基于RS和GIS的滨州城区土地利用变化研究

[目的]研究山东省滨州城区在城市化过程中的土地利用变化规律,为城区土地合理规划和利用提供参考。[方法]以Landsat影像为主要数据源,获取滨州城区1996—2014年5期土地利用分类信息,引入土地利用动态度、转移矩阵和土地利用空间重心,定量分析城区土地利用时空变化规律。[结果]1996—2014年,耕地以平均3.63%/a的速率减少,林地、水体和建设用地表现出增加的趋势,变化率分别为5.43%/a,0.79%/a和5.70%/a。林地和水体以转出为主变为转入量大于转出量,2005—2009年时段林地转入量出现峰值,2001—2005年时段水体转入量达到峰值。耕地和建设用地重心分别位于市政广场的西南侧和东侧,耕地重心往西南方向远离市政广场,建设用地重心往西迁移逐渐靠近市政广场。[结论]城区土地利用变化表现为耕地面积不断减少,林地和水体面积先减后增,建设用地面积不断增加的总体趋势,土地利用转移主要发生在耕地和建设用地之间,林地和水体转移受城区水利工程和绿化工程实施的影响较大,建设用地重心迁移与西城区的开发建设密切相关。     

辽宁省抚顺市2000-2020年土地利用格局变化与生态环境效应

[目的] 探讨辽宁省抚顺市退耕还林以来土地利用格局时空变化特征及生态环境效应,揭示土地利用格局变化对环境的影响,为该区土地利用结构优化提供科学依据。[方法] 以2000,2010和2020年3期遥感影像为基础数据,通过土地利用动态度、土地利用程度综合指数、土地利用转移矩阵、NDVI差值分析、区域生态环境质量指数等方法定量分析抚顺市土地利用格局时空变化特征及生态环境效应。[结果] ①2000—2020年研究区各种土地类型存在相互转化的关系,其中林地和耕地变化较为明显。20 a间,耕地面积减少825.59 km²,增长率-7.32%;林地面积增加591.14 km²,增长率5.24%;城镇用地面积增加182.36 km²,增长率1.62%; ②2000,2010和2020年研究区土地利用程度综合指数分别为224.48,225.57和226.12,同比增长0.49%和0.24%,研究区土地开发利用强度缓慢上升; ③研究区20 a间植被覆盖整体呈上升趋势,NDVI减少的区域与城镇用地的扩张区域基本重合; ④3个时期土地利用类型转化的生态环境质量指数分别为0.744 8,0.775 4和0.782 6,10 a间环境质量生态指数分别上升4.11%和0.93%,环境质量整体呈上升趋势。[结论] 20 a间研究区快速推进城镇化进程的同时环境质量整体向好,局部范围内生态环境质量改善与恶化并存。城镇用地、耕地、林地之间的转化为主要原因,退耕还林等环境保护政策使研究区环境质量不断上升,但随着时间的推移,上升趋势趋于平缓。     

黄河流域景观生态风险分析及预测

[目的] 探究黄河流域近20 a土地利用变化并对2030年土地利用进行预测,分析景观格局指数,揭示生态风险状况,助力黄河流域景观保护修复和规划治理。[方法] 使用FLUS模型,根据2000,2010,2020年土地利用数据,结合社会、经济、地形、气候等因子对该区2030年土地利用状况进行预测,通过景观指数构建景观生态风险指数,并进行深入分析探讨。[结果] ①2000—2020年耕地面积减少12 150 km²,林地面积增加2 514 km²,建设用地面积增加10 620 km²。②黄河流域优势景观为草地和耕地,但优势性逐渐降低,整体景观连通性增加、聚集性减弱,景观多样性呈增长趋势,但整体仍不均衡。③工作区景观生态风险以低、较低风险为主,中风险为辅,共占该区总面积88%以上,各生态风险区在空间上相对稳定,在时间上呈逐步恶化趋势。④预测2030年建设用地面积增速减缓,耕地、草地、未利用地面积继续减少,景观破碎度增加,低、较低生态风险区域增加1.12%,高风险区域增加0.26%,其余风险区域变化较小。[结论] 国家人口增长、城市逐步扩张对土地利用影响巨大,进而导致景观破碎,加之黄河流域环境脆弱,风沙强度大,荒漠化程度高,区域生态风险增高,需要国家更加关注该区域的生态保护和高质量发展。     

