高台县沙漠化动态变化及其驱动因素分析

利用1976年的MSS、1992年和2009年的TM遥感数据,对高台县沙漠化土地按轻度、中度、重度和严重4个等级进行解译,获得了3个时段沙漠化土地面积的统计结果。分析了研究区1976—2009年33年间沙漠化的动态变化:沙漠化面积总体减少了11 360.08 hm2,各沙漠化等级的变化趋势不同,其中轻度和重度面积减少,中度和严重面积则有所增加,尤其严重沙漠化面积增加了3 171.2 hm2。利用马尔柯夫模型对土地沙漠化动态变化及演变趋势进行了分析,结果表明,未来33年研究区沙漠化的面积仍将减少,但减少幅度明显减缓,并且严重沙漠化面积将继续增加。沙漠化驱动因素中,自然因素主要是因气温升高导致的蒸发量增加,社会因素主要是超载过牧和对地下水资源的过度开采。虽然高台县防沙治沙工作已经取得了显著成效,但环境恶化的势头并没有得到根本遏制。     

毛乌素沙地西部区土地沙漠化动态遥感研究：以盐池县为例

以两个时期遥感信息解译为主要依据，拟定了土地沙漠化动态类系统。采用面积连续清查方法，在两期遥感图像上进行成数抽样，获得了盐池县从１９７６到１９９１年土地沙漠化动态变化状况，说明盐池属于正在发展的沙漠化地区，沙漠化程度进一步加剧对土地沙漠化的治理与破坏同时并存。     

21世纪初科尔沁沙地沙漠化对区域气候变化的响应

利用2000—2013年生长季MODIS-NDVI时间序列遥感数据和降水、气温、蒸发和风速等气象数据,研究21世纪初科尔沁沙地沙漠化动态变化及其对区域气候变化的响应关系。结果表明:21世纪初,科尔沁沙地沙漠化经历了逆转-发展-逆转的过程,轻度和中度沙漠化土地面积呈显著下降趋势,重度和极重度沙漠化土地面积呈下降趋势但不显著。未沙漠化土地主要分布在研究区西北部,轻度和中度沙漠化土地广泛分布在研究区南部、东部和北部,重度和极重度沙漠化土地主要分布在西南部。2000—2013年,科尔沁沙地降水量呈上升趋势,气温、蒸发量和起沙风日数呈下降趋势,斜率分别为8.34 mm/a、-0.04℃/a、-23.56 mm/a和-1.7 d/a,其中蒸发量和起沙风日数下降趋势较为显著;近14 a来,科尔沁沙地沙漠化主要受水热条件的影响,尤其是在2000—2005年、2009—2013年2个时期,降水增多、蒸发减少,区域气候较湿润,研究区沙漠化2次逆转;此外,沙漠化受气候影响具有地域差异性,受气候影响较大的地区主要集中在研究区东部和东南部地区。研究可为科尔沁沙地沙漠形成机理分析及沙漠化防治工作提供理论依据。     

新疆艾比湖地区土地沙漠化时空演变及其成因

基于RS和GIS技术,对1990—2010年艾比湖地区沙漠化动态变化进行了监测。研究表明,艾比湖地区分布着大面积的沙漠化土地,主要分布在其东部和西岸地区。20a间沙漠化土地面积明显减少,沙漠化土地面积从1990年的4 426.49km2减少到2010年的637.33km2,减少了3 789.16km2。经历了强烈逆转—稳定发展—基本稳定3个阶段,1990—2001年沙漠化土地面积从4 426.49km2减少到3 713.2 5km2;2001—2007年沙漠化土地总面积保持基本不变,但沙漠化程度稍有加重;2007—2010年沙漠化土地总面积略微增加,沙漠化程度在持续加深。近20a来沙漠化转变尤为显著,气候变化和不合理的人类活动共同导致了研究区东部的沙漠化程度的加剧。     

内蒙古多伦县沙漠化土地时空变化特征

研究以内蒙古多伦县1960年、1975年的航片和1987年、1995年、2000年、2005年的陆地卫星TM影像等6个不同时相的遥感数据为数据源,提取研究区沙漠化土地信息,与研究区的其他数据进行叠加分析,建立数据库,分析沙漠化土地时空变化规律.结果表明:1960-1995年沙漠化土地共增了639.88 km2,1995-2005年间沙漠化土地面积减少了427.18 km2.1960-1995年沙漠化土地发生扩大的区域主要分布在3条沙带两侧.由于这些地区毁林开荒、草场超载,导致沙漠化土地面积有所扩展;1995-2005年沙漠化土地发生减少的区域主要分布于城南沙带、黄柳区.自从京津风沙源治理、退耕还林、禁牧舍饲和生态移民四大工程实施以来,多伦县沙漠化土地逆转很快,流沙多被固定,从而使本区出现沙漠化土地面积逐步缩小的局面,其中城南沙带地区尤为明显.     

