基于景观格局指数的天津市蓟州区耕地细碎化评价与预测

[目的] 评价与预测耕地细碎化程度,为缓解蓟州区耕地细碎化问题提供借鉴。[方法] 采用评价指标体系构建、因子分析赋权等方式对2000—2020年耕地细碎化时空演变特征进行分析,基于CA-Markov模型得到的2025年土地利用数据,评价、预测未来耕地细碎化发展,并对多年耕地评价结果进行空间自相关分析,由此判断耕地细碎化水平空间分布特征。[结果] ①2000—2005年,耕地细碎化呈现出由南部平原向北部山地递增的态势;②2005—2020年,南部细碎化加深程度较北部更为明显;③2025年蓟州区18个乡镇耕地细碎化均有不同程度的缓解,但总体来看,北部耕地细碎化程度仍比南部严重;④2000—2025年蓟州南部乡镇耕地细碎化持续保持低—低集聚特征,偶有高—低型出现,蓟州北部于桥水库周边乡镇除2020年出现了低—高集聚特征外,其余年份呈现出高—高集聚的空间分布特征。[结论] 天津市蓟州区耕地细碎化时空演变特征明显,其量化结果存在集聚性规律,应进行南北分治与重点引导。     

靠椅状土质滑坡形成条件及时空演化特征

[目的]对三峡库区靠椅状土质滑坡的形成条件和时空演化进行研究,为滑坡的监测预警提供理论基础支撑。[方法]以三峡库区典型靠椅状土质滑坡——白家包、八字门滑坡为例,通过与三峡库区典型滑坡的比较,从此类滑坡的特点入手,分析其形成条件;并结合香溪河流域的地形地貌特征分析此类滑坡时空演化过程。[结果]靠椅状土质滑坡形成条件与三峡库区其他典型滑坡有明显差异,香溪河流域的此类滑坡形成受河谷地貌影响明显。[结论]靠椅状土质滑坡的形成受岩性条件、滑面形态、地层状态等因素决定,香溪河流域的靠椅状土质滑坡是随着河谷的演化而逐渐形成的。     

三峡库区经济发展与生态环境的时空耦合特征

[目的]研究经济发展与生态环境之间的关系,为长江经济带高质量发展和三峡库区经济与生态协调发展提供政策参考。[方法]以三峡库区重庆段为研究区域,基于脱钩模型对2006—2018年经济与生态环境"脱钩状态"(分为绝对脱钩、相对脱钩、临界状态、耦合状态)进行判定。结合探索性空间数据分析(ESDA)法,运用ArcGIS, OpenGeoDa软件对脱钩状态相关数据进行空间差异及格局演化特征分析。[结果]三峡库区重庆段整体的脱钩系数偏低,空间相关性较弱;在2006—2010年和2014—2018年脱钩系数主要表现出空间正相关,2010—2014年期间主要表现出空间负相关;从局部空间自相关(LISA)图分析得出,研究区各区县之间的脱钩状态显著性较弱;研究区在3个研究时间段的脱钩状态呈现出显著的倒"V"型发展趋势。[结论]2006—2018年来,三峡库区经济发展与生态环境耦合特征波动较大,亟需进一步深入研究并制定相关整治措施。     

气候变化背景下淮河流域干旱演变特征

[目的]淮河流域是我国主要的粮食生产基地,明晰流域内干旱演变特征及其极端性对科学开展旱灾防御治理具有重要作用。[方法]基于淮河流域1971—2015年降水数据,计算3个月时间尺度的标准化降水指数(SPI),结合反距离权重空间插值法、气候倾向率、游程理论对干旱时空演变特征及其特征变量进行了分析。[结果](1)四季中,春、秋季呈干旱化发展趋势,且秋季速率明显大于春季,夏、冬季呈湿润化趋势,夏季速率大于冬季。(2)全区各季平均干旱频率均在30%左右。空间上,春季流域北部湿润化,南部干旱化;夏季流域北部干旱化,南部湿润化;秋季大部分地区气候倾向率为负值,正值区仅在江苏北部出现;冬季大部分地区呈湿润化趋势。(3)干旱特征变量中,干旱历时与干旱次数的空间分布特征相反;烈度峰值高值区与干旱历时、干旱烈度在流域东北部空间分布较为一致;流域东南部烈度峰值高值区较干旱历时和干旱烈度向东南部略有偏移。[结论]流域内秋季干旱化趋势明显,冬季呈湿润化发展,春夏季干旱演变存在地区差异,区域内干旱呈现极端化发展趋势。     

