云南省三大高原湖泊流域土地利用景观格局及其稳定性分析

【目的】为了解高原湖泊流域土地利用景观格局,为当地农业结构调整提供依据,更好解决高原湖泊污染。【方法】采用景观格局指数和分形理论分析方法对云南省三大高原湖泊流域的土地利用景观格局及稳定性进行分析。【结果】从流域土地利用景观格局分析,景观多样性和均匀程度表现为抚仙湖流域最高,洱海流域次之,滇池流域最低;景观破碎化程度表现为滇池流域最高、抚仙湖流域为中间水平,洱海流域最低。从耕地、园地、林地和草地的稳定性看,洱海流域最好,滇池流域最差或较差;从建设用地和未利用地稳定性看,抚仙湖流域最好,洱海流域和滇池流域较差;流域内稳定性最好的景观类型是水域,最差的是林地;景观整体稳定性表现为洱海流域最好,滇池和抚仙湖流域较差。【结论】通过研究,摸清了三大高原湖泊流域土地利用景观空间结构特征,为研究区域农业结构调整及农业面源污染治理提供科学依据。     

抚仙湖流域景观格局及生态系统服务价值的动态变化

抚仙湖作为我国高原大型深水型湖泊的典型代表,其景观格局的变化直接对该区域生态系统服务功能产生较大影响,因此探讨较大时间尺度背景下抚仙湖流域生态系统服务价值（ESV）随景观格局的演变具有重要意义,可为我国云南高原湖泊的可持续发展提供科学依据。使用当量因子法分析抚仙湖流域28 a间的景观格局时空演变特征,阐明其对生态系统服务价值产生的影响。结果表明,1)抚仙湖流域在28 a时间尺度内景观类型以湖泊为主,其次是乔木林地,而建设用地类的面积最小。1990-2018年,景观转换最频繁的为沼泽湿地,转出6 105.54 hm²,转为人工湿地与工矿建设用地。2) 抚仙湖流域ESV随时间尺度变化呈现先减少后增加趋势,2005年是分水岭,最低为62.46亿元。流域的总ESV贡献最大的景观类型为湖泊和乔木林地,两者价值量总占比超过85%。抚仙湖流域的景观格局演变对生态系统服务价值影响较大,因此合理调整土地结构,重视水体、林地等景观类型,才能充分发挥高原湖泊的生态系统服务价值。     

基于CA-Markov模型的乌梁素海地区苗八流域土地利用变化及预测

以乌梁素海苗八流域为研究区,基于1986—2008年的土地利用数据,利用时间加权数学平均法构建土地利用空间转移概率矩阵,应用CA-Markov模型探索流域土地利用空间格局变化规律。结果表明,CA-Markov模型在苗八流域的最佳模拟尺度为5 m,模拟精度较高。时间加权数学平均方法运用于土地利用变化转移矩阵的构建能够帮助CA-Markov模型准确模拟流域的土地利用空间格局变化。在此基础上,还对本流域未来40年的土地利用空间格局进行了模拟预测。结果显示,苗八流域未来40年内土地利用空间格局变化趋势与研究期间相同。     

抚仙湖地区土地利用变化及驱动机制研究

该文根据抚仙湖地区2009—2014年土地利用统计数据,从土地利用速度、土地利用程度和土地利用区域差异3个方面分析了该区域土地利用的变化特征。在此基础上,结合社会经济统计资料,对研究区土地利用变化的驱动因素进行探讨。结果表明:6年来,抚仙湖地区土地利用变化相对较缓,但各区县土地利用变化差异较大;人口增长、经济发展和政府政策是影响该区域土地利用变化的主要驱动因子。该研究为抚仙湖地区土地资源可持续利用提供科学依据。     

