基于景观格局的土地生态系统完整性空间分析研究

以河北省固安县2009年土地利用现状数据为研究对象,将研究区划分为1～5 km不等的网格进行研究,运用景观格局分析软件,计算各网格内景观格局指数;并运用SPSS11.0对各类景观指数进行标准化处理,从而运用加权模型构建土地生态系统完整性指数;然后,通过探讨研究区景观指数与尺度之间的变化关系,认为2 km网格的土地生态系统完整性指数与现状最符合,最后采用GIS空间统计学中的自相关方法和半方差分析,对研究区2 km网格的土地生态系统完整性指数的空间分布特征进行分析。结果表明,研究区内的土地生态系统完整性存在着一定的空间正相关性。研究区整体生态环境质量较高,中部区域土地生态系统完整性指数高,其同种类型的土地连片性可能性更大,便于土地整理;土地生态系统完整性的低值区明显聚集在西北部的东湾乡、固安镇等,在土地生态系统完整性的低值区应加强土地利用管理,尽量避免不合理的土地利用方式,减少土地利用格局的破碎度和分离度,提高土地利用的生态安全度,促进区域可持续发展。     

豫中典型样区土地利用多样性的空间分异及关联分析

选取河南省中部典型样区为研究对象,运用GIS和RS技术提取并分析了研究区2001年到2007年各土地利用类型面积变化及土地利用变化的转移矩阵。利用仙农熵变形公式计算了研究区的土地利用构成组分多样性和1 km×1km、2 km×2 km两种网格尺度下的空间分布多样性指数,并运用灰色理论,探讨了土地利用面积与其空间分布特征之间的关联性。结果表明,研究区内农用地和交通运输用地变化趋势最为显著,其中农用地减少的面积最多,高达131 km2,相比2001年减少了1.5%,交通运输用地增加的最多,比2001年增加了81.3%,土地利用类型之间的转化反映了研究区城市化进程在不断发展;研究区农用地的空间分布多样性指数趋近1.0,表明其空间分布非常均匀;交通运输用地的空间分布多样性指数为0.85,其空间分布离散程度相对较高;各土地利用类型的面积与其空间分布多样性之间存在着正相关关系。     

西部绿洲城市土地利用转型的生态环境效应——以乌鲁木齐市为例

为探讨土地利用转型对生态环境变化的影响,基于乌鲁木齐市2005年和2012年TM影像数据、土地利用现状矢量数据、中国高空间分辨率网格数据（CHRED）,运用土地利用转型、生态系统单位面积生态服务价值评估和碳排放核算等方法,分析城市化过程中乌鲁木齐市土地利用转型前后生态环境变化效应。结果表明,研究区土地利用转型幅度较大,其中园林地、草地、城镇村及工矿用地和未利用地之间的转换较明显,未利用地转出面积最大（10.33万hm²）,说明研究区土地开发程度较高。研究区生态服务价值均呈增加趋势,研究期间生态服务价值增加了89 227.32万元,其中,园林地、草地和水域土地利用转型对生态系统服务价值增加的贡献高。研究区土地利用碳排放量呈上升趋势,碳排放量较高的是城镇村及工矿用地。研究区内土地利用转型后净生态系统服务价值呈现增加趋势,但土地碳排放量变化速度远超生态系统服务价值增加速度,因此在乌鲁木齐市低碳城市建设中,要充分考虑土地利用结构调整与生态环境保护的平衡关系。     

平凉市生态系统服务功能对土地利用变化的响应

本文通过土地利用程度综合指数、生态服务功能价值评价和pearson相关系数的方法,结合平凉市1 996—201 0年土地利用详查报告,分析该区域生态系统服务功能对土地变化的响应。结果表明:平凉市1 996—201 0年,随着土地利用结构的变化,生态服务价值也随之变化,生态环境趋于良好;平凉市生态服务功能价值量与土地利用综合指数呈明显正相关,土地利用合理转型和处理生态问题取得了较大进步。     