长江中下游地区滑坡的易发性评价——以江西省为例

[目的] 预测长江流域滑坡灾害分布情况,旨在开展隐患排查和危险评估,提升灾害的应对能力。[方法] 基于1 211个滑坡分布点数据和15个环境变量,通过MaxEnt模型对江西省的滑坡易发区分布进行预测,同时采用Jackknife检验评估15个环境变量对预测结果的重要程度,最终确定不同程度滑坡易发区的面积和分布以及影响滑坡灾害发生的主要环境变量。[结果] 江西省内极高、高和中易发区分别占全省总面积的29.6%,36.5%和23%。滑坡发生的概率以鄱阳湖平原为中心向四周呈现逐渐增加的趋势,集中分布在西部和南部的山地丘陵地带。海拔、坡度、植被归一化指数NDVI、年均降雨量和距离水系和道路的距离是影响滑坡发生和分布的主要环境变量,累积贡献率在83%以上。[结论] 江西省滑坡易发区的分布具有明显的空间差异性,主要分布在海拔较高、地质复杂和岩层节理裂隙发育的地区,降雨是滑坡发生的直接诱导因子。     

基于生态格局视角的三峡库区土地生态系统服务价值

以三峡库区重庆段为研究对象,以TM解译数据为基础,采用生态系统服务价值测算、空间分析等方法,分析了研究区2000—2015年4个时期的土地生态系统服务价值演变特征及空间分布特征。结果表明:(1)研究区土地利用变化"三增三减",以耕地、林地、草地向建设用地和水域的转变占据主导,建设用地沿城区外廓扩展速度快,研究区生态系统服务价值呈先增后减的趋势,耕、林、草前期向水域转变较多,生态系统服务维持稳定甚至有所提高,后期向建设用地转变较多,生态系统被割裂,服务价值降低;(2)研究区生态系统服务价值及服务价值变化率的空间相关性逐渐增强,空间集聚效应明显,城区以狭长形态集聚扩展;(3)研究区生态系统服务价值的空间分布为北部地区高于南部,东部高于西部,且此趋势在向北、向东扩展,空间分布异质程度不断提高,与研究区内建设用地增加的趋势一致。研究为三峡库区区域生态环境改善与改善土地利用格局提供参考。     

基于GIS的湖南省滑坡灾害风险和损失评估

[目的] 评估湖南省滑坡发生的风险和损失等级，丰富湖南省滑坡防治理论及方法，为该地减少滑坡灾害提供科学依据。[方法] 基于GIS技术和层次分析法（AHP）以DEM、遥感、气象、岩性、地震点等数据为支撑，分别从危险性评价和易损性评价两方面对湖南省滑坡风险进行评估。[结果] ①湖南省滑坡风险等级大多处于中低风险等级，少部分为较高风险或高风险等级，中度风险等级最多，占全省面积的31.31%，其余依次为较低、较高、低和高风险等级，其比例分别是24.92%，22.09%，13.88%和7.79%；②从空间格局来看，风险性等级整体呈现出中部、东南高，西南、东北低的空间分布特征；③湖南省滑坡损失等级整体呈现出东高西低，局部不均匀的分布特征。[结论] 湖南省滑坡灾害的管理主要应从预防和整治两方面进行，依据各地区常见滑坡类型，制定有针对性的区域差异化防治预案。     

