土地利用规划修编中粮食产量预测方法比较

为探索提高土地利用总体规划修编中粮食产量预测精度的方法,该文应用1988-2005年晋城市粮食产量相关数据的分析,对线性回归模型、灰色GM(1,1)模型和灰色多元线性回归组合模型3种粮食产量预测方法进行了研究.首先,运用灰色关联分析对影响粮食产最的影响因素作出关联因子排序;其次,在灰色关联分析的基础上选取主要影响因子;再次,利用灰色GM(1,1)模型得到主要影响因素的预测值,同时,利用原始数据建立多元线性回归模型;最后,将灰色GM(1,1)模型的预测结果作为多元线性回归模型的输入值,得到灰色多元线性回归组合模型.通过比较这3种粮食产量预测方法的预测结果,得出灰色多元线性回归组合模型最适宜于晋城市粮食产量的预测.该研究可提高土地利用总体规划编制的科学性.     

郑州市土壤多样性和土地利用多样性研究及关联分析

以郑州市为研究对象,将多样性理论及其测度方法应用于土壤和土地利用多样性研究.选取2004年和2009年两个时期的TM影像进行土地利用分类,并基于第二次土壤普查的郑州市土壤矢量数据,对郑州市土壤和土地利用的组成分布多样性和空间分布多样性进行了初步分析和定量化研究,探索了土壤和土地利用之间的关联性。结果表明:郑州市土壤构成组分较为复杂,其组成分布多样性指数取值0.776,土地利用组成分布多样性指数由2004年的0.610增加为2009年的0.651;郑州市同一土属或土地利用类型的空间分布多样性指数在不同网格尺度下存在相似的分异规律,其中空间分布最离散的土壤类型为砂土,空间分布最离散的土地利用类型为耕地;在3种空间网格尺度下,城镇建筑用地、农村居民点和工矿用地与各典型土壤的关联系数随研究时期推进均呈不同程度的增加趋势。     

武汉市土地利用结构变化及其驱动因素分析

分析土地利用结构变化及其驱动因素,可为土地利用结构优化配置提供参考依据。基于武汉市1996—2011年土地利用变更数据,采用多样化指数、优势度指数和均匀度指数分析武汉市近17 a来土地利用结构变化,定性探讨武汉市土地利用结构变化驱动因素,并进一步采用多元线性回归模型对其进行定量分析。结果表明:（1）武汉市耕地面积在快速减少,居民点及工矿用地和交通用地面积在快速上升;（2）武汉市土地利用结构的均匀度在上升,优势度在下降,土地利用类型的分配趋于多样化和平均化;（3）自然因素、人口因素、经济因素、产业结构因素、政策因素等共同驱动武汉市土地利用结构的变化,城镇化水平、国内生产总值、全社会固定资产投资总额和农村居民年人均纯收入是其最主要的驱动因子。研究表明,武汉市的土地利用规划制度日趋成熟与稳定,对工业用地的利用是集约型的,加强了对未利用地的开发利用。     

黑河中游土地利用/覆盖变化及主导因素驱动力

为探讨人文因素在黑河中游绿洲土地利用/覆盖变化过程中的驱动作用,以张掖市甘州区为例,首先分析了在人文因素作用下,研究区2002-2011年各土地利用类型面积变化的速度和幅度以及土地利用/覆盖程度综合指数;其次,在明确各类型土地利用变化趋势的基础上,建立人文因素指标体系,模拟人文因素与土地利用/覆盖变化之间的多元线性关系;最后通过灰色关联分析,提取影响不同用地类型的关键人文因素指标。分析结果表明:2002-2011年甘州区土地利用/覆盖整体结构中,建设用地加速扩张,农用地资源减少,土地利用结构非农化趋势明显;人文因素对甘州区主要用地类型的LUCC(land use/cover change)过程的驱动作用达到90%以上,且在不同类型用地变化过程中各人文因素贡献率不同;采用灰色关联分析法得出,文章评价指标体系中,农业人口数量下降,农业科技人员数量上升以及电机井总数量持续增加分别是2002-2011年甘州区城乡建设用地、交通水利建设用地、耕地变化的主导人文因素指标。     