基于地理数学方法的河西走廊土地利用结构分析——以酒泉市为例

基于2000年～2009年酒泉市第2次土地详细调查数据,采用地理数学模型与方法,对酒泉市及市内各县区的土地利用数量结构和空间格局现状及其变化进行了定量分析,对土地利用时间序列变化、土地利用空间结构变化、土地利用结构类型3个方面做了相关研究.结果表明:在时间变化分析上,酒泉市土地利用类型中面积增加最大的是未利用土地,减少量最大的是牧草地;在空间变化分析上,酒泉市未利用土地的分布很平均,水利用地分布不均匀,但总体上相对合理,牧草地、林地和交通用地分布很不均衡,耕地、居民地和园地分布极不均衡;在土地利用现状结构类型上,除肃州区外,中部绿洲平原区土地利用结构多样性指数都在中、低一级,其中玉门市、金塔县多样性指数分别为0.322 4,0.224 2,敦煌市和瓜州县多样性指数分别为0.054 4、0。071 2,属低中多样性,且与其他县区相差较大.     

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为伊犁河流域土地资源的合理利用及土地利用总体规划提供参考,根据伊宁市2009-2013年的土地利用变化数据,建立土地利用生态风险评价指标,以1 km×1 km的单元网格进行系统采样,借助GIS技术与半方差分析方法,对区域土地利用变化的生态效益风险及其社会影响进行综合评价,并对2013年土地利用/覆盖现状存在的生态风险进行空间量化分析.结果表明:1)2013年,伊宁市土地利用/覆盖存在风险集中在耕地、牧草地和城乡建设用地,三者比例占全区总面积的83.14％;2)土地利用结构与数量变化复杂,耕地、园地向建设用地转换是主要土地利用变化形式,突出表现为耕地锐减与建设用地大幅扩展;3)土地利用程度指数逐年上升,不断推进土地利用的广度和深度;4)伊宁市土地利用生态风险时空分异显著,伴随建设用地扩展,高生态风险区由北向南逐渐转移,人类活动在一定程度上增加了区域潜在的生态风险.     

泉州市洛江区土地利用的景观格局分析

利用2000和2005年泉州市洛江区土地利用现状图,并运用G IS技术和景观格局指数对泉州市洛江区土地利用格局及其破碎化特征进行研究.结果表明:2000-2005年,泉州市洛江区的面积从368.74 km2扩大到374.27 km2,斑块由13115个增加到30118个,城市有明显的扩展.2000和2005年,该区土地利用的景观类型中林地为基质景观,多样性指数均最高,破碎度指数均最低;耕地、园地、居民点及工矿用地和水域的均匀度较高,多样性指数较大,但破碎化程度较高.总体上看,土地利用的各类型景观比较单调,多样性指数不大,破碎化程度低,景观异质性低.针对洛江区土地利用的不合理现状,提出相应的可持续发展对策.     

广西左右江革命老区土地利用空间变化的生态风险测度

随着经济的快速发展,土地利用变化越来越活跃,区域生态安全受到威胁,开展山区生态风险测度对区域生态建设和可持续发展具有重要意义。以广西左右江革命老区为研究范围,基于GIS和RS技术,构建土地利用动态变化空间分析模型,结合土地利用转移矩阵,引入土地生态风险指数、土地利用变化综合生态风险度,对研究区土地利用变化及其生态风险进行测度和分析。结果表明2010～2015年期间:(1)研究区主要在草地、耕地、林地、建设用地等地类间剧烈转化,土地利用结构发生改变;(2)经济快速发展、建设用地不断扩张、人口密度和粮食需求量增加,导致土地生态系统、景观格局稳定性下降,土地生态风险发生率变大;(3)研究表明生态风险指数和土地利用的综合生态风险度结论一致,均呈上升趋势,土地利用程度综合指数和耕地垦殖指数增大,景观多样性和植被覆盖指数减小,研究区生物多样性和生态安全受到威胁,生态风险程度呈上升趋势。     