基于GIS和空间自相关模型的耕地空间分布 格局及变化特征分析——以成都市龙泉驿区为例

耕地资源是人类生存和发展的基础性资源,科学判定耕地空间分布格局及其变化特征,对促进耕地保护及空间优化布局等方面具有重要意义。本文利用四川省成都市龙泉驿区2005年、2009年及2013年土地利用数据提取耕地数据,运用核密度计算、耕地集中度指数、空间自相关等研究方法开展耕地空间分布格局及其变化特征研究。研究结果表明:1)2005—2013年龙泉驿区耕地空间分布密度呈现出集聚态势,耕地整体呈现出西北及北部密集、中部及南部稀疏的空间分布特征,其中耕地分布密度高值区域呈现出由西北向西南扩张的趋势,低值区域则以城镇为中心有零星扩散的情况。2)从耕地面积分布情况来看,整体呈现出北高南低的空间分布特征,耕地分布相对集中,而且在时间序列上有进一步增强的趋势,但耕地空间变化区域差异较为显著。3)耕地空间分布存在显著的全局空间正相关性,但局部空间异质性有所增强,耕地面积比例较高的空间单元集中分布在北部、西北部一带,并呈现出向西缩减的趋势,耕地面积比例较低的空间单元分布在以城镇为中心的建成区及边缘地带,并经历扩张与收缩两个阶段;2005—2013年因城镇建设占用耕地和农村土地整治影响而出现局部异质性"热点"与"冷点"区域。该研究结果在一定程度上为掌握区域耕地空间变化趋势、制定耕地保护与优化布局政策提供理论方法和参考借鉴。     

三峡库区腹地撂荒地动态演变及景观格局——以重庆市奉节县平安乡、竹园镇为例

[目的]分析撂荒地的空间演变特征以及形成机理,为撂荒地的治理提出切实可行的依据。[方法]以三峡库区奉节县平安乡、竹园镇为研究区,基于2002,2012和2016年3期Google Earth高清遥感影像,运用GIS和RS软件结合人机交互解译得到土地利用数据,并通过土地利用动态度、空间自相关和景观格局研究理论与方法对研究区撂荒地进行相关分析。[结果](1)研究区2002—2016年撂荒地的增长速度逐年加快,撂荒地面积持续增长。(2)自2002年以来撂荒地破碎化异质化程度减小,斑块连接性更好,形状趋于简单,有向大而集中方向发展趋势。在不同坡度和高程等级下,斑块破碎化异质化程度有增减,撂荒情况也随之变化。(3)研究区撂荒地具有空间集聚特性,但局部的集聚情况存在差异,表现为同质化程度高且逐年扩散。[结论]研究区耕地撂荒现象的时空变化规律基本一致,其空间分布一方面与坡度、高程等自然原因密切相关,另一方面又与居民点的距离具有明显的相关性,从侧面反映撂荒地空间分布受农村劳动力大量流失、农村剩余劳动力不足等因素的影响。     

基于土地利用的三峡库区生态屏障带生态风险评价

[目的]揭示三峡库区生态屏障带生态风险,为库区生态风险评估及土地利用优化提供理论依据。[方法]基于遥感影像数据,运用RS与GIS技术,计算土地利用相对合理性指数,同时构建生态风险评价模型,划分高程/坡度带定量评价三峡库区生态屏障带的生态风险情况,划分生态风险等级,并对生态风险进行空间自相关分析。[结果]较低生态风险区占比例最大,为36.77%,高生态风险区及较高生态风险区主要分布在沿长江两岸建设用地及耕地较为集中的区域,土地利用相对合理性指数随高程增高逐渐变大,随坡度增大逐渐减小,研究区生态风险空间自相关分析呈现出十分显著的局部自相关性。[结论]研究区内生态风险总体呈现较低值,沿江高值区需对土地利用进行重点优化。     

三峡库区生境质量的地形梯度效应及对土地利用变化的响应

三峡工程的建设给区域土地利用及生态环境带来巨大变化。在此背景下研究其土地利用和生境质量的时空变化规律,对推进库区国土空间开发保护与高质量发展转型具有重要意义。该研究以三峡库区湖北段为研究对象,根据三峡工程建设时间节点,选取多期土地利用数据,用InVEST模型评估生境质量的时空分异特征,采用分布指数、地形位指数、地理加权回归模型研究其地形梯度效应及对土地利用变化的响应。研究结果表明:1)三峡库区湖北段土地利用的变化特征主要为建设用地和水域大幅扩张,耕地面积小幅增加,林草地面积小幅减少;2)三峡工程一期移民结束后,部分地区生境质量有所提高;一期移民后至三峡工程全面竣工阶段,库区部分城镇周边和三峡大坝附近生境质量退化较明显;三峡工程全面运营后,库区生境质量基本保持稳定;3)从空间分布上来看,位于低地形位的连片城镇化地区与工程建设区生境质量退化程度较大;中地形位零星分布的耕地开垦区域生境质量略有退化;林草覆盖度高的高地形位地区生境质量较为稳定;4)地理加权回归模型显示,生境质量变化对不同地类变化的响应在空间上存在差异。在兴山县南部、夷陵区北部、秭归县南部与巴东县交界处,生境质量对林地变化响应较为显著;在巴东县南部的野三关镇等乡镇生境质量对耕地的变化响应较为显著;在兴山县北部、巴东县城周边、三峡大坝附近生境质量对建设用地和耕地的变化响应较为显著。研究结果有助于揭示三峡库区湖北段生境质量的时空变化过程,为该地区可持续发展及土地利用保护提供决策参考。     

