陕西黄土台塬区植被-土壤系统碳收支估算

[目的]为土地利用的低碳战略提供决策依据。[方法]基于GIS和RS分析与处理NDVI数据和Landsat遥感影像数据源,采用CASA光能利用模型对陕西黄土台塬区植被—土壤系统的碳收支进行估算。[结果]1990—2010年陕西黄土台塬区植被—土壤系统碳源效应明显。其中,咸阳台塬区、宝鸡台塬区和西安台塬区有所减弱,但渭南台塬区和铜川台塬区有所增强。研究时段内,陕西黄土台塬区的高碳源区的面积由38.22%缩减为21.13%,中碳源区由57.40%扩大为67.71%,低碳塬区由3.43%扩大为7.76%;碳汇区由0.96%扩大为3.40%。[结论]1990—2010年该区建设用地占用耕地、林地、草地,土地利用结构变化不利于碳固定,提高复种指数有利于降低植被—土壤系统的碳排放。     

陕西黄土台塬区土地系统变化特征分析

基于GIS和RS支持,采用土地利用变化系列指标对陕西黄土台塬区1985-2010年土地利用变化特征进行了分析。结果表明,2010年黄土台塬区耕地984337.30 hm²,草地143030.47 hm²,建设用地105871.35 hm²,分别占总面积77.89%,11.32%和8.38%;研究时段内耕地、草地、林地、水域依次减少20866.61,11065.22,1186.44和748.96 hm²,分别比1985年减少了2.08%,7.18%,4.60%和11.64%;建设用地增加33902.8 hm²,为1985年的47.11%;建设占用耕地26668.8 hm²,占建设用地转入流的96.26%;草地转耕地18923.9 hm²,占草地转出流的93.24%;1985-1990年土地系统较为稳定,综合动态度为0.52;1990-1995土地利用变化活跃,综合动态度达到3.60,其后逐渐降低,到2005-2010降低为1.16,土地系统趋于稳定。空间上,耕地转建设用地在城镇周边幅度较大,草地和耕地互转主要在渭南台塬东部、咸阳塬北部以及宝鸡台塬区。     

北京郊区土地利用变化及其生态效应研究

以京郊3个具有不同功能的区（县）为例,利用从1996年、2005年TM影像中获取的土地利用数据,在分析研究区近10年的土地利用变化的基础上,通过构建生态价值指数（EVI）和土地利用变化的生态价值转移率（TREV）,从土地利用变化所引起的各类型间生态价值转移的方向、幅度等方面对北京郊区土地利用变化的生态效应进行定量研究。结果表明:1996—2005年研究区的林地、草地、建设用地增加,而耕地、水域和未利用地减少,各土地利用类型的变化速度依次为建设用地 > 水域 > 耕地 > 草地 > 林地 > 未利用地;从区域看,土地利用相对变化速率从快到慢依次是城市功能拓展区（朝阳区）、城市发展新区（顺义区）、生态涵养发展区（密云县）;从类型变化看,以耕地、水域的转出和建设用地的转入为主。研究时段内研究区的生态价值指数总体呈下降的趋势,各区县的区域生态价值指数差异较大,且相对差异还在扩大,其指数下降速度从快到慢依次是朝阳区、顺义区、密云县;同时从分布变化看,EVI中值波动区减少,EVI较低区和EVI低值区增加,导致了研究区总生态价值指数有所下降。     

干旱区河谷城市土地利用生态风险动态预测——以新疆伊宁市为例

土地利用规划和土地生态安全是土地资源可持续利用的基础和核心。基于伊宁市土地利用总体规划(2010—2020年),依照规划基期年及末期年土地利用结构特征,借助土地利用变化、土地利用类型动态度和生态风险空间分析方法,测算了土地利用生态风险指数。并通过运用ArcGIS 9.3对生态风险进行了系统采样、半变异函数分析及空间插值,研究伊宁市土地利用生态风险动态演变和空间分异特征。结果显示:伊宁市土地利用总体规划对全市土地利用空间结构进行了较大调整,土地生态风险具有明显的区域性,生态安全状况由北向南逐渐加重,且高、较高风险区在南部区域呈圆环式蔓延趋势。在未来土地利用变更中应加强生态环境保护意识,在伊宁市河谷构建良好的生态用地格局,提高土地利用的综合效益。     