抚仙湖流域蒸发与降水的变化趋势及原因分析

为研究抚仙湖流域蒸发与降水的变化特征及变化原因,本文基于1980—2013年抚仙湖流域降水量、气温、蒸发量、日照时数、风速和相对湿度逐月数据,运用线性趋势、回归分析、累积距平法、M-K法以及相关系数法,分析了抚仙湖流域34年来蒸发与降水变化特征及变化原因。结果表明:抚仙湖流域年降水量呈下降趋势但不显著,2000年以后下降明显,夏季降水超过年降水1/2。年蒸发量总体呈现先下降后上升的"U"型变化,春季蒸发超全年1/3。抚仙湖流域年蒸发量主要受日照时数、平均风速、平均气温影响,均呈极显著正相关。降水量对蒸发量无直接影响,主要是通过对日照时数的影响导致蒸发量的变化,基于日照时数、平均风速、平均气温构建抚仙湖流域蒸发量的预测方程,方程负相关系数达到0.867。     

基于Landsat影像的抚仙湖流域土地利用变化及预测研究

以云南抚仙湖流域1974年、1988年、1996年、2001年、2005年、2010年和2015年7期Landsat遥感影像为基础数据,通过目视解译和支持向量机相结合的方法进行土地利用类型分类,并采用土地利用动态度、综合程度指数、转移矩阵等模型,定量分析抚仙湖流域土地利用类型的变化过程,最后基于CA-Markov模型对未来土地利用情况进行预测模拟。结果表明:1974—2015年乔木林、灌草丛和水域面积呈持续下降趋势,主要的转出方向为农田,建设用地面积增加主要来源于农田,湿地和裸地呈逐年增加趋势,上述变化趋势与当地社会经济快速发展有关;总体分类精度为90.29%,满足精度要求;土地利用预测趋势为乔木林、水域面积保持减少态势,灌草丛、湿地面积呈增加趋势,农田扩张现象依然存在。本研究可为抚仙湖流域土地及水资源的科学规划、保护和合理利用提供参考。     

东江流域土地利用与土地覆被变化分析

以1985、2000年两期LandsatTM/ETM＋遥感图像和基础地理信息数据为基础,利用RS和GIS信息技术、空间分析技术和景观生态学方法,对东江流域15年来的土地利用/覆被变化进行了分析。结果表明,该流域土地利用以耕地和林地为主;15年来,林地大幅度减少,建设用地面积显著增加,耕地有所增加,水域和未利用地相对变化幅度不大;土地利用类型转移的主要方向是林地转化为耕地和建设用地、耕地转化为建设用地;流域土地利用变化存在明显的区域差异;流域景观多样性增加,破碎度加大,人类活动对流域土地利用格局的影响越来越大。     

典型岩溶湖泊湿地流域土地利用动态及模拟预测

为了掌握和揭示普者黑流域土地利用动态的变化特征,以TM影像数据为基础,采用GIS、数理统计等技术手段,对1990—2015年6期(每5年1期)的普者黑岩溶湖泊湿地流域影像进行解译,分别从土地利用动态度和土地利用结构方面分析该研究区25 a的土地利用变化特征,并基于CA-Markov模型对研究区未来30 a土地利用结构变化进行预测.结果表明:(1)1990—2015年普者黑流域土地利用结构变化表现出明显的差异,从土地利用动态度来看,未利用地利用动态度变化最大,其次是建筑用地、湿地和农地,林地和园地利用动态度变化最缓慢;从各土地利用类型间相互转化来看,转出面积以农地和林地为主,转入面积以农地、林地和湿地为主.(2)未来30 a研究区土地利用格局变化总体上体现了以农地为主,以林地、建筑用地和湿地为辅的特征,土地利用变化趋势与前25 a的演变规律基本保持一致.(3)与1990—2015年相比,2015—2045年普者黑岩溶湖泊流域土地利用格局出现了一些新特征,原有建筑用地增长率明显提高,湿地增长率降低,农地和林地面积先增加后减少.     

