基于土地利用/覆被变化的绿洲城市土地生态风险综合评价——以甘州区为例

土地利用/覆被变化通过改变土地生态系统的结构和功能,影响地区生态系统的安全与健康程度。基于甘州区2001-2008年的土地利用变更数据,建立土地利用生态风险评价指标,结合马尔可夫概率转移矩阵,对该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。同时,借助GIS技术与相关统计分析方法,对甘州区2008年土地利用/覆被现状存在的生态风险进行空间量化分析。研究表明：① 2008年,甘州区土地利用/覆被存在的生态风险集中在耕地和未利用地,两者的比例占全区总面积的87.32%;② 甘州区土地利用类型研究期内发生了复杂的相互转换,地类交错地带生态风险尤为显著;③ 土地利用程度指数的上升,反映出土地利用的广度、深度不断增加,土地利用处于发展期;④ 甘州区2008年较2001年的土地综合风险指数有所上升,人类活动的影响在一定程度上增加了区域潜在的生态风险。     

内陆河流域土地利用/覆盖变化的生态效益评价——以疏勒河中下游地区为例

依据疏勒河中下游地区1985、2000和2010年的土地利用数据,从生态系统服务功能的角度,运用Costanza的方法,结合谢高地等修正的我国生态服务价值当量因子表,分析了该地区土地利用/覆被变化的生态效益。结果表明:研究区内土地利用强度在迅速增加,受其影响,生态服务总价值呈缓慢增长态势,从1985-2010年只增加0.02亿元,部分地区由于土地生态超载,土地过度利用的生态效应已经凸显;草地在研究区内生态系统起着相当重要的作用,并且耕地、林地和草地的面积变化对研究区内的各项生态服务价值的变化有着较大影响;通过敏感度分析表明,研究区生态服务价值对生态服务价值系数的变化是缺乏弹性的,因此结果是可信的。     

五十年代以来辽南地区土地利用/土地覆被变化及驱动机制分析

土地利用/土地覆被变化对区域发展研究具有重要意义,区域案例研究方法是土地利用/土地覆被变化的核心。以建国以来经济发展和土地利用/土地覆被变化都比较迅速的辽宁南部地区作为研究区域,重建并分析辽南地区自1954年以来三个时段的土地利用/土地覆被时空变化特征,在此基础上研究辽南地区土地利用变化的驱动机制。结果表明1954年到2000年期间,辽南地区的土地转换主要发生在耕地、林地和城乡居民点和工矿用地之间。农村工业化和城镇化是耕地变化的主要驱动力,城市建成区的扩展主要是经济水平提高和第三产业的发展等因素作用的结果,城市用地扩展以侵占耕地为代价。     

基于MODIS数据的内蒙古土地利用/覆被变化研究

利用MOD12Q1数据和GIS技术,对内蒙古21世纪以来土地利用/覆被变化特征及其成因进行研究。结果表明:研究时段内内蒙古各土地利用/覆被类型发生变化的地区只占全区总面积的12.8%;发生土地利用变化的区域表现出结构变化复杂和空间分异明显的特点;土地利用变化没有给全区生态环境质量带来全局性负面效应;全区土地利用率略低于全国平均水平,土地利用综合程度显著低于全国平均水平;社会经济发展需求、区域生态保护和建设以及气候变化是影响全区土地利用结构和格局的三个重要因素,一些草场管理政策和措施的实施,也对局部地区和特定类型的土地利用变化产生影响。     

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。     

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。     

县域土地利用/覆被变化的驱动力研究——以虎林市为例

以研究区1993和2003年landsat5遥感卫片的解译数据为基础,选用土地利用变化和景观生态学的相关指数,对研究区10年来的土地利用/覆被变化进行了分析。为了探求其变化的驱动机制,结合虎林市的社会经济统计资料,选取了20个社会经济指标,应用Matlab语言编程,用灰色关联方法对研究区10年来的土地利用/覆被变化的驱动因子作了定量分析。结果表明研究区土地利用变化幅度较大,具体表现为耕地、居民点工矿用地、和未利用地增加,其他土地利用类型减少,肉蛋奶产量,基本建设投资,平均农民纯收入等经济因子是影响土地利用变化的主要驱动力。     

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。     

马尔柯夫过程预测焉耆盆地土地利用/覆被格局变化

在遥感和MAPGIS的支持下,由焉耆盆地两个时期的遥感图像和地形图获得的土地利用/覆被类型数据,确定土地利用/覆被的初始状态矩阵和转移概率矩阵,据此用马尔柯夫链模型对焉耆盆地的土地利用/覆被格局的未来变化趋势进行了预测。X2检验表明,模拟结果与实际情况基木吻合,因此用该模型预测未来土地利用/覆被格局的变化是可靠的。结果表明:天然植被、盐碱地持续减少,而耕地面积、水域、以及城市居民点继续扩大,说明焉耆盆地土地利用/覆被格局正处在一种变化状态,这预示着未来时期焉耆盆地绿洲区人为干扰仍然是土地利用/覆被格局变化的主要方面。根据模拟结果可调整各类土地利用/覆被格局,可为干旱绿洲区土地利用规划宏观决策提供科学依据。     

