生态脆弱区土地利用格局变化及其环境效应--以宁夏回族自治区中部干旱带为例

基于遥感、GIS技术、景观生态学及层次分析方法,以宁夏回族自治区中部干旱带为研究区,利用1978年MSS以及1987,1996,2007年的TM/ETM遥感影像为数据源,对该区域近30a来土地利用格局变化及环境效应进行了分析。结果表明,30a来该区耕地和建设用地有不同程度的增加,新增耕地主要来自未利用土地和草地,建设用地面积的增加主要来源于耕地和未利用土地;耕地和未利用土地向林地、草地转化是林地和草地面积增加的主要来源。由于受人类活动的干扰,研究区土地利用景观结构发生了较大变化,土地利用格局变化产生了景观破碎化,景观异质性增加,生态环境退化等生态效应。但20世纪90年代中后期以来,在以还林还草、禁牧及水利等综合治理工程为核心的生态环境治理措施调控下,土地利用结构得以调整,植被覆盖增加,区域生态环境质量逐步得以改善。     

黑河下游土地利用与景观格局时空特征分析

基于研究区1986年Landsat TM和2000年Landsat ETM 遥感影像资料,综合运用遥感与GIS技术手段,结合景观格局分析软件,就近15年来黑河下游额济纳流域土地利用与景观格局变化进行了分析,并探讨了引起变化的驱动因素.结果表明:①研究区草地、林地、水域、耕地面积减少,居民工矿建设用地和未利用土地面积显著增加;土地利用动态转化过程以草地转化为未利用土地、林地转化为草地和未利用土地逆转为草地为主要特征;土地利用的空间位置转换面积大于其数量变化.②景观的破碎化程度降低,景观多样性及景观异质性程度减小,景观的稳定性降低.③气候的暖干化趋势,黑河下泄水量的持续减少,加之人类不合理的经济活动,是黑河下游土地利用和景观格局变化的主要原因.     

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。     

中国热带天然林可持续经营标准与指标中土壤和水指标的研制

利用1986年和2000年TM/ETM卫星遥感数据,运用GIS软件分析了黄河源区土地利用时空变化,借助Excel软件进行景观格局变化研究。结果表明:黄河源区近15a来高覆盖度草地、湿地和冰川面积急剧减少,未利用土地面积增加,土地荒漠化程度加剧,土地利用综合程度指数下降。景观格局趋于破碎化,景观多样性和分维数呈下降趋势,优势度上升。     

北方农牧交错带界线变迁区的土地利用与景观格局变化

交错带是相邻生态系统的边缘交汇带,是陆地生态系统对全球变化和人为干扰响应较为敏感的地段。在全球气候变化和人为干扰的影响下,北方农牧交错带的地理位置和界线不断变迁,界线变迁区的土地利用和景观格局也处于快速的变化之中。该文基于气象和土地利用数据,利用遥感、GIS技术和景观生态学方法,界定了北方农牧交错带及界线变迁区的地理位置,并分析了1986-2000年界线变迁区的土地利用和景观格局时空变化特征。结果显示:(1)北方农牧交错带的西北界、东南界缓冲区土地利用结构变化、不同地类之间的相互转化及土地利用动态度变化存在明显区域差异;(2)西北界、东南界缓冲区景观重心迁移的距离和方向、景观格局变化呈现出不同的特征。     

张家界市景观格局时空演变及未来情景模拟

[目的] 分析湖南省张家界市2000—2020年及2030年土地利用及景观格局演变特征,提出张家界市未来发展的优化策略,为张家界市国土空间规划和生态旅游发展提供参考。[方法] 基于2000—2020年5期土地利用数据,运用ArcGIS空间分析、Fragstats景观格局指数等方法,分析了2000—2020年张家界市土地利用及景观格局时空变化,并利用GeoSOS-FLUS土地利用模拟等软件对张家界市2030年土地利用变化及景观格局进行预测。[结果] 2000—2020年张家界市土地利用变化主要表现为草地面积的大幅减少和建设用地的显著增加;2000—2020年张家界市景观格局发生了较明显的改变,景观的整体异质性和破碎化先增加后降低,斑块形状趋于规则,景观类型分布较均匀,景观聚集程度逐渐趋于稳定状态;预测结果显示,2030年张家界市土地利用主要表现为建设用地的集中扩张和草地的持续减少,其景观破碎化和异质性呈加剧态势,优势景观的最大斑块面积增加,景观形状变得更加不规则,景观有进一步分散趋势。[结论] 运用GeoSOS-FLUS模型模拟未来土地利用状况具有较高的可信度,未来张家界市应以保护、优化景观格局为主,加强优良生态系统管控。构建自然保护地体系,加强生态廊道建设,完善生态系统完整性和景观连通性。保持林地优势景观,优化建设用地布局,降低林地和建设用地的破碎化程度,保护草地生态系统的完整性。     

