土地利用变化时空特征与区域发展关系研究——以渭干河流域为例

基于三期遥感影像图,通过土地利用相对变化率、净变化速度和土地利用程度综合指数等,分析渭干河流域近20年土地利用变化与利用程度的时空差异,并探讨土地利用程度与社会经济发展水平的关系。研究结论如下:(1)渭干河流域土地利用类型以草地和未利用地为主,其类型分布和面积变化存在时空差异。1990—2008年流域林地、水域、建设用地面积逐渐增加,草地、沼泽、未利用地有所减少,耕地面积先增后减,总体有所增加。(2)因未利用地面积比重较大,流域各县的土地利用程度普遍不高,但近年有明显提高。库车、沙雅、新和三县土地利用程度综合指数逐渐增长,拜城县先增后减,总体有所增长。流域各县的土地利用效益均逐年增长,后期增长率远大于前期。(3)土地利用程度与区域社会经济发展水平存在正相关,土地利用程度综合指数越高,单位面积GDP和空间城市化水平越高。未利用地面积比重的空间差异对各县市城市化水平之间的差异具有较大影响。(4)人类活动加剧、社会经济发展等因子是流域土地利用变化主要驱动因素。     

20世纪70年代中期以来奈曼旗土地利用变化及生态环境效应研究

本文在遥感技术与GIS技术支持下,以内蒙古自治区奈曼旗近二十五年来的土地利用为例,对土地利用/覆盖的时空演变、景观格局变化及其生态环境效应进行了探讨。结果表明:1976—2000年间,奈曼旗发生土地利用变化的面积约占总面积的22.70%,发生变化的土地总面积为184015.51hm2。林地、未利用地面积明显增加,耕地面积明显减少,减少幅度约为21.86%。景观斑块的聚集程度变小,破碎程度加大,趋于离散分布。从生态效应上来看,土地利用变化引起的生态环境质量变化呈现出改善和恶化并存的趋势,主要表现在草地生态功能的退化以及土地的沙化、盐碱化,沙地有扩展蔓延趋势;林地面积的增加、耕地面积的减少对提高区域生态质量和生态功能起到了积极的作用。     

基于RS和GIS的区域土地利用动态变化及演变趋势分析

以山丹县1985年和2000年TM系列遥感数据为主要数据源,采用国家农委的土地利用现状分类系统,通过GIS空间分析技术,从土地利用类型的面积变化、空间变化和质量变化等方面定量分析了研究区域15年间土地利用的时空变化情况。在此基础上,利用Mark-ov模型,对该区域未来30年内的土地利用动态变化及演变趋势进行了分析。结果表明:15年间研究该区域的土地利用的基本特征表现为:耕地、水域和未利用土地总量增加,其中水域和未利用土地增幅较大;林地、草地、和城乡居住建设用地总量减少,其中草地和林地下降最快,草地植被利用过渡或退化较为严重,水资源利用态势更加严峻,耕地的稳定性较强,其它类型土地的稳定性较差。未来30年内该区域的土地利用变化基本趋势是:耕地、水域面积、未利用土地将持续增加,城乡居住建设用地增长缓慢,林地、草地将持续减少。增加的耕地和未利用土地将主要来源于草地和林地植被的人为减少或自然退化,生态环境将趋于恶化。     

陕西省退耕还林工程区植被覆盖度的变化分析

利用MODIS NDVI数据和像元二分模型计算的植被覆盖度,比较分析退耕还林工程区与周边区域、主要土地利用类型、不同坡度耕地植被覆盖度变化程度和趋势。结果表明：（1） 陕西省退耕还林区植被覆盖度从2000年到2011年呈现显著的增长趋势,增长速率高于周边区域;（2） 退耕还林区植被覆盖变化百分率≥10%的面积占79.8%,≤-10%所占面积不及1%;（3） 退耕还林区植被覆盖度显著增加的面积占其总面积的70.6%,显著减少的面积仅占0.1%,植被覆盖度显著增加的情况主要出现在未利用地、草地、林地和耕地,显著和极显著降低的发生在城乡、工矿、居民用地和极少部分耕地;（4） 坡耕地植被覆盖改善比例大,坡耕地植被覆盖改善对于耕地植被改善贡献较大。在陕西省气候呈现暖干化发展趋势背景下,退耕还林区植被覆盖度呈现显著增长趋势,增长速率高于周边区域,坡耕地、林地、草地均比其他类型有明显的增加,退耕还林政策实施区域取得了良好的植被恢复效果。     

