基于GIS和RS的德令哈市城市扩展研究

借助RS和GIS技术,对德令哈市1989年TM影像数据、1999年ETM影像数据和2009年土地利用现状图进行分析处理,采用人机交互目视解译法提取德令哈市建成区边界图,并将3个时期的建成区范围图叠加;然后从城市扩展强度、重心坐标转移、紧凑度指数、分形维数指数以及城市扩展弹性系数等角度对德令哈市建成区的空间扩展状况进行分析;结果显示:1989—1999年、1999—2009年这两个阶段,德令哈市建成区的面积都在增加,但是1999—2009年,建成区面积的扩展速度和强度都大于1989—1999年;建成区重心坐标第一阶段向西北方向偏移,第二阶段向南偏移,紧凑度指数偏小,并逐渐减小,分形维数指数比合理值1.12大很多,城市空间演变形态趋于复杂;城市扩展弹性系数偏大,并有上升趋势,城市人口增加与城区面积扩展不协调。德令哈市在未来的发展中,需要注重城市内部建设用地填充,合理控制外延扩展规模,尽力确保城市形态紧凑发展。     

大型山地城市建设用地空间扩展及地形分异

近年来,我国城市化进程已经进入加速发展阶段,城市建设用地日益紧张,对山地城市来讲,建设用地的供需矛盾尤为突出。以城市建设用地扩张的地形梯度变化为切入点,运用重庆市主城区2001年、2007年和2014年的遥感影像数据,通过混合像元分解提取建设用地。通过计算建设用地的分形维数、紧凑度指数和放射状指数分析了主城区城市建设用地扩张水平方向的形态变化特征;结合区域的高程、地形起伏度,分析了建设用地的地形分异特征。结果表明:城市规模扩展迅速,建设用地数量从2001年的237.62 km²增加到2014年的818.85 km²;综合分形维数指数、城市紧凑度指数、放射状指数来看,城市扩展从2001—2007年的紧凑型扩展发展转变成2007—2014年的外延扩展;主城区建设用地的扩展呈从低高程区的增长达到饱和状态向高程较高的区域发展的态势;从起伏度分析来看,建设用地无法向起伏度较大的区域大规模扩展。     

基于多源遥感数据的奎屯市城市扩展分析

采用Landsat TM,ETM⁺和ALOS/AVNIR-2遥感影像,获取城市用地信息,并计算出城市扩展速度、扩展强度指数、紧凑度、分形维数及弹性系数,从而对奎屯市城市扩展变化进行综合分析。结果表明:奎屯市城市扩展明显、城市用地规模扩大,扩大的城市用地主要由草地和未利用地转移而来;城市扩展强度指数1989—2000年、2000—2010年间分别为9.69%和9.72%;城市空间格局由外延式逐渐向填充式转变;弹性系数低于1.12,人口增长速度高于城市扩展增长速度;紧凑度逐渐减少,分形维数逐渐增大,城市结构松散、形态不规则、复杂化。依据分析结果提出了发展边界区域,使城市和人口增长速度协调的建议。     

1988-2002年郑州市景观格局演变分析

以郑州市区1988年、1995年和2002年3幅遥感影像为基础数据源,在3S技术支持下,利用景观生态学理论和方法,通过遥感影像解译、景观格局指数选取与计算、逐步回归分析等,对郑州市景观格局动态及其城市扩展的时空分异特征进行了全面分析。结果表明:（1）1988-2002年郑州市建设用地、林地显著增加,景观空间结构仍以农业用地为主。其中建设用地增加85.27 km²,主要由农村居民点和水浇地转化而来。（2）郑州市景观破碎度增大、优势度指数降低、整体分维数略有增加,城市景观格局趋于复杂化、破碎化和多元化。（3）城市景观具有显著的空间梯度变化特点,且存在明显方向分异,NW-SE向为城市扩展中轴线。（4）城市扩展主要集中在三环路内,扩展强度达1.36,且多为内部填充式扩展;三环与绕城公路间,扩展倍数为1.56,扩展强度仅0.37,城市主要沿道路外延式扩展。     