快速城镇化地区土地利用演变及驱动机制——以巢湖流域为例

[目的]探究巢湖流域土地利用演变特征规律及驱动机制,为实现区域土地资源的优化配置和社会经济的可持续发展提供理论依据。[方法]收集巢湖流域及区县1996—2014年土地利用变更调查及社会经济统计年鉴,运用土地利用数量、程度及空间差异计量模型,以及主成分分析法,采用数据统计软件,模拟巢湖流域土地利用变化演化规律及其驱动因素。[结果]近20a来巢湖流域各土地利用类型均发生变化,但不同土地利用类型变化的总量、变化幅度和变化速度却存在明显差异,耕地、园地、草地减少较为突出,林地略有增加,其他农用地减少将近1/2;建设用地总量增长幅度更大,特别是城镇工矿用地及交通基础设施用地增长迅猛,农村居民点用地略有减少;巢湖全域土地利用程度自2004年之后呈现逐年上升趋势,合肥市辖区及周边县域土地利用开发程度较高,其他区域相对较低;耕地减少率金安区、瑶海区、肥西县、含山县居前,城镇用地增加率肥西县、长丰县、巢湖市位于前列;投资拉动、经济发展、工业推进、人口增加及城镇化是巢湖流域特别是近10a多土地利用变化的主要驱动因素。[结论]巢湖流域加快建设长三角世界级城市群副中心城市及生态文明先行示范区,需进一步优化土地利用空间格局,盘活建设用地存量,提高建设用地效率,走资源节约型与环境友好型的土地利用模式。     

2000-2015年四川省南充市土地利用/覆被变化及其驱动因素

[目的]对四川省南充市15 a间土地利用/覆被的时空变化特征及其驱动因素进行分析,为南充市的生态环境建设与可持续发展提供科学依据。[方法]基于南充市2000,2010,2015年3期Landsat影像和QuickBird高精度遥感数据,计算2000—2015年土地利用/覆被转移矩阵和土地利用/覆被状况指数。[结果]①近15 a来,南充市的土地利用/覆被类型以耕地和林地为主,约占研究区面积的80%,但各土地利用/覆被类型间都有不同程度的相互转换。②研究期内,林地面积增加1006.2 km~2,主要由耕地和草地转化而来;建设用地面积增加965.4 km~2,多由水体和耕地转化而来,而耕地、草地和水体面积分别减少了1 549.8,307.9,90.4 km~2。③近15 a来,南充市土地利用/覆被状况指数变化表明,林地和建设用地呈转好趋势(土地利用/覆被状况变化率为正值),耕地呈转差趋势(土地利用/覆被状况变化率为负值)。[结论] 2000—2015年南充市土地利用/覆被变化明显,其中,地形、人口、城市化水平和退耕还林工程等是造成南充市土地利用/覆被变化的主要驱动因素。     

秦淮河流域1980-2010年土地利用变化及驱动机制

[目的]研究近30a来秦淮河流域不同时期土地利用/覆被变化特征及驱动力,为秦淮河流域的生态经济系统可持续发展和流域管理提供科学依据。[方法]利用GIS功能对秦淮河地区1980,1995,2000,2005,2008,2010年土地利用现状图进行叠加转换,建立土地利用变化转移矩阵,在此基础上分析秦淮河地区近30a来的土地利用变化特征,并结合相应的社会统计资料分析土地利用变化的驱动力。[结果]流域内耕地面积逐年减少,建设用地面积逐年增加,林草覆盖面积略有减少;土地利用程度变化存在明显的时间差异性,2005—2008期间变化最大;建设用地的增加主要源于耕地的转入,其次是林地、水域;经济发展、人口增长和人民生活水平的提高是该区土地利用/覆被变化的主要驱动力。[结论]城市化发展要素是推动该区建设用地增加、耕地面积减少这一现象的主要驱动力。     

东南沿海土地利用转型的生态服务价值研究——以甬江流域为例

[目的]通过分析流域的土地利用变化对流域内各个自然过程生态服务价值的影响,为流域土地资源的合理利用和流域生态安全保护提供科学依据。[方法]基于土地利用转型变化,分析1980—2015年人类活动影响下的甬江流域土地利用变化及其生态服务价值变化。[结果]①甬江流域土地利用变化以耕地的减少与建设用地的增加为主要特点,且土地利用程度不断上升。土地利用类型之间发生复杂的相互转化,转移面积最大的是耕地转向建设用地。②35 a间,甬江流域土地综合利用动态度为0.42%。建设用地土地利用单一动态度最大,耕地面积减小幅度最大。③甬江流域生态服务在时间层面上,总价值先增大后减小,在1995年之前不断增加,但在之后不断减少。④在空间层面上总体呈现出由西南向东北逐渐变低的趋势。[结论]甬江流域土地利用转型剧烈,土地利用的快速变化加剧了生态系统功能退化。     