祁连山地区土地利用变化对碳储量的影响及经济价值估算

人类活动是土地利用变化的主要驱动因素，土地利用/覆盖变化通过影响陆地生态系统的结构和功能间接影响生态服务价值。本文基于土地利用转移矩阵和动态度分析了2000—2020年祁连山地区土地利用变化特征，应用InVEST模型估算了祁连山地区生态系统的碳储量，结合复利现值公式估算了各时期碳储量经济价值。结果表明：(1)2000—2020年草地和未利用地是祁连山地区的主要土地利用类型，占土地利用类型总面积80%以上，且两者之间转换最为显著。因人类活动加剧和城市化进程的推进，祁连山地区林地和未利用地面积减少，其他地类面积增加；(2)由于该地适宜的地理环境、植被保护力度的加强与人工管理的作用，2000—2020年祁连山地区碳储量增加44.26×10⁴t，并呈“西北低，东南高”的空间分布特征，与土地利用类型分布显著相关。其中，耕地、草地和水域碳储量增加73.1×10⁴t，林地和未利用地碳储量减少28.8×10⁴t;(3)2000—2020年祁连山地区碳储量经济价值由2325.9×10⁶元增加至3908.8×10     

近20年渭干河流域土地利用与生态系统服务价值时空变化

基于遥感与GIS技术,选择地处天山山脉中段南麓塔里木盆地北部的渭干河流域为研究区,以新疆1990、2000、2008年遥感影像和地面实测数据为主要数据源,利用GIS空间分析、数学统计分析方法提取渭干河流域近20年各种土地利用类型的面积变化、净变化速度等动态变化信息;在总结生态系统服务价值国内外研究进展的基础上,参照谢高地等人的中国陆地生态系统单位面积服务价值系数和Costanza等的生态系统服务价值计算公式,结合当地粮食产量和粮食平均收购价格,分析渭干河流域生态服务价值的时空变化特征,揭示渭干河流域生态系统服务价值和时空分布的不平衡状态.结果如下:(1)草地和未利用地所占比重超过70％,其他土地利用类型所占比重不到20％,各种土地利用类型分布和面积变化存在时空差异.(2) 1990-2008年研究区的生态系统服务价值总量减少了59 633万元,其主要原因是草地、林地和沼泽面积的减少.流域生态系统服务价值结构变化较大,其提供的支持服务功能最强,供给服务功能相对较弱.(3)下游的单位面积生态系统服务价值大于中上游地区,研究期内流域中、下游生态系统服务价值减少较大,上游地区的生态系统服务价值略有增加.     

近30 a拉萨河流域土地利用变化和生境质量的时空演变特征

为明晰高原流域土地利用变化时空特征及其对生境质量的影响，以典型高原流域——拉萨河流域为例，基于GEE平台和随机森林分类算法，解译拉萨河流域1990—2020年土地利用信息，分析30 a间土地利用的时空动态变化特征，并结合InVEST模型评估流域生境质量，探讨流域生境质量变化特征。研究结果表明：针对高寒高海拔地区的土地利用分类问题，筛选植被生长季，用相邻年份的影像进行补充和替换缺失的数据，并去云后生成的年度合成影像，提高了地类分类效率和精度；建立了一种结合Landsat影像光谱特征、纹理特征和地形特征的最优RF分类模型，实现了对高原流域土地利用信息的提取，OA、Kappa系数和F1-score分别在88.16%、0.84和0.70以上；20世纪90年代以来，拉萨河流域土地利用变化特征整体表现为“五增三减”，草地、建设用地、林地、湿地和水域面积增加，耕地、冰川及永久积雪和未利用地面积减少，其中，建设用地的增长幅度最大，达到288.35%，而耕地缩减最多，达50.18%，且耕地减少主要是受到城镇范围扩张的挤占；未利用地面积减少最为显著，其转出部分主要转化为草地；研究期内高质量生境主要分布在流...     