河北省山区土壤侵蚀动态变化趋势研究

对比分析两次土壤侵蚀遥感调查结果显示:河北省山区极强度和强度土壤侵蚀得到了有效遏止,极强度侵蚀面积减少了818.22 km²,强度侵蚀面积减少了4 293.38 km²;中度和轻度土壤侵蚀面积呈增加趋势,中度土壤侵蚀面积增加3 314.86 km²,轻度土壤侵蚀面积增加6 153.9 km²;河北省山区土壤侵蚀总面积增加,轻度以上的土壤侵蚀面积增加4 357.16 km²。张家口市土壤侵蚀变化比较明显,极强度和强度土壤侵蚀面积明显减少,减少了3 646.46 km²,而中度和轻度侵蚀面积大幅度增加,增加了9 599.69 km²,轻度以上的土壤侵蚀面积增加了5 953.23 km²。     

风化花岗岩强度侵蚀区土壤侵蚀治理探讨——伏岭试验区土壤侵蚀治理评析

对1985～1991年间伏岭试区综合治理的成效进行了总结。林地面积由690hm²增加到1444hm²,植被覆盖度由43% 提高到80.5%,中度侵蚀面积由18km²减少到2.3km²,并且提高了土壤水分和养分的保蓄和累积能力,取得了显着的经济和社会效益。     

基于ANP-GIS的长春市城市建设用地生态适宜性评价

基于城市建设用地的生态适宜性对建设用地资源进行合理有效开发利用是缓解城市化进程与土地资源有限性矛盾的根本途径。因此,在前人研究的基础上,提出了结合网络分析法（Analytic Network Process,ANP）与GIS的城市建设用地生态适宜性耦合评价模型,并结合长春市的自然、社会和经济特点对长春市城市建设用地生态适宜性进行案例研究,最终获得了可视化的长春市城市建设用地生态适宜性空间分布图（5个适宜度）。结果表明:对于长春市建设用地的选取最适宜的土地面积约为1 289.3 km²,适宜区域6 662.7 km²,较适宜区域9 461.4 km²,一般适宜区域2 848.2 km²,不适宜区域303.4 km²,而且长春市建设用地生态适宜性较高的地区（最适宜区域和适宜区域）分布在长春区域的腹地,处于长春市市区以及九台区、德惠市、农安县的交汇的区域,该地区自然、社会和经济各项指标的生态适宜性度均相对较高,表明长春市未来的城市发展以及城市建设的重点可以向生态适宜度较高的中部地区偏移。研究结果说明了ANP-GIS耦合模型的可靠性,同时也为长春市的建筑用地的选取和长春市的城市规划提供决策依据。     

城市土地集约利用与用地扩展研究

城市扩展与城市土地集约利用存在内在联系。以干旱区绿洲城市乌鲁木齐的城市扩展特征为出发点,研究城市扩展与城市用地集约化间的动态相关性,评价城市对土地利用压力的响应能力。结果表明在1990—2014年,乌鲁木齐城市用地扩展呈现从缓慢扩展到快速扩展,再到中速扩展的特点;各时期城市用地紧凑度小,分形维数大,建设用地分布分散,城市用地的增加主要依靠于城区用地向内部的填充;对应时期内的城市土地集约利用水平呈现波动上升的特点,在近10年来城市用地集约化显著;经相关分析得出:城市用地的集约化与城市建成区面积的扩展速度关系不大,但受城市扩展的空间形态影响较大,建成区分散度、破碎度越大,则城市用地越趋于集约化发展。城市扩展与城市用地集约化二者的耦合关系可反映出一段时间内城市土地利用的效率或对用地压力的响应程度:当城市扩展强度土地集约利用率,说明在城市化进程中存在土地浪费现象;当城市扩展强度土地集约利用率,说明城市土地利用高效,应以经济—社会—生态三者协调发展为原则开展合理的城市土地集约利用。     