高速公路沿线土地利用及生态系统服务价值变化研究

为分析高速公路沿线土地利用及生态系统服务价值的变化规律,确定高速公路对沿线土地的影响范围,以京承高速北京段沿线10km范围的1995、2004、2009年3期TM遥感影像提取的土地利用数据为基础,基于GIS分析各种土地利用类型面积变化的特点、规律和原因,并分析了与高速公路不同距离范围内土地利用程度与生态服务价值的变化规律。结果表明:1)从1995—2009年,京承高速沿线土地用地结构发生了较大的变化,各种用地类型之间的转换较为频繁,说明高速公路的修建对于沿线土地利用类型的影响剧烈,尤其沿线农业结构调整变化明显;2)高速公路沿线土地利用程度与高速公路的距离有较大关系,土地利用程度变化最剧烈的区域为3~8km,8km外,土地利用程度变化开始减小;3)1995—2009年,京承高速沿线生态服务价值先增加后减少,由于园地面积显著增加,京承高速沿线土地生态系统服务价值的总量变化相对平稳,距离高速公路1~3km的生态系统服务价值变化最剧烈,8km外,生态系统服务价值的变化逐渐平稳。     

艾比湖流域土地利用变化及其生态响应分析

[目的]通过对艾比湖流域多时段土地利用动态变化、景观格局以及土地利用转换方式对生态环境质量的影响进行定量分析,阐述艾比湖流域近18 a间的土地利用变化对生态环境的影响及效应.[方法]运用相关分析方法论证土地利用与生态环境之间的互动关系及其效应.[结果]从艾比湖流域土地利用景观动态变化来看,景观分离度的逐步降低、破碎度的先升后降、多样性指数和均匀度的急升缓增;生态系统价值的不断增多;通过生态环境指数模型分析及土地利用转换和生态环境质量贡献率的响应研究,艾比湖流域各土地类型转换时会造成生态环境的恶化、生态环境质量的降低.[结论]艾比湖流域总体生态环境质量呈现出恶化的趋势;区域各类具有高生态价值的土地利用类型面积的扩大有利于整个区域生态质量的改善,但生态环境仍然比较脆弱,还有待提高.     

城市土地利用变化对生态系统服务的影响——以淮北市为例

城市是一类以人类活动为中心的社会-经济-自然复合生态系统.城市的快速蔓延及强烈的人类活动显著地改变了城市的土地利用结构,进而严重影响了城市生态系统服务及人居环境.通过遥感、GIS技术及生态系统服务价值评估等方法,对淮北市1987年、2000年和2007年3个时期20a间的土地利用结构及生态系统服务价值的演变进行定量评价.研究结果表明:1987-2007年间淮北市生态用地空间结构和面积发生剧烈变化,生态用地占城市面积的比例由91.45％降低至71.86％.1987-2000年,农田面积大幅度下降,而林地和水体都呈不同程度的增加趋势,建设用地面积增长迅速.2000-2007年,农田面积有所增加,林地和水体面积却明显下降,建设用地总面积虽然没有明显变化,但其聚集度显著增加.20年间,城市生态服务功能的价值呈现先增加后减少的趋势,在2000年达31.32亿元.2000-2007年,以废物处理和水源涵养功能退化最为严重.可见,城市土地利用结构的变化与生态服务功能密切相关,此结果可为淮北市景观格局优化及土地合理调控和管理提供一定的科学依据.     

齐齐哈尔市土地利用生态安全预警研究

以黑龙江省齐齐哈尔市为研究区,基于RS和GIS技术,揭示1990~2015年土地利用变化特征及规律,运用"压力-状态-响应"模型构建生态安全预警指标体系,在500 m×500 m栅格单元内实现齐齐哈尔市土地利用生态安全预警测度及评价。结果表明,(1)研究区耕地、林地及未利用地面积持续增长,草地、建设用地面积呈波动式增长,水域面积大幅度缩减,土地利用变化过程由剧烈趋于平缓;(2)1990~2015年,研究区生态安全水平总体呈上升趋势,警情级别由中警转化为轻警,逐渐向预警区间过渡,退耕还林还草、水土流失治理等生态建设性投入取得成效;(3)区域生态安全警情时空分异特征显著,市辖区安全水平较低,中部地区、主要流域及林区水平较高,25年间警情综合指数低值分布范围逐渐缩减,高值范围持续扩张,轻警面积逐渐取代中警居于优势地位。研究结果可为区域土地生态安全监测治理、构建生态安全格局以及土地利用规划提供依据。     

