无锡市不同土地利用类型非点源污染负荷变化分析

以非点源污染严重的无锡市为研究区,在RS和GIS技术的支持下,采用SCS曲线方程和USLE方程估算了不同土地利用类型的非点源污染负荷,进而分析不同土地利用类型变化带来的非点源污染负荷贡献率的变化.结果表明:①无锡市2000 ～2008年总氮(TN)负荷增幅为4.75％,总磷(TP)负荷增幅为3.28％.②不同土地利用类型对非点源污染负荷总量和单位面积的贡献率存在差异,农用地和建设用地对污染负荷贡献率均在90％以上;从单位面积污染贡献上看,对TN贡献率较大的土地利用类型依次为农村建设用地、农用地及城镇建设用地,对TP贡献率较大的土地利用类型依次为农村建设用地、农用地和林地.③不同土地利用类型对非点源污染负荷的贡献率也在发生变化,城镇建设用地对TN和TP的贡献率变化最为突出,分别上升了21％和17.4％;农村建设用地的TN和TP贡献率分别下降了22.3％和19.9％;农用地贡献略为减少;林地、荒地和水域贡献率略为上升.     

北运河下游不同土地利用非点源污染负荷估算

选取我国北方地区以圩区为主要形式的北运河下游农业灌溉区——天津武清区和北辰区作为研究对象,针对不同土地利用类型进行降雨径流污染物浓度监测,采用美国土壤通用流失方程(USLE)、降雨径流模型(SCS-CN)、综合径流系数法等,结合GIS技术,分别估算了透水地面和不透水地面的氮磷负荷量。结果表明,非点源污染总氮、总磷的年负荷量分别为2865.04t.a-1和101.22t.a-1,不透水地面所产生的TN、TP负荷量分别占研究区污染负荷总量的81%和67%,透水地面所产生的TN、TP负荷量分别占研究区污染负荷总量的19%和33%(且污染物形态以溶解态为主,分别达到了81%和74%)。对于不同土地利用类型,总氮流失主要来源于村庄(贡献率为49%)、城镇(贡献率为17%)和耕地(贡献率为16%),而总磷主要来源于村庄(贡献率为31%)、耕地(贡献率为23%)和城镇(贡献率为19%)。从产污强度来看,城镇用地是最高的,是其他土地利用类型的10倍以上。     

香溪河流域土地利用变化过程对非点源氮磷输出的影响

选取三峡库区香溪河流域(3150 km~2),根据1990、2000、2010年Landsat TM/ETM遥感影像,在Arc GIS支持下,应用景观特征分析和氮磷输出系数模型方法,在分析流域景观格局转变过程的基础上,研究了土地利用变化对非点源氮磷输出的影响。结果表明:1990—2000年土地利用变化较为缓和,2000—2010年土地利用转变较为剧烈,变化面积占到总面积的4.3%,为前10年变化量占比的3倍之多。1990—2000年和2000—2010年,土地利用转变量最为明显的均为林地转旱地和旱地转林地;从单位时间土地利用变化率来看,1990—2000年旱地变化最为剧烈,2000—2010年居民地变化最为剧烈;从土地利用相对动态度来看,1990—2000年和2000—2010年旱地均最高。1990—2000年土地利用的变化对非点源总氮(TN)和总磷(TP)输出影响较小,TN增加1.57 t·a~(-1),TP减少0.073 t·a~(-1);2000—2010年土地利用的变化显著降低了TN、TP的输出量,净值分别为78.5、6.1 t·a~(-1)。土地利用转变方式对TN、TP的负荷影响不同,旱地转变为林地时TN负荷表现为消减,林地转变为旱地时TN负荷增加;水田转变为林地时TP负荷减少,旱地转变为水田时TP负荷增加。在输出系数与各土地利用类型面积关系的建立中,使用土地利用状态量变化面积不能真实计算出其对非点源氮磷负荷输出量的影响,通过土地利用过程量面积的变增才能真实反映土地利用变化导致的非点源氮磷负荷输出量。     