子午岭林区林地和开垦地土壤侵蚀特征研究

利用大型坡面径流场和小流域的观测资料研究了子午岭林区林地开垦前后土壤侵蚀特征,其结果为林地土壤侵蚀很轻微,侵蚀强度小于15t/（km²·a）,径流模数小于2400m³/（km²·a）。地形和降雨特征对土壤侵蚀的影响不甚明显,植被和土壤成为影响土壤侵蚀的决定性因子。而当林地被开垦后,土壤侵蚀由自然植被覆盖下的自然侵蚀转变为人为加速侵蚀,侵蚀模数达1000t/（km²·a）以上,径流模数在27480m³/（km²·a）以上。降雨和地形特征对土壤侵蚀的影响非常明显。土壤加速侵蚀量与10min 或15min 最大雨强（Ⅰ₁₀或Ⅰ₁₅）的关系最为密切,坡面汇流增加,谷坡侵蚀产沙系数为27.7%。     

上黄试验区径流泥沙观测

本文系“六五”试验测定资料简结,其结果为（1）坡地水土流失量随坡度增大而增大,但至临界坡度（约30°）则出现减少趋势;（2）在大致相近的坡度下（19～22°）,土壤流失量农地（2312t/km²）>退耕草地（981t/km²）>封禁荒坡（67t/km²）>坡面措施植林地（19～24t/km²）;（3）降雨强度大水土流失量大,一次大强度降雨（平均雨强0.46mm/min）可使水土流失量占全年流失量的60%以上。     

近30年来西安市城市用地扩展时空变化研究

目前,中国快速的城市化引起城市用地扩展时空演变加速,由此而引起的大规模土地利用与土地覆盖变化(LUCC)格外引人关注.以1977、1988、1998和2008年MSS/TM影像为基本数据源,在对西安市城市用地信息提取的基础上,应用GIS空间叠加技术,选择扩展强度指数、紧凑度、分形维数、重心转移指数等景观结构和变化指标,系统地分析了西安市城市用地扩展模式与时空分异特征.结果表明:1977-2008年间西安市城市扩展总面积达312.85km2,年平均扩展速度达9.92 km2,平均扩展强度指数为1.14,呈快速增长态势;城市用地扩展总体格局表现为非紧凑、不稳定性增强、近同心圆扩展与方向分异十分明显的特征,随着城市用地的扩展城市效率有降低的趋势.     

基于生态系统服务重要性的城镇优化管理——以福州沿海地区为例

在RS与GIS技术支持下,选择研究区比较重要的生物多样性保护、土壤保持、水源涵养和洪水调蓄4个生态系统服务功能,对福州沿海地区生态系统服务功能进行综合评估,并采用最小累积阻力模型开展基于生态系统服务重要性的城镇建设用地空间分区优化研究。结果显示:（1）福州沿海地区生态系统服务重要性程度较高,极重要和重要区域的面积占总面积的66%,且空间差异明显,北部较高,南部较低;（2）研究区域可划分为适宜建设区（2 698.06 km²）、限制建设区（1 345.06 km²）、生态保护区（655.08 km²）与重点生态保护区（459.92 km²）,建议结合区域实际情况开展差异化发展。     

基于地形梯度的典型退耕区土壤侵蚀时空分异特征研究

[目的]研究典型退耕区退耕前后地形分异条件下的土壤侵蚀时空动态变化特征,为巩固退耕还林(草)成果提供科学支撑。[方法]采用RUSLE模型定量分析了延安市1989—2019年土壤侵蚀强度时空演变特征,结合地形因子探究了土壤侵蚀在各高程、坡度上的分异规律,通过LMDI模型了解影响土壤侵蚀模数变化的降雨因子、植被因子与水土保持因子,并分析了其贡献值,利用CA-Markov模型预测了延安市2029年土壤侵蚀状况。[结果]1989年、1999年、2009年、2019年延安市平均土壤侵蚀模数分别为12 554.80 t/(km²·a),8 237.17 t/(km²·a),5 936.57 t/(km²·a),4 473.02 t/(km²·a),侵蚀类型整体以微度侵蚀为主,在空间上呈现北高南低的分异特征;侵蚀强度总体随高程的升高而降低,但在五级高程上侵蚀加剧;侵蚀强度与坡度存在一致性,坡度增加,侵蚀加剧;近年来,植被因子和水土保持因子对土壤侵蚀的抑制作用增加;2029年延安市土壤侵蚀状况总体好转。[结论]延安...     

