京郊半城子水库流域土地利用及景观格局变化分析

运用遥感与地理信息系统技术,对半城子水库流域2000年和2005年的2期遥感影像数据进行解译判读,结合土地利用动态度模型和景观生态学数量方法分析了流域土地利用和景观格局的变化。结果表明:①2000-2005年间,流域土地利用类型发生了一定变化,但林地始终是流域主导土地利用类型;②研究期内,半城子水库流域土地利用年变化速度为1.30%,其中阔叶林是最稳定的土地利用类型,其他土地是最活跃的土地利用类型;③类型水平上格局指数显示针叶林斑块形状最复杂,混交林的异质性较高;④景观水平的格局指数显示,区域景观破碎化程度加剧,多样性增加,均匀度增强。     

怒江流域土地利用/覆被变化及其景观生态效应分析

土地利用／土地覆被变化不仅改变了地表景观结构及其物质循环和能量流动，而且对区域生物多样性和重要生态过程有着极其深刻的影响。通过对怒江流域1985，1995，2000年3个时期的土地利用／覆被空间数据的分析计算，得出近15年来，各土地覆被类型的动态变化信息，并借助景观生态学中的景观格局变化分析模型进一步研究了流域土地覆被变化产生的生态环境效应。研究表明：1985～2000年怒江流域各土地利用类型及景观格局指数均发生了重要变化。土地利用变化表现出城乡居民工矿用地、耕地、草地明显增加，而林地和未利用地呈减少趋势，反映出流域城镇化进程的加快和生态环境恶化的趋势；景观总体上表现异质性在减小，斑块类型趋于均匀分布的趋势，景观稳定性在降低。     

鄱阳湖区土地利用景观格局特征研究

在RS与GIS技术的支持下，该文对鄱阳湖区1990～2002年间的土地利用景观变化进行了分析。研究结果表明，1990～2002年鄱阳湖区面积变化的趋势是耕地减少、林地增加、草地减少、水体增加、居民点与工矿用地大幅度增加，未利用地维持不变。利用二级土地利用景观类型，对景观变化的原因进行了分析。利用多样性指数、优势度、分维数、破碎度等景观指数对鄱阳湖区土地利用景观格局特征的研究表明，1990～2002年鄱阳湖区土地利用景观格局总体变化趋势是多样性增加、优势度减少、分数维减少、破碎度增加。最后，该文利用典型相关分析法对鄱阳湖区景观格局变化的社会经济驱动力进行了定量分析，认为导致景观分维数、景观破碎度变化的主要驱动力是人口与国内生产总值，导致景观多样性和优势度变化的主要驱动力是境内公路里程与农村居民年均纯收入。     

基于SWAT模型的流域土地利用格局变化对面源污染的影响

近年来随着流域经济社会的快速发展,密云水库流域的土地利用格局也发生了明显的改变,作为影响流域非点源污染输出的主要因素,探讨土地利用格局的演变对非点源污染的影响对有效控制非点源污染具有重要的意义。该文以密云水库上游流域为研究区,从土地利用变化与污染过程相互作用的角度出发,开展流域非点源污染过程对土地利用变化的响应研究。基于流域1995年、2000年、2005年3期的土地利用数据,基于SWAT(soil and water assessment tool)模型,模拟评价流域非点源污染负荷分布特征,并应用景观格局指数、典范对应分析(canonical correspondence analysis,CCA)和通径分析等方法,从全流域和三级保护区等多空间尺度,量化分析流域土地利用及其格局时空变化对非点源污染负荷的影响。研究结果表明流域的非点源负荷与土地利用格局间存在着密切的联系。格局指数能累积解释流域非点源污染负荷变化的56.3%。污染负荷受土地利用格局的破碎度和形状的影响较大。通径分析的结果表明,耕地、林地面积比例、形状指数和斑块密度是影响研究区非点源污染负荷输出的主要因子,其中形状指数和耕地面积比例对TN、TP负荷的解释能力要明显高于其他指标。从空间尺度上看,各格局因子与非点源污染负荷的关系具有尺度效应,随着空间尺度的递增,格局对负荷的解释程度降低,在较小的尺度范围内,尤其是一级保护区的解释能力最高,达到62.9%,表明离水库越近的区域应是非点源防治高度重视的区域。     