基于土地利用变化的沂河流域景观格局与径流关系的分析

为探究流域径流量和景观格局变化的关系,基于沂河流域土地利用数据和实测径流资料,运用景观格局指数分析方法和统计分析方法在景观水平和斑块类型水平方面分析流域土地利用景观格局变化与径流量的相关关系。结果表明:1)1961—2015年,流域年径流量相比于年降水量其波动幅度及下降趋势更显著,这说明流域年径流变化除受到降水因素影响外,还受到土地利用变化等人类活动的影响。2)1975—2015年,流域土地利用类型以耕地为主,其次林地、建设用地和草地所占比例较大,再次是水域,而未利用地面积最少;土地利用变化主要表现为耕地和草地迅速减少,建设用地和林地快速增加,水域和未利用地有不同程度的增加;流域景观格局破碎化程度增大、斑块形状趋于复杂、连通性趋于减弱、景观异质性增高。3)在斑块类型水平上,径流量与斑块数量(NP)和斑块密度(PD)相关性较小,随着斑块破碎化程度的增加有先减少后增大的微弱趋势;径流量与斑块结合度指数(COHESION)相关性也较小,与最大斑块指数(LPI)有较强的相关性,随着斑块连通程度、景观优势种丰度的增加呈现先增加后减小的趋势。在景观水平上,径流量与多样性指数(SHDI)、景观形状指数(LSI)、蔓延度指数(CONTAG)显著相关,与景观分离度指数(DIVISION)的相关不显著,随景观类型多样性、斑块形状复杂度、斑块聚集度、景观分割度的增加呈现先增加后减小的趋势。     

小江流域土地利用格局变化及驱动因素分析

为了探讨小江流域各种土地利用类型的数量变化和土地利用动态变化规律,运用遥感和地理信息系统技术,分析了1974-2005年小江流域土地利用类型变化幅度、速度及土地利用程度。结果表明:30多年来,小江流域耕地和城乡工矿用地面积均显著增加,林地面积表现出先减少后增加的趋势,草地面积相对变化不大,未利用土地面积研究期间共减少12.9km2;小江流域土地利用变化总体速度在下降,1974-1987年土地利用变化最剧烈;同时研究区土地利用程度一直在增加,表明小江流域土地利用仍然处于发展期。小江流域土地利用变化深受该地区历史原因、人口增长以及政策因素等方面的影响。     

基于LUCC追踪分析的生态系统服务价值时空变化研究

  目的  为了更好地揭示生态系统服务价值时空变化特征及趋势,加强对生态系统服务价值（ESV）空间变化描述。  方法  该研究以博斯腾湖流域为例,结合使用逐像元的追踪分析、趋势分析等方法,试探究土地利用/覆盖变化（LUCC）对生态系统服务价值的影响。  结果  （1）博斯腾湖流域主要的土地利用类型是荒漠,其次是草甸和裸地。研究期内,水田、荒漠、草甸、湿地、水域、旱地、建设用地面积增加;草原、灌木、裸地、针叶、阔叶、冰川积雪面积减少,2005—2010年综合土地利用动态度最大。（2）2000—2018年博斯腾湖流域未发生变化的土地即稳定型占流域总面积的60.43%,中等变化型、回归型和激烈变化型多分布于人类活动较强的绿洲地区。（3）2000—2018年博斯腾湖流域ESV总体上呈现波动增长趋势,流域ESV主要由草甸、水域和湿地构成,水域、旱地、草甸和草原是流域ESV变化的主要贡献因子和敏感因子,其中草原为负向贡献因子。（4）博斯腾湖流域ESV呈西北高、东南低,高值（博斯腾湖）点缀在低值区的空间分布特征。有明显增大与明显减少趋势的地区均分布于博斯腾湖周围湿地,流域北部大部分ESV呈轻度增加趋势,绿洲区轨迹等级和ESV变化趋势从城市至绿洲边缘呈:中等变化型（ESV轻度减少）— 渐变型（ESV轻度增加）— 中等变化型（ESV轻度减少）环状相间结构。  结论  该研究发现博斯腾湖流域南部土地利用轨迹等级、ESV变化趋势均高于北部的空间差异,并采用土地利用追踪分析与ESV趋势变化相结合的方式,揭示了绿洲城市的土地利用冲突现状及ESV时空变化,对博斯腾湖流域土地利用调控和生态环境保护提供参考。      