宁夏黄河流域土地利用时空变化特征分析

在RS和GIS技术的支持下,基于多期Landsat-TM卫星遥感影像,对宁夏黄河流域1985-2010年间的土地利用时空变化特征进行分析.结果表明:1)在1985-2010年间流域主导土地利用类型是草地和耕地;面积呈增加变化的是林地、水域、建设用地和耕地,呈减少变化的是草地和未利用地,变化最剧烈的是建设用地.2)不同土地类型间的转移变化主要体现在草地向耕地、未利用地向草地和耕地以及耕地向建设用地和草地的转变.3)1985-2000年和2000-2010年两个时段综合土地利用动态度分别为0.26%和0.56%,空间分布差异明显,动态度较大的区域均分布在流域北部和中东部,后期强度和范围也均明显强于前期.4)流域土地利用变化的热点地区在1985-2000年有4个,2000-2010年增加到9个,主要是耕地和建设用地增加变化的热点,均分布于流域中部和北部.5)在流域土地利用变化中,自然因素制约着不同土地利用类型的分布和转变,而人为因素对其变化起到直接的推动作用,因此要充分考虑各种人为和自然因素,合理地对未来土地进行开发利用.     

皖北平原典型农业城市土地利用景观格局动态及驱动因素研究

气候变化成为当前不可逆的重要背景,加剧了土地利用变化的复杂驱动机制.为探究皖北平原典型农业城市近几十年的发展历程与影响因素,以宿州市为例,基于1980—2015年的宿州市5期土地利用数据,利用景观生态学和GIS技术2种方法,对研究区土地利用和景观格局时空变化特征及其驱动力进行深入剖析,在此基础上结合研究区自然、人文要素探究主要土地变化过程的驱动机制.结果表明:(1)宿州市土地利用方式主要以耕地和城市建设用地为主体,1980、1990、2000、2010和2015年合计占比分别为94.8％、94.7％、94％、95％、95％,其中耕地占比80％以上;(2)研究期内,耕地面积减少最多(291.7km2),草地、水域、建设用地面积均呈弱增加趋势,城乡建设用地增加280.2km2,增加幅度为20.2％;(3)不同时段耕地与城镇用地之间的转换是研究区土地动态的主体,城镇用地土地利用动态度最为活跃,转入方式以耕地为主,1980—2000年和2000—2015年分别转为城镇用地9km2和37.26km2;(4)城镇用地面积的转入主要集中在各县域城区周围,其中埇桥区城区转入最多,乡镇市集存在弱转入,宿州市整体转换格局为城市化进程加剧带来的边缘化扩张;(5)人口、城镇化率和固有资产投资等为1980—2015年研究区景观格局变化的主要驱动因素.     

拉萨-泽当城镇圈1985—2010年土地利用变化的基本特征及空间格局分析

拉萨-泽当城镇圈是西藏实现跨越式发展和维护地区生态安全的核心区域,其土地利用/覆盖变化对区域土地资源合理利用和生态环境保护有着重要的意义。基于1985,2000,2010年3期Landsat TM/ETM数据,获取拉萨-泽当城镇圈土地利用数据,对其土地利用/覆盖变化的基本特征和空间格局进行研究。结果表明,1985—2010年建设用地、林地持续增加,耕地、水域、未利用地先减后增,草地持续减少,变化中、高速区由雅鲁藏布江和拉萨河沿岸向周边县域扩展;1985—2000,2000—2010年这2段时期主要以草地、水域和未利用地类转化为建设用地、耕地和林地为主。     

1990—2020年于桥水库流域景观格局时空演变及驱动力

景观格局时空演变是土地利用变化最直观的表现形式,剖析流域景观格局变化及其驱动力,对流域土地利用管理及水质保护具有重要意义。以于桥水库流域1990、2000、2010年和2020年4期土地利用数据为基础,采用半变异函数法和移动窗口法分析土地利用时空变化及其景观破碎度、斑块形状和多样性变化,并使用灰色关联法分析变化的驱动因素。结果表明,1990—2020年,于桥水库流域内城镇建设用地、农村居民点和林地的面积分别增加了588.89%、24.19%和0.83%,耕地、草地和水域面积分别减少了15.14%、5.96%和3.13%。1990—2010年,城镇建设用地大幅增长,耕地、草地等大幅减少。2010—2020年,城镇建设用地的增长速率放缓,林地开始增加。30年间,整体景观水平上,流域景观破碎度和多样性增加,景观斑块形状趋于复杂化。类别水平上,耕地及草地破碎化,景观斑块形状更加复杂。城镇建设用地斑块密度指数（PD）和最大斑块指数（LPI）增加,平均斑块面积指数（MPS）大幅下降。于桥水库周边和遵化市城区是流域景观格局变化的两个中心。流域内景观格局变化与人口密度、农村人口数、规模以上工业企业数及年降雨量等社会和自然因素密切相关。城镇化和于桥水库水质保护工程是驱动流域土地利用与景观格局变化的主要原因。     