黄土高原丘陵区景观特征与景观指数粒度效应研究

选取黄土丘陵沟壑区高家沟流域为研究区,基于遥感图像绘制流域土地利用景观图,利用GIS相关软件以及景观格局分析软件Fragstats,计算高家沟流域的景观格局指数,并在景观水平上对指数的粒度效应进行了研究.结果表明:草地为高家沟流域土地利用类型的主体,园地稀少,各土地利用类型布局分散,斑块形状较复杂,土地利用结构不够合理;粒度变化对景观指数的计算具有重要影响,各景观指数均具有明显的粒度效应,不同的景观指数随粒度增加表现出不同的变化趋势:(1)景观指数随粒度的增加有明显的下降趋势;(2)景观指数随粒度的增加变化趋势不明显,或上升或下降,并呈现出一定的波动性.高家沟流域景观分析的适宜粒度范围为75～120m.     

漓江流域土地利用变化分析及预测

以1993年、1999年、2006年和2010年四期Landsat遥感数据为基础,应用混合分类法对研究区主要景观类型进行分类,并通过土地利用转移矩阵及四种常用景观指数分析了漓江流域近20 a来的土地利用变化特征。针对研究区近20 a的土地利用变化情况,应用CLUE-S预测模型对漓江流域2020年的土地利用变化情况进行预测。结果表明:漓江流域土地利用在近20 a间发生了较大变化,具有重要生态功能的林地面积退化明显,建设用地与耕地所占比重不断增加。通过对四期TM数据进行景观分析,发现研究区内景观优势度减小,破碎度增加,由此认为研究区内生态环境正在逐步退化,这主要与漓江流域水源林地遭到不断砍伐以及人类经济活动有关。基于历史土地利用数据用CLUE-S模型对漓江流域2020年土地利用格局进行模拟,发现林地面积继续减少,建设用地面积持续增加。该模拟结果可为漓江流域经济发展、土地规划及生态保护提供参考依据。     

基于GIS的喀斯特地区土地利用景观空间格局研究——以广西壮族自治区河池市为例

本研究以1999/2000年的Landsat-TM遥感影像为基础数据,利用GIS技术,对广西河池市土地利用景观进行了遥感解译与制图,在此基础上运用景观类型指标(如斑块数、斑块面积、平均斑块面积等)和景观格局指标(如类型多样性指数、景观优势度、景观均匀度、景观破碎度、景观分维数等)对研究区土地利用的空间格局进行定量分析,并运用洛伦兹曲线分析了土地利用的聚集程度。研究结果表明,2000年河池市土地利用景观类型以林地为主,其次为草地、耕地、水域和城镇及建设用地,分别占土地利用总面积的72.62%、14.07%、11.93%、0.88%和0.51%。2000年该市土地利用景观的多样性指数为1.70,景观破碎度指数为1.18,分维数为1.43。土地利用类型多样复杂,景观破碎度较高,连通性差,容易受到外界的干扰,尤其是人类活动对土地利用的影响,使得原本脆弱的生态环境极易遭到破坏而日益恶化。研究该地土地利用景观空间格局可以为可持续开发利用土地及土地管理与设计提供依据,并为研究土地利用空间格局的演化打下基础。     

