基于GIS的中国西部耕地变化原因动态分析

为了探讨我国西部各省、直辖市、自治区近年来耕地变化的特点和趋势,该文基于中国环境监测总站提供的1995/1996年土地利用/土地覆盖数据库和本次调查的1999/2000年土地利用/土地覆盖现状数据,利用G IS技术,对两个年份空间数据进行迭加分析。结果显示:在此期间,西部地区耕地面积增加了1 910 727 hm2,同期减少了704 247 hm2,净增加1 206 480 hm2,占总耕地面积的2.41%;西部地区耕地面积增加主要来源于草地开垦,本因子引起耕地增加了129.09万hm2,占总耕地面积增加量的69.45%;大量的草地开垦成耕地,这必将造成土地沙漠化进一步加剧,水土流失更加严重,加之近年来国家政策开始向西部转移,这必将给西部各省的生态带来严峻的考验。     

基于沙化状况和适宜性的土地利用结构调整

根据科尔沁沙地2000年的土地利用数据、从相同时期的TM影像上提取的土地沙漠化数据和土地适宜性数据，运用ARC/INFO、ARCVIEW软件和Access统计软件，分析了研究区土地利用、土地沙漠化和适宜性之间的对应关系，基于土地利用现状和适宜性进行了土地利用结构的调整，确定调整土地的面积及其空间分布。主要结论如下：草地、耕地和林地是主要土地利用类型，沙漠化原因存在差异，耕地沙化的主要原因是不宜耕作的林地、草地的开垦，而林地和草地的沙化则是由于土地质量差、利用强度大而造成的。土地利用结构调整后，耕地面积减少，草地和林地面积增加。科尔沁沙地的治理应将土地利用结构调整与农业、畜牧业经营方式的改变、土壤改良结合起来。     

基于RS和GIS技术的坝上地区土地利用/覆盖动态监测

以1987年和1999年 TM遥感图像为数据源,在ERDAS8.4遥感图像处理软件和ArcInfo8.02地理信息系统软件的支持下,获取了坝上研究区两期土地利用/覆盖图.在此过程中,提出和建立了研究区土地利用/覆盖遥感图像分类体系;通过计算机自动分类和分类后人工解译纠错相结合的图像分类提取方案,提高了图像分类提取的效率和精度.动态监测结果表明从1987～1999年的12年期间,坝上地区土地利用/覆盖动态度由大到小的顺序为居民建设用地＞林地＞高覆盖度草地＞水体＞沙盐碱地＞低覆盖度草地＞耕地.其中面积增加的是居民地、林地、高覆盖草地和耕地;面积减少的是沙盐碱地、水体和低覆盖度草地.从1987～1999年的12年期间,研究区的沙盐碱地面积从1 985.89 km2减少到 1 250.75 km2,减少了37.02%,年动态度为-3.08%.坝上东部沙漠化得到遏制,而西部张北、康保一带沙盐碱化土地有所扩展.     

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。     

基于RS和GIS的敦煌市沙漠化动态监测

[目的]研究敦煌市沙漠化动态变化特征,为敦煌市沙漠化防治和文物保护工作提供理论依据。[方法]基于遥感和GIS技术,选取2004和2009年的TM和ETM遥感数据进行调查判读。[结果]敦煌市沙漠化土地面积为1.97×106 hm2,占土地总面积的73.8%;研究期内沙漠化土地总面积减少9 102.59hm2,年变化率-0.001%;极重度沙漠化向重度、中度和轻度沙漠化转变,沙漠化程度整体减轻。[结论]研究区植被盖度有所好转,沙漠化程度在减缓,但土地沙漠化趋势尚未根本改变,防沙治沙仍是敦煌市的长期任务。     

基于Markov模型的长岭县土地利用时空变化研究

以吉林省西部长岭县为研究区,在RS和GIS技术支持下,对长岭县1995年和2000年两时期遥感图像数据进行处理,获得研究区土地利用/覆盖现状图,在分析土地利用现状的基础上,求得土地利用变化转移矩阵;应用马尔柯夫随机模型对长岭县未来几十年土地时空变化过程进行了模拟分析和定量预测.结果表明:2000-2050年,长岭县的土地利用变化趋势是耕地面积增加1.77%,草地面积逐渐减少1.1%,未利用地面积大约减少0.91%,林地、水域、居工用地变化不大.     

