农牧交错带耕地数量变化对粮食产量影响的时空关联性——以内蒙古乌兰察布市为例

[目的]分析耕地变化和粮食生产的时空动态特征及其相互关联性,为研究区耕地集约利用水平的提高与粮食产量的增加提供科学依据。[方法]利用遥感解译获取的土地利用变化数据和粮食产量等统计数据,采用地理学和经济学理论、技术与方法,分析区域耕地与粮食产量的时空动态格局,构建"粮耕弹性系数"反映农牧交错区耕地资源变化与粮食生产的互动关系,揭示耕地数量变化对粮食产量的影响机理。[结果](1)1990—2000年耕地扩张明显,研究区中部、北部增加而东部减少。粮食产量逐渐上升,四子王旗粮食产量对耕地面积具有高敏感度,其它地区粮食产量对耕地数量变化的敏感度较低。(2)2000—2013年,耕地总量明显减少,耕地利用变化主要发生在研究区中部和南部,粮食产量出现先减少后增加的趋势,乌兰察布市东部和西部地区粮食综合生产能力明显提高,粮食产量对耕地数量变化的敏感度变低。[结论]1990—2013年乌兰察布市耕地数量变化对乌兰察布市粮食产量的影响显著。全市粮食产量对耕地数量变化的敏感度有着明显的区域差异,且2000—2013年的敏感度相对1990—2000年而言较低。     

北方农牧交错带靖边县土地利用变化及其驱动因素

北方农牧交错带是中国北方农业和畜牧业交错地带,是中国典型的生态脆弱区.选取陕西省北部靖边县为研究区,以1990,2000和2010年3期TM/ETM+影像及社会经济数据为基础,利用土地利用动态度和转移矩阵分析了靖边县1990-2010年土地利用变化及其驱动因素.研究表明:(1) 1990-2010年,靖边县林地、建设用地面积呈现增加态势,耕地、草地、水域和未利用地面积为减少态势.(2) 1990-2010年,靖边县土地利用变化主要发生于2000年之后,其中尤以建设用地的快速增加为特点.(3) 1990-2000年,靖边县耕地、林地和草地之间的相互转变数量较大,且共同向建设用地转变.这种变化主要集中于北部风沙滩区.(4)经济的快速发展尤其是油气等资源的开采是靖边县建设用地变化的主要驱动因素,退耕还林还草等政策的实施,是耕地、林地、草地发生变化的主要驱动因素.     

生态脆弱区土地利用变化及驱动力——以河北省张北县为例

[目的]研究河北省张北县的土地利用变化及其驱动因素,为该区域土地管理决策和土地资源可持续利用供科学依据。[方法]以1989,1995,2000,2010年TM遥感影像为数据源,运用遥感、地理信息系统、数理统计分析等技术与方法,系统分析了张北县土地利用变化的时空特征,剖析了土地利用变化的驱动因素。[结果]张北县主要地类为耕地、林地和草地,1989—2010年土地利用数量变化主要表现为耕地和草地面积的减少,林地和建设用地面积的增加,其中2000—2010年土地利用变化更为剧烈;地类转换主要表现为耕地、草地向林地转变以及耕地、草地向建设用地的转变;空间变化主要表现为东部坝头地区林地增加明显,中部平原地区建设用地扩张明显。[结论]近20年来张北县土地利用变化明显,主要受自然及社会经济因素综合影响。此外政策因素也是该区域土地利用变化的主要驱动因素。     

基于RS与GIS的沈阳市土地利用及景观格局变化

近年来城市化过程中问题凸显,城市景观格局变化成为研究热点。以2000年、2005年、2010年三期TM遥感影像为基础数据,借助RS与GIS技术对沈阳市2000—2010年土地利用及景观格局时空变化进行分析。研究结果表明:沈阳市土地利用类型以耕地、建设用地、林地为主,研究期间建设用地、林地、园地、草地、水域、未利用地面积均呈增加趋势,其中建设用地面积增加最大,增加了54 527.34hm2,耕地面积显著降低,减少了95 924.15hm2。研究区景观的斑块密度、形状指数、香农多样性指数和均匀度指数分别从2000年的0.413,41.480,1.170,0.563上升到2010年的0.501,49.376,1.302,0.626,优势度指数从0.910下降到0.778。且后期比前期的变化速率快,表明景观破碎化速度加快,异质性增加。城镇化进程中人类活动是景观格局变化的主要驱动因子。     