滇池流域生态经济系统特征与区域协调发展土地利用模式研究

土地利用模式是区域生态经济协调发展的重要途径和驱动因素。滇池流域生态经济系统存在明显的生态环境约束,土地利用中社会经济发展与生态用地供需矛盾尖锐,土地利用结构与空间布局不尽合理,地集约节约利用程度低,土地利用对生态环境的影响日益突出。分析了滇池流域土地利用和生态经济协调发展中存在的主要问题,根据滇池流域其用地特征和功能定位,基于土地的生态化利用、集约节约利用和区域可持续发展,设计了滇池流域生态经济协调发展的4种土地利用模式:湖滨区域土地利用模式、湖滨外围土地利用模式、生态修复区土地利用模式和飞地型土地利用模式。最后对土地利用模式的形成及实施进行了讨论。     

土地利用变化与社会经济因素对湖南典型水库水质变化的影响

东江湖、水府庙水库和大通湖是湖南典型水库,以上述3个流域为研究对象,在土地利用类型遥感解译结果、社会经济统计数据以及水质监测数据的基础上,采用主成分分析和灰色关联度分析对研究区水质变化驱动力进行比较分析,为探究土地利用变化与社会经济发展对水库水质的影响。结果表明,东江湖流域的土地利用类型以林地为主,大通湖流域以耕地为主,水府庙水库流域内耕地和林地比例差异较为相似。土地利用类型和人类活动对3个水库的影响程度存在差异,东江湖水质变化的主要驱动因子为经济因素、林地及建设用地的面积比例。水府庙水库的水质变化主要驱动力为经济因素、建设及耕地面积比例的变化。大通湖水质变化的主要驱动力是经济因素、人口因素以及建设用地面积比例变化。湖泊受污染情况是大通湖水府庙水库东江湖。     

抚仙湖生态环境脆弱性分析研究

为了稳定保护抚仙湖优良的生态环境,防止人为过度干扰对湖泊生态系统的影响,对抚仙湖生态环境脆弱性进行了分析研究.据30年的水文资料及水质实测资料研究分析表明,抚仙湖由于自然因素的敏感性属结构型脆弱性;同时又受湖盆区人类活动外部驱动力作用的影响,形成了人类活动胁迫型脆弱性.近年来抚仙湖水体有机营养物质逐年升高,浮游植物生物量增加了7～10倍,透明度下降了2.7 m,综合营养状态指数上升了2.1倍,这是湖泊自然因素敏感性和人类活动影响叠加的结果.因此,面对目前存在的各种环境问题和未来社会经济发展带来的环境压力,要维护抚仙湖生态系统的稳定性及安全性,对抚仙湖的资源开发利用应当慎重.     

基于GIS与Repast的洱海流域土地利用变化模拟研究

介绍了基于Repast S构建洱海流域土地利用变化仿真模型的基本方法与流程,并以洱海流域1999—2009年的真实土地利用数据为依据,动态模拟近10年来的土地利用变化,并在此基础上预测2015年和2020年洱海流域用地类型变化情况,最终呈现洱海流域土地利用类型变化趋势。     