近20年来海南岛西部沙漠化土地动态分析

在GIS技术支持下,利用1986年、1996年和2003年的3期TM数据,定量分析了海南岛西部的不同等级沙漠化土地动态变化过程及其面积与空间上的转换特点.结果表明:17a来各类沙漠化土地面积显著减少,极重度、重度、中度、轻度沙漠化土地的面积分别减少了58.34%,30.35%,25.88%,64.48%;各类沙漠化土地之间及其与其它土地类型相互之间的转化十分频繁,极重与重度沙漠化土地中分别有53.58%和41.34%的面积没有发生变化,而中度与轻度沙漠化土地分别仅有21.21%和12.02%面积没有发生变化;近17a来,研究区沙漠化土地动态变化主要是受人为活动干扰作用的结果.     

塔里木河下游沙漠化土地时空变化遥感分析

为对应急输水工程实施前后塔里木河下游地区沙漠化土地的变化状况进行监测,选择研究区1999年TM、2002年ETM+和2004年ASTER遥感影像及基础地理数据,通过沙漠化土地分类体系划分、信息提取模型构建及动态变化类型建立等方法,对研究区沙漠化土地的时空变化趋势进行了定性定量分析。结果表明：应急输水工程实施后,研究区内非、轻沙漠化面积逐年增加,分别由1999年的14 768.33、153 261.03 hm2增加至2004年的19 994.23、159 953.76 hm2;中度沙漠化面积年均减少2 981.58 hm2;强度沙漠化面积仅增加1.07 hm2。研究期间,部分沙漠化土地发生了较为明显的逆转,土地持续退化局面有所遏制和缓解,但由于来水量有限及采用线性输水等原因,远离河道区域的生态环境依然恶劣,流域整体生态环境仍不容乐观。     

基于RS和GIS的宁夏盐池县土地利用变化对生态系统服务价值的影响

以宁夏盐池县1989年、1995年、1999年、2003年、2006年和2009年6期TM影像为基础,运用GIS方法提取各年土地利用数据,分析盐池县土地利用动态变化;采用中国陆地生态系统的服务价值测算方法,分析土地利用变化引起的生态系统服务价值变化。结果表明,1989—2009年间盐池县土地利用变化显著,林地和建设用地面积持续增加,草地面积先减少后增加,耕地和未利用地面积先增加后减少,水域面积小幅波动变化;研究期内盐池县生态系统服务价值总体呈增加趋势,林地面积的增加起到主导作用;盐池县生态系统服务价值构成中,草地居于主导地位,贡献率为49.8%~60.4%,林地的贡献比例持续增加,致使盐池县生态系统服务价值结构格局发生良性转变;各土地利用类型生态系统服务价值敏感性指数都小于1,表明盐池县生态系统服务价值对生态服务功能价值系数缺乏弹性,研究结果可信。     

我国农牧交错区土地退化研究——以宁夏盐池县为例

 从荒漠化发展历史角度出发,通过收集历史资料和固定样地观测,采用数学分析方法,利用马尔可夫链(Markov)模型和模糊模式识别方法对盐池荒漠化现状、动态变化以及荒漠化治理措施效益进行分析。结果表明:1)盐池县近半个世纪以来土地荒漠化呈急剧扩大趋势,荒漠化土地面积平均年增长率4.03％。2)盐池县荒漠化主要原因是在脆弱生态环境基础上,人为不合理经济活动所致。3)如果能做到严格执法,全面落实禁牧政策并加强防沙治沙工程管理,盐池县荒漠化土地将得到全面治理,否则盐池县荒漠化形势将继续恶化。认为能否全面落实禁牧和退耕还林政策,将直接影响盐池县荒漠化防治。     

水保监测与应用技术基于RS和GIS的敦煌市沙漠化动态监测

[目的]研究敦煌市沙漠化动态变化特征,为敦煌市沙漠化防治和文物保护工作提供理论依据.[方法]基于遥感和GIS技术,选取2004和2009年的TM和ETM遥感数据进行调查判读.[结果]敦煌市沙漠化土地面积为1.97×106 hm2,占土地总面积的73.8％;研究期内沙漠化土地总面积减少9 102.59 hm2,年变化率-0.001％;极重度沙漠化向重度、中度和轻度沙漠化转变,沙漠化程度整体减轻.[结论]研究区植被盖度有所好转,沙漠化程度在减缓,但土地沙漠化趋势尚未根本改变,防沙治沙仍是敦煌市的长期任务.     