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。     

小城镇交通沿线土地利用和景观格局变化研究

以佛山市南海区盐步街办为实例,根据1987年和2003年土地利用数据,选择了途经盐步境内的四条交通干线,利用GIS技术,分析了盐步土地利用变化和景观格局变化,在此基础上研究了交通沿线的土地利用变化和景观格局变化。主要结论有:①盐步土地利用强度不断加强,耕地、林地、其他农用地、农村居民点用地和未利用地面积减少,园地、城镇用地、独立工矿用地、特殊用地、交通用地、水利设施用地和其他土地增加,土地利用趋于破碎,图斑形状趋于复杂化,多样性指数增加,各土地利用类型的优势度变化明显;②交通沿线的土地利用综合指数、发生变化土地的面积、综合土地利用动态度、年变化率、破碎度指数、多样性指数、分维数和优势度都随着离交通线路的远近而具有一定的规律性。     

2000～2015年苏州市土地利用效益动态测度及障碍追踪分析

科学评价土地利用效益,动态追踪障碍因子可为后续土地高效利用提供理论基础与现实依据。本文运用改进熵权TOPSIS模型从"经济-社会-生态"三维视角对苏州市2000~2015年土地利用效益进行测算,并对其演变态势、速度、效益加速度进行了定量研究及效益预测,同时引入障碍度模型进行障碍因子动态追踪分析。结果表明:(1)苏州市土地利用综合效益由2000年的0.2287逐步提升到2015年的0.6765,实现了"低级-中级-良好"的梯度跨越,(2)综合效益增长速度经历"波动剧烈-快速上升-趋于平稳"的演变过程,而效益加速度变化明显滞后于土地效益速度且波动幅度更大,2010年后逐渐减缓;(3)土地利用效益制约因素经历了"社会-经济-生态"主导的转变,城市人均公共绿地面积、工业固废排放量、土地利用多样性指数、人均建设用地面积、服务业、高新技术产业总产值、固体废弃物综合利用率、城镇化率等成为制约苏州市土地利用效益增长的关键因素;研究旨在明晰土地利用效益演变规律及存在的问题,以便为今后苏州市土地利用规划、土地利用结构调整提供参考。     

基于仙农熵的土壤多样性和土地利用多样性关联评价

以南京市为例,将多样性理论与方法应用于土壤和土地利用相关性评价中,对该市1986年和2003年的遥感数据进行了土地利用分类,计算了各土壤类型和各土地利用类型的构成组分多样性指数以及多网格尺度下的空间分布多样性指数,并提出一种用于评价土壤和土地利用相互关系的关联系数,求算了5 km网格尺度下南京市典型土种单元同9种土地利用类型之间的关联系数。研究结果表明,1986年至2003年这十余年间,南京市土地利用的构成组分变化明显,其中1986年的构成组分多样性为0.361,2003年为0.444。2003年南京市土地利用的空间分布离散性更高,5种主要土地利用类型的空间分布多样性均有明显增加。南京市典型土种与各土地利用类型关联系数的计算结果表明,多组关联系数的变化趋势相同,由此推断相比于1986年,2003年南京市土壤与土地利用之间的相互联系更为复杂多变。     

基于生物多样性保护的土地利用结构预测

土地利用结构预测是土地利用与管理的核心问题,基于生物多样性保护的土地利用结构预测对生态环境良好、物种丰富的地区尤其重要。该文应用元胞自动机-马尔科夫模型(CA-Markov)模型建立了基于生物多样性保护的乐东县土地利用结构预测模型,获得了2020年土地利用结构。结果表明:2020年土地利用结构预测结果较2009年更合理,其中建设用地布局更加集中,北部生物多样性极为丰富区内建设用地大部分转变为林地,滨海地区在发展旅游建设的同时海岸带生态资源得到保护;耕地元胞单元增加,且增加部分主要分布在西部生物多样性丰富度一般区。预测结果突出了对生物多样性的保护,对乐东县土地可持续利用具有重要的现实意义。     