中国耕地景观细碎度时空变化特征及其影响因素

耕地细碎化是中国耕地利用效率提高和农业现代化转型的关键制约因素。2014年以来中央政府试图通过鼓励土地经营权流转以实现耕地细碎度降低和适度规模经营耕地的目标。然而，少有研究开展中国全域尺度的耕地细碎化趋势分析，土地经营权流转政策的相关实施效果也尚不明晰。该研究基于长时序土地利用数据，辅以景观格局指数、趋势分析和动态面板模型等方法，对1990-2020年中国耕地景观细碎度的时空变化特征进行了识别，并剖析了土地流转政策实施对耕地景观细碎化的影响。结果表明，1）中国耕地景观细碎度大致呈"平原、盆地低、山地、高原高"的分布格局，东北平原、黄淮海平原、长江中下游平原以及四川盆地、准噶尔和塔里木盆地等地区耕地景观细碎度低，而二三级地势阶梯过渡地带以及黄土高原、云贵高原和东南丘陵等地区耕地景观相对细碎；2）1990-2020年中国耕地景观细碎度大致呈"持续细碎化-细碎化改善-波动细碎化"变化特征，其中2004-2013年耕地景观整体呈细碎化趋势，超过70%的县域耕地斑块密度（Patch Density，PD）/形状指数（Landscape Shape Index，LSI）显著增加、聚集度指数（Aggregation Index，AI）显著减小，集中分布在黄淮海平原、长江中下游平原、四川盆地以及两广地区，但2014-2020年70%的省份耕地景观细碎度有所改善，以两广地区表现最为典型；3）土地流转政策显著降低了耕地景观细碎度，此外，区域土地利用变化、非粮化耕地利用、坡度以及灌溉条件等因素也是影响中国耕地景观细碎度变化的重要因素。该研究从全域尺度剖析了中国耕地景观细碎度的时空变化特征并揭示土地流转政策等因素对其的影响，研究结果可为区域耕地景观细碎度变化以及不同土地利用/生态系统类型变化分析提供新思路。     

山区小流域景观格局变化及其水土流失效应

景观格局变化及其生态效应分析是景观生态学研究的热点之一.以锦云川小流域1996～2004年土地利用分布图为基础,通过选取和计算景观格局指数分析了该流域8年来的景观格局变化及其生态效应.结果表明:疏林地、未利用土地面积减少外,有林地等斑块面积都有所增加,8年来流域内的斑块总数量明显增加,其中水浇地和建设用地等数量明显增加,有林地等斑块数量明显减少,破碎度指数降低;小流域景观多样性有所增加,表明景观的异质性程度提高,土地利用向着多样化均匀化方向发展,水土流失得到有效控制,生态环境有所改善.     

滇池流域土地利用格局变化的地形梯度效应

[目的]分析滇池流域的土地利用变化的总趋势和地形梯度格局及影响因素,为土地利用模式的优化配置和土地资源的可持续发展提供依据。[方法]采用土地利用幅度和动态度分析了土地利用变化的总趋势,从地形因子(地形起伏度、坡度、坡向、地形位)角度用地形分布指数法分析了土地利用的地形梯度格局,用定性分析法分析了地形梯度效应的影响因素。[结果](1)2000—2014年研究区土地利用类型以耕地、林地、草地和建设用地为主,建设用地增速最快,草地减速最快。(2)土地利用在不同地形梯度上有明显的层次分布格局和变化趋势。随着地形梯度的升高,水域、耕地和建设用地、草地和未利用地、林地的优势分布区逐渐升高,分别在最低、低和中低、中低、中高和高地形梯度上占绝对优势;水域、耕地和建设用地(除后两者最低一级梯度)分布指数随之减少,草地和未利用地分布指数变化不明显,林地分布指数则不断增加。(3)土地利用格局变化的地形梯度效应受基础的地形因素、起推动的社会经济因素和宏观调控的政策因素的共同影响。[结论]滇池流域土地利用地形梯度格局变化明显,并受地形、社会经济和政策因素共同影响。     

秦岭地区近20年来土地利用/土地覆盖变化及分析

秦岭地区是中国南北自然环境的天然分界线，是我国自然环境特征形成的一个重要组成部分。利用RS和GIS技术，分析了近20年来秦岭地区土地利用／土地覆盖在数量、结构、类型和空间分布上的变化情况。并对土地利用／土地覆盖变化的驱动力作了进一步探讨，得出以下结论：20年间秦岭地区土地利用／土地覆盖变化林地、草地和建设用地呈增长趋势，耕地、水域和未利用地则呈减少趋势，林地基本呈稳定状态，增幅仅为0．70％，但增加和减少的面积均较大；耕地减少的幅度较大。减幅为158838．02hm^2。主要转变为林地、草地和建设用地，并且多为优质良田；建设用地高速增长，增幅为47．46％，主要源于耕地，草地也呈增加态势，增幅为10．99％，主要源于林地与耕地；该区土地利用／土地覆盖变化的驱动力主要为：人口压力、经济因素、宏观政策等，且这3方面不是孤立的，而是相互影响、相互制约的，它们共同作用影响着秦岭地区的土地利用／土地覆盖的变化。     