柴达木盆地土地沙漠化现状分析与治理对策研究

基于柴达木盆地1959-2004年土地沙漠化的6次动态监测结果,对该区土地沙化现状进行了分析研究.分析结果表明,盆地沙化土地面积从1959年的5.80×106hm2增加到1994年的1.03×107hm2,年增长率为2.13%;随着林业生态工程的实施,1994年以后沙化面积呈现下降趋势,从1994年的1.03×107hm2减少到2004年的9.50×106hm2,年下降率为0.67%;分析结果同时表明,严重和中度沙化面积之和占整个盆地沙化面积的比例从1959年的89.6%上升到2004年的94.1%,占整个盆地土地面积的比例从1959年的23.2%上升到2004年的38.0%,说明局部地区沙化仍在加剧和扩展.进一步探究了造成柴达木盆地土地沙漠化现状的自然因素和主要人为因素,结合监测结果以及沙产业理论,提出了柴达木盆地土地沙漠化防治的具体措施和对策.     

喀斯特山区耕地时空演变与影响因子分析

喀斯特山区因其耕地资源特殊性使得社会经济发展限制因素尤为突出，厘清其演变规律对区域社会-经济-生态的可持续发展具有重要影响。该研究以贵州省耕地为研究对象，结合GIS空间分析功能，采用核密度、Lorenz曲线和地理探测器等方法对2000、2005、2010、2015、2018年共5期耕地数据的空间分布和时空演变进行深度探究。结果表明：贵州省耕地"西北多、东南少"，空间非均衡分布，省会周围、生态脆弱敏感区及喀斯特地貌发育区域耕地总量较少；耕地分布呈现空间正相关性，高-高聚类区域自然条件比较相似，低-低聚类区域大多为典型的喀斯特地貌或其他生态敏感脆弱区；时间尺度上耕地总量和密度均在2005年出现递减拐点，2000-2018年以地类转出为主，主要流向为林地、草地和建设用地，动态变化程度随时间推移愈加强烈，到末期稍减；空间尺度上各期耕地增减都较为均衡，面积的减少量稳定，增加量则由高值骤降至低值，并在低值处趋于稳定；地理探测显示影响贵州省耕地空间分布的主要因子为人口、GDP，次要因子为路网密度、平均坡度，其中社会经济因素影响力大于自然因素。     

哈尼梯田遗产核心区土地利用信息图谱及地形梯度效应

地形因子深刻制约山地型遗产区土地利用时空变化和资源配置。基于Google Earth 0.55m×0.55m 高精度历史影像，目视解译更新和野外验证得到哈尼梯田遗产核心区2005、2010、2015、2020年4期土地利用数据，通过计算转移矩阵、信息图谱、分布指数、地形位指数（TI）、面积-高程积分指数（HI）、坡长坡度指数（LS）、地形湿度指数（TWI），以期从较长时间尺度和完整空间范围揭示区内土地利用时空变化特征及地形梯度效应。结果表明：1）研究区土地利用类型以乔木林和水田为主，平均占比分别为33.79%、25.28%，从2005－2020年，园地、水域、道路、人工林、房屋建筑、乔木林面积持续增加，增长率分别为148.32%、147.27%、138.76%、118.68%、70.58%、12.73%，减少最多的是裸地，其次是草地、旱地、水田和灌木林地，减少率分别为-54.01%、-29.58%、-28.56%，-16.56%、-10.87%。2）土地利用信息图谱类型以稳定型、持续变化型和反复变化型为主，占比分别为37.43%、25.36%、18.41%，对应的最大图谱类型分别为水田→水田→水田→水田、草地→草地→灌木林→乔木林、水田→旱地→水田→水田。3）研究区土地利用图谱在表征地表演化动力、侵蚀强度和潜在土壤水分空间分异的HI、LS、TWI指数上具有显著地形梯度效应，有效揭示了地形梯度影响土地利用信息图谱的动力机制。结合土地利用信息图谱的地形梯度效应特征，未来应进一步引导遗产区土地利用类型向增强"点（村寨）-轴（水系、沟渠）-面（森林和梯田）"的主体联系和不同地形梯度区差异发展、互为补充的方向转变，进而提升梯田系统景观完整性和生态服务功能，维系民族文化传统和实现可持续发展。     