疏勒河中游土地利用动态变化分析

以疏勒河中游为研究区,利用ArcGIS9.2和ERDAS9.1平台,对1990年、2000年和2010年3期Landsat TM遥感影像进行目视解译,获取流域20年间土地利用/覆被变化遥感资料,通过土地利用动态度方法,分析流域20年主要土地利用类型的数量变化和土地利用/覆被变化的驱动力。结果表明:(1)1990-2010年间,疏勒河中游地区土地覆被类型主要为未利用地、牧草地、耕地,三者面积占研究区总面积的98.22%,20年间土地利用整体特征并未发生重大变化。(2)疏勒河中游主要土地利用类型变化发生在耕地、建设用地和牧草地,其土地利用动态度分别为13.60%、7.97%和7.68%。(3)政策和人口增长可能是促进土地利用/覆被变化的主要驱动因素。     

新疆克孜勒苏柯尔克孜自治州土地利用时空变化特征

基于GIS平台,以新疆各县市统计资料及Landsat TM影像解译得到的3期土地利用数据为基础,对克孜勒苏柯尔克孜自治州1996-2004年土地利用数量、类型及其变化进行分析.结果表明,前后2个4年间,林地和建设用地是先减少后增加,草地则是先增加后减少.在8年尺度上土地利用总的动态特征是:耕地、建设用地和未利用土地面积减少,园地、林地、草地和水域面积增加.8年尺度综合土地利用动态度为0.32.前4年综合土地利用动态度为0.17,园地与建设用地的年变化率较大,林地的年变化率较低.后4年综合土地利用动态度为0.19,耕地与园地的年变化率较大,未利用土地和草地的变化率较低,后4年变化程度比前4年明显.最后引入单一土地利用类型相对变化率,反映出土地利用变化存在明显的区域差异.政策变动、经济发展、城市化水平、市场需求和人口增长是克孜勒苏柯尔克孜自治州土地利用变化的主要原因.     

和田河流域土地利用变化及其生态环境效应分析

基于遥感和GIS技术及数理统计学方法,利用1990年、1999年、2002年和2005年和田河流域各县市统计资料及遥感影像解译得到的4期土地利用数据,对和田河流域1990-2005年土地利用数量、变化幅度、年变化率、动态度、优势度等进行了定量的分析研究。结果表明,在15年尺度上土地利用总的动态特征是:耕地、林地和城乡建设用地面积增加,草地、水域和未利用地面积减少;综合土地利用动态度是1.28%;优势度没有发生明显的变化,未利用地一直最高;土地利用变化改变了流域内水量平衡、水盐平衡关系,加上对植被的不合理利用,生态平衡遭受到一定程度的破坏。     

陕西省耕地数量变化对粮食总产的影响

对1978年以来陕西省粮食总产量、耕地面积的变化以及相关影响因素进行统计分析,结果表明,陕西省耕地资源数量呈持续减少趋势,其主要原因是生态退耕和农业产业结构调整,其次为建设用地、灾毁等;粮食总产量呈波动上升趋势 ,粮食总量年变化率与粮食播种面积年变化率、耕地面积减少量和因其导致的粮食减产量变化趋势高度一致,说明耕地面积的减少直接导致粮食产量的减少,耕地资源数量是影响陕西省粮食产量的重要因素.因此,保持一定数量的耕地面积的动态平衡是保障粮食安全的先决条件.     

