基于NDVI的汶川大地震前后北川县次生地质灾害区植被破坏评估

选取北川县"5.12"大地震前后2个时相的遥感数据,利用归一化植被指数(NDVI)提取2期影像的植被信息,以此为基础,反演植被覆盖度,采用破坏指数DDI(the damage degree index)表示3种灾害类型区域震后植被破坏情况。结果表明:1)研究区内共解译滑坡103处,崩塌122处,泥石流10处,灾害面积共计17.5 km2,震前85%以上区域处于中植被覆盖度以上级别,震后中植被覆盖度以上级别土地面积减少8.01 km2,占灾害区域总面积的45.77%;2)滑坡区域植被破坏程度相对较低,中度及重度破坏的面积占总灾害面积的68.66%,崩塌区域植被破坏程度次之,中度及重度破坏的面积占总灾害面积的88.15%,泥石流区域的植被破坏最彻底,中度及重度破坏的面积占总灾害面积的99.74%;3)植被破坏与海拔、坡度有一定关系,破坏较严重的地区主要集中在海拔611～1 543 m、坡度25°～45°范围内,植被破坏主要集中在重度破坏这一级别,并随海拔、坡度增加而增加,植被破坏与坡向关系不大。     

阴山北麓缓坡丘陵不同植被类型下土壤水分空间分布特征—以武川县为例

近年来由于农耕面积的进一步扩大,阴山北麓植被破坏程度加深,水蚀风蚀沙化现象日益严重。本文以内蒙古阴山北麓为研究对象,研究了这一地区缓坡丘陵的土壤水分分布特征及不同植被类型下土壤水分时空分布,为这一地区的生态治理过程中,植被类型、种植模式的选择提供数字依据。结果表明:(1)后山地区与内地相反,缓坡丘陵土壤水分以阳坡为最高,阴坡次之,顶部为最低;(2)该地区的土壤水分分布受植被类型等的影响,表现出一定的空间变异特性。     

等高线图形概括在黄土高原沟谷侵蚀量估算中的应用

在分析洮儿河流域上中游地区1970—2000年土地利用变化的基础上,利用长期水文影响模型估算研究区内非点源污染物的输出负荷,分析其空间分布特征,并引入单位贡献指数分析不同土地利用类型对不同污染物的影响程度。结果表明:(1)在这30a间,研究区的土地利用以草地、林地和农业用地为主,土地利用结构变化特征显著,生态用地面积大幅度减少,非生态用地面积迅速增加,研究区内人类活动增强并有加剧生态退化的趋势;(2)在这30a间,研究区内非点源污染负荷总量从3 400t上升到6 200t,总氮(TN)、总磷(TP)的高负荷分布区域主要集中在中游,并有向上游扩张的明显趋势;(3)采用贡献率和单位贡献指数(UCI)2个指标分析不同土地利用类型对非点源污染物TN,TP的影响,UCI能更好地反映土地利用对非点源污染的影响,其中农业用地对非点源污染的影响程度最大,住宅用地和工业用地次之,林地和草地影响最小。     

和田河西侧胡杨沙堆的三维形态特征及空间自相关性

基于野外RTK测量数据,利用GIS和统计手段进行信息提取与统计,定量分析了和田河西侧10个样方内胡杨沙堆的三维形态特征及空间自相关性。结果表明:(1)胡杨沙堆形态不规则,各形态参数变化范围均较大,大部分沙堆处于发育阶段;(2)沙堆呈斑块分布,中等面积沙堆居多。最小距离指数表明研究区内胡杨沙堆总体上呈离散分布;(3)坡度统计结果显示沙堆坡度主要分布在0°~50°;(4)胡杨沙堆的空间自相关尺度最大值为120m,在各自空间尺度上,沙堆的高度和底面积呈复杂的空间自相关关系。     

