%,8.80%; 2010—2018年水体单一动态度最小(-0.11%); 综合动态度逐段上升,2010—2018年达1.52%,属快速变化型; 林草地、耕地和建设用地间交替转化活跃。(3)土地利用景观格局呈斑块破碎化、多样化和均匀化演变趋势,景观的异质性和复杂性增强。(4)人文因子是土地利用变化的主导因子,平均贡献率为17.82%; 自然因子影响较小,平均贡献率仅9.72%。人文因子和自然因子协同作用加速了广西海岸带土地利用及景观格局变化。     

松花江流域哈尔滨段土地利用时空格局演变特征分析

利用1996年、2005年Landsat TM/ETM+遥感影像和野外调查数据,运用ArcGIS分析土地利用变化,并基于DEM探究松花江流域哈尔滨段土地利用空间格局的时空演变。结果表明：区域土地利用空间位置转换面积小于其数量变化,土地利用变化面积大小顺序为：林地＞耕地＞草地＞水域＞未利用地＞建设用地;土地利用转化过程以耕地-林地、草地－林地和未利用地－林地为主,其中耕地－林地相互转换最为剧烈,林地、水域和建设用地具有较高的保留率,草地、未利用地和耕地具有较高的转换率;海拔300～600 m、坡度大于25°的区域,以林地－耕地和草地－耕地为主,局部存在滥垦草地、毁林开荒等现象。该区域是黑龙江省重要粮食产区,此研究有助于加强土地资源的保护和实施退耕还林、还草等农林复合经营措施,对缓解人地矛盾、实现土地资源合理利用及维持区域生态平衡具有重要意义。     

基于CA-Markov的哈尔滨市土地利用变化及预测

为探讨哈尔滨城市化进程中土地利用时空演变规律以及驱动机制。该文以1989年、2001年和2007年LandsatTM影像为数据源,借助于地学信息谱图理论,运用RS和GIS技术分析研究区域18a土地利用格局变化,以2007年土地利用格局为基础,利用CA-Markov模型和并引入终极状态概率,预测2025年土地利用情况和平衡状态下土地利用空间分布格局。研究结果表明:区域土地利用格局以耕地为主,其面积比例均超过60%,其次是林地和居民工矿用地;稳定型图谱空间分布广泛,占研究区域总面积比例最大,"耕地→耕地→耕地"是其面积最大的变化图谱,"林地→林地→林地"次之,持续变化型所占比例最小,"未利用地→林地→耕地"是其面积最大的变化图谱;CA-Markov模型预测结果表明从2025年到土地利用终极状态期间,耕地面积持续减少,居民工矿用地持续增加,耕地→居民工矿用地是其主要转化轨迹,其他地类变化量相对较小,基本上处于动态平衡状态中,该文为土地利用合理规划、生态恢复和区域经济发展提供依据。     

重庆市土地利用变化特征的遥感分析（英）

使用TM影像和参与性农村评估获取的数据,研究了1986-2005年间重庆市土地利用变化的时空特征,结果表明:1986-1997年间,耕地转为建设用地、草地和未利用地开垦为耕地或林地是重庆市3个最大的土地转换类型,而1997-2005年,这一转换则体现为耕地退为林地、建设占用耕地、耕地转换为水体和未利用地开垦为耕地或林地.建设用地的扩张以耕地的减少为代价,而同时又有大量的草地和未利用地开垦成耕地.林地的快速增加来源于草地和未利用地的开发和建设用地的复垦.同时,三峡工程的修建也使得沿江及其支流的部分耕地转换为水域.然而,驱动重庆土地利用变化的这一特征,其主要原因在于政策安排和土地利用覆盖的原始格局.前者决定短时期内重庆土地利用变化的基本方向,而后者则在大的环境背景下,决定重庆土地利用变化异质性的根本性力量.研究有助于理解后备资源短缺下的土地资源压力,对制定合适的土地管理时间策略,监测生态系统状况和态势具有重要意义.     

基于地学信息图谱的江汉平原土地利用时空变化分析

为分析江汉平原土地利用时空变化特征,探索土地利用变化原因、过程并预测未来变化趋势,基于江汉平原1990年、2000年和2010年土地利用空间数据,运用地学信息图谱方法,构建两个时序的土地利用变化图谱、涨落势图谱和变化模式图谱,分析了江汉平原1990—2010年土地利用的时空变化规律和发展过程。结果表明:(1) 1990—2010年耕地和水域是主要土地利用类型,耕地持续减少,水域和建设用地持续增加;(2)变化图谱以耕地与水域、建设用地间的互相转换为主。耕地与水域间的互相转化集中于低湖平原区;耕地转化为建设用地贯穿整个研究时段,主要是经济相对发达的城区周边区域;而建设用地转化为耕地发生在后期,集中在石首市和松滋市等地;(3)落势图谱中萎缩耕地面积最大,占68.63%;增势图谱中新增水域面积最大,占46.39%。各县市存在明显差异;(4)变化模式图谱中全期稳定型占据主要地位,其次是后期变化型。研究表明江汉平原土地利用变化呈现土地利用类型"典型化"、土地动态变化"差异化"和土地变化模式"稳定化"的特征。     

京郊西北地区农地利用与景观格局时空特征

运用遥感与地理信息系统技术,对三年Landsat 1M多光谱遥感图像(1989年、1996年、2005年)进行解译判读,获取京郊西北地区各土地利用类型数据.运用土地利用程度时空演变模型、土地利用动态度模型、土地利用重心模型和景观生态学方法,对研究区1989～2005年间农用地利用及景观格局变化进行了分析.结果表明:农用地频繁流转,以耕地流失最为显著,去向主要为城市及建设用地,林地面积增加缓慢,沙荒地向林地转移明显:农用地各类型的新增速率远小于同期的转移速率,而城市及建设用地则相反;1989～1996年间研究区的综合土地利用动态变化率较1996～2005年间的大,变化集中表现在西北城郊过渡区域,城镇用地扩张导致耕地的利用重心不断向西偏南方向转移;研究区农用地景观破碎化程度在增加,各景观类型的平均斑块形状趋于分散和简单,景观多样性、景观均匀度旱现增加趋势,而景观优势度存逐渐减小.以利用农业用地为鲜明特征的城市化过程是影响北京西北地区景观格局演变的直接因素,城市及建设用地的不断扩张使得林地、耕地斑块的平均面积逐渐变小,景观格局连通性降低.