三峡库区土地利用/覆被变化及其驱动力研究进展

土地利用/覆被变化(LUCC)研究是区域生态环境变化研究的基础,随着三峡工程的建成及投入使用,三峡库区土地利用/覆被和生态环境发生了较大变化。在以往研究的基础上,从土地利用/覆被变化特征、转变方向及其驱动力方面对三峡库区LUCC研究进行了总结和梳理,发现三峡库区LUCC的主要特征是建设用地和水域面积增加,主导方向是耕地、林地和草地相互转化及向建设用地转化,主要驱动力是三峡工程建设、人口增长、社会经济发展和国家宏观政策。已有研究对土地利用/覆被格局演变及其空间变异性认识不足,今后还需加强三峡水库成库不同阶段整个库区土地利用/覆被格局演变过程研究,移民安置区土地利用/覆被格局变化过程研究,以及库区未来土地利用/覆被格局与变化的模拟研究,以实现对库区土地利用/覆被未来发展趋势的预测和调控。     

渭河流域1980-2000年LUCC时空变化特征及其驱动力分析

流域水沙变异与土地利用/覆被变化（LUCC）有着十分密切的关系。该文基于渭河流域1980年、1990年和2000年的土地利用/覆被数据,借助ArcGIS等软件对渭河流域20 a间LUCC的时空变化特征进行分析,探讨渭河流域LUCC的时空变化规律。基于转移矩阵、综合土地利用动态度、综合土地利用程度和单一土地利用变化率等指标进行分析表明:渭河流域在1980-2000年土地利用/覆被发生了较大变化,其中草地增幅最大,达到2.09万km²;耕地和林地减幅分别达到了1.35万km²、1.11万km²;建设用地增速最快,增长了8.53倍。从综合土地利用动态度、综合土地利用程度和单一土地利用变化率时空分布图可以看出:变化的时空格局有明显的区域特征,而且前十年的变化比后十年的变化剧烈,主要地类时空变化差异明显。基于时空变化特征分析了变化的驱动力,分析得出主要受到国家土地政策、水土保持、经济发展以及人口增长等多方面因素驱动。     

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。     

土地利用/土地覆被变化环境效应研究

土地利用/土地覆被变化（LUCC）是全球变化研究的重要方向之一。土地利用/土地覆被变化的环境效应问题一向都是研究的重点。结合近年来土地利用/土地覆被变化在环境方面的一些研究进展,综述了土地利用/土地覆被变化对全球气候、大气质量以及区域土壤、水文和生物多样性的影响,并提出了黄土高原地区土地利用/土地覆被变化研究亟需解决的一些问题。     

东江流域2001-2013年土地利用/覆被类型变化的时空特征及成因

[目的]区分人类活动和自然环境变化对东江流域土地利用/覆被类型变化的贡献率,为优化流域土地利用方式、保护流域生态环境和支持粤港澳大湾区建设提供有益的信息和科技支撑。[方法]基于时间序列的遥感影像土地利用/覆被类型栅格数据,结合区域经济发展、土地利用评价指标体系和灰色关联分析,量化东江流域2001-2013年间土地利用/覆被类型变化的时空特征和成因。[结果]①随着时间推移,东江流域土地利用/覆被类型格局由常绿阔叶林、草地和耕地共同主导型转变为常绿阔叶林主导型;②研究期内不同土地利用/覆被类型变化差异明显,灌丛、混合林、常绿阔叶林和草地变化剧烈且相互之间转化频繁,水域、耕地和城镇用地面积变化相对平缓;③非城镇用地转化空间差异显著,耕地的转化程度表现为：下游 > 上游 > 中游;④人口增加、城市建设、技术革新和经济增长是推动东江流域土地利用/覆被类型发生变化的主要原因。[结论]总体来说,最近10 a多东江流域的土地利用/覆被类型变化有利于流域生态环境和水资源的保护,进而有助于粤港澳大湾区的建设。     

巢湖流域30年土地利用变化及其驱动力研究

土地利用与土地覆盖变化(LUCC)研究是全球环境变化研究的一个重要方面,也是地理学综合研究的国际性前沿课题。基于多时相的TM影像数据,从流域尺度研究巢湖流域的土地利用/覆盖变化,分析探讨了土地利用变化的社会经济驱动力。研究结果表明:1979～2008年间巢湖流域的土地利用发生了比较明显的变化,主要表现在耕地锐减和建设用地激增;经济发展、城镇化、工业化、人口增加是造成巢湖流域土地利用变化的主要驱动力。     