生物梯化的水土保持措施效应研究

贵州是一个亚热带山区省份,73%的土地在喀斯特地区范围内,生态系统脆弱,水土流失严重。为保护土壤资源,于1991～1994年开展了本项试验研究。研究结果表明,在17～23°的坡地上,裸地处理年径流量和土壤侵蚀量分别达3778～5503m³/hm²和1194lt/km²;传统种植法土壤侵蚀量达5779～9545t/（km²·a）,随水土流失所带走的养分（N、P₂O、K₂O）达947～1616kg/（hm²·a）。特别是条带种植法（生物梯化）保护水土资源的显著效果,在栅篱作物种植以后,条带种植处理与传统种植法相比较,1991～1994年其土壤侵蚀量分别减少19.3%、82.2%、77.9%与100.0%,是一项经济有效有发展前景的水土保持增产措施。     

典型草原煤矿排土场边坡不同治理措施次降雨水蚀过程分析

以典型草原露天煤矿的排土场边坡为研究对象,利用野外原位径流小区观测设施研究了不同治理措施条件下排土场边坡次降雨的产流、产沙规律。结果表明:在边坡治理初期,首次降雨的土壤侵蚀产沙量均较大,达到中度以上的侵蚀强度,其中铺设植生带措施次降雨产沙量最大,为6 469 t/km²,生态袋一字型布设措施产沙量最小,为2 543 t/km²,分别是裸地产沙量5 640 t/km²的1.15倍和0.45倍;随治理恢复年限的增加,恢复第3年时,生态袋一字型治理措施（生物+工程措施）的年径流量比沙地柏+绣线菊灌丛恢复7 a（纯生物措施）的年径流量小;当边坡治理措施的植被盖度 > 35%时,各治理措施的产沙量均小于未治理裸地的产沙量,且雨强越大,生物+工程治理措施的阻沙能力越明显;生态袋一字型布设措施年土壤侵蚀量由治理当年的5 179 t/（km²·a）下降到治理第3年的1 260.35 t/（km²·a）,减少75.7%。因此,在草原矿区的排土场边坡采取生物与工程相结合的治理措施明显优于单纯的生物治理措施,可有效控制排土场边坡的水土流失。     

近20年黄土高原土地利用/植被覆盖变化特征及其成因

近20年来黄土高原土地利用结构发生了显著变化,生态环境取得举世瞩目的成效,揭示黄土高原土地利用/植被覆盖的变化特征及成因是促进区域土地利用空间格局优化的关键环节。运用GIS技术,对黄土高原2000年、2010年、2017年的遥感数据进行转移矩阵,系统研究了黄土高原地区、各省份和生态分区的变化特征并定性分析了造成土地利用变化的主要驱动力。结果表明:(1)黄土高原的土地利用类型主要以耕地、林地和草地为主。2000—2017年,耕地、草地和水域都呈减少趋势,分别减少了19 860 km²,42 410 km²和5 630 km²,而林地、建设用地和未利用地面积有所增加,分别增加30 650 km²,9 840 km²和27 410 km²; 草地为主要的转入与转出地类。(2)黄土高原7个省域主要土地类型与区域变化规律基本一致,草地退化现象在甘肃与宁夏的不同时间段较为严重,具体表现为甘肃省在2000—2010年有7 830 km²草地转移为未利用地,而宁夏在2010—2017年有8 900 km²草地转入未利用地。(3)黄土高塬沟壑区、丘陵沟壑区、风沙区和土石山区及河谷平原区水域面积持续减少,且主要向耕地发生转移,同时生态区土地利用主要发生耕地与草地的动态转移。(4)黄土高原土地利用/植被覆盖变化的主要驱动力是社会因子,其中国家政策的实施起到了主要的推动和促进作用,而人类活动等的影响相对小一些。研究结果可为黄土高原土地利用规划提供科学支撑,也为该区生态保护和高质量发展服务。     