干旱区绿洲县域土地利用规划中土地生态安全预测——以新疆阿瓦提县为例

土地生态安全是土地资源可持续利用的核心和基础。通过运用土地利用变化、生态风险空间分析方法,基于阿瓦提县土地利用总体规划（2010—2020年）,根据规划基期年及期末年土地利用结构特征,测算了土地利用生态风险指数。并运用ArcGIS 10.0对生态风险采样结果进行半变异函数分析和空间插值,分析阿瓦提县土地利用生态风险动态演变和空间分异特征。结果表明,阿瓦提县土地利用总体规划对全县土地利用空间结构进行了较大调整,阿瓦提县土地生态风险有明显区域性,生态安全状况由南向北逐渐加重,且北部较高风险区域有向西北和西南方向蔓延趋势。在未来土地利用变更中应加强生态环境保护意识,在阿瓦提绿洲构建良好的生态用地格局,提高全县生态系统服务功能。     

矿业城市土地损毁生态风险评价与空间防范策略

为量化矿业城市土地损毁生态风险、提高土地复垦和综合整治有效性,以吉林省辽源市为研究区,提出基于GIS的矿业城市土地损毁生态风险定量评价与空间防范的思路和方法。首先将土地损毁作为直接生态风险源,将土地生态系统作为生态风险受体,借助遥感信息模型与GIS空间分析模型,依次评价土地生态系统的生态敏感性、土地损毁累积作用以及二者间的暴露关系;然后确定综合生态风险值及其等级空间分布,并据此将矿业城市土地利用划分为环境敏感特别保护区、一般生态保护区、生态保育区、生态协调区、生态复垦区、限制发展区、工矿发展区与城镇发展区等八大功能区,各区内生态风险防范措施各有侧重;最后利用2010年城市总体规划图对评价与分区结果进行有效性分析,分析结果表明,辽源市90%以上的规划建设用地属于发展主导区域、70%以上的非规划用地属于生态保护主导区,研究结果与2010年城市规划用地布局范围基本吻合。基于 GIS 定量方法进行矿业城市土地损毁生态风险分析可空间化土地利用的风险等级与主导风险因素,为制定有针对性的风险防范措施提供了空间信息;也为矿业城市土地复垦规划、土地整理规划与土地利用总体规划的有机结合提供了参考。     

黔桂岩溶山区土地利用程度演变的空间分异特征

采用空间自相关分析方法,借助ArcGIS和GeoDa软件,分析了1990—2010年黔桂岩溶山区垦殖系数、建设用地比例和土地利用程度综合指数变化的总体空间差异及局域空间分异特征。结果表明:（1）1990—2010年黔桂岩溶山区的垦殖系数、建设用地比例和土地利用程度综合指数变化的总体空间特征具有较显著的集聚性,土地利用程度综合指数变化的集聚趋势在增强,相反,垦殖系数、建设用地比例变化的集聚趋势却在减弱。（2）1990—2010年垦殖系数变化空间上整体集聚,但局部异质性增强;局部特征在空间上主要以北部“高—高”集聚（高垦殖系数集聚）和中部“低—低”集聚（低垦殖系数集聚）为主,在时间尺度方面局部变化较稳定。（3）1990—2010年建设用地比例变化空间整体集聚特征减弱,局部异质性增强;局部特征在空间上主要以南部“高—高”集聚（高建设用地比例）和中部“低—低”集聚（低建设用地比例）为主,在时间尺度方面演化的局域分异较显著,主要集中在北部、中部和南部。（4）1990—2010年土地利用程度综合指数变化空间上整体集聚且缓慢增强;局部特征在空间上主要以南北“高—高”集聚（高土地利用程度综合指数集聚）和中部“低—低”集聚（低土地利用程度综合指数集聚）为主,在时间方面演化的局域分异较显著,中部变化小、南北变化较大。     

1990-2018年黄河流域(河南段)土地利用格局时空演变

研究长时间序列的土地利用时空演变规律，对科学推进黄河流域生态保护和社会经济高质量发展具有重要意义。该研究基于1990、2000、2010和2018年土地利用遥感数据，以具有中游和下游双重属性的黄河流域（河南段）为研究对象，利用土地利用变化指数、弦图（Chord Diagram）可视化模型及重心迁移模型，探讨了近30年黄河流域（河南段）土地覆被变化的流量、流向、多样性程度及政策启示。结果表明：1）粮食保障用地（约55%）和生产生活用地（约10%）主要分布在平原地带，生态保育用地（约35%）主要集中在海拔较高的山地。2）1990－2018年间旱地的流出和流入行为均体现出显著的主导性，水田、水域和草地以流出行为为主导，城镇用地、农村居民点和其他建设用地以流入行为为主导。3）中心城市的土地利用变化在整个时期内具有明显的区域带动效应。4）粮食保障用地和生态保育用地的重心均向西迁移且面积呈减少趋势，说明下游平原地带的优质耕地减少且生态系统服务功能在逐步减弱；生产生活用地面积逐年增加，城镇用地重心向东迁移表明下游各城镇的社会经济发展逐渐活跃，农村居民点和其他建设用地重心向西迁移表明中游的人口规模逐渐增大。     