生态脆弱区土地利用变化及驱动因素分析——以张掖市为例

基于张掖市1996-2006年土地利用现状变更调查数据,从土地利用变化数量结构、利用程度、区域差异分析了张掖市土地利用动态变化过程。结果表明:研究时段内土地利用变化幅度较大,耕地、牧草地和未利用地净减少,园地、林地和建设用地净增加,土地利用程度整体增加,并且土地利用变化有明显的区域差异。自然条件、政策、经济发展、人口、城镇化发展和科技等因素共同驱动着张掖市的土地利用变化。     

近20年来乌鲁木齐河下游地区生态系统服务价值的动态变化

利用TM卫星遥感数据,通过CIS方法,根据Costanza等提出的生态系统服务价值计算方法,对比分析乌鲁木齐河下游地区1989-2007年的土地利用/覆盖与生态系统服务价值的变化.结果表明:1989-2007年,研究区生态系统服务价值从1.95×109元/a增长至2.40×109元/a,而年增长率有所下降,从1989-...     

基于自然植被的延河流域农田生态系统土壤固碳潜力评估

以延河流域自然植被土壤有机碳为对照,对该区现有农田生态系统土壤固碳潜力进行评估。结果表明:影响自然植被土壤有机碳密度空间分布的环境因子有年均降雨季节变化、坡度和年均温度季节变化;而影响农田生态系统土壤有机碳密度分布的环境因素则包括年均蒸发量、年均最高温度与坡向;有机碳空间分布规律方面,延河流域南部土壤有机碳密度要明显高于北部,并且呈由北向南逐渐递增的趋势;情景模拟分析表明,延河流域坡度25°以上、15°~25°以及15°以下不同类型的耕地退耕后分别可以实现的固碳效益为90.41×104t、58.52×104t、57.55×104t,而整个延河流域的农田生态系统如果全部实行退耕还林(草),其固碳潜力在206.48×104t左右。可以看出,以土地利用调整为核心的区域固碳策略对环境改善具有重要意义。     

南疆典型绿洲土地利用空间格局变化特征分析——以疏勒县为例

利用新疆疏勒县三期遥感影像解译得到的数据,对疏勒县土地利用空间格局变化进行深入分析。分析结果表明:(1)研究区内耕地、林地、草地和建设用地四者之和面积占该区总面积的52.97%,盐碱地和沙地等未利用地占44.35%。1990～2006年间,林地、草地、建设用地面积大幅度增加;盐碱地和沙地面积大幅度减少。其充分说明人类活动对土地利用/覆被类型变化影响越来越强烈。(2)研究区土地利用/覆被类型转移的主要方向是耕地转化为林地和草地,草地和沙地转化为耕地,耕地和草地转化为建设用地,草地转化为沙地。土地利用变化经历了"显著变化-缓慢变化-显著变化"的过程。(3)景观格局分析表明,在人类活动的影响下,研究区景观破碎度、多样性增大,优势度减小。驱动力分析表明,人口增长和经济发展因素是研究区土地利用/覆被变化的最直接驱动力,同时还受产业结构和政策因素及人类干扰强度的影响。     

松嫩平原西部土地利用变化及其盐渍化效应研究--以大安市为例

利用1986年、1996年和2000年的遥感图像数据,对松嫩平原西部典型盐渍化区大安市的土地利用变化转换矩阵和空间格局指数进行计算,分析探讨了监测期间土地利用变化和分布特征及它们对盐渍化的影响。结果表明:大安市耕地、草地和碱斑地相互转化发生剧烈的地区主要分布在中部和南部地区,其中中覆盖草地变化最为剧烈;碱斑地分离度、分维数逐渐减小,面积不断扩大,占大安市总面积比由原来的23. 3%上升到32. 4%。耕地和草地是其面积变化的主要贡献者,其中草地对于碱斑地面积净增加和净减少的贡献分别达到48%和70%,其贡献远大于耕地。草地退化的主要原因是农业人口数和草原载畜量的不断增加,因此,合理的开发利用和保护草地资源将有助于盐碱化土地的防治。     