流域土地利用/覆被变化对水文过程的影响研究进展

随着全球变化研究的深入,土地利用/覆被变化(LUCC)与水文过程的相互作用成为全球生态与环境研究的热点和前沿问题.在阐述土地利用/覆被变化对水文过程影响特性的基础上,从LUCC对径流影响的研究成果、研究方法,以及模拟尺度等方面概述了LUCC对水文过程影响的研究进展.综合分析表明,由于区域气候和地理的差异性,以及研究尺度和方法的不同,特定流域上LUCC对水文过程影响的结论难以取得一致.需要考虑多方面因素,正确评价LUCC对水文过程的影响,加强生态环境效应研究,为流域土地利用规划和水资源的合理配置提供科学依据.     

滇池流域土地利用变化图谱的地形梯度效应

土地利用变化图谱的地形梯度效应是土地利用/覆被变化(LUCC)的重要研究内容之一。以滇池流域为研究地区,以2000年、2007年Landsat TM和2014年Landsat8OLI为数据源,从土地利用结构和地学信息图谱两个角度运用土地利用变化图谱和分布指数等方法分析了研究区土地利用结构和图谱总趋势、土地利用图谱的地形梯度效应及成因。结果表明:(1)土地利用类型以耕地、林地、草地和未利用地为主,主要土地利用类型由2000年的耕地、林地和草地为主转化为2014年的耕地、林地和建设用地为主。(2)土地利用变化图谱主要以最大图谱"林地—林地—林地"的稳定型和"草地—林地—林地"的前期变化型为主,两者占总面积的62.59%,主要分布在滇池及滇池的东部和北部。(3)土地利用变化图谱的地形梯度层次性明显,稳定型主要分布在低和高地形梯度,前期变化型的优势分布区为中高和高地形梯度,其他3类图谱主要分布在低和中低地形梯度并向中高地形梯度推进。(4)土地利用变化图谱的地形梯度效应主要受基础的地形位、起推动作用的城镇化和人口密度、起调控作用的林业资源转型和水土保持政策共同影响。该研究为实现滇池流域土地资源的合理配置和可持续发展提供依据。     

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。     

典型生态脆弱区土地利用/覆被变化过程研究——以宁夏南部山区为例

为了获得宁夏南部山区的土地利用/覆被变化（LUCC）情况,以1975、1987和2001年的Landsat MSS/TM影像为数据源,利用遥感和地理信息系统技术,通过解译分类得到研究区三期土地利用的原始数据,并以此数据计算出研究区的LUCC幅度、动态度及状态指数。研究结果表明,在1975-1987年间,耕地大量转入,草地、林地和水体大量转出,LUCC处于不平衡状态。而在1987-2001年间,草地、林地、水体开始转入,耕地开始转出,LUCC也处于不平衡状态。在1975-2001年的整个研究期中,除城市用地和未利用地一直处于增长外,其他LUCC类型都呈曲线变化,总体处于平衡状态。     

东南沿海地区小流域土地利用/覆被变化的水文效应

[目的]研究我国东南沿海小流域土地利用/覆被变化的水文效应,为该区水土资源合理配置和可持续发展提供科学依据。[方法]以东南沿海福建省晋江山美水库集水区为例,运用SWAT水文模型。[结果](1)研究区土地利用变化表现为林地转向园地和建设用地、耕地转向建设用地的特征。(2)固定其他条件,将构建的模型2006年土地利用数据替换为1995年,对比分析发现2000—2010年全流域和典型子流域的年径流深增加,洪水期平均径流增加,枯水期径流基本减少。(3)从全流域空间角度看,径流量均增大,特别是研究区西部地区和东南部地区;同时径流量变率增大,稳性减小。(4)园地、林地、建设用地和水田是驱动区内水文变化的主要因子。[结论]研究区土地利用与覆被变化导致"洪水量更大,枯水量更小"的径流变化趋势。河川径流的变化受各地类变化的组合叠加效应影响,这种叠加效应还须进一步研究。     