1990-2012年榆林市土地生态风险综合评价

土地利用/覆盖变化对区域生态安全和维持生态系统服务功能起着决定性作用,土地生态风险评价是衡量土地资源可持续利用的重要指标.本文以生态脆弱的陕西省榆林市为研究对象,依据榆林市土地系统的基本特征,选取表征干旱风险的降水距平百分率指数、表征人类活动类型及强度的土地利用结构风险及表征土壤侵蚀的土壤水力侵蚀、土壤风力侵蚀4个风险指标,构建土地生态风险综合评价模型,对影响榆林市1990—2010年土地生态风险的因素进行定性和定量的评价与分析.研究结果表明:(1)1990—2012年榆林市的降水距平百分率指数均值呈先减后增的趋势,其低值区主要分布在偏东部地区;(2)21年间土地利用结构生态风险整体上呈先增后减的趋势,区域差异较大且变化明显;(3)土壤水力侵蚀较剧烈的区域主要分布在东部及南部地区,21年间均值呈先增后减的趋势;(4)土壤风力侵蚀较严重的区域主要分布在北部地区,随着时间变化其均值一直呈递减趋势;(5)土地生态风险21年间总体呈减小趋势,各区县生态风险差异显著.通过对榆林市土地生态风险综合评价,可为优化土地资源配置、保护生态环境提供理论建议,实现区域经济生态和谐发展.     

汉中市土地利用变化的动态变化研究

基于汉中市1996—2010年土地利用现状变更调查数据,运用土地利用动态度模型、土地利用程度模型、空间差异模型,对汉中市14 a间土地利用的时空变化进行了详尽的分析。研究表明:汉中市耕地、未利用地面积减少,林地、牧草地、居民及工矿用地、园地和交通用地增加;研究区土地利用变化速度较缓,年变化率为0.17%,其中牧草地年变化率（2.30%）最大,耕地的年变化率也较大;2010年土地利用综合指数为215.64,土地利用程度不太高,汉中市土地利用处于调整期;研究区土地利用的多样化指数、多样性指数和均匀度指数呈下降趋势,而优势度指数则呈上升趋势,说明人类活动对景观格局有较为明显的影响。     

黑土区拜泉县耕地破碎化时空变化分析

为识别黑土区拜泉县耕地破碎化类型和评估耕地破碎化程度,基于2000年、2005年、2010年和2015年4期耕地利用数据,利用移动窗口技术,在像元水平上定量反映耕地破碎化过程,揭示了耕地破碎化的基本特征和时空格局,并在县级尺度和村级尺度上分析了耕地破碎化的变化规律和特征。结果表明:(1)2000—2015年拜泉县耕地破碎化程度整体呈现“缓慢—急剧—缓慢”的趋势,2005—2010年是耕地破碎化变化的快速时期;(2)拜泉县耕地破碎化空间上呈现“孔洞耕地为主导,核心耕地分布集中”的特点,2010年后斑块耕地一直处于增加的趋势,耕地破碎化问题日益突出;(3)乡镇级尺度上,2000—2005年西部和东部地区耕地破碎化程度较大,2010—2015年除中部地区外,其余地区斑块耕地比例均稳定增加,核心耕地比例减少,耕地破碎化程度呈上升趋势;(4)村级尺度上,拜泉县各个村的耕地破碎化程度有较大差异;(5)拜泉县耕地破碎化原因主要受自然、利用、设施和管理切割力的影响。综上,自然—人文双重因子作用导致研究区耕地破碎化的时空差异。     