陇东黄土高原土地覆被变化的驱动力及生态环境效应

通过G IS空间分析,揭示了黄土高原生态脆弱区土地覆被和水土流失的时空分异特征。陇东地区土地覆被动态变化表现为丘陵区耕地、林地与草地的大互换,和在塬区建设用地大量占用优质耕地、林草地等土地覆被类型,这种变化使区域生态环境系统的功能发生退化。分析发现,该区土地覆被变化的驱动力主要有:脆弱的生态环境是生态环境恶化的自然环境背景;人口压力和经济发展落后是生态环境系统安全状态恶化的社会经济背景因素;对自然资源的不合理利用是生态环境恶化的直接人为因素。     

近40年来贵阳市“两湖一库”地区土地利用/覆被变化

在对"两湖一库"(红枫湖、百花湖和阿哈水库)地区1973,1993,2001和2010年的4期卫星遥感影像进行解译的基础上,利用RS和GIS技术,建立区域土地利用/覆被类型空间数据库,定量分析了研究区域近40a来土地利用/覆被时空变化特征及其生态环境效应。结果表明:(1)该地区土地利用/覆被类型以旱地、水田和林地为主。(2)与1973年相比,2010年荒草地急剧减少,只占区域面积的1.02%;建设用面积急剧增加,比1973年增加了207.93%;林地面积增加了13.51%;耕地面积(旱地、水田)减少了18.41%;水域面积增加42.06%。(3)耕地主要向林地和建设用地转移,荒草地主要向林地和水域转移,林地则主要向建设用地转移。     

1998-2005年石羊河流域土地利用/覆盖变化及其分析

根据1998年和2005年两期影像数据,利用RS和GIS技术,分析了近7 a来石羊河流域土地利用/土地覆盖的数量、结构、类型和空间分布上的变化情况,并对土地利用/土地覆盖变化的驱动力作了探讨.研究结果表明,7 a间石羊河流域草地、戈壁、沙地、林地、旱地和盐碱地面积呈减少趋势;高山、居民点、水浇地呈增加趋势;水浇地增加幅度最大,增幅为89 485.22 hm2,主要是由林地、盐碱地、居民点、沙地和戈壁转变而来;人工林地、重轻度盐碱地和水浇地的土地利用动态度明显,依次为4.14%,3.48%,2.23%和2.56%;人口压力、经济因素、生态政策是影响该流域土地利用/土地覆盖变化的主要驱动力.     

西藏自治区土地利用/覆被变化时空演变特征及驱动因素

精准把握西藏自治区土地利用/覆被变化特征,探究其驱动因素,对科学预测西藏土地利用变化趋势、节约集约利用土地资源具有重要意义。以2000—2020年5期LUCC数据为基础,从动态度、转化趋势等方面分析西藏自治区LUCC特征。结果表明:(1)研究区LUCC以草地、林地、未利用地为主,时间上2015-2020年变化频率最高,空间上城乡建设用地、耕地及水域用地变化区域较为集中。(2)城乡建设用地持续增长,草地持续缩减,其余地类波动式增长。(3)一江三河流域LUCC种类丰富,成因复杂,其余地区以草地和未利用地变化为主。(4)过去20年间西藏LUCC驱动因素较多,自然因素对耕地、水域的分布等起决定性作用,而社会经济及政策因素对西藏近年来的LUCC起较大影响作用。研究发现,西藏土地利用类型转换复杂,各地类变化特征存在显著差异,其中变化量最大的是草地与未利用土地的相互转换。西藏LUCC的驱动因素较为复杂,气候变化和人类活动对研究区土地利用变化驱动作用显著。     

The effect of land cover/vegetation on soil water dynamic in the hilly area of the loess plateau,China