近30年松嫩沙地土地利用时空动态

以松嫩沙地1990年、2000年、2010年、2020年4期土地利用数据为基础,分析该区1990—2020年期间土地利用变化特征。结果表明,空间格局上,耕地面积最多,2020年耕地总面积达162 309.32 km~2,占研究区总面积的46.04%;其次为林地,2020年林地总面积96 431.76 km~2,占研究区总面积的27.35%。从土地利用变化角度看,建设用地面积逐渐增加,共增加了2 337.43 km~2,且建设用地的增加大都是由耕地转化而来。     

银川市土地利用时序动态变化研究

根据2003～2007年银川市土地利用及其动态变化数据,分别采用土地利用结构变化贡献率、变化强度指数和变化速度以及单一土地利用动态度,对这5年间土地利用结构的时序变化进行了分析研究。结果表明,2003～2007年,银川市土地利用结构发生了较大的变化,耕地、未利用地面积逐年减少,耕地每年下降的幅度最大;居民点工矿用地、交通用地和水利水域用地迅速增加,城镇建设用地每年的增加幅度最大;园地和林地的变化不明显。     

青藏高原东缘贡嘎山地区土地利用与景观格局演变

根据1995年和2000年土地利用数据,运用ArcGIS 8.1软件和景观生态学方法,研究了青藏高原东缘贡嘎山地区的土地利用变化和景观格局变化. 主要结果如下:①1995—2000年间,研究区土地利用变化显著,其中林地、水域和未利用土地面积下降,而草地、耕地和建设用地面积增加;②景观破碎化程度加剧,分维数、多样性指数和景观破碎度均增加;③建设用地和未利用土地优势度变化不大,耕地和林地的优势度减小,草地和水域优势度增加, 表明研究区景观格局由耕地、林地向草地和水域转变; ④交通干线（公路）附近的土地利用和景观格局变化显著,加强这些区域的生态环境保护与建设势在必行.      

长沙市土地利用变化对非点源污染分布的影响研究

以长沙市为研究区域,利用1986和2000年2个时段的土地利用图,分析土地利用方式的变化,结合土壤普查图和降雨数据,利用L-THIA模型,估计2个时段研究区域长期平均非点源污染输出负荷,并分析其空间分布的变化。结果表明,从1986至2000年的15年期间,长沙市的林地和草地有向城镇、农村居民点用地和农业用地转化的趋势,其中农业用地由原来的23.12%增加到了34.81%左右,城镇用地和农村居民用地分别由原来的1.25%,0.10%变成为2.94%,0.27%,这使得1986～2000年间非点源污染敏感区面积不断扩大,污染程度在不断增加。为了控制非点源污染,根据非点源污染分布情况和土地利用方式,将长沙市分为东、中、西部3个防治区,分别采用不同的措施。     

长江上游流域土地利用对面源污染影响及其差异

基于遥感与地理信息系统技术,对比分析了长江上游流域2000—2006年土地利用变化;利用输出系数模型,计算了土地利用引起的面源污染负荷,并从面源污染TN和TP负荷量、负荷强度和不同来源等角度,综合分析得出长江上游流域土地利用变化对面源污染影响及其差异。2000—2006年,长江上游流域耕地面积减少约1.10×104km2,林地面积增加约1.10×104km2,其他土地利用变化很小,表明西部大开发以来,天然林资源保护、长江防护林和退耕还林等工程实施效果明显。长江上游流域土地利用造成的TN和TP负荷量2000年分别为114.14×104t和3.39×104t,2006年分别为111.21×104t和3.31×104t。四川省西北部雅砻江中游流域、大渡河上游流域、岷江上游流域和贵州省北部乌江中游流域,2000—2006年面源TN和TP负荷显著减少。     