水保监测与应用技术基于RS和GIS的敦煌市沙漠化动态监测

[目的]研究敦煌市沙漠化动态变化特征,为敦煌市沙漠化防治和文物保护工作提供理论依据.[方法]基于遥感和GIS技术,选取2004和2009年的TM和ETM遥感数据进行调查判读.[结果]敦煌市沙漠化土地面积为1.97×106 hm2,占土地总面积的73.8％;研究期内沙漠化土地总面积减少9 102.59 hm2,年变化率-0.001％;极重度沙漠化向重度、中度和轻度沙漠化转变,沙漠化程度整体减轻.[结论]研究区植被盖度有所好转,沙漠化程度在减缓,但土地沙漠化趋势尚未根本改变,防沙治沙仍是敦煌市的长期任务.     

石羊河流域中下游绿洲地区耕地利用变化研究(英)

基于1995和2000年Landsat TM影像的土地利用空间数据(1:100000),运用GIS空间分析方法研究了1995～2000年甘肃省石羊河流域中下游地区武威绿洲和民勤绿洲耕地利用现状、耕地扩展与流失的空间分布特征、变化幅度.结果表明:1)耕地是武威绿洲和民勤绿洲最主要土地利用类型之一.耕地与其他土地利用类型之间的相互转化空间分布广泛;2)中下游耕地均处于快速增长状态.1995～2000年下游民勤绿洲耕地年变化率为0.3282,年平均增长率达到2.18%;3)中游武威绿洲耕地扩展来源于草地和未利用地,二者占耕地增长面积的90.83%;耕地流失主要为农村居民用地扩展和耕地退化;4)下游民勤绿洲耕地扩展突出为草地转耕地,占耕地扩展总面积的54.58%.耕地流失最主要是耕地退化为未利用地和荒草地;5)缓冲空间分析表明,石羊河流域中游耕地扩展面积与下游耕地流失面积呈现显著正相关,相关系数为0.8856.中游武威绿洲耕地每增加1 hm2,将导致下游民勤绿洲3 hm2左右耕地减少.     

毛乌素沙地荒漠化现状及分布特征

在Arcview、Arc/info等GIS软件的支持下,我们利用2000年秋季的TM影像对毛乌素沙地的荒漠化情况进行遥感监测,监测面积为8.137×104 km2.2000年毛乌素沙地的荒漠化类型包括沙漠化、水土流失和盐碱化,共有荒漠化土地6.311×104 km2,占区域总面积的77.56%,其中沙漠化面积5.081×104 km2,水土流失面积1.190×104 km2,盐碱化0.404×104 km2,分别占荒漠化土地总面积的80.51%,18.85%,0.64%和区域总面积的62.44%,14.62%和0.5%.     

湟水流域土地利用与覆盖动态变化分析

应用湟水流域1985、1995和2000年3个时期的土地利用与覆盖矢量数据,分别从土地利用一、二级分类角度分析了1985~2000年间湟水流域土地利用与覆盖动态变化。结果表明,湟水流域土地利用类型(一级分类)主要以草地为主,占流域总面积的比例稳定在55%以上。在二级分类的层次上,灌木林、中覆盖草地和旱作丘陵耕地分别在林地、草地和农田中占主导地位,占总面积的比例分别在11%、25%和9%以上。此外,土地利用动态度的分析表明,农田和草地在湟水流域具有较高的稳定性,工矿用地和居民地的变化较大,说明该地区近20年来城镇化进程呈增加的趋势。     