重庆市沙坪坝区土地利用变化与预测研究

以重庆市沙坪坝为研究区,在RS和GIS技术的支持下,获取了1993、2001、2007年3个典型时期研究区的土地利用数据,在GIS空间分析模块下对研究区土地利用类型及格局的动态变化进行分析。结果表明1993—2007年期间研究区的土地利用方式发生了很大变化,建设用地显著增加,耕地明显减少,林地、水体和未利用地呈现波动变化趋势,其中林地和水体总体呈现减少趋势,未利用地则先减少后显著增加。建设用地的增加主要是以侵占耕地和林地为代价,其主要驱动力为人口的增长、工业化及国家宏观政策因素等。应用马尔柯夫模型对研究区的土地利用变化进行了预测,结果表明:未来建设用地和耕地之间的矛盾将变得更加突出,应合理利用土地、控制城市发展规模。     

不同土壤类型的土地利用景观多样性分析

以朱溪河流域为例,将地理信息系统、景观生态学和数量分析方法相结合,运用ArcGIS以及Fragstats软件,探讨红壤地区不同土壤类型下土地利用方式的多样性。结果表明：①受人类活动干扰较小的土地利用类型,如林地、园地、草地、水域及未利用地主要分布在酸性岩侵蚀红壤、酸性岩红壤、泥沙土以及黄泥沙田地区;而与人类活动密切相关...     

河南省地形、土壤和地表水体多样性格局特征

在水土资源多样性的研究中,地形要素对其空间分布形式和内在联系有重要影响。选取河南省作为研究区,在1 km×1 km网格尺度下以变形仙农熵公式计算河南省的地形空间分布多样性和土壤空间分布多样性(土类级别)及关联性,并将河南省划分为6个面积相近的次级区域,用空间分布面积指数(Y_h)计算地形、土壤的构成组分多样性,用空间分布长度指数(MSHDLI)计算地表水体多样性,对以上特征及关联性进行研究。结果表明:平原和潮土是河南省面积最大且空间分布离散性最高的地形类型和土类。地形与土壤之间关系密切,有76%以上的相关系数r值大于0.50,相关性高;6个分区中,东部分区为单一的平原地形但MSHDLI值次高,平原地形水系发育好,西部分区地形复杂且以山地为主但地表水体多样性指数MSHDLI值最小,山地条件下水系发育较简单;研究区面积相近的情况下,土类构成组分多样性值主要取决于土类间面积大小的均衡程度,与土类面积比例平均变化量之间呈负相关,R~2值为0.94;面状的地形和土壤构成组分多样性指数与线状的地表水体多样性指数间无明显相关性。综上所述,地形、土壤和地表水体三要素间关系密切,共同影响地多样性的空间格局。     

中南丘陵区不同土壤类型下的土地利用景观格局分析

应用RS,GIS,Fragstats软件研究了醴陵市土壤类型和景观格局、景观指数的关系。结果表明:(1)醴陵市主要土壤类型是红壤和水稻土;景观类型以林地和水田为主,各景观分布的主要土壤类型为红壤与水稻土,景观斑块类型在各土壤类型区存在明显差异;(2)土地利用景观多样性指数和均匀度为:紫色土>水稻土>红壤>河潮土>黄壤,优势度则相反;(3)各土壤类型区形状指数变化很小,分维数一致;(4)各土壤类型区的廊道密度指数为:紫色土>水稻土>河潮土>红壤>黄壤,差异较大。     