基于土地利用变化的扶余市生态系统服务价值研究

在社会经济快速发展和城市化进程不断加快的背景下,研究土地利用变化对生态系统服务价值的影响程度,对充分了解区域生态环境的变化情况以及全面提高社会经济的可持续发展水平具重要意义。根据扶余市2010~2015年土地利用数据,运用土地利用动态度指标和土地利用程度综合指数及变化模型,对扶余市土地利用变化情况进行分析;利用生态服务价值系数,定量计算扶余市的生态系统服务价值并对生态系统服务价值敏感性进行了分析。结果表明,扶余市土地利用处于发展阶段,具体表现为建设用地增加,其余用地类型面积逐年减少,扶余市生态服务价值也表现为逐年减少的态势,生态环境受到一定程度的威胁,为扶余市今后社会发展过程中进行土地利用结构和布局安排以及自然环境保护工作提供指导。     

工业-资源型城市土地利用变化机制分析——以贵州省六盘水市中心城区为例

为揭示工业-资源型城市土地利用变化的一般规律,利用1990、2000、2010年三期遥感影像对贵州省六盘水市中心城区土地利用进行监测,并运用GIS空间分析和数理统计功能,结合社会经济及人口数据对六盘水市土地利用的时空变化情况及机制进行深入分析.结果表明,六盘水市中心城区土地利用变化主要表现为原有水田、旱地、未利用地明显减少,城镇建设用地迅速增加;2000-2010年变化速度明显高于1990-2000年,郊区大部分耕地转变为建设用地;1990-2010年林地、草地变化数量不大,整体呈现先减少后增加的变化趋势;总体看来,2000-2010年土地利用变化幅度较大,其主要驱动因素为快速的人口扩张及产业结构调整.     

基于地理国情数据的合肥市城镇扩展及其景观生态风险研究

以合肥市2015年、2016年和2017年的地理国情数据为数据源,运用ArcGIS和Fragstats软件分析研究区2015—2017年的景观格局;基于景观格局指数评价法建立景观生态风险评价模型,并探讨城镇扩展强度与景观生态风险之间的线性关系。结果表明,2015—2017年间,合肥市景观格局变化显著,城镇用地、交通用地、工矿用地及水域面积总体呈增加态势,而耕地、园地、林地及草地面积总体呈减少态势。合肥市2015—2017年间的景观生态风险均处于极低状态,但随着城镇化进程的加快,期间的景观生态风险指数均呈上升趋势,景观生态安全的压力增大,且城镇扩展强度与景观生态风险之间呈显著的线性关系。     

基于GIS的安顺市景观格局空间梯度分析

随着城市规模日益扩张,人为活动干扰的加剧,景观格局的剧烈变化影响喀斯特山地城市生态系统服务功能,对城市经济社会和自然复合生态系统的可持续发展产生较大的影响。以黔中喀斯特典型山地城市安顺市建成区为研究对象,以2012年和2016年高分辨率遥感图像为主要数据源,基于GIS软件平台,通过建立研究区城市景观类型空间属性数据库,采用景观空间梯度法和景观格局指数法,系统分析“城市双修”和“国家园林城市建设”政策驱动下,安顺市建成区2012年和2016年景观格局的时空动态变化及其梯度特征。结果表明:1）2012-2016年,研究区景观格局发生剧烈改变,城市用地的扩张与耕地缩减耦合,小型斑块数量明显增加,景观破碎化程度加剧。2）随着城市景观向外围扩展,建筑用地优势度先增加后降低,建成区外部缓冲带景观多样性逐渐丰富,受人为干扰强度弱化。3）研究期间,各景观类型交错分布,斑块分布复杂化、不规则,集聚度与连通性逐年下降。     