松嫩草原西部县域尺度景观格局变化及预测——以黑龙江省杜蒙县为例

景观格局变化及预测是区域土地生态利用与规划的基础理论。基于1979、1990和2004年TM／ETM遥感数据,应用遥感图像处理软件ERDAS9．1、地理信息系统软件ArcGIS9．2、景观生态学研究方法及马尔科夫过程模型,对松嫩草原西部杜蒙县1979--2004年土地利用景观格局的时空变化特征、土地利用转移概率矩阵、景观指数及景观格局变化进行分析以及动态预测。结果表明：1）草地面积1979--1990年锐减,1990--2004年呈现增加趋势,1979--1990年草地转换为农田和盐碱地,1990--2004年农田、林地、盐碱地和苇地转换为草地。2）农田面积大幅增加．1990--2004年有所回落,主要由林地、草地、苇地和滩涂等用地转入。3）苇地面积逐渐减少,主要转出为水域和盐碱地。4）盐碱地面积在增大,主要由草地、农田、建设用地及水域等地类转入。5）景观破碎度加剧,景观形状变复杂、异质性加强,景观趋于不稳定的趋势。6）马尔科夫模型对研究区未来土地利用景观变化预测结果表明,今后一个时期内,农田、草地、水域、苇地等用地面积将逐渐减小,林地、建设用地、盐碱地及滩涂地面积将逐渐增加,由土地利用格局变化引起的生态环境问题将会更加突出。     

黄土丘陵区土地利用变化动态与景观格局分析——以彭阳县为例

在退耕还林背景下研究土地利用/覆盖变化及其对景观格局的影响对宁南山区土地资源可持续利用和生态环境重建具有重要意义。以多时相Landsat TM/ETM 4期遥感影像数据为基础,借助GIS技术和景观生态学方法,分析彭阳县1991—2010年的土地利用变化动态及景观格局变化。结果表明:在研究时段内,彭阳县林草地面积持续增加的同时耕地和未利用土地持续减少;景观格局变化主要表现为景观破碎化程度、斑块混合分布程度、多样性指数和均匀度指数均呈先增加后减小的趋势,各斑块间连通性呈先减小后增加的趋势,景观形状趋于复杂;区域发展规划是该区2000年以后土地利用及景观变化的主要驱动力。     

内蒙古河套灌区土地利用与景观格局变化研究

利用1985年和2000年的土地利用数据，对内蒙古河套灌区的土地利用变化及景观格局变化进行了研究。借助GIS软件ArcInfo和ArcView及景观格局分析软件包FRAGSTATS等软件，分别对灌区的土地利用变化总体特征、速度、变化过程以及景观级别的动态特征进行了分析，同时，比较了灌区土地利用变化以及景观变化的区域差异。结果表明：灌区中的耕地与草地占绝对优势，表明灌区以农牧为主的社会经济结构；土地退化现象十分明显，26.9％的高覆盖度草地转化为中覆盖度草地，部分低覆盖度草地转化为荒漠地，耕地退化主要表现为     

疏勒河中下游近35年土地利用与景观格局动态

以疏勒河流域中下游为研究区域,利用1975年Landsat MSS、2000年和2010年的Landsat TM 3期遥感影像,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1975—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35年,研究区耕地和城乡建设用地所占比例持续上升,建设用地的动态度最高,达2.11%,耕地次之。土地利用类型间主要转移方向为:戈壁石砾地和草地转化为耕地,戈壁石砾地转为建设用地和草地。整个景观的斑块密度增大,最大斑块指数减小,景观趋于破碎化,景观的多样性增加。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。     

长江上游地区土地利用/覆被和景观格局变化分析

利用1980年、1990年和2000年3个时期土地利用数据，将GIS和景观生态学的数量分析方法相结合，运用Arc Info和Arc View以及Fragstats(栅格版)，分析了长江上游地区1980~2000年间的土地利用/覆被和景观格局的变化。结果表明：研究期间，林地和耕地大幅度减少，草地和建设用地面积显著增加，水域和未利用地相对变化幅度不大。研究区土地利用类型转移的主要方向是林地转化为草地和耕地、耕地转化为建设用地和草地、草地转化为未利用地。通过对该区斑块类型级别指标的分析，得出水域、建设用地和未利用地分离度和破碎度较大，而耕地、林地和草地在宏观政策和人类活动强烈干扰下，分离度和破碎度呈现先降低后升高的趋势。通过对景观级别指标的分析，得出整个区域景观结构日趋破碎，景观异质性也逐渐提高，土地向着多样化和均匀化发展。长江上游地区脆弱的生态体系对土地利用变化响应强烈，造成水土流失和沙漠化程度加剧，自然灾害频发等景观生态效应。可通过调整景观尺度上的土地利用方式，使长江上游地区生态建设及水土资源实现可持续发展。     