福建省海岸带土地利用/覆盖变化及其驱动力

[目的]研究福建省海岸带土地利用/覆盖变化及其驱动力,促进沿海地区资源环境可持续发展,并为土地利用政策制定提供参考。[方法]基于ArcGIS 10.2软件对研究区域2005—2015年土地利用/覆盖变化(LUCC)数据进行分析,并采用灰色关联度法对其驱动机制进行探讨。[结果](1)2005—2015年福建省海岸带土地利用类型以耕地、林地、水域和城乡、工矿、居民用地为主,草地和未利用土地所占比重较少;研究期间,福建省海岸带林地、水域和未利用土地面积减少,仅耕地和城乡、工矿、居民用地面积增加,草地面积基本不变;2005—2015年土地利用类型主要向城乡、工矿、居民用地转移。(2)福建省海岸带土地利用变化主要受到社会经济发展驱动力的影响,其中社会富裕程度、技术驱动力和人口驱动力是主要因素。[结论]合理确定城市、镇域开发边界,划定大城市周边基本农田保护区域,划定林地、草地和水域等生态空间,是落实土地利用空间管理的有效措施。     

干旱区县域土地覆被变化特征及其生态环境效应——以内蒙古自治区翁牛特旗为例

[目的]研究翁牛特旗的土地利用变化特征及其生态环境效应,为该地区生态环境重建提供支持。[方法]选取2006及2015年8月Landsat卫星影像,通过ENVI 5.1提取出翁牛特旗土地利用数据,进而利用土地利用动态度、土地利用类型的空间转移矩阵,以及生物丰度指数、生态系统服务价值和敏感性指数,分别对翁牛特旗土地利用结构的时空演化特征和生态环境效应进行分析。[结果](1)翁牛特旗主要土地利用类型为耕地、林地、草地和沙地,近10a来该旗的土地利用变化呈现为耕地、草地、建设用地增加,林地、沙地和水体面积减少的态势。(2)10a间生物丰度指数从2006年的43.47下降为2015年的42.69,降低1.79%,表明区域的生物量减少,不利于生物多样性发展;生态系统服务总价值从2006年的102.31亿元下降至2015年的98.47亿元,减少了3.84亿元,下降了3.75%,生态环境基本维持着平衡,总体上呈现出微弱的退化。(3)各种土地利用类型的敏感性指数(CS)均小于1,表明研究区生态系统服务价值对于生态服务价值系数不敏感、缺乏弹性。[结论]研究区林地、水体面积的减少,建设用地面积的增加是生态系统服务总价值减少的主要原因。研究区土地利用变化引起的生态系统服务价值和生物丰度的减少,加剧了当地生态环境的脆弱性。     

基于转移矩阵的准格尔旗土地利用变化分析

[目的]土地利用是影响水土流失变化的重要因子,通过分析准格尔旗土地利用类型动态变化情况,掌握该区各土地利用类型变化去向,为分析该区水土流失状况提供依据。[方法]采用土地利用转移矩阵方法研究准格尔旗土地利用变化特征。[结果]2014—2016年,准格尔旗各土地利用类型变化不显著,表现为林地、草地、水域及水利设施用地占地面积分别减少16.02,12.66和2.48km~2,居民点及工矿交通用地、其他土地、耕地的占地面积分别增加18.63,10.53和1.72km~2;该区水土流失面积增加70.8km~2。[结论]准格尔旗减少的林地和草地主要转变为居民点及工矿交通用地和其他土地。结合水土流失数据分析表明,该区域水土流失面积的增加与林地和草地面积减少,以及林地和草地植被覆盖度的变化有关。     

丝绸之路经济带沿线典型地区荒漠化动态变化遥感监测

在高强度人类活动影响下,“丝绸之路经济带”的资源环境面临严峻问题与挑战,而对研究区的荒漠化动态变化进行遥感监测可为荒漠化的防治和治理提供理论基础和数据支持.以2000-2014年的250 m分辨率MOD13Q1为数据源,利用归一化植被指数和决策树分类进行荒漠化程度划分,得到丝绸之路经济带荒漠化土地动态变化和转移面积矩阵.结果表明:2000-2014年研究区荒漠化土地面积增加,其荒漠化土地增长量为98 912.26km2和增长率为0.11％.其中,非荒漠化向荒漠化共转移308 289.73 km2,大于荒漠化向非荒漠化的转移面积266 497.67 km2.在空间分布上,中亚荒漠化土地由西南的严重荒漠化向东北的轻度荒漠化逐渐减轻,且向哈萨克斯坦北部地区不断推移;中国的荒漠化土地多集中分布在塔里木、吐鲁番和柴达木三大盆地中,且以宁夏陕西甘肃北部地区的减少为主.总体上,丝绸之路经济带沿线地区总荒漠化面积增加,程度趋于严重,荒漠化问题日益突出.     