赤峰市生态系统服务价值变化研究

研究土地利用格局变化引起的区域生态系统服务价值的改变,可定量评价土地利用活动对区域生态环境的影响。基于1995、2000、2003年的土地利用数据,应用谢高地等人制定的中国陆地生态系统单位面积服务价值表,估算了地处农牧交错区的赤峰市土地利用格局变化引起的生态系统服务价值的改变。结果表明:1995~2000年间,赤峰市耕地增加5.04%,林地减少2.44%,草地减少1.32%,水域减少0.74%,城乡工矿及未利用地减少0.74%;其生态系统服务价值由782.88亿元减至778.49亿元,净减少值为4.39亿元,减幅为0.56%;2000~2003年间,赤峰市土地利用类型动态度变化为耕地-17.71,林地31.56,草地2.95,水域-27.71,城乡及未利用地3.29,其生态价值由778.49亿元增至849.75亿元。表明前5年间毁林垦草播耕等不合理土地利用现象仍存在,至使生态系统服务功能下降;后3年土地利用格局的合理化,大面积的退耕还林,植树造林是生态服务价值增加的主要原因。     

大庆市土地利用变化及驱动机制分析

大庆是短时间内人地关系及土地利用发生剧烈变化的地区,其变化特征在全世界范围内已具有典型性和代表性。以大庆为研究区域,在GIS与RS技术支持下采用主成分分析法研究大庆市近20年土地利用变化特征及驱动机制。结果表明:1)1987-2005年大庆市未利用地、建设用地、耕地和林地呈增加态势,其他地类减少;2)土地利用向无序发展,土地利用多样性增加;土地利用程度下降,整体处于调整期;3)研究区土地利用变化的主要因素是社会经济驱动、粮食生产及气温因素;4)随经济社会和石油产业持续发展,社会经济因素中总人口、GDP、采油井等是主导;粮食生产因素主要包括与粮食生产密切的粮食产量、年均降水量及年蒸发量;同时研究区气温呈升高态势,导致气候趋于干旱,加之采油造成地下水位下降,从而加剧土地"三化"、湿地萎缩等。     

30年来长武县耕地数量与农业经济发展计量关系分析

针对长武县近30年来农业经济快速发展和耕地数量锐减的现实,通过建立向量误差修正模型,运用脉冲响应函数、方差分解方法,对1980-2010年长武县耕地数量与农业经济数据进行计量关系分析,探索二者间的互馈效应.结果显示,农业经济受耕地数量减少的影响效应为正但不显著,近30年的脉冲响应均值仅为0.8,10年尺度上分别为0.4、0.8、1.6.而耕地数量受农业经济发展的影响效应为负,并随时间发展该负效应持续增强,10年尺度上均值分别为-0.3、-0.9、-2.8;30年来长武县耕地资源的变化并未对农业经济的发展有显著促进作用,其时期内最大贡献率仅为22％.而耕地数量减少主要受农业经济发展的影响,后者对前者的贡献率时期内从最大值88.9％稳定到78％.表明耕地数量减少在促进农业经济发展上存在过度损失,农业经济的发展是耕地数量减少的主要原因.发展农业经济亟需挖掘社会其它要素的作用,以保证耕地数量的持续稳定,避免不合理利用.     

干旱区绿洲城市土地利用变化及其生态环境效应分析——以乌鲁木齐市为例

通过文献资料的检索、统计数据的分析和实地调查,本文对乌鲁木齐市土地利用变化及其环境效应进行了研究。结果表明:近20年来,乌鲁木齐市土地利用结构发生显著变化,耕地减少,园地、建设用地增加,未利用地减少,土地利用强度明显提高,城市建设用地布局过于集中,引起较为严重的环境问题,造成区域内水土流失,土壤污染,水质恶化,大气污染严重,热岛效应显著,地质灾害频发等。但在个别区域合理的土地开发利用取代了生态价值较低的未利用地,使得这些区域的生态环境质量有所改善。建议对快速发展的特大城市乌鲁木齐市,不必强调集中连片扩展,可采取分散集中布局的模式,将耕地或果园作为城市绿色空间加以保护,继续加强周边荒山的绿化,以缓解建设用地和绿色用地的矛盾,有利于环境问题的解决。