新疆玛纳斯河流域土地利用变化特征及影响因素研究

以2000、2005、2010和2015年四期遥感影像解译为基础,从土地利用变化幅度、变化速率、转移方向及利用程度等方面,分析了玛纳斯河流域2000~2015年的土地利用变化特征、影响因素及保护对策。结果表明:(1)2000~2015年,玛纳斯河流域以未利用地、草地和耕地为主。耕地面积扩张较为明显,但增加速度在2010~2015年有所下降;未利用地和草地面积以减少为主,其中草地的减少速率不断提升,未利用地在2010~2015年单一土地利用动态度(0.17%)为正值,有增加趋势;建设用地面积有一定程度的增加,单一土地利用动态度先下降再上升;(2)耕地呈内外双向扩张,新增面积主要来自草地和未利用地;建设用地的增加主要来自耕地和草地;草地和未利用地以转出为主,草地的主要转出方向是耕地,未利用地向耕地和草地转移。随着未利用地的开发利用,玛纳斯河流域的土地利用综合指数逐渐增加,土地利用程度处于稳步发展阶段;(3)在人口、经济和政策等因素的影响下,耕地和建设用地等生产、生活用地面积增加,草地、未利用地等生态用地面积减少,因此对流域内"三生用地"的保护应着重加强生态用地的恢复和管控,合理划定生态用地红线,保护耕地和基本农田,集约利用已开发的存量建设用地。     

1990年以来武汉城市圈土地利用变化时空特征研究

武汉城市圈是全国首批资源节约与环境友好型社会建设综合配套改革试验区之一,也是长江经济带发展战略和中部崛起战略的重点区域。科学认识武汉城市圈土地利用变化时空格局的历史特征,对区域土地利用政策的制定和实施具有重要的意义。对已有的土地利用分类编码方式进行改进,结合土地利用动态度模型,对武汉城市圈1990年、1995年、2000年和2005年4期土地利用数据进行分析,形成对武汉城市圈1990年以来土地利用变化的基本规律、阶段性趋势和空间差异的科学认识。结果表明:1990年以来,武汉城市圈耕地、林地和草地大面积减少,水域和建设用地面积有较大幅度的增加。在不同的发展阶段,武汉城市圈土地利用变化呈现出不同的规律:1990—1995年武汉城市圈的土地利用变化以耕地减少为主要特征;1995—2000年武汉城市圈土地利用变化以耕地和水域的相互转换为主要特征;2000—2005年武汉城市圈土地利用变化以耕地向水域和建设用地转换为主要特征。武汉城市圈土地利用变化表现出明显的空间差异性:土地利用动态度最大的区域集中在武汉市及其周边县域;从单一土地利用类型看,耕地、林地、建设用地动态度最大的区域也主要集中在武汉市及其周边县域,而水域动态度最大的区域集中在仙桃市和潜江市。     

基于RS和GIS的县域土地利用变化特征分析

基于RS和GIS技术,结合土地利用变化指数模型定量分析了江西省新建县1991—2000年(分两个时段)的土地利用变化时空特征。结果表明,研究期间耕地面积减少2199.181hm2,林地面积增加1655.375hm2,建设用地面积增加1880.467hm2,未利用地减少1290.016hm2,草地和水域面积变化不大。6种土地利用类型中建设用地变化动态度最大,其次为未利用地,再次为林地和耕地,且研究区1991—2000年区域综合土地利用动态度为0.165%。土地利用程度综合指数1991年、1996年、2000年分别为243.687、244.084、244.868,呈上升趋势。土地利用空间动态度仍以建设用地为最大,其次为未利用地和草地,耕地最小。同时,研究得出了各土地利用类型在研究时段的“涨势”或“落势”状态。新建县1996—2000年区域土地利用变化空间动态度比1991—1996年有所下降,且土地利用变化逐渐由双向转移向单向不平衡转移转化。     