三峡库区生态空间脆弱性时空演变特征

探讨生态空间脆弱性时空分异特征,有助于客观识别区域生态环境的敏感程度和自我恢复能力,并为国土空间规划提供依据。基于VSD模型构建三峡库区生态空间脆弱性分析框架,从空间暴露度、空间敏感性和空间适应力分析2005—2018年三峡库区生态空间脆弱性的时空分异特征及规律。结果表明：(1)三峡库区生态空间脆弱性的3个维度均具有显著的空间分布特征和时间演变规律。生态空间暴露度呈现以重庆的主城区(平均为0.355)和渝东北的万州区(0.416)为双核心向四周逐渐减弱的分布特征;由2005年的0.235 6持续增至2018年的0.269 1。生态空间敏感性呈现“东北高西南低”的分布特征,渝东北的巫溪县敏感性最强为0.691,渝西南的北碚区最低为0.296;由2005年的0.360 7持续增至2018年的0.437 4。生态空间适应力呈现“两端高,中间低”的分布特征,以重庆主城区(平均为0.634)和湖北夷陵区(0.613)为双核心向四周增强;由2005年的0.518 4减至2010年0.457 4后增至2018年的0.571。(2)三峡库区生态空间极度脆弱区主要分布在库区西南地区的重庆市主城区域(平均...     

云南省贡山县“5·25”暴雨诱发地质灾害的特征与形成机制

[目的] 查明2020年5月25日云南省贡山县“5·25”强降雨诱发地质灾害的发育分布特征、形成机制及发展趋势，为该县地质灾害防灾减灾规划提供科学依据。[方法] 基于灾后应急排查一手资料，在系统收集区域地质及降雨资料的基础上，对其灾害过程开展了深入分析与研究。[结果] 贡山县“5·25”群发性地质灾害以滑坡和泥石流为主，规模多为小型，主要沿怒江两岸公路沿线分布，滑坡多以浅表层为主，泥石流多以土力类泥石流启动模式为主，地质灾害表现出典型的高位远程及链式灾害特征，滑坡或崩塌发生后进入沟道转化为泥石流的现象极为普遍。[结论] 贡山县地质灾害调查评价中需充分考虑高位地质灾害的排查，同时科学评估地质灾害引发的链式效应及其影响区范围；由于境内植被覆盖率较高，泥石流发生后会携带大量的漂木冲出，在沟道狭窄处或沟口桥涵处易形成堵塞，对泥石流的瞬时流量会起到放大作用而翻越沟道造成灾害。泥石流防治工程设计中要充分考虑堵塞系数取值的合理性。建议对贡山县城开展大比例尺地质灾害风险调查与评价，将评价结果与国土空间规划有机融合，从源头上对地质灾害风险进行管控，同时提高县城后山已有泥石流防治工程设防等级和标准。     