山区耕地破碎化时空演化分析——以贵州省为例

耕地是人类生存发展的基本资料,对山区耕地破碎时空演化特征进行探究,以期为山区耕地合理利用提供相关参考。以贵州山区为研究区,采用综合景观指数法,结合Fragstats 4.2和GIS空间分析工具,在获取最佳分析尺度基础上,分析山区耕地破碎时空演化特征。结果表明:(1)150 m粒度和600 m幅度是贵州省耕地破碎化分析的最佳尺度;(2)2000—2018年耕地破碎化略有加重,呈现出低破碎在中心,较低破碎环绕,一般和高破碎广泛镶嵌,剧烈破碎填充的分布格局;(3)19 a间,整体以一般和高破碎为主,占耕地总面积的51%以上,剧烈和一般破碎化次之,占32%左右,低破碎化面积最少,为13.69%～14.53%;(4)空间上,贵阳市、黔东南州、黔南州和铜仁市及六盘水市等破碎程度高,遵义市、毕节市、安顺市和黔西南州破碎低;(5)时间上,各区域破碎变化趋势有所差异,黔南州和贵阳市破碎化有所降低,其余市(州)耕地破碎化程度仍在增加。综上,山区耕地破碎具有一定的垂直梯度分异; 自然条件对山区耕地破碎空间分布有着基础性作用,人类活动是其变化的核心驱动力。     

广西陆地边境地区土地利用信息图谱构建

基于地学信息图谱理论和GIS技术,以广西陆地边境地区为例,分析了该区域2003—2013年土地利用"格局图谱"、"分类图谱"、"转移图谱"、"变化模式图谱"和"涨落势图谱",揭示了土地利用时空格局演变规律。结果表明:(1)研究期间,土地利用结构总体上以林地和耕地为主,表明该区域以农林生产为主;耕地、林地、水域和建设用地面积持续增加,而草地和未利用地面积持续减少,草地、未利用地、林地和耕地的相互转化是边境土地利用变化的主要转移轨迹;(2)稳定型图谱占总面积的比重最大,空间上散布于整个边境地区,"林地—林地—林地"是其最大图谱演变类型,"耕地—耕地—耕地"次之;持续变化型所占比重最小,其最大图谱演变类型是"草地—林地—耕地";(3)涨落势图谱中,新增图谱单元最多的是林地,主要来源于对草地和未利用地的开发利用;草地和未利用地萎缩明显,两者主要转换为耕地和林地。     

基于生态安全格局的环鄱阳湖城市群生态修复关键区域识别及修复策略

为维护生态系统的整体平衡及实现受损生态系统的可持续发展,以环鄱阳湖城市群为例,通过生态服务功能重要性和生态敏感性评价确定生态源地,运用最小累积阻力模型和电路理论提取生态廊道,基于“点—线—网”模式构建生态安全格局,通过识别网中的生态“夹点”、生态障碍点等,确定了环鄱阳湖城市群生态修复关键区域。结果表明：(1)环鄱阳湖城市群生态源地面积共1.24×10⁴km²,主要分布在西部九岭山区、东南部武夷山区以及东北部怀玉山区等区域,地类以林地为主,生态廊道共364条,总长7 640.24 km,呈现中部稀疏、四周密集的空间特征;(2)基于生态安全格局构建,识别环鄱阳湖城市群生态保护修复关键区域包括31处生态“夹点”区域、23处生态障碍点区域,破碎空间面积6 053.39 km²。综上,源地和廊道的分布呈现东西部密集,中部稀疏的特征,借助生态安全格局和电路理论识别的“夹点”与障碍点更符合物种运动的真实规律,可见格局构建能够有效地识别生态修复关键区域。     

“三生空间”视角下万州区景观生态安全评价及其耦合特征分析

为了探究典型生态脆弱区的景观生态安全格局变化规律,以万州区为例,从三生空间视角出发,综合运用景观生态学、地统计学和耦合协调模型,系统分析了万州区2009—2018年景观生态安全时空变化特征和耦合协调特征。结果表明:(1) 2009—2018年,万州区以林地生态空间为主,城镇生活空间迅速扩张,农业生产空间缩减较多,土地利用程度提高;(2)万州区景观生态安全整体处于较高水平,呈现中部高、东北—西南低的空间分布特征,安全区集中分布在城镇中心,呈明显的"L"型分布,不安全区主要沿长江流域分布;(3)万州区景观生态安全存在较强的空间正相关关系,"高—高"聚集区主要分布于城镇中心,"低—低"聚集区集中分布于甘宁镇、响水镇和龙沙镇;最佳拟合模型为高斯模型和线性模型;(4)万州区"三生空间"景观生态安全的耦合协调度水平不高,整体上呈现"中部高,四周低"的空间分布特征,河流地区的景观生态安全在"生活—生态"空间上还未实现同步发展,城镇中心的景观生态安全在"生产—生态"空间上也处于失衡发展阶段。因此,优化布局各类土地利用类型,控制城镇生活用地的有序扩张,提高生态用地的稳定性和抗干扰性,促进三生空间生态安全的协调发展,对于万州区未来的生态建设和可持续发展具有重要意义。     