黄河上游西柳沟流域土壤侵蚀对土地利用变化响应

为科学认识土地利用变化对流域土壤侵蚀的影响,研究基于黄河上游西柳沟流域1980年、2015年两期土地利用变化和相应的土壤侵蚀强度变化,研究了土地利用变化对流域土壤侵蚀的影响。结果表明:(1)西柳沟流域草地、林地和耕地3种主要的土地利用类型转出面积大小为草地>林地>耕地,耕地主要转化为草地,林地大部分转为未利用土地,草地大部分转为耕地和未利用土地;(2)西柳沟流域1980年、2015年平均土壤侵蚀模数分别为1946.56,1 873.55 t/(km²·a),其中草地土壤侵蚀模数最大,其次为林地,土壤侵蚀量主要来自于草地;(3)西柳沟流域35年间微度侵蚀和轻度侵蚀占主导,土壤侵蚀程度总体上呈降低的趋势,具体表现为草地的部分面积向林地和耕地分别转化了4.47,17.54 km²,说明土地利用结构的改变是影响流域土壤侵蚀变化的关键因素。研究成果以期为黄河上游小流域水土流失治理提供参考。     

渭北旱塬县域土地利用时空演变规律研究* ——以合阳县为例

为探讨渭北旱塬区土地利用时空变化规律,本研究以陕西渭北合阳县为研究区,在GIS与RS等技术支持下,以1990年、2000年Landsat TM影像以及2010年SPOT影像为数据源,运用地学信息图谱及土地利用转移矩阵的方法,对1990—2000年、2000—2010年2个不同时段土地利用数量变化及类型的空间转换特征进行了分析。结果表明:(1)20 a间合阳县耕地面积减少了31.25 km2,耕地主要转化为草地、林地、建设用地、水域。园地面积增加了21.26 km2,增幅达146.6%,主要由耕地、草地及林地转化而来。(2)研究区土地利用变化图谱以稳定型图谱和后变型图谱为主。稳定型图谱占全区总面积的86.66%,后变型图谱占全区总面积的7.32%。说明研究区土地利用类型图谱变化总体比较平稳,部分变化也主要发生在2000—2010年间。(3)研究区20 a间土地利用格局呈现一定的层次性。耕地、建设用地和水域主要分布在地形变化不大或地势较低的区域;草地及林地主要集中分布于中高地形梯度内;林地和未利用地在高地形梯度内呈现优势分布。地形与人类活动是该区土地利用/覆盖变化(LUCC)的主要因素,政策导向与市场经济需求对LUCC也有较大的影响。该研究结果为区域土地利用空间格局的优化配置提供科学依据,为生态建设规划提供决策支持。     

基于蚁群算法的洱海流域土地利用变化模拟

为了研究社会经济和城市化快速发展作用下的洱海流域土地利用/覆被变化过程,以促进流域用地结构与配置的优化。基于智能体建模理论,结合GIS的数据处理和空间分析技术,利用蚁群智能算法模拟土地利用变化。针对洱海流域的现状,该文选取流域土地利用变化的影响因子,建立了智能体分类体系及其行为决策规则;基于Java语言和Repast J建模平台,完成了模型的程序设计、实现、模拟过程;针对模型的模拟结果进行了分析和验证。结果表明:蚁群算法提升了智能体模型模拟结果的精度,且基本与实际情况的空间格局保持一致。基于模拟结果分析了未来10 a(2010-2020年)洱海流域的人地关系矛盾主要表现为农业生产性用地(耕地和园地)的持续性减少与建设用地的不断增长,现有政策下的城镇化用地成本呈上升趋势。而生态用地中,湿地的增长最快,表明政府的用地规划和策略对流域的生态用地保护起到较好的宏观调控作用。     

流沙河流域土地利用变化研究

流域土地利用/土地覆被变化是区域土地利用变化研究的重要内容。通过数字化1965年的地形图和对1976年、1988年、2003年三期L andsatM SS/TM/ETM卫星影像的解译得到西双版纳流沙河流域土地利用信息,进而在A rc G IS的支持下,采用土地利用转移矩阵和几种景观指数,结合该区域民族分布和传统习俗对流域土地利用变化进行分析。结果表明:流域的自然条件决定了土地利用的空间分布格局,但民族传统习俗的影响也很大:靠近坝区的山区居民以傣族为主,人口密度较大,森林覆盖率却较高;距离坝区较远的山区,主要是山地民族,人口密度小,但森林覆盖率也小,民族因素对森林以及其他土地利用类型的影响要大于人口因素。政策对土地利用的时间变化影响较大,从1965~2003年,流域的土地利用/土地覆被发生了很大变化,1965年、1976年、1988年和2003年4年中流域的主要土地利用类型都是有林地,但有林地面积在减少,受人类活动影响较大的土地利用类型面积在增加,人类活动对土地利用的干扰增强,土地开发利用强度有增大的趋势。     