江西省耕地的动态变化及驱动因子

利用江西省1990—2009年耕地变化数据以及社会经济资料,分析了该区域耕地动态变化的时空特征,并将主成分分析和多元线性回归分析相结合,揭示了江西省耕地数量变化的主要驱动力。结果表明,江西省耕地数量变化在时序上呈现出先减少后增加的趋势;在空间上区域差异性较大,不同时期各市耕地利用动态度波动较大;江西省耕地动态变化的主要驱动因子包括经济增长、社会发展和农业科技提高3个主要类别,总体上,耕地数量变化与人口、GDP、全社会固定资产投资、3大产业、耕地产出率以及农机机械总动力之间存在着显著相关性,在第1主成分中经济和人口两大因子是主要的驱动因素,第2主成分中农业科技进步是主要因子。     

南水北调中线水源区土地利用时空变化分析

在RS和GIS技术支持下,利用马尔科夫转移矩阵和土地利用动态度指数对南水北调中线水源区1990—2010年土地利用空间格局特征及其时空变化进行了分析。结果表明:1)南水北调中线水源区土地利用类型以林地、耕地、草地为主,其中林地面积占水源区土地总面积的76.00%左右,占有绝对优势。2)1990—2010年水源区土地利用变化主要发生在林地、耕地、草地三者之间,耕地、草地、水域和未利用地均呈现波动变化趋势,林地则呈现先大幅增长后趋稳定,建设用地不断增长,且增长速度不断加快。而这些发生变化的土地利用类型在空间上多分布于人类活动较多的低海拔、低坡度的河谷地区。3)水源区土地利用变化综合动态度为1.20%左右,整体上水源区土地利用变化速度不大,水源区土地利用稳定性整体上较好。     

2003—2018年瑞兴于地区土地利用景观格局时空演变及驱动因素

为了解近15年来瑞兴于地区土地利用景观格局时空变化特征及其驱动因素,基于4期遥感影像,结合RS和GIS技术,运用土地利用动态度、土地利用转移矩阵、景观格局指数等分析了瑞兴于地区土地利用、景观格局时空演变特征,选取11项社会经济因素进行主成分分析并结合相关统计信息及政策法规分析其驱动因素。结果表明:林地是瑞兴于地区最主要的土地利用类型,约占研究区域总面积的70%,2003—2018年建设用地呈持续增加趋势,而耕地则呈持续减少趋势,草地和水域处于波动状态; 类型转换以林地与草地、草地与耕地、耕地与建设用地之间的相互转换为主,耕地是建设用地最主要的转入源; 研究区内景观破碎化程度降低,优势性提高,整体多样性及均衡性略有提高,研究区内景观类型区域均衡化、多样化发展。瑞兴于地区土地利用景观格局变化在一定程度上受到地形地貌因素的影响,主要驱动因素为经济发展、人口增加、产业结构调整以及相关政策法规的实施。     

榆神府矿区土地利用变化及合理性分析

土地利用/覆被变化(LUCC)是全球变化的重要组成部分和驱动因素,也是土地资源合理利用和区域可持续发展的关键问题。在对3期土地利用信息提取的基础上,结合地形数据,运用土地利用变化动态度、合理度、土地利用程度对榆神府矿区土地利用时空演变特征及其合理程度进行了分析。结果表明:1990—2006年榆神府矿区土地利用变化速率加快,土地利用程度明显减弱,且减少最快的为耕地,增加最快的为建设用地和工矿用地;总体上研究区土地利用变化合理度较低,属低度合理,与1990—2000年相比,2000—2006年的土地利用变化合理度降低了2.85%,其中耕地和林地变化的合理性明显降低,而草地、水域、建设用地和未利用土地变化的合理性都有不同程度的提高,工矿用地变化不大。生态退耕政策的实施对土地利用变化过程产生了明显的影响,土地利用发生了由发展期到衰退期的转变。在未来的土地利用规划和政策实施上,既要控制退耕的合理规模,更要加大对林草植被的保护力度以及采取措施使退耕的坡耕地及时恢复林草植被。     