呼图壁县地下水位动态对土地利用变化响应

研究干旱缺水地区地下水位(埋深)时空动态特征及对土地利用变化的响应,对于加强农业地区土地利用和地下水资源管理具有重要意义。以呼图壁县平原灌区为研究区,基于地统计学和GIS结合技术,应用普通克里金插值拟合研究区2000年、2010年及2018年地下水埋深时空分布,并且利用同期遥感数据解译生成了土地利用类型图,叠加分析不同时期地下水埋深变化与对应时期的土地利用类型转移之间的响应关系。结果表明:呼图壁县地下水埋深的空间变化主要是由地形地貌、气候等结构性自然因素引起的,空间相关性逐年增强,空间异质性逐渐减弱;地下水埋深在空间上主要表现为从南向北逐渐变浅,时间动态上为2000—2010年地下水埋深值10 m的面积减小比例高达86.61%,2010年后控制耕地面积的大幅扩张,但由于耕地本身基数较大,地下水开采量在2014年达到最大值后开始减少,局部地区地下水位开始恢复;研究区主要土地利用类型为耕地,地下水中农业用水占比高达84.68%,地下水埋深动态变化与耕地面积变化高度相关。     

基于Logistic回归的耕地数量演变及其空间要素边际效应分析

厘清耕地演变的驱动机制对中国耕地资源可持续利用具有重要现实意义。该研究以鄂南地区为例,利用2000—2005、2005—2010和2010—2015年3期Landsat遥感影像解译成果、15类POI(PointofInterest)空间数据等,采用主成分分析、多元Logistic回归模型、边际效应分析等方法,系统分析了研究区近15a以来耕地动态变化及其时空演变规律,并着重探讨了空间要素在驱动机制方面的双向边际效应。结果表明:1)耕地演变类型在空间上表现出相同类型的集聚性,转换类型受周边同类用地空间溢出效应影响明显。在时间上表现出不同转换类型的差异性,转换类型受土地利用政策宏观调控影响向建设用地单一转化趋势明显。2000—2015年间,耕地向建设用地的转换比例自28%过渡至44%后,迅速上升至96%,主要集中在城镇周边、主要道路沿线等区域。2)空间要素对不同时期耕地不同转化类型存在不同的边际效应,2000—2015年间耕地不同转化类型的边际效应变化幅度逐渐减小、不同转化类型边际效应曲线同类交点呈同向移动趋势。自然区位因素对耕地向建设用地转换和耕地向水域转换在POI空间要素不同取值时边际效应的变化较明显。3)空间要素边际效应曲线特征揭示其影响存在临界性,在临界值范围内,边际效应随着空间要素取值不同变化明显,但在临界值范围外,边际效应趋于稳定。耕地演变空间要素边际效应的定性定量分析对耕地布局优化与区域协调发展策略制定具有良好参考作用。     

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。     

1986-2007年重庆主城区土地利用变化及其驱动因素研究

以重庆主城区为研究区域,利用1986年、2000年和2007年3期的遥感影像和地形图,运用人机交互目视解译方法以及GIS的空间分析和数理统计功能,获得重庆主城区土地利用现状、土地利用类型转移矩阵、土地利用动态度和综合程度变化指数等专题图、数据,并结合社会经济及人口数据,对重庆主城区土地利用的时空变化的驱动力进行了分析。结果显示:(1)1986—2007年间研究区建设用地面积迅速扩大,耕地面积持续下降,林地和灌丛面积有所增加,水体的变化比例一直很小;(2)土地利用类型的变化主要是耕地与建设用地和林地之间的相互转移;(3)1986—2007年间,研究区土地利用变化强度较大,其中以灌丛和建筑用地的单一土地利用动态度增幅最为显著,此外,研究区1986—2007年间的土地利用程度指数呈显著增长;(4)主城区土地利用变化的主要驱动因子是人口增长和经济发展,同时还受到地形、交通、政府政策、城市规划及人们环保意识提高的影响。总体来看,经济发展是土地利用变化的主导因素。     