丘陵红壤重金属复合污染的空间变异分析

本文以江西省贵溪市江西铜冶炼厂周围的土壤重金属污染区(面积7.7km2)为例,研究了基于GIS的地统计学方法在丘陵红壤区土壤重金属复合污染空间变异分析上的应用,提出了一个空间变异分析步骤:(1)利用DGPS定位,以50~200m的随机网格采集土壤样品;(2)分析土壤重金属含量数据的分布类型和空间分布趋势,通过数据转换去除数据趋势;(3)计算半方差函数并选择最佳的拟合模型和参数;(4)通过交叉验证选择合适的克立格方法;(5)通过空间插值,绘制重金属污染空间分布图,分析空间变异规律和影响因素。空间分析结果表明,Cu和Cd的复合污染是铜冶炼厂污染区的主要污染特征,基于ArcGIS的地统计学分析模块可以较准确地分析丘陵区土壤重金属复合污染的空间变异特征。     

沈阳经济区土地利用转型与社会经济发展的关系

[目的]开展沈阳经济区土地利用转型与社会经济发展研究,为助力东北振兴提供科学参考。[方法]以沈阳经济区为研究区,运用GIS,RS技术,采用土地利用转移矩阵和重心转移轨迹模型,探讨1980—2018年研究区土地利用转型与社会经济发展在空间上的转移关系。[结果](1)研究区各种土地利用空间形态存在相互转化关系,耕地、林地和草地面积减少伴随建设用地面积增加;(2)研究区各种土地利用空间形态重心迁移的方向和速度差异明显,特别是2010年林地、草地、建设用地、水域和其他用地的重心迁移方向出现明显转折;(3)研究区人口、GDP重心分别呈现先"Z型"后"C型"迁移和"S型"迁移;(4)研究区各种土地利用空间形态与社会经济发展存在不同迁移形式。[结论]土地利用转型与社会经济发展相互作用,沈阳经济区的设立促进了区域人口、建设用地和耕地重心向研究区几何中心迁移。     

无锡各地农业活动对太湖总磷、总氮的影响识别

选择化肥剩余、有效灌溉面积为影响因子,前者为“物源”,后者为“动力”;采用结合TOPSIS法及多元相关分析和排除法,探讨太湖水体总磷、总氮的浓度（C_TP、C_TN）与无锡各地农业生产投入的关联性,判别太湖C_TP、C_TN的主要农业来源区域。结果表明,由于化肥施用量多或/和化肥利用效率相对较低,宜兴、市辖区农业活动中产生的化肥剩余量较大;在“物源”与“动力”的共同作用下,市辖区、宜兴的农业活动对太湖水质有较大影响;而因“动力”不足,虽然化肥剩余量较大,但宜兴农业活动对五里湖、市辖区农业活动对西部沿岸水体的影响却不大;因“物源”不足,江阴的氮肥剩余对五里湖与梅梁湖C_TN的影响可以排除。     

基于GIS的喀斯特地区土地利用景观空间格局研究——以广西壮族自治区河池市为例

本研究以1999/2000年的Landsat-TM遥感影像为基础数据,利用GIS技术,对广西河池市土地利用景观进行了遥感解译与制图,在此基础上运用景观类型指标(如斑块数、斑块面积、平均斑块面积等)和景观格局指标(如类型多样性指数、景观优势度、景观均匀度、景观破碎度、景观分维数等)对研究区土地利用的空间格局进行定量分析,并运用洛伦兹曲线分析了土地利用的聚集程度。研究结果表明,2000年河池市土地利用景观类型以林地为主,其次为草地、耕地、水域和城镇及建设用地,分别占土地利用总面积的72.62%、14.07%、11.93%、0.88%和0.51%。2000年该市土地利用景观的多样性指数为1.70,景观破碎度指数为1.18,分维数为1.43。土地利用类型多样复杂,景观破碎度较高,连通性差,容易受到外界的干扰,尤其是人类活动对土地利用的影响,使得原本脆弱的生态环境极易遭到破坏而日益恶化。研究该地土地利用景观空间格局可以为可持续开发利用土地及土地管理与设计提供依据,并为研究土地利用空间格局的演化打下基础。     

