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。     

关中平原土地利用及农业气候生产潜力分析

农业生产潜力不仅决定于农业气候条件,而且也依赖于农田的数量、质量和种植结构.利用20世纪90年代关中平原气象观测数据和土地利用变更数据,计算分析了关中平原耕地面积、农田光温和气候生产潜力的变化.结果表明:在这11年的时间里,关中平原耕地转移明显,而且以园地、林地和居民用地等类型为主.农田耕地损失直接导致了关中平原农田生产潜力减少.气候变化中的气温升高导致农田光温生产潜力增加,降水量的减少导致气候生产潜力减少.     

内蒙古西辽河流域荒漠化分析研究

内蒙古西辽河流域生态环境脆弱,土地利用类型复杂多样。近年来,随着社会经济的进一步发展,导致了西辽河流域严重的荒漠化,极大地制约着该区域社会经济的稳定、持续发展。通过利用该区域20世纪80年代末和2000年两期TM影像数据为信息源,在提取两期沙质荒漠化数据的基础上,深入分析了2000年西辽河流域沙质荒漠化状况,同时统计计算了该区十年内各沙质类荒漠化土地之间的转换面积,采用转移矩阵法和数学模型法,建立了20世纪80年代末到2000年沙质荒漠化土地转移矩阵和动态度。结果表明:风蚀荒漠化基本得到了控制,水蚀荒漠化土地增加了近1.5个百分点,盐渍化土地略有减少,但减少幅度不大。     

黄土高原泾河流域1960—2000年的年输沙量时空变化

为制订合理有效的水土流失治理政策,需定量了解流域的泥沙输移总量及其时空变化。以黄土高原多泥沙的典型流域泾河为例,按有连续水文观测数据的11个水文站的控制范围,把流域划分为11个河段,统计分析1960—2000年间的年均输沙量和输沙模数在不同年代的变化和空间上的差异。结果表明:1)20世纪60年代泾河流域年均输沙量为3.024 9亿t/a,年均输沙模数为6 672 t/(km2.a);输沙等级为强度,但空间分布不均匀,其中输沙等级为极强度和强度的河段面积占流域面积的72.6%,其年均输沙量占流域总量的86.0%;输沙等级为中度和轻度的河段面积占流域面积的27.4%,其年均输沙量占流域的14.0%。2)20世纪70年代以来,泾河流域年均输沙量开始减少,90年代已减至2.657 8亿t/a,较60年代下降了12.1%,减沙主要发生在输沙等级为极强度的河段,其减沙量占流域总减沙量的93.5%,尤其以降水较高、植被较好的西部地区为主要贡献区,而其他输沙等级河段的年输沙量基本保持不变。因此,在侵蚀性暴雨增加的气候变化背景下,植被稀疏、抵抗暴雨侵蚀能力差的半干旱地区应列为水土保持重点地区。     

广州地区土地利用景观格局变化研究

以广州地区为研究区，在遥感与GIS技术的支持下，通过分析斑块和景观两个层次的格局指数变化，研究了20世纪90年代广州地区土地利用格局变化特征，结合马尔科夫过程与元胞自动机模型对广州地区2010年土地利用空间格局进行预测分析。20世纪90年代广州地区土地利用格局变化趋势是建设用地增加，耕地、林地和未利用地减少，水域和果园基本保持稳定；土地利用斑块数目增加，斑块形状指数和分维数下降；景观破碎度和多样性指数上升。21世纪头10年，研究区土地利用格局基本保持20世纪90年代的变化趋势。研究结果表明广州地区在快速城市化的过程中，土地利用格局呈破碎化趋势，斑块形状趋于简单，耕地减少没有明显减缓迹象。因此，迫切需要发挥土地利用规划的控制作用，加强耕地保护措施。     

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。     

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。     

黄土高原上黄小流域土地利用动态变化及驱动力分析

以黄土高原上黄小流域土地利用变化图谱为数据基础,采用RS/GIS技术与数理统计法,研究了其土地利用动态变化状况及其驱动因素,以期为黄土高原小流域水土流失综合治理提供数据基础和理论依据。研究结果表明:(1)根据景观基质的不同,可将该流域土地利用变化划分为3个阶段:1982—1990年以草地为主,1990—2002年以耕地为主和2002—2008年以林地为主;(2)近30a来上黄小流域土地利用发生了明显的变化,主要表现为林地面积大幅度增长,坡耕地面积减少和果园面积逐年增加。研究表明,土地利用变化是影响区域水土流失的重要因素,可以通过土地利用结构的合理布局来减少水土流失。     

内蒙古乌审旗土地沙漠化退化过程研究

利用1986-2005年共5期卫星影像数据分析,结果表明:乌审旗近20 a沙漠化土地面积尽管存在波动,但自20世纪90年代中期以来总体上处于逆转态势,沙漠化土地面积由1986年占全旗总土地面积的79.15%下降为2005年的54.25%。结合地面气象站观测数据和相关社会经济资料,分析结果显示,在人口密度增加、年平均降水量减少和气温升高的情形下,造成土地沙漠化发生逆转的原因主要有两个:一是土地利用方式和结构的变化,其中耕地面积从136.57 km²增加到198.10 km²,居民地用地面积由2.17 km²增加到11.20 km² ,其它土地利用类型面积的增加主要是通过沙地面积的减少来实现的;二是植被生态系统恢复,封沙育林育草、飞播造林等以防沙治沙为主的生态措施的实施,使得沙地植被得以恢复与重建,流沙面积逐年下降,沙漠化发生逆转。     

北京市城市扩张及其生态效应研究

随着城市经济的发展和城市面积的扩张,北京市出现了大尺度的土地利用与覆盖变化。为了研究北京市城镇用地的空间扩张特征及其生态环境效应,采用RS与GIS相结合的方法,提取了1990年、2000年和2007年北京市城镇用地变化的数量、类型和空间信息,运用GIS空间分析和生态系统服务价值综合评估的方法,分析了近17a来北京市城镇用地扩张的时空分异格局及其生态效应。结果表明:自20世纪90年代以来,北京市城镇用地向郊区扩张的趋势非常明显,总体呈现出自中心城区向近郊区逐层推进,以近郊区和远郊区为沿线据点的外延式扩张的空间变化规律;由于城镇用地的扩张,直接导致耕地面积和林地面积在近17a内分别减少了1 719.25km2和220.25km2,生态系统服务价值最终减少了218 196.49万元;大面积的耕地和林地、草地及水域被城镇用地所代替,城市的绿色屏障功能日趋弱化,生态效应急剧下降。