基于生态绿当量的玛纳斯河流域土地利用生态效益研究

基于生态绿当量原理及方法,设计不同土地覆被类型的生态服务功能评分标准,构建生态绿当量计算模型,通过计算玛纳斯河流域土地利用类型的面积变化,测算典型年份土地利用类型变化的当量分值,并依此构建生态效益评价模型。结果表明:近37 a研究区各土地利用类型生态当量面积净增加150.71 km2,呈小幅波动增量变化趋势。其中,增量最大的是农田、水域,分别增加456.63 km2和181.7 km2,约占2013年当量面积的29.25%和77.32%;减量最大的是天然牧草地、未利用地、荒草地,分别减少129.12 km2、132.98 km2和230.36 km2,约占2013年当量面积的29.48%、11.32%和17.49%,人类土地经营总体上增加了景观的生态效益,但土地垦殖和草地退化处于脆弱的平衡状态。     

国道312酒泉-嘉峪关段公路沿线景观格局变

公路作为一种特殊的土地利用类型,对其周边景观格局起着“通道-障碍”双重作用。在RS和GIS技术支持下,以甘肃酒泉-嘉峪关市1986、1996、2006年和2010年Landsat TM/ETM+影像为数据源,应用景观格局指数分析法,对比分析近25 a来,酒泉-嘉峪关段国道312公路两侧不同缓冲区内景观格局变化。结果表明：① 1986-2010年,公路沿线景观格局变化显著,建设用地增加迅速,未利用地明显减少,且主要转化为建设用地;公路辐射作用在不同缓冲区内影响程度存在差异。② G312线酒泉-嘉峪关段交通道路廊道结构特征变化突出,公路连通度和通道作用不断加强。③ 公路及相关设施建设使得沿线景观斑块密度增加,景观异质性增强,部分斑块类型在不同缓冲区表现出一定程度的聚集效应;公路沿线景观格局趋于破碎化、多样化和均匀化。④ 公路沿线以2 000 m内缓冲区影响最大,而公路起始两端的市中心地带影响范围超过3 000 m。两城市扩张与经济发展以及原有景观格局特征是导致公路沿线生态效应差异明显的重要原因。     

新疆玛纳斯河流域绿洲景观生态脆弱性时空分异

以2000年、2005年和2014年3期Landsat TM影像为基础数据,运用景观敏感度和景观适应度指数构建景观生态脆弱度评价模型,采用空间分析方法和统计学方法研究其时空分异特征以及空间关联格局,结果表明:(1)2000—2014年,耕地、建设用地和未利用地增加、林地减少较快,水域和草地缓慢减少,流域景观生态脆弱性呈上升趋势。其中,2005年以后脆弱性上升明显,结构性因素对景观格局变化的影响逐渐增大,但非结构性因素始终居于主要地位。(2)流域景观生态脆弱性具有高度的空间自相关性,表现为明显的空间关联性和空间依赖性,呈高-高集聚和低-低集聚、趋同空间正相关格局。(3)脆弱性空间分异较为显著。2000年以较低和中等脆弱区为主,两者所占面积比例为57.36%,较高和高脆弱区分布在西北部;2005年大部分地区处于较低和中等脆弱区,流域中下游较高脆弱区向东部延伸;2014年脆弱度水平明显增大,高脆弱区所占面积比例为10.9%,较高和高脆弱区向中游以及中上游扩张,城市空间扩张和建设用地扩大是导致脆弱度增大的主要动因。(4)中上游脆弱性空间扩张强度、方向、趋势与中下游脆弱性变化密切相关,说明人工绿洲建设进入高强度集聚规模和大规模生态外部性的空间发展阶段,应加强全流域统筹、全要素规划、全过程管理的生态建设与重构。     

干旱区农田排水系统演变的生态效应研究进展

在干旱区流域绿洲形成与发展过程中，普遍存在土壤次生盐渍化和不断改进的盐渍化治理过程，这导致在绿洲下部与临近荒漠区广泛形成农田排水系统景观，但其产生的生态效应还不清楚，限制了全面认识人工绿洲生态系统的环境变化过程。利用航片和遥感影像数据，基于图论网络分析和景观连通性模型，分析农田排水系统形成与演变的过程与格局；采用缓冲区分析、空间地统计模型、GIS相关性分析和群落多样性测度等方法，研究农田排水系统演变对廊道效应、土壤性状、土地利用和物种多样性的影响；利用经过改进的生物地球化学模型，研究农田排水系统演变对区域碳、水循环的影响，探讨农田排水系统与陆地生态系统的相互作用机制。深化对干旱区人类活动的生态效应的认识，并丰富绿洲生态学的研究内容，对绿洲农业可持续发展具有重要科学意义。     