黄土区矿-农-城复合区土地利用时空转换特征

黄土区矿一农一城复合区在工业化、城镇化、城乡一体化的背景下,区域的土地利用类型转换频繁,尤其受到生态退耕政策、城乡建设、露天采煤损毁的影响。该研究旨在揭示矿.农一城复合区近30年土地利用类型转换的过程、特征及影响土地利用类型转换的主要原因。该文利用研究区1986—1996年、1996—2000年、2000—2004年、2004—2009年、2009—2013年及1986—2013年土地利用类型转换图分析了各研究阶段主要转换类型的重要值、面积、空间分布,基于各研究阶段土地利用类型转换过程划分了土地利用类型转换分区,并开展土地利用类型转换原因的讨论。研究结果表明:1)不同研究阶段土地利用转换类型差异明显,总体上呈现转换类型增加,而转换重要值和降低的趋势。转换类型由早期农用地互转逐渐过渡到农用地互转、农用地转向建设用地、农用地转向损毁土地三者共存的状态。2)各种土地利用转换类型在地域分布上呈现趋同性与差异性,并依据趋同性与差异性划分了农用地转建设用地区,农用地转损毁土地区,农用地互转区。3)农用地减少主要以耕地减少为主,耕地减少主要受到生态退耕、建设用地占用、采煤损毁等活动的影响。建设用地增长一是受到保障城镇发展和空间拓展的影响;二是受到新农村建设、农民建新房改善居住环境及"抢盖抢建"的影响。损毁土地的增长主要与煤炭资源开采规模扩大紧密相关。该研究成果可为研究区土地可持续利用及生态环境保护提供参考。     

1962-2010年玛纳斯流域耕地景观的时空变化分析

为分析近几十年来玛纳斯流域水资源开发密集开发条件下耕地景观的时空变化,采用1962年、1977年、1989年、2000年和2010年5期遥感影像进行土地利用制图,并针对耕地信息,分别从时间变化过程、类型转化关系、空间格局等方面分析了近50 a来面积变化的时空特征,从气候变化与灌区建设的角度探讨了水资源空间配置与耕地扩张的关系。结果表明:1)近50 a来耕地和建设用地面积持续增加,未利用地、湿地和冰川雪地持续减少,草地在前20年增加、后30年减少;土地利用的变化程度总体上由剧烈逐渐趋于缓和;2)整体上耕地的变化由双向转化期逐渐过渡到单向转入期,草地和未利用地为各期主要转入类型,建设用地和草地为主要转出类型,各期的转入面积远大于转出面积,耕地总面积持续、快速增长。3)耕地扩张的重心由城市周边转向荒漠地区、由上游地区逐渐转移到下游,先后在昌吉、呼图壁、沙湾县、主要河流两岸及北部荒漠地区扩张,耕地景观也由杂乱破碎转的斑块转为成片连续的耕地带,耕地在景观中的优势进一步加强。4)耕地面积的扩张与降水和河川径流量的增加有关,耕地的扩张速度与方向与水库的空间分布及建成时间有明显的相关性,水库及灌渠建成的后一个时段往往会伴随一轮耕地的快速扩张。流域内水资源开发的潜力不足,已不能满足耕地的大规模扩张。适当控制耕地规模、优化用水结构、提高水资源利用效率,是集约化农业发展、生态环境保护的关键。     

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。     

天山北麓土地利用与土地退化的时空特征探析

研究天山北麓土地利用/覆被变化过程中的土地退化现象,有利于监测新垦绿洲的环境演变过程。采用1990年、2000年2010年3期遥感影像为基础数据,选取土地利用变化幅度、动态度、土地利用强度指数和LUCC动态变化趋势指数4个指标,并结合转移矩阵,对该地区20 a来的土地利用/覆被变化时空特征及土地退化现象进行综合分析。1990—2010年,研究区耕地和城乡居民工矿用地所占比例持续上升,分别增加了91.05%和60.19%。草地和冰川/永久积雪面积则大幅减少,分别下降了15.45%和28.97%。通过转移矩阵发现,草地和永久冰川退化成荒漠的趋势明显。各土地利用类型中以草地的土地利用变化强度指数最高,达－0.5056%,耕地次之,为0.4091%。研究区土地利用类型间主要转移方向为:草地和冰川/永久积雪转化为荒漠,荒漠和草地转化为耕地,荒漠与草地间相互转化,盐碱地面积得到控制,但向荒漠转化的趋势凸显,永久冰川的消融明显加剧,草地持续退化,研究区生态环境恶化趋势明显。     