退耕还林前后甘肃正宁县生态系统服务价值的时空变化特征

运用GIS和遥感技术,研究位于西北黄土沟壑区的甘肃省正宁县在退耕还林工程实施前后的土地利用变化情况,并利用Costanza提出的生态系统服务价值(ESV)评估思路和区域质心迁移模型,分析了1995—2010年正宁县土地利用变化及其生态系统服务价值的时空响应。结果表明:(1)在退耕还林前后,林地面积变化表现为先减后增,耕地和水域面积一直在减少,同时建设用地保持不断增长。(2)正宁县在实施退耕还林工程前后,总生态服务价值先减少(-6.512%)后增加(29.369%),有林地ESV在退耕后的大幅度增加是退耕还林的明显效果。正宁县所提供的生态服务功能以生物多样性保护、土壤形成与保护等为主。各功能生态服务价值在退耕后的显著增加,这是区域土地利用可持续性增强的体现。(3)正宁县生态服务价值质心的迁移在退耕后表现出"东进南下"的趋势,东、中、西部单位面积ESV增长不均衡。正宁县应重视调整及优化西部、中部地区的土地利用结构,进而发挥区域生态服务的最大综合效益。     

长三角地区景观生态风险与人类活动强度的响应及其时空关联

人类活动是诱发区域生态风险的重要因素,但生态风险与人类活动在不同尺度下的表征效果不一,响应程度不同,从多尺度科学地研究区域景观生态风险与人类活动强度的关联特征对于协调区域人地关系地域系统矛盾,推动地区可持续发展具有重要意义。该研究以长三角地区为研究对象,基于1990-2020年4期土地利用、夜间灯光、人口空间分布数据,建立市域、县域、格网三级尺度,构建景观生态风险及人类活动强度评估模型,刻画不同尺度下二者的时空响应特征,并基于Copula函数、双变量空间自相关及耦合协调度模型,揭示景观生态风险与人类活动强度的时空关联性。结果表明：1）1990-2020年间不同尺度下长三角地区景观生态风险均呈现北高南低的空间分布格局,且高风险地区持续减少,低风险区均呈增加趋势,其中市域尺度下高风险地区的减势最明显,而县域尺度下,低及中低风险区总体增势最为显著;2）1990-2020年间不同尺度下长三角地区人类活动强度均呈现东北高西南低的空间分布格局且高强度区域均呈现显著上升趋势,而低强度区域均明显下降,其中格网尺度下高强度区域增幅最大,达13.42个百分点,市域尺度下低强度区域的减幅最为明显,达9.76个百分点;3）1990-2020年间长三角地区人类活动强度与景观生态风险呈现正向相关性,但人类活动强度对于景观生态风险的影响正在削弱。空间上高-高（H-H）集聚区域呈现持续减少趋势,而低-低（L-L）呈现先增后减的变化趋势,低-高（L-H）及高-低（H-L）在2010年后增势明显。研究结果可为长三角地区国土空间优化及生态安全维护提供理论依据,为区域生态风险防范和生态修复提供参考。     

我国北方农牧交错区土地生态安全评价——以白城市为例

白城市位于北方农牧交错区,生态环境脆弱。为了解其土地生态安全状况,基于压力—状态—响应（pressure-state-response简称PSR）模型,共选取21个指标构建了土地生态安全评价指标体系,对2007—2012年白城市及其所辖5个县区土地生态安全变化情况进行评价分析。结果表明:（1）各县（市、区）土地生态压力—状态—响应情况不同,镇赉县、大安县及洮北区土地生态压力安全值较高,对安全综合值贡献率在38%以上;洮南市土地生态状态安全值较高,贡献率在36%以上;通榆县土地生态压力—状态—响应安全值分布比较均衡,贡献比为35:34:31。（2）2007—2012年,白城市土地生态安全综合值由0.712 2提高至0.780 4,土地生态环境有所改善,但土地安全等级仍处于敏感级,生态环境比较脆弱。（3）白城市土地生态安全状况的改善有赖于实施有效的人口政策,控制人口规模;引进人才,鼓励农民发展新型绿色农业,减轻土地污染压力;提高环境保护意识,加大环保投资力度,促进土地生态恢复。     