1979－2015年松嫩高平原土地利用格局变化及影响因子分析

为明确松嫩高平原土地利用格局变化特征及影响因子对其作用方式。该文以巴彦县为例,在明确1979－1991年、1991－2003年、2003－2015年间研究区土地利用格局变化特征的基础上,运用典范对应分析（CCA, canonical correspondence analusis）和径向基函数（RBF, radial basis function）神经网络模型,分析3个不同时段研究区土地利用格局变化主要影响因子,及各影响因子对土地利用格局作用强度及方向的时间演变规律。研究结果表明：1）3个不同时段,研究区各土地利用类型的面积增减幅度不一,1991－2003年,旱地面积增加11514.56hm2,其他用地面积减少6445.57hm2,土地利用面积变化幅度最大。2）1991－2003年,坡度、土壤类型、土壤质地、土壤肥力、土壤水分、GDP、区位指数、集中化程度、多样性指数和土地利用强度等关键性影响因子与第1排序轴的影响系数分别为-0.386 6、-0.559 4、-0.342 3、0.648 3、0.352 6、0.187 1、0.393 6、0.417 0、0.388 8、-0.583 3,其强度明显高于1979－1991年和2003－2015年,是造成该期间土地利用类型之间转换频繁,土地利用面积变化幅度大的主要原因。3）3个不同时段,影响各土地利用类型变化的关键性因子不同,在影响因子的共同作用下,土地利用类型的面积增减幅度不一,促使旱地发生转变的土地利用强度,在1991－2003年间对旱地的作用强度明显下降,影响系数由0.485 4变为0.338 4,是旱地在该期间面积增加较多的主要原因。研究结论：3个不同时段内,各关键性影响因子对土地利用格局的作用强度、方向及方式均有所变化,导致研究区土地利用格局存在明显的分异特征。     

基于高光谱数据的盐荒地和耕地土壤盐分遥感反演优化

盐荒地作为研究区的"临时盐库"，其土壤盐分远高于研究区平均水平，因此探究不同土地利用类型土壤盐分的光谱响应差异以及对盐分遥感模型的影响，是实现不同土地类型土壤盐分反演值更加接近真实值的重要途径。该研究以河套灌区永济灌域为例，针对耕地和盐荒地土壤分别进行原位高光谱测定（FieldSpec 4 Hi-Res，ASD），对光谱数据进行多种光谱变换（基础数学变换、导数变换及光谱指数）后，分别基于特征波长和特征光谱指数构建单一土地类型盐分反演模型（耕地（Agricultural Land，AL）、盐荒地（Salinized Wasteland，SW））和整体盐分反演模型（耕地+盐荒地（Agricultural Land + Salinized Wasteland，AL+SW）），对比分析2种建模方式下的模型精度，提出区域土壤盐分遥感反演的最佳建模方式。结果表明：AL、SW和AL+SW中土壤样本数据的平均含盐量分别为5.09、13.42和7.09 g/kg，且在各等级盐分区间内，SW的光谱反射率均大于AL，其中轻度盐化土、中度盐化土和重度盐化土的光谱反射率平均差值分别为0.040、0.020和0.034；光谱变换和光谱指数均能有效改善不同土地类型中土壤盐分与光谱的相关性。相比基础变换（倒数、对数、根式等），导数变换不仅增大了敏感波长的范围，还使得特定波长处相关系数得到显著提升。不同土地类型中基于特征光谱指数的模型精度均高于基于特征波长的模型；单一土地类型盐渍化反演模型明显提高了区域土壤盐分的反演精度，单一土地类型盐渍化反演模型中（AL、SW模型）各变换下光谱指数模型平均R2相比整体模型（AL+SW模型）由0.50提高到了0.61，其中基础变换、一阶导数和二阶导数模型平均R2相比整体模型分别提高了0.06、0.11和0.17，同时，基于最优光谱指数的单一土地类型盐渍化反演模型平均R2相比整体模型由0.74提高到了0.92。因此，当区域中存在盐分相差较大的多种土地利用类型时，对不同土地利用类型单独构建土壤盐分反演模型能确保反演结果更接近实际情况。     