基于生态环境保护视角的农村居民点用地布局适宜性评价——以江苏省宜兴市为例

[目的]以生态环境保护为视角,根据江苏省宜兴市经济发达、生态环境优越的特点,从水土保持和生物多样性保护两方面探讨农村居民点用地布局适宜性,为该区农村居民点规划、整理提供依据。[方法]基于宜兴市2010年ETM遥感数据、DEM数据和植被覆盖数据,运用最小累积阻力模型得到水土保持和生物多样性保护最小累积阻力面,借助ArcGIS 9.3软件,采用空间叠加分析方法和自然断点法对宜兴市农村居民点用地布局适宜性进行分类。[结果]宜兴市农村居民点用地可划分为高度适宜、中度适宜、低度适宜、不适宜4种类型,分别占农村居民点用地总面积的57.67%,12.82%,22.83%,6.68%。[结论]不同适宜程度的农村居民点用地应当分别采取重点发展、适度建设、限制扩张以及优先整治的对策,基于生态环境的农村居民点用地布局适宜性评价能够满足宜兴市农村居民点用地布局中保护生态环境的要求。     

强风化砂岩夹板岩重塑土的剪切强度特性

以江苏省无锡市滨湖区雪浪山复绿边坡A段发生的大滑坡为例,研究强风化砂岩夹板岩重塑土在不同含水率和干密度下的三轴UU剪切强度特性,以便更好地服务于边坡的复绿工程.结果表明:含水率从15％增加到25％时,其黏聚力和内摩擦角均随着含水率的增加显著减小;当含水率分别为15％和25％时,随着干密度的增加,其黏聚力和内摩擦角均随着干密度的增加显著增大;但当含水率为20％时,其黏聚力随着干密度的增加而减小,内摩擦角不变.     

基于物元模型的苏南地区土地生态安全评价

运用物元模型对江苏省苏南地区5个城市的土地生态安全进行了评价,结合区域特征分析苏南5市的土地生态安全随时间变化的趋势及其影响因素的区域差异,进而从总体上评价了苏南5市的土地生态安全动态变化。结果表明:(1)经济因素是促进苏南5市土地生态安全的主导因素,抑制因素表现出明显的区域差异,农药的使用严重威胁无锡、常州、苏州和镇江市的土地生态安全工业废气排放显著抑制南京市的土地生态安全,工业废水排放对苏州和无锡地区带来一定影响人口密度对苏南5市的影响也不尽相同。(2)总体来说,苏南5市的土地生态安全从2003年到2009年以稳步发展和跳跃式发展两种方式向较高等级转化,南京、常州和镇江地区的土地生态安全存在进一步优化的空间。     

江苏省环太湖地区速效磷和速效钾含量时空变化研究

对土壤养分时空变异的充分了解是土壤养分管理和合理施肥的基础。本文以江苏省环太湖地区为例,利用1982年全国第二次土壤普查成果和2004年的野外采样数据,以速效磷和速效钾为指标,通过传统的统计学和GIS地统计技术,探讨区域尺度上土壤速效养分的时空变化规律。结果表明:从1982年到2004年,研究区土壤速效磷和速效钾的含量都有所增加,前者增加更为显著。速效磷和速效钾含量为Ⅱ级的土壤面积分别增加了12.5%和13.6%,Ⅲ级的土壤面积则分别有8.9%的增加和13.4%的减少,速效磷含量为Ⅳ级的土壤面积减少了21.3%,速效钾含量为Ⅲ、Ⅰ级以及速效磷含量为Ⅰ级的土壤面积都有不到1%增减。土壤速效磷增幅最大的区域在常熟市东部和宜兴市的环太湖地区,武进市东部降幅最大。土壤速效钾含量在宜兴市南部和无锡市区西北部增加最明显,宜兴市中北部、太仓市和张家港市则有明显下降。研究结果可为本区土壤质量的综合研究和管理决策提供依据。     