中国六省土地沙漠化敏感性时空格局与趋势分析

以我国新疆维吾尔自治区、青海省、内蒙古自治区、甘肃省、宁夏回族自治区和陕西省六省区为研究区,分析了1990年、2000年、2005年、2010年4个时期的土地沙漠化敏感性空间格局分布和时间动态变化特征,探讨变化成因并采用CA-Markov耦合模型对土地沙漠化敏感性格局变化趋势进行预测。结果表明:中国六省四期土地沙漠化敏感性格局相似,各级敏感区按分布面积大小排序为:轻度敏感区域 > 中度敏感区域 > 高度敏感区域 > 不敏感区域 > 极敏感区域。极敏感区域主要分布在土壤质地为流动沙地的沙漠区域,不敏感区域主要分布在高山、湖泊附近;人口增多、人为活动强度增加的区域敏感性程度增高;建立治沙工程的区域敏感性降低。对2020年土地沙漠化敏感性格局预测结果显示,相比2010年,极敏感区域在原有的基础上向外围扩张了7 120.04 km²,增幅为4.63%。本文通过分析中国六省土地沙漠化敏感性时空格局与趋势,为中国土地沙漠化防治分区策略制定和划分沙漠化扩展屏障区提供科学依据。     

内蒙古1990-2018年土地利用变化及生态系统服务价值

利用内蒙古自治区1990年、1995年、2000年、2005年、2010年、2015年、2018年7期TM/ETM影像作为数据源，基于GIS方法提取内蒙古自治区各年的土地利用数据。采用中国陆地生态服务价值表的计算方法对内蒙古自治区的土地利用数据进行分析，计算内蒙古自治区的生态服务价值。结果表明：1990-2018年内蒙古自治区土地利用各地类整体在时空上呈变化趋势，具体变化为耕地、林地和未利用土地呈下降趋势，草地和城镇建设用地呈增长趋势，其中未利用土地减少面积最多，草地增幅最大；结合土地利用转移矩阵可知，减少的未利用土地、林地和耕地主要都转化为草地；近30年内蒙古的生态服务价值总体呈现增长趋势，其中草地生态服务价值最高，未利用土地的生态服务价值最低，与土地利用变化情况相同；生态服务价值的敏感性指数均<1，这说明近30年内蒙古地区的生态服务价值相对较稳定，结果可信。     

绿色豌豆蚜不同地理种群的遗传多样性

豌豆蚜是我国苜蓿上危害最为严重的害虫之一。利用微卫星标记研究了我国绿色型豌豆蚜10个地理种群的遗传相似性、基因分化、遗传距离与地理距离和海拔之间的关系及其基因结构。选取15对引物扩增300个个体,共检测到41个多态性条带,多态性条带百分率(PPB)为100%。10个豌豆蚜地理种群观测等位基因数(Na)为1.592 7,有效等位基因数(Ne)为1.356 9,Nei’s基因多样性指数为0.206 6,Shannon-Wiener指数(I)为0.307 6。新疆维吾尔自治区、陕西省、河南省种群的遗传多样性较高,内蒙古自治区、山东省、青海省种群相对较低。然而,10个地理种群豌豆蚜(绿色型)的遗传分化较高(Gst=0.399 6)。种群聚类分析结果显示,全部豌豆蚜种群明显聚为两大类群,山东省、河南省种群为一大类群,其余为另一大类群。Mentel检测表明,遗传分化与地理距离、海拔无显著相关性。我国豌豆蚜种群具有非常丰富的遗传多样性,应加强豌豆蚜的监测和治理。     

蒙陕宁甘长城沿线干旱风沙区土地沙漠化防治对策

对蒙陕宁甘长城沿线干旱风沙区土地沙漠化的地理基础与历史背景进行了分析,在此基础上,提出了以建设可持续发展的绿洲生态经济系统和水源工程为中心的土地沙漠化综合防治方案。     