地形及土壤多样性与耕地动态变化的相关分析

本文以河南豫北、豫中和豫南3个典型样区为研究对象,运用地统计学方法,从多样性、相关性角度定量分析了地形、土壤的多样性特征及其与耕地变化(2001年、2007年和2017年)面积的空间分布多样性特征的关系,以期为耕地资源动态变化的驱动力分析及合理利用提供新的研究角度。研究表明:1)豫北和豫中样区的地形构成组分多样性呈现出均匀性,豫南样区表现为相对单一性;各研究区的地形空间分布多样性为平原丘陵山地。2)豫南的土壤构成组分最为均匀且丰富,豫中的土壤构成组分相对单一;各研究区的典型土壤各异但总体上分布皆较均匀,各样区的土壤空间分布多样性的显著差异与地形条件密切相关。3)研究尺度影响地形、土壤空间分布多样性特征的表达, 3 km×3 km网格是相对适宜的研究尺度。4)地形和土壤的空间分布多样性指数与耕地变化面积空间分布都具有明显的相关性,其中地形中平原相关性较大,达0.95左右;各样区典型土壤如豫南的水稻土,豫中、豫北的褐土以及豫北的潮土的相关性更为明显,达0.9以上。综合来看,典型样区的地形、土壤因子的构成组分多样性及空间分布格局有显著差别;在不同网格尺度下,耕地的变化面积与地形、土壤因子的空间分布多样性指数密切相关。     

嘉陵江流域不同类型植被多样性与土壤养分和酶活性的关系

基于2013—2015年对嘉陵江流域中游（四川段）不同植被类型（混交林、草甸、针叶林、阔叶林、灌丛和裸地）多样性和土壤生境的调查分析数据,采用相关分析法和群落排序法研究不同植被类型土壤养分和酶活性分布特征及其与植被多样性之间的关系。结果表明:嘉陵江流域不同植被多样性指数、丰富度指数、优势度指数和植被盖度基本表现为乔木林>灌木林>草甸>裸地,裸地显著低于其他植被类型（p < 0.05）。嘉陵江流域除了裸地和灌丛,其他植被类型土壤pH值均显酸性,pH值与土壤容重变化趋势相一致,基本表现为:裸地>灌木林>乔木林>草甸,裸地显著高于其他植被类型（p < 0.05）。嘉陵江流域土壤养分、有效养分含量和酶活性基本表现为乔木林>灌木林>草甸>裸地,裸地显著低于其他植被类型（p < 0.05）。相关性分析表明:植被多样性与土壤养分和酶活性密切相关,是造成不同植被类型土壤养分差异的重要原因,土壤养分和酶活性在一定程度上决定了植被丰富度和多样性指数,土壤理化性质在一定程度上决定了植被优势度指数,而土壤全碳和全氮在一定程度上决定了植被盖度。冗余分析结果显示丰富度指数、多样性指数、优势度指数和植被盖度之间均呈正相关,与土壤养分和酶活性呈正相关,与pH值和土壤容重呈负相关,这与相关分析的结果相一致。     

不同土地利用方式下围垦海涂微生物群落和土壤酶特征

利用DGGE技术,从微生物多样性的角度,结合土壤酶活性研究不同农林利用方式对围垦海涂养分特征的影响。结果表明:未利用海涂盐分含量最高,而有机质和碱解氮含量最低;相比于蔬菜地和林地,棉花地和水稻田的有机质、碱解氮、过氧化氢酶和蛋白酶活性更高。四种利用方式土壤的脲酶和磷酸酶活性差异不显著。细菌是土壤中的主要种群,其数量与土壤有机质、碱解氮等养分特征呈显著正相关,表现为水稻田、棉花地>蔬菜地、林地>未利用。DGGE图谱分析结果显示未利用土壤shannon多样性指数最高为2.81,与水稻田、棉花地较为接近,其次为蔬菜地和林地,分别为2.52和2.38。围垦利用引起土壤中的Gaetbulibacter marinus与Gillisia mitskevichiae种属变化。围垦利用后土壤质量优于未利用海涂。相比而言,种植水稻对提高土壤肥力水平,维持土壤质量较为有利。