牡丹江市退耕还林对区域土壤侵蚀的影响研究

将GIS与通用水土流失方程（USLE）相结合进行牡丹江市退耕还林前后土壤侵蚀状况分析,评价退耕还林对区域水土流失的影响。研究结果表明:轻度侵蚀面积由退耕前的1 600.12km²减小到退耕后的1 296.41km²,主要分布在西南部宁安地区;剧烈侵蚀由退耕前的3 161.52km²减少到退耕后的672.38km²,主要被极强度侵蚀代替,且集中分布在海拔较高的穆棱北部及林口南部、低山丘陵地带25°以下的旱田及林地上。总体而言,退耕还林工程缓解了区域严峻的水土流失态势,但仍需采取相关配套措施以期彻底改善区域水土流失状况,包括修筑梯田、水平等高耕作及深耕翻作业等,但根本措施在于发展区域经济,调整农业生产结构,保护退耕还林成果,从而实现区域生态经济协调发展。     

不同建植技术对露天煤矿排土场生态修复效果的影响及评价

为解决矿区排土场生态修复难和生态修复成本高的问题,提出了一种新的穴铺建植技术对排土场进行生态修复,并于2012—2015年期间选择4种建植技术对永顺煤炭有限公司矿区排土场开展生态修复工作。基于修复后（2015年）的植被生长状况和土壤改良效果,并通过对比分析的手段,对不同建植技术的生态修复效果进行了评价。结果表明:穴铺植生袋建植法（A）、旱梯田坡面建植法（B）、旱坡植生袋建植法（C）和沙柳围护建植法（D）4种不同建植技术中,在植被覆盖度方面表现为A（85%） > C（80%） > B（73%） > D（63%） > E（7%,裸地）;土壤容重方面表现为A（1.21 g/cm³） < C（1.27 g/cm³） < B（1.31 g/cm³） < D（1.43 g/cm³） < E（1.52 g/cm³）;土壤侵蚀模数方面表现为A[3 630 t/（km²·a）] < C[6 350 t/（km²·a）] < B[7 860 t/（km²·a）] < D[15 730 t/（km²·a）] < E[26 000 t/（km²·a）],均表明A技术在植被生长状况和土壤质地改良方面效果显著,有效解决了试验区人工建植植物群落稳定性差和水土流失量大等问题,成功完成了试验区的生态修复。穴铺植生袋建植技术在矿区排土场或类似区域的生态修复工程实践中具有良好的借鉴和参考作用。     

长株潭城市群土地利用碳排放与生态系统服务价值时空关系分析

在“双碳”目标和保护生态环境的双重约束下，研究土地利用变化引起的碳排放与生态系统服务价值之间的交互关系对促进碳中和目标实现与区域高质量发展具有重要意义。选取长株潭城市群主城区为研究对象，以2000—2020年5期土地利用、能源消耗和社会经济等数据为基础，综合运用网格分析法和双变量空间自相关模型探索土地利用碳排放与生态系统服务价值的时空演变特征及交互作用规律。结果表明：(1)2000—2020年各土地利用类型间发生不同程度的转移，其中，耕地与林地分别减少392.77,268.10 km²,建设用地增加661.80 km²。(2)2000—2020年长株潭城市群的净碳排放量为正，整体表现为碳排放，且净碳排放量显著增加，由1 099.84×10⁴ t增长到4 109.21×10⁴ t;碳排放强度呈现中心高、边缘低的空间分布特征。(3)ESV缓慢降低，由392.06×10⁸元下降到292.86×10⁸元，下降幅度为5.34%;ESV强度整体呈现湘江流域高、周边区域...     

重庆市都市区湿地资源的遥感解译分析

在RS和GIS技术支持下,以四景重庆幅Landsat卫星TM/ETM图像（2001-07-21）和1:5万地形图、土地利用图为数据源,通过影像处理,选用监督分类方法,建立解译标志和样本训练区,解译出重庆市都市区的湿地资源类型、地理分布,统计湿地总面积1 646.65 km²,其中天然湿地134.16 km²,人工湿地1 512.49 km²,并分析都市区湿地资源的分布与保护和生态城市的可持续发展之间的关系。