中国草地NDVI时空动态对多尺度干旱的响应

草地对干旱的响应较其他植被类型更为敏感,且不同草地类型在不同气候区干旱的响应具有较大差异,因此分气候区探究不同草地类型对干旱的响应机制对草地资源保护具有重大意义。基于植被Normalized Difference Vegetation Index(NDVI)、草地覆被及标准化蒸散指数(SPEI)数据,分析1982—2015年中国不同气候区不同草地类型植被NDVI的时空动态及其与SPEI的关系,并确定NDVI与SPEI指标最大相关系数所对应的干旱时间尺度,结合气象数据探究气温、降水及水平衡因素对草地干旱响应的影响状况。结果表明:中国草地NDVI呈现出极显著增加趋势(0.004/a)。草地NDVI呈显著增加的比例为15.62%,集中在华北平原地区、四川、云南、广西及西藏的东南部地区。草地SPEI值呈不显著增加趋势(0.05/10 a),其中显著变干的区域集中在内蒙古中部和宁夏地区。草地NDVI与SPEI指数呈显著正相关的区域集中在内蒙古、青海省南部及新疆北部地带。内蒙古、新疆、青海省北部及西藏南部地区的草地NDVI对干旱响应的时间尺度较短,而青海东南部及西藏中部草地NDVI对干旱响应的时间尺度较长。高山亚高山草甸和草甸区域植被NDVI与SPEI的相关性最强,且对干旱的响应时间尺度较长,而荒漠草地对干旱的响应时间尺度较短; 与湿润区域相比,干旱区域草地NDVI与SPEI的相关性更强,且对干旱响应的时间尺度更短。降水是草地响应干旱的最主要因素,水平衡次之,而气温的影响较小。     

基于PLUS与InVEST模型的内蒙古自治区土地利用变化及碳储量评估

为实现内蒙古自治区的“双碳”目标。根据内蒙古自治区2000年、2010年和2020年土地利用数据(LULC),按照内蒙古自治区“十四五”政策规划，建立自然发展、耕地保护与生态保护3种情景，利用PLUS模型对内蒙古自治区2030年土地利用空间分布进行预测分析，并用InVEST模型对内蒙古自治区不同开发情景下碳储量的变化进行分析。结果表明：(1)2000—2020年间内蒙古地区林地与建设用地面积均有增加，耕地、水域、草地与未利用地面积均呈减少态势，且转移方向上主要表现为耕地转为建设用地。(2)自然发展状态下，草地、耕地、水域及未利用地呈下降趋势，林地及建设用地呈上升趋势；在生态保护状态下，林地、草地和水域面积均比自然开发情景有所增加；耕地保护情景下，耕地面积相较于自然发展情景呈扩张趋势，扩张面积达4.69×10⁴ hm²。(3)2000年、2010年、2020年内蒙古地区碳储量分别达到1.371 7×10¹⁰,1.370 9×10¹⁰,1.370 6×10¹⁰ t,呈逐年减少趋势。...     

基于GIS的贺兰山两侧沙漠边缘带近20a来土地景观格局变化

毛乌素沙地与腾格里沙漠位于贺兰山东西两侧,是中国北方重要的沙漠之一。20世纪80年代至21世纪初,受北方气候变化与沙漠边缘地带人类活动强度加大的影响。两大沙漠边缘地带所属的陕西、甘肃、以及宁夏各县土地利用/土地覆盖发生了显著的变化。同时,由于受到自然地带差异以及其它因素的影响,两大沙漠边缘带土地利用/土地覆盖变化表现出不同的特征。试用景观生态学中景观格局分析方法对这种差异进行描述,通过对两大沙漠边缘带土地利用/土地覆盖格局变化对比研究,力图揭示我国北方干旱区与半干旱区沙漠边缘生态脆弱带生态环境对气候与人类活动变化表现出的不同响应方式。     