三峡水库坝区生态屏障区近25年土地利用变化评价

通过研究三峡水库坝区生态屏障区近25年来的土地利用变化,揭示其时空变化规律及驱动机制,为坝区生态屏障区土地资源的合理开发利用及生态系统管理提供科学依据。运用RS和GIS技术对1993年、2006年和2018年3期Landsat遥感影像进行处理,得到土地利用类型分布图;综合运用土地利用变化量、变化幅度和转移矩阵等定量指标,对三峡水库坝区生态屏障区1993—2018年间的土地利用变化进行分析。结果表明:1993年以来,三峡水库坝区生态屏障区土地利用结构变化明显,表现为林地、园地和水域的增加,耕地的大幅减少,其中水域面积增加幅度高达183.0%,而耕地面积减少幅度达68.9%;土地利用转移特征结果显示,水域、园地的增加都主要由耕地、林地转化而来,林地、建筑用地的增加主要由耕地转化而来,而未利用地向各方面用地类型转化;三峡水库坝区生态屏障区1993—2006年水域变化程度远大于2006—2018年,其他类型变化幅度相近。总体而言,三峡工程的建设、城镇化发展、农林产业结构调整和生态保护是三峡水库坝区生态屏障区土地利用变化的主要原因。     

三峡水库消落带几种草本植物根系的垂直分布特征

[目的]明确三峡水库消落带典型草本植物根系分布特征,为三峡消落带的植被恢复提供依据。[方法]在三峡腹地石宝镇消落带选取牛鞭草(Hemarthria altissima)、扁穗牛鞭草(Hemarthria compressa)、双穗雀稗(Paspalum paspaeoides)三种人工恢复草本和自然恢复草本,利用WinRhizo Pro.2009c根系分析系统研究其根系的土壤剖面分布特征。[结果]4种草本类型的的根系主要分布在0—10cm土层,根长密度、根直径(除自然杂草外)、根表面积密度、根体积密度和根尖密度均随土壤深度的增加而呈指数函数减小;除根径外,在整个土层剖面中(0—25cm),3种人工草本的根系指标都要显著高于自然恢复杂草。[结论]4种草本根系发达,对消落带水淹胁迫的适应性强。     

基于地统计学的三峡库区重庆段耕地人口承载力时空特征研究

采用三峡库区2007和2010年遥感数据及社会经济统计数据,采用全覆盖的20 km×20 km网格划分空间样地,运用地统计学方法对三峡库区重庆段耕地人口承载力空间分布特征进行了模拟与分析。结果表明,2007-2010年三峡库区耕地承载力盈亏值发生改变。2007年耕地承载力超载463.76万人,2010年耕地承载人口具有56.57万人的潜力空间。三峡库区耕地承载力具有明显的趋势效应,东西方向呈1阶,南北方向呈多阶。耕地承载力的空间相关性较高。三峡库区耕地承载力空间分布呈现明显的条带状,并具有由西南到东北逐渐降低的趋势。2007-2010年,耕地承载力空间分布有所变化,主城9区的西南部承载力上升,江津区以及长寿区的耕地承载力降低明显。     

三峡库区甘家院子滑坡稳定性预测与验算

三峡库区云阳县甘家院子滑坡是由H1、H2、H3滑坡体组成的滑坡群，类型复杂，影响范围甚广。在深入分析了滑坡地质特征、结构特征和变形特征的基础上，对滑坡就蓄水以后滑坡体的变形、失稳形式作出预测，最后采用传递系数法验算滑坡体整体稳定和局部稳定性，所得结果为滑坡的治理与防治工程提供依据。同时计算结果表明，该滑坡目前处于稳定状态，在库水位作用下或遭遇长时间高强度的暴雨时，滑坡可能整体失稳，与预测结果完全吻合。     

基于U-DEC数值分析的龙洞水滑坡变形特征及成因机制分析

[目的]借助龙洞水滑坡典型实例,从静水压力和滑带软化角度分析滑坡的成因机制,为该类滑坡的进一步识别及研究提供理论依据。[方法]通过详细的现场地质调查、遥感摄影、工程地质测绘及离散元数值模拟分析,对滑坡的变形破坏特征进行分区评价,并对其成灾机制进行探究。[结果]地质构造形成的宽缓向斜形成了滑坡的雏形,软硬相间的互层结构提供了滑坡的物质基础,三面临空的地形地貌条件为其提供运动变形空间,卸荷及构造裂隙为地表水的入渗提供了优势通道,地下水对潜在滑面的软化作用和静水压力是滑坡启动发生的诱发因素。[结论]滑体的运动不仅仅是后缘裂隙静水压力的作用或者地下水的物理软化作用,而是后缘裂隙静水压力和滑带物理软化的共同作用,并且后缘静水压力在斜坡的变形破坏和滑体的运动中起到加速的作用。