基于GEE数据平台的北洛河流域1970-2019年土地利用结构变化特征

[目的] 探究北洛河流域土地利用时空变化及其驱动力,为该区土地资源优化、环境质量改善和水沙生态要素变化分析等提供科学依据。[方法] 基于GEE平台整理和处理北洛河流域1970—2019年间6期遥感影像数据,从时间变化、动态度、转移方向和空间分布等角度分析流域土地利用变化特征,并对其驱动因素进行探讨。[结果] 研究时段内,北洛河流域土地利用类型以耕地、林地和草地为主,数量结构从2000年前的1：1.1：0.6变化到2000年后的1：2.7：0.7。1970—2019年研究区耕地、草地和水域的减少率分别为16.6%,6.7%和0.1%,林地和建设用地的面积增加率为19.9%和1.3%。流域耕地和草地斑块趋于分散且简单化,林地斑块趋于聚集和复杂化。土地利用转移主要以耕地转林地、耕地转建设用地和草地转林地为主。流域土地利用综合动态度先增后减,2000—2010年间达最大。流域中,上游丘陵沟壑区土地利用结构变化最为显著,其次为中游的甘泉、宜君、华池、合水等县。[结论] 国家政策的演变、社会经济发展和人口增长决定了土地利用变化的方向和程度,自然因素为长期辅助影响因素。     

黄土丘陵沟壑区土地利用景观格局变化分析——以延河流域为例

为了给黄土丘陵沟壑区土地资源的合理利用和生态环境的改善提供依据,以延河流域为研究对象,应用GIS技术和景观格局指数分析方法,对研究区1978—2010年的土地利用景观结构特征、斑块特征和空间格局的变化规律进行了系统分析。结果表明:（1）延河流域各景观类型的变化幅度表现为:耕地 > 林地 > 草地 > 建设用地 > 水域,研究区1978—1990年变化速率最快的景观类型是草地,1990—2000年是林地,2000—2010年是建设用地,由以耕地为主导的景观结构转变为林地—草地复合的景观结构;（2）研究区破碎度较高的景观类型是耕地和草地,斑块形状也较复杂,主要是受地形地貌因素的影响。林地、建设用地和水域受人类活动的干扰强烈,斑块分布趋于集中化,破碎度较小,形状较为简单;（3）32年来,延河流域土地利用景观格局经历了“耕地主导—相对平衡—林草主导”的变化过程,向着集中化和简单化的方向发展,抗干扰能力降低,不利于景观的稳定性,但有利于生态环境的改善。     

乌江流域土地利用变化的自然因子

自然因素是引起典型山地流域土地利用变化的主要原因,乌江流域作为典型山地流域,明确各自然因子在乌江流域土地利用类型转变中的贡献率,找到关键性驱动因子,从而为合理调整土地利用布局提供借鉴作用。以乌江流域为研究对象,基于时空性和整体性,采用2000年、2010年和2020年三期土地利用数据,综合各自然要素,利用增强回归树模型来分析土地利用变化的自然因子。结果表明:(1)2000—2020年乌江流域土地利用类型变化表现在,林地、灌木地、水体和人造地表面积比重明显增加,耕地、湿地面积显著减少,草地面积变化呈稳定趋势。(2)2000年和2020年对比发现乌江流域中部水体面积扩大,北部林地面积有所增加,东部耕地面积大幅度缩减。草地和灌木地空间变化不明显,呈嵌入式分布。人造地表以东南、西南、东北和西北部增加最为明显。(3)从贡献率方面考虑,降水对草地变化的贡献率最大,坡度对耕地的影响最大,植被类型对林地影响最大,影响湿地最大的自然驱动因子是坡度,气温是制约灌木地发展的最大自然因子,土壤类型对水体变化的贡献率最大,坡度是人造地表变化最大的自然驱动因子。草地变化的特征因子主要是降水、植被类型和气温; 耕地变化特征因子分别是坡度、高程和气温; 林地变化的特征因子是植被类型、高程和气温; 湿地变化的特征因子是坡度; 灌木地变化的特征因子是气温、土壤类型和植被类型; 水体变化的特征因子是土壤类型和植被类型; 人造地表变化的特征因子是坡度和植被类型。     