中国省际间农畜产品虚拟水流动合理性评价与调控研究

为探究区域虚拟水流动适宜性与流动现状之间的匹配度, 提高我国水资源配置效率, 优化农畜产品生产空间布局, 从水资源、土地资源、农业发展基础、社会经济发展水平和生态环境5个方面构建了中国各省农畜产品虚拟水资源流动适宜性评价指标体系, 运用综合加权求和方法, 计算农畜产品虚拟水资源流动适宜性。并在此基础上, 结合农畜产品虚拟水流动现状, 提出农畜产品虚拟水流动合理性的概念, 构建定量评价模型, 计算中国省际间农畜产品虚拟水资源流动合理性指数。结果表明: 农畜产品虚拟水适宜输出地较适宜输入地多, 且多位于内陆, 西藏、黑龙江、内蒙古农畜产品虚拟水输出适宜性指数大, 北京、天津、上海农畜产品虚拟水输入适宜性指数位居前三; 影响各省农畜产品虚拟水流动适宜性指数大小的原因各异; 全国各省农畜产品虚拟水流动合理性整体水平不高, 合理性指数小于1的仅有14个省, 虚拟水流动较合理的有上海、山西、吉林等省, 其合理性指数分别为0.16、0.21、0.23, 最不合理的为贵州, 其合理性指数高达4.84, 其次是河南、宁夏, 其合理性指数分别为4.18、4.04; 合理性的分布没有明显地域规律, 不同程度的合理性杂乱分布, 没有明显的南北分异或东西分异。最后, 根据各省农畜产品虚拟水流动适宜性以及流动现状, 提出农畜产品虚拟水流动调整策略, 调整类型大致分为控制输出型、鼓励输出型、控制输入型、鼓励输入型、转换输入型和转换输出型6种。宁夏、内蒙古、新疆、黑龙江、河南和吉林属于控制输出型, 西藏、青海、安徽应增加其虚拟水输出量, 福建、浙江、重庆、广州应减少其虚拟水输入量。上海、北京、天津、山西、江苏和陕西6省市农畜产品虚拟水输入现状水平低于其输入适宜性水平, 应该增加其虚拟水输入量。     

基于网格的中国耕地畜禽养殖废弃物氮负荷估算

[目的]估算网格化的中国耕地畜禽养殖废弃物氮负荷,以期准确分析中国畜禽养殖废弃物对环境的污染威胁。[方法]基于统计数据进行行政区域的畜禽养殖废弃物氮养分量的估算,并利用面积权重内插法和GIS空间分析技术进行中国耕地畜禽养殖废弃物氮负荷估算及网格化研究。[结果]网格化后的畜禽养殖废弃物耕地氮负荷基本保持了以各省区为单元数据的基本特征,不再是以行政边界为划分不同畜禽养殖废弃物氮养分负荷的依据,更接近于实际情况,并以河南省为例进行了验证。[结论]从整体空间分布角度看,2010年中国畜禽养殖废弃物氮负荷量空间分布其高值范围与低值范围的界线近似于中国400mm等降水量线。从各省域空间分布范围分析,氮负荷量高的主要集中在广东省、北京市、四川省及湖南省范围,而蒙古、新疆、西藏及青海这4个区域范围内的氮负荷量都较低。     

用AMMI双标图分析糜子品种的产量稳定性及试点代表性

为准确评价基因型和环境互作效应对糜子品种产量稳定性及试点对品种分辨力的影响,采用AMMI模型结合双标图和稳定性参数Dg(e)对第8轮(2006—2008年)国家糜子(粳性)品种区域试验的6个品种和9个试点的试验数据进行了分析。结果表明:基因型效应、环境效应和基因型×环境交互效应(G×E)均达到极显著水平,环境效应占总变异的52.85%,G×E交互效应占6.26%,基因型效应占2.76%。交互效应中IPCA1、IPCA2、IPCA3解释了92.58%基因与环境互作信息。试验也表明不同糜子品种在各试点的稳定性及不同试点对糜子品种的分辨力差异较大。6个参试品种中,"榆糜3号"(CK)、"伊8414-1-2-1"属于高产稳产型品种;"甘9109-6-1-1-2"、"固01-391"产量较高,但稳定性较差;"甘9133-1-3-4-1"稳产性好,但产量较低;"固02-25"产量低且稳定性差。在9个试点中,陕西府谷、宁夏同心、陕西榆林、内蒙赤峰4个试点对品种的分辨力较强,宁夏固原、宁夏盐池、甘肃会宁、山西五寨、内蒙鄂尔多斯5个试点对品种的分辨力较弱。