黄河源区玛多县土地利用时空格局分析

为了给黄河源区生态环境保护和建设提供科学依据,基于GIS技术,利用3期(1985、1995和2000年)Landsat TM图像解译结果,分阶段分析了玛多县土地利用变化格局特征。结果表明,玛多县土地覆被系统变化具有稳定微动的特征,但其在1985~1995年和1995~2000年两个研究时段的变化特征差异明显,尤其是中、低覆盖草地的变化具有数量巨大且反复多变的特点。1985~1995年,土地利用转移主要发生在疏林地与低覆盖草地、低覆盖草地与未利用地之间以及草地内部的转化,其转移面积占总转移面积的93.03%,其中中覆盖草地-低覆盖草地、草地-未利用土地面积分别占总转移面积的26.14%和18.99%,100%的疏林地向低覆盖草地转移,表明生态环境严重退化;1995~2000年,草地和未利用土地间的转移以及草地内部的转移面积占总转移面积的97.26%,其中未利用土地向低覆盖草地净转移面积及低覆盖草地-中覆盖草地面积分别占总转移面积的18.15%和27.46%,表明生态保护初显成效;从空间格局看,玛多县东部和中部,土地覆被系统变化较明显。     

近十年长株潭区域城市用地扩展及驱动力分析

以SPASS15．0为分析工具,利用1997～2007年长株潭区域的土地利用变化数据,对长株潭城市群的城市用地的变化特点及其驱动因素进行了分析,结果表明：从1997～2007年长株潭地区城市用地面大幅增长,平均每年增长12．7km^2,增长率达6％;人口、GDP、固定资产投资总额、房地产投资完成额与城市用地扩展成显著线性相关,是长株潭城市群用地扩展的主要驱动因素。     

基于遥感监测的无锡市土地利用变化特征及其驱动力分析

以无锡市2000、2005和2010年Landsat TM影像为数据源,采用决策树分类方法将无锡市土地利用类型分为建设用地、耕地、林地、园地和水域5大类。同时利用土地利用转移矩阵分析了2000～2010年无锡市土地利用特征。最后结合无锡市社会经济和人文数据,对无锡市土地利用变化的驱动力进行了分析。结果表明:2000～2010年无锡市各种土地利用类型总量和比例发生了巨大变化,城市建设用地面积不断扩大,耕地面不断减少,而园地和水域面积有小幅度的上升,林地基本维持在原来的比例,减少的耕地大部分转换为建设用地、水域和园地。人口的急剧增加和经济的快速发展是导致土地利用发生变化的2个重要原因。     

快速城市化地区土地利用变化及其对水质的影响——以上海市奉贤区为例

对奉贤区位于城市化发展缓慢发展期、增长期和快速增长期3个时期的2000、2003和2008年土地利用数据分析发现,2008年城镇住宅用地、绿地和工业用地较2000年增长明显,分别上升至2.23%、4.82%和10.08%;农村生产用地和农村住宅用地占全区比例共下降了19.46%,说明奉贤区城市化对土地利用格局影响明显,城镇化建设使农村用地面积大大减少。主要水质指标CODmn、NH3-N和TP与不同半径缓冲区土地利用类型的相关性结果显示,其他建设用地、工业用地等与水质正相关关系显著,而绿地、农村生产用地与水质显著负相关。主要相关性在500 m以下比较明显,随着缓冲半径的增大水质与土地利用/覆盖变化相关性逐渐减弱,说明城市化带来土地利用巨大变化是影响区域河道水环境质量的重要原因。     

Spatial-temporal Patterns of Land-use Change in Typical Transect Area Along China National Highway 106 During 1996-2008

Based on land-use database updated with the survey of 1996, 2000, 2004 and 2008, this paper analyzed the land-use changes in the typical transect area along National Highway 106 with the aid of GIS technology and quantitative models. The results showed that arable land had been continuously decreased from 1996 to 2008, with a loss of 65.85× 10^3 hm2 and an average decrement of 5.49×10^3 hm^2 per year, and the loss in northern areas was larger; garden land and woodland were gradually centralized to the predominance area with an increment of 25.73×10^3 hm2 and 22.37×10^3 hm2, respectively; residential and industrial land increased year after year, and the transportation land showed the equalized developing spatial pattern; the increment of construction land and encroachment on arable land in the area were deeply influenced by the national macroscopic land-use policies, the rapid advance of urbanization and the development level of the regional economy. Through this case study, it is suggested that differential land- use policies should be adopted to create good environmental conditions to guarantee food security and to promote the economic development.