Severe soil and water loss has lead to widespread land degradation in China's loess plateau. During the past decades, a great deal of effort was made on vegetation restoration to reduce soil and water loss in the loess plateau. However, due to water shortage the efficiency of vegetation restoration was not as satisfactory as expected. As part of a vegetation restoration project, we conducted research aiming to understand the relationship between vegetation pattern and soil water dynamics. The goal was to find vegetation types appropriate for the loess plateau with scarce water resources. In 1986, fifteen plots of land were planted with five vegetation types: pine woodland, shrubland, sloping cropland, alfalfa and semi-natural grassland. Soil water content, runoff, soil erosion were measured for each plot. Environmental variables, such as rainfall, evaporation and temperature, were recorded simultaneously by an automated meteorological station. The relationship between land cover pattern and soil water dynamic was evaluated by using statistical models. We found that: (1) soil water loss occurred during the growing season, and it reached the maximum in the second half of July; (2) soil water was not fully replenished from rainfall during the rainy season; (3) pine woodland induced the largest water loss to surface runoff, followed by sloping cropland, alfalfa, semi-natural grassland and shrubland; the poor capability of pine woodland for water conservation may be attributed to soil compaction and poor ground coverage under the tree; (4) in most cases, soil water of the five vegetation types was low except for shrubland and semi-natural grassland where it was moderate-high during a few periods. These conditions inhibit sustainable vegetation growth in the semi-arid loess hilly area of the loess plateau, China.     

退耕还林还草政策影响下米脂县银州镇土地利用变化研究

以米脂县银州镇1986年和2006年两期TM影像及1996年土地利用现状图为基础,结合GIS空间分析软件和遥感软件,分析了1986-1996年、1996-2006年以及1986-2006年的土地利用时空变化.研究表明,1986-1996年期间,土地利用变化表现为水域、林地和草地减少,耕地和其它用地增加,其中尤以耕地面积变化最为显著,减少的林地和草地主要转化为耕地;1996-2006年期间,主要的土地利用变化表现为水域、耕地和其它用地减少,林地和草地增加.由于受到退耕还林还草政策的影响,耕地减少主要表现为转化成林地和草地.总体上看,1986-2006年期间,银州镇土地利用变化显著,主要表现为水域、林地和耕地面积减少,草地和其它用地面积增加,水域、林地和耕地主要转化为草地.1986-2006年土地利用变化主要发生在粱峁地上,有部分无定河两岸的水浇地转化为其它用地.退耕还林还草工程在改善当地生态环境方面虽取得了一定效果,但生态环境的保护和恢复仍是一个长期的任务.     

生态建设重点区域土地利用变化及驱动因素分析——以潮河流域为例

以密云水库的重要水源地和生态建设重点区域——潮河流域为研究区,基于GIS技术,分析了20世纪80年代中后期到2005年流域的土地利用/覆被变化;在此基础上,构建了土地利用变化驱动力指标体系,对流域土地利用变化的驱动力进行了主成分分析,分析了1981—2005年政策、经济、人口、科技进步等驱动因素对该流域土地利用变化的影响。结果表明:潮河流域的土地利用类型以林地为主,20世纪80年代中后期到2005年,流域林地、草地的变化最为显著,其中林地面积增加最多,草地面积则大幅减少;政策因素是影响该流域土地利用格局变化的主导因素。     

近14年榆林北六县土地利用变化及驱动力分析

以陕北黄土高原长城沿线作为研究区,分析了近14年来土地利用变化的特征,结果表明:长城沿线土地利用发生了明显的变化,耕地、水域和未利用土地在减少,其中耕地和未利用土地的减少最为明显;其它土地都有所增加,但转变幅度最快是园地和建设用地;农用地内部各地类转换剧烈,农用地和建设用地之间的转换明显,土地利用沙化现象仍然存在。长城沿线的土地利用变化受到多种因素的综合作,在自然因素的背景下,我国环境政策是该地区土地利用变化的根本原因,人口增长,经济因素也是土地利用变化重要驱动因素。     

艾比湖流域近40年来土地利用与覆被动态变化研究

土地利用与覆被变化(LUCC)是全球环境变化的研究焦点,定量评估土地利用变化对区域土地资源可持续利用具有重要意义。选择干旱区典型代表区域———新疆自治区艾比湖流域为研究区,基于1970年和2009年2期的LUCC数据,利用数学模型和ArcGIS分析了艾比湖流域1970—2009年近40 a来土地利用与覆被的变化过程。结果表明,在整个研究时段内耕地和城乡建设用地面积在不断增加,其中耕地面积的年平均变化率为5.21%,城乡建设用地为5.62%,其它土地利用类型的面积均减少;耕地和草地、未利用地与草地之间的转化比较明显;城乡建设用地的动态变化最大,水域的动态变化最小;转入贡献率中占优势的主要是未利用地、草地和耕地,转出贡献率占优势的主要是未利用地和草地。