苏南地区土地利用的生态敏感性分区

[目的]开展土地生态敏感性分区研究,剖析区域不同土地利用方式下土地生态环境状况,为区域土地利用规划等提供依据。[方法]以苏南地区典型城市宜兴市作为研究区,采用USLE与景观安全格局方法划分水土流失敏感区和生物多样性敏感区,进而得到宜兴市土地利用的生态敏感区。[结果]宜兴市土地利用生态敏感程度总体较低,一般敏感区与低敏感区面积接近区域总面积68.17%,极敏感区分布集中,敏感等级由南部山区向北部平原逐步降低。[结论]USLE与景观安全格局相结合进行土地利用的生态敏感性分区研究,可以发挥两者的长处,综合和定量分析不同因素对区域生态环境的影响。     

宜兴地区不同利用方式下土壤氮、磷含量分布特性研究

采用地理信息系统(GIS)和地统计学方法,研究了太湖流域宜兴地区不同土地利用方式下土壤氮、磷的空间变异特性。结果表明,研究区土壤全氮、速效磷含量均处于I级水平,不同利用方式的土壤全氮变异系数在30%左右,速效磷处于25%~65%间,空间分布不均匀。与1982年监测结果相比,土壤全氮、速效磷含量均得到提高,其中速效磷含量提高226%,增幅十分显著。水稻田的全氮含量、菜园土的速效磷含量均显著高于其他土壤,达到极显著水平。菜园土全氮和速效磷半方差函数模型的块基比分别为44.87%和58.82%,空间相关性最弱,而人工管理措施最少的果园土其空间相关性最强,块基比分别为26.45%和21.88%。宜兴地区土壤氮磷含量分布不均,与种植制度、肥料施用量等农业管理措施有关。土壤全氮、速效磷含量分布特性与其利用方式关系密切,不同利用方式下土壤的空间相关性有明显差异。宜兴境内太湖沿岸区域土壤氮磷含量过高,需要控制肥料的施加量,提高利用率,减少农业面源污染。     

快速城市化地区土地利用变化研究——以广东省东莞市为例

以东莞市为研究区域,利用1988年、1995年、1998年、2002年和2005年5期不同时相的Landsat TM/ETM+遥感影像,从土地利用变化幅度、土地利用变化速率、土地利用重心转移和土地利用变化空间分异特征四方面探讨了研究区的土地利用变化。结果表明:(1)1988—2005年,东莞市土地利用变化总的态势是耕地大幅减少、城镇用地迅速扩张,大量的农业用地转化为城镇用地,城镇用地快速扩张和耕地大量流失是研究区土地利用变化的主要特征。(2)从土地利用变化的空间特征来看,各土地利用类型重心的转移距离都较大,且农业用地的重心转移方向和城镇用地重心转移方向大致相反;耕地分布的空间正相关性明显减弱,城镇用地分布的空间正相关性明显增强。     

基于GIS和FloodArea水动力模型的重庆市山洪灾害风险区划

[目的]开展重庆市山洪灾害风险评估与区划,为该地区山洪防灾减灾提供相应参考。[方法]依据自然灾害风险评估理论,从致灾因子危险性、孕灾环境脆弱性、承灾体暴露性、防灾减灾能力4个方面选取指标,构建重庆市山洪灾害风险评估模型。结合相关气象、生态和社会经济数据,运用GIS空间数据分析完成重庆市山洪灾害风险区划。[结果]重庆市山洪灾害致灾因子危险性在合川和江津大部地区为高风险区,孕灾环境高脆弱区主要位于长江、嘉陵江沿江河谷地带,承灾体暴露性在重庆市主城区、南川、武隆、涪陵、城口为高暴露区,重庆东北部和东南部大部地区为低防灾减灾能力区。[结论]总体评估而言,重庆市山洪灾害风险的高风险区主要位于重庆东北部的巫溪、东南部的酉阳和彭水、西南部的江津和西北部的合川。