LUCC研究进展及其对干旱区生态环境的意义

土地利用/覆被变化（LUCC）是全球变化的主要原因和核心主题之一。本文通过综述国内外LUCC研究成果,阐述了国际上LUCC研究在信息获取、数据处理、驱动力分析和模型建立等方面所取得的最新进展,分析了LUCC研究对干旱区生态环境保护与区域可持续发展实现的研究意义,介绍了LUCC研究的新趋势,并对研究过程中现存的一些如信息获取过度依赖于3S技术,忽视实地调研等传统信息获取方式与新技术手段的结合、模型功能的欠完善、干旱区土地实现可持续利用缺乏相应的比较全面的科学理论指导等问题进行了讨论。研究认为,健全LUCC研究理论体系,开展相应的理论建设将是未来整个LUCC研究工作的一个重要方向和趋势。     

Impact of land use and land cover change on environmental degradation in lake Qinghai watershed,northeast Qinghai‐Tibet Plateau

Lake Qinghai, the largest saline lake in China, covers 4234 km² (2007) with a catchment area of 29 660 km² on the northeastern margin of the Qinghai‐Tibet Plateau. The ecosystem of the lake is extremely vulnerable and sensitive to global climate change and human interference. However, little information is available on land use/cover change (LUCC) in Lake Qinghai watershed. Using a geographical information system (GIS) and remote sensing (RS), this study analysed land use and land cover change pattern in Lake Qinghai watershed between 1977 and 2004 and discussed major environmental issues in this area. LUCC analysis indicated that grassland (63 per cent) and water body (18 per cent) dominated in the watershed and the magnitude of the land use and land cover change was generally low; the percentage of the change of various land types relative to the total area was less than 1 per cent. From 1977 to 2004, cropland, sandy land, bare rock, salinized land, swampland and built‐up areas increased by 0·43, 0·35, 0·24, 0·06, 0·03 and 0·03 per cent of the total area, respectively; in contrast, water body, grassland and woodland decreased by 0·99, 0·22 and 0·05 per cent, respectively. Moreover, the area of LUCC tended to expand from places around the lake to the upper reaches of the watershed during the last three decades. The LUCC transition pattern was: woodland converted to grassland, grassland converted to cropland and water body converted to sandy land. Lake level decline and grassland degradation are major ecological and environmental problems in Lake Qinghai watershed. The level and area of the lake decreased at the rate of 6·7 cm a⁻¹ and 6·4 km² a⁻¹, respectively, between 1959 and 2007, resulting in sandy land expansion and water quality deterioration. Lake level decline and area shrinkage was mainly attributed to climate change, but grassland degradation was mainly resulted from anthropogenic activities (increasing population, overgrazing and policy). Copyright © 2008 John Wiley & Sons, Ltd.     

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。     

土地利用和农业管理对丹江流域非点源氮污染的影响

为研究土地利用和农业管理对流域非点源氮污染的影响,选择南水北调中线的重要水源地丹江流域作为研究区,应用SWAT模型模拟了流域地表水硝酸盐氮和氨氮负荷,揭示了土地利用变化和不同施肥灌溉措施对氮污染负荷的贡献。结果表明:(1)流域内全年氮污染分布不均,硝酸盐氮和氨氮污染较为严重的时段集中在每年7—9月,输出量分别为734.32,735.36 t,占全年硝酸盐氮和氨氮输出量的50%以上;(2)硝酸盐氮和氨氮的输出量具有较大的空间差异,自上游至下游逐渐加重,污染较为严重的子流域主要集中在丹凤县和商南县;(3)通过设置情景模拟,当坡度大于15°和25°的耕地退耕还林时,流域硝酸盐氮负荷分别减少59.83%和45.89%,氨氮负荷分别减少48.91%和35.78%。当流域内施肥量和灌溉量分别降低20%时,流域硝酸盐氮负荷分别减少3.63%和13.26%,氨氮负荷分别减少0.12%和15.65%;(4)耕地是流域氮污染的主要来源,降低流域施肥灌溉量和陡坡地退耕还林是控制流域非点源氮污染的关键。