基于Logistic-Markov方法的土地利用结构变化多因素驱动预测模型研究与应用

[目的]探索土地利用结构变化的驱动规律及其预测方法,为在社会经济快速发展背景下抑制建设用地扩张、优化城乡土地利用等提供决策参考。[方法]利用主成分分析,Logistic,Markov等方法研究土地利用结构变化的驱动力,分析土地利用结构状态转移矩阵与驱动因素的数量关系,构建基于多因素驱动的土地利用结构变化预测模型。[结果]以地处"长三角"经济区的江苏省泰兴市为例,测算了城镇发展、经济发展和管理政策等土地利用结构变化驱动力,其中城镇工矿用地扩张的驱动力增加了25.85%,耕地减少的驱动力则降低了22.21%,并预测分析了2010—2020年的土地利用结构变化特征,预测精度相对提高了0.52%。[结论]多因素驱动的土地利用结构变化预测方法,能够科学地诠释土地利用结构变化及其驱动力的作用机理,可以提高预测精度,为分析区域土地利用变化规律提供一种新方法。     

1987-2017年莱州湾沿岸土地利用变化及其对海岸线变化的影响

[目的]阐释莱州湾沿岸土地利用变化及其对海岸线的影响,为政府以及相关部门在进行海岸线规划提供土地利用方面的数据支撑。[方法]提取莱州湾近岸1987-2017年的土地利用变化信息以及海岸线空间分布,计算土地利用程度指数,随后利用DSAS计算相邻时相海岸线各段的变化速率,通过ArcGIS软件的叠加分析工具,得到影响各个时相海岸线变化速率和海岸线长度的信息。[结果]①1987-2017年,水产养殖用地、盐场用地以及建设用地面积逐渐增加;内陆水体面积总体呈增加趋势;裸地呈减少趋势;草地和耕地则先增加后减少;林地变化不明显。②土地利用程度逐渐变强,土地利用程度强等级由零散点分布变为集中面状分布。③土地利用以围填海的形式影响海岸线的变化速率。莱州湾内部的围海和人工填海使得岸线向海推进。黄河泥沙淤积填海使得黄河三角洲处的岸线向海推进,而该处岸线的背海移动则主要受到海水影响。[结论]莱州湾沿岸土地利用变化明显,土地利用程度逐年变强。土地利用以围填海的形式影响海岸线的变化速率,使得海岸线既有向海推进又有背海移动。裸地和水产养殖用地为1987-2005年影响海岸线长度的主导因素,建设用地和裸地为2005-2017年影响海岸线长度的主导因素。     

马来西亚吉隆坡市土地利用变化特征分析与预测

[目的] 揭示快速城市化过程中港口城市土地利用景观格局变化规律，为当地编制土地利用规划提供科学依据。[方法] 以马来西亚吉隆坡市2000，2005，2010，2015，2020年5期遥感影像为基础数据，基于交互式数据语言（IDL），采用指数分类法提取土地利用信息，并应用RS，GIS技术和景观生态学方法对吉隆坡市2000—2020年土地利用景观格局变化进行研究，最后采用灰色预测模型预测2025年吉隆坡市土地利用数据。[结果] 2000—2020年吉隆坡市种植园和林地大幅减少，建设用地迅速增加，港口与城市圈中部区域种植园主要转化为建设用地；土地利用景观形状趋于复杂化、不规则化，景观类型空间连通性降低，景观异质性增强；2025年吉隆坡市建设用地和种植园面积分别为1 624.12 km²和2 216.99 km²，与往年相比，建设用地增加，种植园减少。[结论] 2025年吉隆坡市土地利用类型仍主要以种植园为主。宏观来看，随着城市的快速发展，种植园的数量持续减少。未来发展规划需进一步合理规划土地利用方式，提高土地利用效率，加大对种植园的保护力度。     