格尔木市盆地地区土地利用/覆盖变化时空演变

[目的]通过对2000—2010年格尔木市土地利用/覆盖变化时空演变的研究,为实现格尔木市更好地协调发展与保护之间的关系提供参考依据。[方法]以2000,2005及2010年的TM遥感影像、2010年的矢量数据为数据源,在RS和GIS技术的支持下,从土地利用/覆盖变化的时间和空间动态上分析了格尔木市盆地地区2000—2010年土地利用/覆盖变化的时空演变。[结果]格尔木市盆地地区土地利用类型以未利用地为主。在2000—2010年这10a中:(1)土地利用变化趋势最大的为建设用地,从2000—2010年增加了227.83%;变化最小的为林地,增加了1.24%。(2)各类型用地之间的主要转移为:草地流转为未利用地,来源于未利用地;耕地流转为林地,来源于建设用地与林地;建设用地流转为水域,来源于未利用地;林地流转为未利用地,来源于未利用地。水域主要流转为未利用地,来源于未利用地。(3)从2000—2005年土地综合利用指数的差值△P=-3.04,是土地利用程度的调整期。从2005—2010年△P=1.62,是土地利用程度的发展期。[结论]格尔木市盆地地区耕地、林地、建设用地总体上呈增加趋势,草地、水域呈减少趋势。整个格尔木市土地利用结构信息熵指数较小,土地利用的多样性相对较低。     

渭北旱塬县域土地利用时空演变规律研究* ——以合阳县为例

为探讨渭北旱塬区土地利用时空变化规律,本研究以陕西渭北合阳县为研究区,在GIS与RS等技术支持下,以1990年、2000年Landsat TM影像以及2010年SPOT影像为数据源,运用地学信息图谱及土地利用转移矩阵的方法,对1990—2000年、2000—2010年2个不同时段土地利用数量变化及类型的空间转换特征进行了分析。结果表明:(1)20 a间合阳县耕地面积减少了31.25 km2,耕地主要转化为草地、林地、建设用地、水域。园地面积增加了21.26 km2,增幅达146.6%,主要由耕地、草地及林地转化而来。(2)研究区土地利用变化图谱以稳定型图谱和后变型图谱为主。稳定型图谱占全区总面积的86.66%,后变型图谱占全区总面积的7.32%。说明研究区土地利用类型图谱变化总体比较平稳,部分变化也主要发生在2000—2010年间。(3)研究区20 a间土地利用格局呈现一定的层次性。耕地、建设用地和水域主要分布在地形变化不大或地势较低的区域;草地及林地主要集中分布于中高地形梯度内;林地和未利用地在高地形梯度内呈现优势分布。地形与人类活动是该区土地利用/覆盖变化(LUCC)的主要因素,政策导向与市场经济需求对LUCC也有较大的影响。该研究结果为区域土地利用空间格局的优化配置提供科学依据,为生态建设规划提供决策支持。     

鄂尔多斯高原泊江海子流域土地利用动态变化及驱动因素分析

土地作为陆地生态系统的载体,其利用方式的变化直接影响着陆地生态系统服务功能的种类和强度。泊江海子流域位于鄂尔多斯高原干旱半干旱区,生态系统脆弱,流域生态系统服务功能在近十几年严重退化。本文基于Landsat影像数据提取了研究区1990—2015年间的6期土地利用数据,分析研究区土地利用时空变化特征及其驱动因素。结果显示:研究期内主要的土地利用类型为草地、耕地和未利用地,土地利用总体变化显著。空间变化上呈东西部及中北部耕地增加、南部未利用地减少的主要趋势。各土地利用类型面积变化及转换特征不一。草地整体处于动态转换平衡状态,约占流域总面积的70%。耕地和未利用地分别呈增加和减少的趋势,变化面积分别占流域总面积的6.05%和7.62%,其各自的主要来源或去向均为草地。水域面积减少了总面积的1.45%,主要转出去向为滩地。1995—2000年是土地利用转换最为频繁的时段,2005—2010年间土地利用变化呈动态不平衡状态的表现最为突出。研究期内流域土地利用变化受降雨减少、气温升高等气候变化和生态恢复工程建设、水利工程建设等人类活动的综合驱动影响。合理规划土地利用,限制种植高耗水树种及作物,减少河流上游汇水区耕地等,是保障研究区生态系统可持续健康发展的重要措施。     