湖南森林景观格局演变及影响因子分析——以湖南金童山国家级自然保护区金童山片区为例

为森林景观格局影响因子的探索和研究提供新视角,以湖南金童山国家级自然保护区金童山片区为研究区域,以ENVI,ArcGIS为软件平台,运用地理探测器计算森林景观格局影响因子权重,对2005—2015年森林景观格局演变进行了分析。结果表明:(1)研究区以常绿阔叶林、落叶阔叶林为景观基质; 2005—2009年景观类型动态变化较为频繁,景观类型转移面积总量为4 116.95 hm²,而转移随着一系列政策措施的开展,2009—2015年动态变化强度减缓;(2)从影响因素上看,自然地理因素中的高程因子是影响区域整体景观格局形成的主要因素,面积最大的常绿阔叶林和落叶阔叶林受高程影响最大,人为因素中村民生活干扰和林区干道因子对耕地的分布影响明显;(3)从景观演替方式来看,常绿阔叶林、落叶阔叶林面积转移以自然演替为主; 常绿落叶阔叶林因人为影响与其他景观类型发生相互转换; 竹林因其生长特点强势侵入其他景观类型; 自然演替与人为影响的双重作用导致灌木林地与牧草地、耕地间发生景观类型转变。因此,森林景观格局的形成和演变是各影响因子对各景观类型综合作用的结果,影响因子类型和权重大小与景观类型转移的方向和数量明显相关。     

干旱区土地盐渍化时空动态变化及影响因子分析

土壤是人类社会及一切社会活动的基本条件,而土壤盐渍化是土壤退化和土壤荒漠化的重要类型之一,是当今干旱区发展中面临的重要问题之一,也是影响干旱半干旱区农业生产的第一障碍性问题。土壤盐渍化时空动态变化研究是发展土壤监测研究及估算方法的重要基础工作。因此盐渍化治理工作的好坏也成了人们关注的问题。文章以新疆塔里木盆地北缘渭干河-库车河三角洲绿洲为研究区,采用1989年9月25日及2001年8月1日的遥感影像,通过计算盐分指数,得到盐分指数图像,进一步将盐分指数图像参与其它波段进行分类,通过统计分析,研究了渭干河-库车河三角洲盐渍地动态变化状况和变化趋势,并对变化影响因素进行了分析。结果表明：非盐渍地有所减少,轻、微盐渍地有所扩大,年均扩大率3.37%,中度盐渍地和重度盐渍地都相应减少,而中度盐渍地减少较多,年均减少率分别为1.96%和1.09%;盐渍地时空变化是同时受自然和人文因素影响的复杂过程,其中人为因素的影响最大。虽然盐渍化治理工作取得了一定的成就,但干旱区盐渍化防治工作需要进一步努力和加强。     

2005-2020年淮海经济区耕地碳储量时空演变特征及碳汇区识别

淮海经济区垦殖率约70%，是中国粮食主产区之一，掌握其耕地碳储量时空变化规律、识别耕地碳汇碳源区，对保护区域耕地质量和发挥耕地生态系统碳汇功能，助力"双碳"目标实现有重要意义。该研究基于淮海经济区土壤类型碳密度计算耕地土壤碳储量，再运用NEP（Net Ecosystem Productivity）模型计算耕地植被固碳量，同时借助ArcGIS空间分析和地理探测器等方法研究2005-2020年淮海经济区耕地碳储量时空演变特征、耕地"碳"属性及其驱动因子。结果表明：1）2005-2020年淮海经济区耕地土壤碳储量由于地类转移总体减少了1.393×107 t，在空间上呈"东高西低"分布；耕地植被固碳量则呈现出以2015年为拐点"先增加后减少"变化趋势，NEP在空间上呈现出"东南高，西北低"分布特征；随时间推移，耕地总碳储量空间分布集聚性呈下降趋势，其"高-高"类型区数量也逐渐减少，主要向不显著区和"低-高"离散区转变；2）淮海经济区耕地碳汇区县数32个，中强度碳汇区21个主要分布于淮海经济区西部，高强度碳汇区5个集中分布于东北部；3）驱动淮海经济区耕地碳储量时空分异的因子中，主要因子是交通通达度、粮食产量、归一化植被指数（Normalized Difference Vegetation Index, NDVI）、高程、坡度和坡向，次要因子是人口。未来耕地保护过程中，耕地碳源区县可借鉴碳汇区耕地保护政策和管理措施，以减少耕地碳储量的流失、维持耕地质量，同时也让更多区县的耕地生态系统发挥碳汇作用。