基于TM影像的永济市土地利用变化分析

利用永济市1990年和2008年两期TM数据,在遥感图像处理软件ERDAS IMAGINE的支持下,采用RS和GIS相结合的技术方法,通过土地利用动态度模型、土地利用程度时空演变模型的引入,定量分析了18年来永济市土地利用的时空演变。研究表明,该地区城乡居民建设用地增加非常快,耕地面积增加,未利用地大幅减少,林草地减少幅度不大,水域面积呈现萎缩的现象。18年间土地利用动态度变化较小,其综合土地利用动态度为1.73%,耕地和林草地年变化速度最慢,建设用地年变化速度最快,未利用地和水域年变化速度相对居中。土地利用综合指数分别是252.52和263.87,土地利用指数逐渐增大,从土地利用程度指数极限来看,该区域的开发程度已达到中等水平状态。1990~2008年土地利用程度变化量都大于零,反映该区域土地利用处于发展期。     

南昌市城市化进程中土地利用景观格局稳定性分析

科学、合理地评估城市化进程中土地利用景观格局的稳定性,是优化土地利用景观格局、降低和防范生态环境风险的基础。以南昌市为例,运用RS和GIS技术,根据2006、2010、2016年TM影像解译结果,通过景观格局稳定性指数、分形模型和转移矩阵等指标,对研究区2006—2016年城市扩展过程中土地利用景观的内部稳定性进行分析。结果表明:(1)土地利用景观类型中,城市建设用地和耕地是南昌市主要的景观类型,2016年分别占研究区的35.24%和25.94%,景观优势明显,也是调控土地利用景观格局稳定性的主要部分。(2)南昌市土地利用景观的稳定性整体上具有明显差异,主要特征为城市建设用地持续增加,由2006年的250.41 km~2增加到2016年的311.76 km~2,林地、草地、水域、未利用土地和耕地的面积变化不大。研究区土地利用景观格局的稳定性总体表现出上升趋势。     

中山市土地利用及景观格局时空变化分析

土地利用及其景观格局配置与城市发展关系密切,其时空变化深刻影响着区域水土保持和生态安全.以粤港澳大湾区重要节点城市—中山市为研究区,利用2000—2020年GlobeLand30土地利用数据,使用转移矩阵、景观格局指数等分析方法,多尺度和多层次探究了中山市土地利用及景观格局的时空变化特征.结果表明：(1)20年间,中山市土地利用总体呈建设用地、林地增加,耕地、草地、水体减少的“两增三减”态势;建设用地急速增长,耕地则锐减近50%;(2)20年间,各土地利用类型皆互为转换关系,主要表现为耕地、水体和草地转为建设用地的转换方式;(3)中山市优势景观类型由2000年的耕地(670.22 km2,37.23%),2010年的水体(505.15 km2,37.23%),2010年的水体(505.15 km2,28.06%),转变成2020年的建设用地(644.43 km2,28.06%),转变成2020年的建设用地(644.43 km2,35.80%),城市发展占用了大量耕地和水体.同时,建设用地斑块密度和蔓延度指数高值区的范围逐渐增加,团聚程度增强,景观优势持续扩大.20年间,中山市土地利用类型呈现出建设用地取代其他用地类型的均一化发展趋势,景观格局空间异质性逐渐减弱,城市耕地保护和生态建设任务越发严峻.     

基于GIS技术和信息熵的宜兴市城乡土地利用空间结构变化分析

基于G IS技术和信息熵原理,根据宜兴市2005年土地利用现状图和2009年第二次全国土地调查数据,对宜兴市城乡土地利用空间结构的变化进行了分析。结果表明:从2005年至2009年,宜兴市城乡土地利用结构的信息熵和均衡度均呈现出减小的趋势,土地利用有序度升高。