综合治理前后和田河流域生态环境状况变化及原因探讨

干旱区内陆河流域生态环境的变化关系到人类的生存和社会的发展。针对和田河流域在综合治理前后生态环境变化的问题,以1990年、2000年、2010年7—8月份三期的Landsat-TM和中巴资源卫星遥感数据为依据,借助转移矩阵和生态环境状况指数的方法,对比分析了综合治理前后林草地面积及生态环境状况的变化,得到如下结论:(1)综合治理后,天然林草地面积减少幅度加大,人工林地面积快速增加;(2)1990—2000年和2000—2010年,生态环境状况指数下降幅度分别为0.1%和1.19%;(3)耕地大面积的扩张是天然林草地面积减少和生态环境状况变差的根本原因。     

渭河源区坡耕地时空变化及其土壤保持效应

[目的] 分析渭河源区不同等级坡耕地的时空变化,揭示不同坡耕地类型的土壤保持效应,探讨退耕还林还草工程对渭河源区坡耕地及土壤保持的影响,为完善不同坡耕地资源合理规划利用提供科学依据。[方法] 利用1990,2000,2010和2020年4期渭河源区土地利用和地形数据,通过叠加分析、耕地动态度、土地利用转移矩阵和中国土壤流失方程等方法进行分析。[结果] ①1990—2020年耕地呈先缓慢增加后急剧减少再缓慢减少的趋势,面积净减少321.03 km²,其中陡坡耕地和缓坡耕地是耕地变化主要类型。②近30 a来,耕地的时空变化主要表现为1990—2000年耕地少量转入,主要分布在漳县和岷县;随着退耕还林还草工程的实施,有279.80 km²的坡耕地转变为林草地,其中耕地转换为草地主要分布在通渭和陇西县,而耕地转换为林地主要分布在陇西和岷县。③1990—2000年渭河源区林草地开垦导致土壤保持量减少5.52×10⁴ t,而2000—2020年退耕还林还草导致土壤保持量增加2.21×10⁶ t,其中大于15°的坡耕地的转变对土壤保持量变化影响更大。[结论] 渭河源区退耕还林还草工程成效显著,其中2000—2010年陡坡耕地的退耕面积最大,陡坡耕地退耕地土壤保持总体效应最大,但峭坡耕地退耕地单位效应最大。峭坡耕地仍有较大退耕空间,依旧是新一轮退耕任务的主要目标。     

延安市退耕对生态的影响及其人文驱动因素分析

在对延安市生态退耕特征分析的基础上,阐释了其对生态系统服务功能的影响,并借助STIRPAT模型探究了生态退耕过程中耕地面积变化与其人文驱动因素的定量关系。研究表明:2000—2013年延安市以耕地、林地、草地为主要景观类型,而耕地面积大幅度减少,林地、草地面积稳步增加,且耕地主要转化为林地、草地,分别占其转出量的28.627%,66.664%;延安市2000—2013年生态服务价值稳步增加,增长率为7.624%,年均增长量为1.416亿元,而耕地、草地、林地生态系统服务价值贡献率依次递增,建设用地比重逐渐增大,水域及荒漠则波动变化,且单项生态系统服务功能值变异系数逐渐降低,各项生态服务功能呈现均衡化发展趋势;人口数量增加、社会经济增长、产业结构调整对耕地面积减少具有积极作用,而非农业人口数量增加及农村经济水平提升能够促进耕地面积的增加,各驱动因素综合影响着耕地面积变化及生态退耕过程与生态系统结构,并对区域生态系统服务功能影响显著。