气候和土地利用变化对松华坝流域水资源的相对作用研究

以云南省滇池松华坝流域为研究对象,利用分布式水文模型(SWAT)探讨了气候和土地利用变化对河道径流和总氮的影响及对水资源变化的相对作用,模拟分析了气候变化背景下两者相对作用程度的变化。结果表明:气候是流域内河道径流变化的主要原因,贡献率为63.1%～96.6%。土地利用对河道径流变化的影响整体上偏小,但是差异较大;在降雨减少或不变时土地利用的贡献率为12.2%～36.9%,在降雨增加时贡献率为3.4%～5.2%。从土地利用类型的变化来看,耕地减少和草地增加可增加河道径流量,反之则减少。气候和土地利用变化都是影响水体总氮变化的主要原因,贡献率分别为68.2%和68.5%,而两者对水体总氮的影响在不同时期差异较大。当总氮数量变化较大,或者减少量超过40%时,土地利用的贡献率比较大,而当总氮负荷增加或者减少幅度较小时,气候的贡献率比较大。土地利用类型和总氮变化量之间的相关性分析表明,耕地面积与总氮变化显著正相关(r=0.814),草地面积与总氮变化显著负相关(r=-0.895),而林地面积与总氮变化相关性不显著。     

云南高原湖泊杞麓湖动态演变及景观生态风险评价

  目的  探究气候变化背景下杞麓湖动态演变过程及其流域景观生态风险。  方法  基于1975-2015年8期时序Landsat数据，提取湖泊边界，并解译得到3期流域景观类型分类数据。从湖泊面积、轮廓和质心3个方面对杞麓湖动态演变进行研究，通过划分生态风险采样小区，建立生态风险评价模型，定量分析杞麓湖流域的景观生态风险。  结果  ① 近30 a来，杞麓湖流域景观结构变化特征明显，建设用地和滩涂湿地面积显著增加，农地、林地和水体面积持续减少，未利用地面积变化不大；②近40 a来，杞麓湖处于持续萎缩状态，2015年水体面积仅为面积最大年（1985年）的56.05%；杞麓湖形状体现为连续的复杂变化，以西部和南部的河流入湖口处变化最为明显，东部变化最小；杞麓湖质心主要向东北方向迁移，1975和2015年湖泊质心相距1 242 m；③生态风险评价结果表明:流域以较低生态风险为主，所占比为26.75%~35.09%，1985-2015年生态风险均值由0.957 8增加至1.013 9，流域生态风险趋于恶化。  结论  杞麓湖流域生态风险空间分布具有明显的区位性和异质性，高生态风险主要分布于杞麓湖水体部分，低生态风险主要分布于流域的湖盆之中，其余生态风险主要沿湖盆和湖泊呈块状或带状分布。     

青海湖流域草地景观格局变化研究

应用3s技术与景观格局分析方法,研究了1977—2000年青海湖流域草地景观格局变化。结果表明：1977～2000年,青海湖流域草地景观格局变化呈现斑块数目减少,景观破碎度和分离度下降,平均斑块面积与分维数增加的趋势;从流域内县域景观变化分析,天峻、刚察、海晏县草地景观结构呈现出同样的变化趋势;但共和县1977—2000年草地斑块数目、景观破碎度与分离度增加,平均斑块面积减少,草地景观结构呈现出相反的变化趋势。     

艾比湖流域生态系统服务价值时空分异特征及其对土地利用/土地覆被的响应

基于遥感与GIS技术,运用中国陆地生态系统服务价值当量表,并结合艾比湖流域景观类型,分析了2001~2009年生态系统服务价值变化,探讨了干旱区内陆湖流域生态系统服务变化对土地利用/覆被变化(LUCC)的响应。结果表明:艾比湖流域土地利用类型变化明显,综合土地利用动态度为6.84,其中从单一动态度得出变化最为明显的是耕地、荒漠、林地的扩大,草地和水体的较少;艾比湖流域生态系统服务价值整体变化不大,研究期间总价值由395.70亿元减少到390.14亿元,原因是草地、水体面积的减少,耕地、灌木和林地面积的增加补偿了总价值的部分损失,但损失大于收益;研究区生态系统服务价值的空间差异明显,2001~2009年生态系统服务价值发生变化最频繁的地区主要位于流域中部荒漠和绿洲交错带,这里荒漠面积扩大,生态系统服务价值明显降低,有向绿洲扩散的趋势。研究结果可为艾比湖流域国家生态保护区土地科学管理、保护与开发提供参考。