基于退耕还草背景的科尔沁沙地土地利用景观格局分析

以2000、2005年的土地利用矢量数据为基础数据,选用生态意义较明确的景观特征指数,从区域和旗县2个尺度,定量分析了科尔沁沙地实施退耕还草工程5年间土地利用景观格局的变化态势,并揭示了土地利用景观格局变化对区域生态环境的影响。结果表明:⑴退耕还草5年间,科尔沁沙地的水田、旱地、有林地、灌木林地、疏林地和高覆盖度草地景观的面积及空间分布的连续性趋于增大,而沙地、盐碱地、水域及沼泽湿地景观的面积及空间分布的连续性趋于减小;各旗县景观斑块类型的变化趋势不尽相同。⑵退耕还草5年间,科尔沁沙地的景观多样性降低0.97%,景观优势度增大3.08%,景观破碎化程度降低2.00%,整体景观组成趋于简单;各旗县景观结构的变化趋势不尽相同。⑶退耕还草5年间,科尔沁沙地旱地面积变化率与生态环境指数变化率间呈显著负相关(P=0.008,r=0.674,n=14),而高覆盖度草地面积变化率与生态环境指数变化率间呈显著正相关(P<0.001,r=0.876,n=14),表明科尔沁沙地实施退耕还草工程期间,风蚀严重的旱地的退耕和高质量草地的建植是提高区域生态环境质量的关键。     

焉耆盆地绿洲区土地利用变化对生态系统服务价值影响研究

以新疆焉耆盆地为例,利用从1964-2007年遥感影像中获取的景观数据,分析了焉耆盆地绿洲区域土地利用变化。在此基础上,采用中国陆地生态系统服务价值的测算方法,评估了焉耆盆地绿洲区域生态服务价值并分析了景观之间的转化所引起的生态服务价值的变化。结果表明:在过去的近50年间,焉耆盆地土地利用变化趋势是以农田取代草地而发展的。绿洲区域生态服务价值总量变化不大,2007年比1964年只下降了37570万元,但各景观生态服务价值变动很大,其中农田生态服务价值增加了9.8亿元,草地的生态服务价值减少了8.8亿元,其变化率分别达到350.14%和-76.77%。各景观类型中湿地景观的生态服务价值贡献系数最大,达到3.7;其次是水域,生态服务价值贡献系数为2.71。因此,在绿洲开发建设的过程应加强对湿地和水域的保护,以实现焉耆盆地的可持续发展。     

生态脆弱区土地利用变化与沙漠化响应研究——以宁夏中部干旱带为例

以宁夏中部干旱带1978年MSS及1987、1996和2007年Landsat TM/ETM遥感影像为信息源,在3S技术支持下,对不同时期土地利用与沙漠化与沙漠化变化响应关系进行了分析。结果表明：耕地和草地是该地区的主要土地利用类型,分别占总面积的27.7%,24.7%。近30a来,耕地、城镇用地面积增幅较大,分别增加...     

吉林西部土地利用/覆被变化与湿地生态安全响应

以ARCGIS数据集成分析平台,利用吉林西部1930-2000年的土地利用数据,研究了该区景观组分变化、景观结构变化、景观组分转移过程及湿地生态安全响应.结果表明:草地、湿地、林地、水域等景观组分的面积比重呈递减趋势,湿地几乎在每个阶段都是净损失,除了被大量开垦为耕地外,湿地还大量转化为草地.LUCC的湿地生态安全响应主要表现为湿地大面积丧失、湿地植被变化、湿地需水量不足、湿地景观异质性变化和湿地景观的破碎化等,这为理解LUCC与湿地生态安全响应机制和区域生态建设提供了科学依据.     

乌兰布和沙漠地区土地利用动态变化分析

以乌兰布和沙漠为研究靶区,以GIS和RS技术为手段,利用解译的1986,1995,2000年和2004年的土地利用现状图,对该区域的土地利用动态变化过程及其驱动因素进行分析.结果表明:不同年份其景观基质差异较大,1986年为沙漠和其他未利用土地,1995年为沙漠和草地共同构成,呈现出复合型特点;而2000年之后,沙漠以其57%以上的面积而成为唯一的景观基质.从土地利用类型的稳定性来看,耕地、建设用地和沙漠的稳定性最强,在不同时间段内,其保持自身面积不变的比例均在85%以上.从土地利用类型的变化方向来看,最重要的转化方向有两个,一是林地、草地、水体、建设用地向耕地的转化;一是耕地、林地、水体和建设用地向草地的转化;另外盐碱地、沙漠和其他未利用土地之间的相互转化也非常重要.从不同时期土地图斑随时间的双向变化分析发现,该区域既有退耕还林还草、积极治理沙漠、改造盐碱地的事实,也同时存在着毁林毁草开垦荒地,以及荒漠化土地扩展的现实.该区域土地利用变化的驱动因素主要为降水、人口和牲畜数量,以及农牧业经济地位变动,同时大的政策因素影响也不容忽视.     

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。