玛纳斯河流域景观格局变化与地形控制分析

以1990年、2000年、2005年、2010年四个时期的土地利用覆盖数据,玛河流域DEM为基础数据来源,在ArcGIS软件和Fragstats 3.4的支持下,采用景观单元类型转移矩阵、主要景观演化类型的地形梯度分析和空间数据叠加等方法分析了玛纳斯河流域的景观格局现状和演变特征,以及这种变化的影响因素。研究结果表明:玛纳斯河流域1990—2010年土地利用类型变化显著,荒漠、草地、水域以及林地面积都出现了不同程度的减少,耕地面积不断增加;玛纳斯河流域斑块形状总体趋向规则与简单的发展趋势;景观单元演变的地形梯度特征显著,表现为在各高程梯度、坡向梯度以及坡度梯度分布存在明显的地域分异规律,尤其与高程和坡度因子密切相关。说明玛纳斯河流域在经济快速发展的同时土地利用越来越丰富,规模和强度也在增大,但影响了景观稳定性和抗干扰性能。     

基于CA-Markov的河西走廊土地利用变化研究

基于河西走廊1990年、2000年土地利用矢量数据，通过空间叠加和构建土地利用分布与变化的1 km-Grid数据集以研究20世纪90年代土地利用分布与变化的数量特征和空间格局特征，并运用马尔可夫模型和元胞自动机技术对2010年土地利用分布情景进行预测。研究表明：河西走廊以未利用土地和草地为主；20世纪90年代，耕地、城乡工矿居民用地增加，而林地、草地、水域和未利用土地减少；多种土地利用类型的开垦在区域土地利用变化中处于主导地位，其中“草地→耕地”和“未利用→耕地”2个变化类型的规模最显著。主要交通线与大的河流附近人类活动强烈，因而土地利用类型及变化类型比较多样，空间格局复杂。CA-Markov模型模拟结果表明2000～2010年间6个土地利用类型将保持原有的变化趋势和变化速率，因此，迫切需要加强对林地、草地和水域的保护，控制和阻止盲目开垦耕地的行为，推进退耕还林还草工程，促进区域生态环境质量的保护和改善。     

1990-2015年红碱淖地区土地利用/土地覆盖与景观格局的时空演变

[目的]研究近25 a红碱淖地区的土地利用景观格局演变,为西北矿区生态环境保护、煤炭的绿色开采以及沙漠湖泊的环境管理和决策提供基础数据和科学依据.[方法]选取1990,2000,2005,2010和2015年5期Landsat TM/ETM+/OLI影像,利用遥感、地理信息系统技术和地理数学统计方法定量分析红碱淖地区土地利用/土地覆盖的动态变化和景观格局的演变特征.[结果] 1990-2015年,红碱淖地区的耕地和沙地面积分别增加了3.56％和21.87％,林草地和水体的面积分别减少了23.85％和2.25％,区域内水体和林草地退化严重,林草地主要转化为沙地和耕地;景观指数中,平均斑块面积减少,斑块总数、形状指数和多样性指数增加,景观破碎化程度加大,景观类型增加.[结论]上游修建水库和开采地表水使湖泊面积减少,退耕还林工程使得林草地面积增加等人为因素是影响红碱地区域景观格局变化的主要驱动因素.     

江苏省沿海地区土地利用变化及其生态效应

[目的]分析江苏沿海地区的土地利用类型和空间变化,探讨江苏沿海地区土地利用变化产生的生态效应,为土地利用规划提供理论支持。[方法]以江苏沿海地区1990,2000和2010年3期土地利用类型数据为基础,借助GIS技术和Costanza等的生态服务价值计算模型,求取土地利用动态度、综合程度指数、质心变化和生态服务价值量等,并进行剖析。[结果]1990—2010年,研究区内耕地、林地和草地的面积减少,水域、城乡建设用地和未利用地的面积增加。城乡建设用地的扩张占用了耕地,对耕地的补充主要是草地,草地、未利用地和城乡建设用地在空间位置上变化较大。耕地、林地和草地面积的减少使得研究区生态服务价值降低,而水域的面积的增加带来的生态效益弥补了因上述用地类型面积减少造成的损失。[结论]1990—2010年研究区生态服务价值增加了24.34亿元,但从空间上来看,生态增值区分布范围小,主要集中在盐城的东部沿海,而生态减值区分布范围较广且有扩大的趋势,有待通过规划等措施强化土地利用变化的综合调控。