基于土地利用变化的珠江三角洲生态风险评价

为了探讨经济快速发展地区土地利用变化对土地生态系统造成的风险,该文以珠江三角洲为研究对象,分析了其1990－2006年土地利用变化特征,构建了区域生态风险指数,并以5 km×5 km的单元网格进行系统采样,借助空间自相关和半方差分析方法,探讨了珠江三角洲的生态风险空间分布及变化特征,结果表明：1990－2006年,珠江三角洲土地利用发生变化的面积高达12 105.05 km2,占土地总面积的29.35%,建设用地快速扩张,基塘持续增加,耕地、林地迅速减少;整个珠江三角洲的生态风险指数由1990年的0.2713增至2006年的0.3318,风险程度增加了22.31%,在空间分布上具有明显的正相关性,空间集聚逐渐增强,深圳、东莞、广州市区、花都、南海、顺德、佛山市区及中山等是生态风险指数高值聚集区,指数变化更为明显,风险程度明显提高;高、较高生态风险区面积快速增加,由1990年的4874.52 km2增加到2006年的12 494.93 km2,占土地总面积的比例由11.82%增至30.30%;生态风险程度呈现明显的圈层结构,以佛山市区－广州市区－深圳为轴向外风险程度逐渐降低。研究结果为区域土地可持续利用提供新的思路和方法,从而促进土地利用与生态环境的协调发展。该研究为生态风险管理政策的制定提供科学依据。     

青海省海西州土地利用变化强度分析与稳定性研究

基于青海省海西蒙古族藏族自治州1995年、2000年、2010年和2018年4期土地利用数据,采用土地利用变化强度分析方法,从间隔层次、类别层次和转移层次3个方面对海西州1995—2018年土地利用变化强度及稳定性予以研究,深入分析了海西州不同层次土地利用强度变化过程与模式。结果表明:(1)间隔层次,海西州1995—2010年土地利用变化强度表现为慢速变化,2010—2018年土地利用变化强度呈快速变化。(2)地类层次,1995—2018年间,耕地和城乡、居民和建设用地(城居建设用地)变化活跃。1995—2000年水域变化处于相对稳定状态;2000—2010年水域、林地和草地变化相对活跃;2010—2018年间,水域和林地变化活跃,未利用地变化表现为稳定状态。(3)转移层次,1995—2018年增加的草地主要来源于未利用地、水域以及林地;耕地和城居建设用地向草地的转变过程均呈现出一种稳定的避免性系统转换模式;减少的耕地主要转变为城居建设用地,耕地向城居建设用地转移表现出稳定的倾向性系统模式。     

基于RS和GIS的包头市土地利用动态及其生态效应定量研究

在RS，GIS和多种模型支持下，对包头市1987～2002年土地利用动态及生态效应进行了研究。结果表明：（1）包头市1987～2002年林地、草地和水域有不同程度减少。而建设用地、未利用土地和耕地有不同程度的增加。土地利用类型变动的总体方向是：林地、草地和水域主要转向耕地。发生利用类型转移的草地中，31．5％转为未利用土地；新增耕地主要来自草地和未利用土地。二者分别占非耕地转为耕地总量的36．34％和27．6l％。新增建设用地主要来自草地和耕地。二者分别占非建设用地转为建设用地总量的49．86％和34．28％。（2）包头市1987～2002年区域综合生态环境质量下降。土地退化特别是草地退化和拓展耕地是区域生态环境恶化的主要原因，其生态贡献率分别是51．84％（41．04％），23．63％。（3）土地利用动态及其生态效应存在空间差异，16年间各区、县、旗的综合生态环境质量均下降，但以达茂为最，土右最慢。前者草地退化起决定作用。其生态贡献率达96．61％；而后者草地退化、植树造林和退耕还林还革的生态贡献率分别是44．23％，18．21％和10．36％，植树造林和退耕还林还草对区域生态环境的改善发挥了一定作用。     

我国西北风沙土-黄土地区土地利用变化及其对生态建设的意义

China has experienced dramatic land use changes over recent decades, with marked environmental and socio-economic consequences. Hengshan County, located in the aeolian-loessial area of Northwest China, was investigated to illustrate land use changes and their implications for environmental and long-term rural economic development. The farmland in Hengshan County significantly decreased during 1990--2003, whereas forest land and grassland increased. The conversion rates of farmland, orchard land, forest land and construction land varied markedly among different periods: 1990--1995, 1995--2000 and 2000--2003. Conversion of orchard land, grassland and construction land was dominant in 1990--1995, whereas the conversion of farmland to forest land mainly occurred in 2000--2003. The results suggested a profound transition in institutional policy and political economy of land management, including implementation of integrated soil erosion control projects, adoption of a market-oriented economy and the ‘Grain-for-Green’ policy, during this period in China. To achieve long-term sustainable land use in Hengshan County, efforts should aim at increasing off-farm income of rural families as well as establishing land-economizing mechanisms to promote land productivity, in addition to conservation measures.