中老缅交界区2005-2017年土地利用/覆被变化及其生态状况

[目的]以中老缅(中国-老挝-缅甸)3国接壤地带为例,通过对其土地利用/覆被的演变过程及生态状况的评估,为该区土地资源的合理利用与生态风险的降低防控提供依据。[方法]基于研究区土地利用/覆被遥感影像数据,通过构建土地利用/覆被变化趋势与状态指数等模型,对其2005-2017年的演变过程及生态状况进行测度。[结果]①研究区以林地、耕地为主导,土地利用组合的一致性较强,但作为多国接壤地带,该区土地利用程度存在一定的国别分异;②随时间演进,研究区土地利用的结构及变化幅度均发生了显著的时空及地类分异,其中林地扩张显著,耕地大幅减少而草地及水体的面积变化相对平稳,后6 a的土地利用变化幅度整体高于前6 a;③12 a间,研究区土地利用变化整体呈不平衡状态,各地类间的变化趋势与状态差异较为显著。随时间演进,受林地外延扩张态势减弱等影响,研究区土地利用变化的稳定性有所增强,但各地类间的变化趋势与状态差异略显增加;④2005-2017年,研究区生态状况整体改善,且国别与空间分异有所减小,12 a间,老挝段生态状况整体较优,缅甸段次之,而中国段的生态状况相对较差,生态综合功能高值区与3国交界处间的距离整体减小。[结论]研究区土地利用/覆被的演变过程及生态状况存在一定的国别分异及阶段性变动特征,中老缅3国对其接壤地带生态本底功能的修复与提升工作正不断增强。     

秦岭北麓城市新兴开发区生态系统服务价值变化

[目的]选取秦岭北麓典型城市区域陕西省西安市浐灞生态区为研究对象,从景观格局变化、生态服务价值两方面分析城市新区建设及可持续性,以期为城市生态建设提供决策参考。[方法]以遥感数据为基础,对研究区土地利用类型和景观格局进行定量分析,研究城市新区尺度下的景观生态系统和生态服务价值变化特征。[结果](1)2004—2014年,浐灞生态区城乡转换特征明显,农业景观比重显著降低,建设用地景观增幅达88.2%,生态景观增幅高达201.5%以上,区域"生态含量"明显提高。(2)生态服务价值以农田、绿地和水体景观变化较为明显,其中农田生态服务价值损失近65%,到2014年全区85%以上的生态服务价值来自于绿地和水体景观。[结论]浐灞生态区10a间生态用地动态变化强烈且持续,城市生态服务价值增加明显,反映该区在保障城市化建设的同时,有效且显著提高了环境质量,其生态建设政策有利于区域生态系统的建设和发展。     

资源型城市土地利用变化与景观格局——以新疆克拉玛依市为例

[目的]分析将近20a新疆维吾尔自治区克拉玛依城市的空间扩展状况,为资源型城市空间扩展的数量特征研究提供依据。[方法]基于克拉玛依市1996,2000,2006,2011,2014年5个时段的Landsat影像,获取近20a不同时期的土地利用变化信息,计算土地利用转移矩阵、景观格局指数和主要景观组分的转移过程。[结果]1996—2014年研究区耕地、林地在大幅度增加,其面积由1996年的38.05,58.39km2增加为2014年的436.25,143.27km2。耕地在景观中所占的比例大幅度增大,破碎化程度增加。建设用地与水域面积也逐渐增大,其面积由1996年的20.40,31.62km2扩大为2014年的65.15,36.38km2,建设用地的斑块数量由1996年的888增加到2014年的1 792,斑块密度与边缘密度由0.12,1.14增加到0.24,4.03。[结论]1996—2014年克拉玛依市破碎化程度增加,有明显的集中化趋势,水体景观形状较为规则,破碎化程度较底。     

县域耕地占补时空变化及其规划管控效果——以江苏省南通市通州区为例

[目的]分析2001—2010年江苏省南通市通州区耕地占补的时空特征,初步探讨县级土地利用总体规划对耕地占补的管控效果,为进一步改进土地利用总体规划的编制与实施提供科学依据。[方法]以通州区2001和2010年2个时期的土地利用动态数据为基础,采用GIS空间分析方法,分析该区2001—2010年耕地时空变化。[结果](1)2001—2010年通州区耕地总面积由92 503.47hm2减少到72 466.52hm2,补充速度慢于占用速度,占用和补充的水田比例都较高。(2)耕地占用的主要去向是建设占用,96.80%是农村居民点占用,耕地补充的主要来源是建设用地,水域及其他农用地,其中农村居民点整理补充耕地的比例为71.67%。(3)耕地占用主要集中在通州区西北部和中部地区,耕地补充主要集中于研究区中部以及北部地区。(4)从空间规模与空间结构控制效果来看,通州区土地利用总体规划在2001—2010年对耕地占补的管控效果较差,对具体地类而言,对新增城镇工矿占用耕地的管控效果要优于农村居民点用地。[结论]2001—2010年通州区耕地总面积减少,其占用的主要去向和补充的主要来源均是建设用地,且呈现一定的空间分布规律,土地利用总体规划对耕地占补的管控效果较差。