基于RS/GIS岩溶区的土地利用/覆被变化及驱动力分析:以贵州省息烽县为例

为喀斯特地区土地资源的合理开发利用提供科学依据,以促进喀斯特地区生态环境和经济的可持续发展,以贵州省息烽县为研究对象,利用遥感(RS)与地理信息系统(GIS)技术获得2000—2015年土地利用/覆被的现状、动态度、土地利用/覆被类型转移矩阵等数据,结合经济、人口等统计数据进行土地利用/覆被变化及驱动力分析。结果表明:2000—2015年,息烽县草地、建设用地和林地面积保持持续上升,耕地和裸岩地面积持续下降,水域和园地面积先减少后略有增加,且转移面积一直很小;耕地主要转向建设用地、草地和林地,裸岩地转向草地;息烽县土地利用/覆被变化强度处于中等水平。人口增长、城镇化、经济发展和政策的共同推动作用是研究区土地利用/覆被变化的主导因素。提出了喀斯特地区土地可持续发展的建议。     

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。     

闪电河流域中游区长时间序列土地利用动态变化对植被的影响

基于闪电河流域中游区1985、1990、1995、1999、2004、2010和2014年7期中高分辨率的遥感影像数据,利用ENVI 5.1和ArcGIS 10.1解译土地利用和植被覆盖信息,分析闪电河流域中游区土地利用与植被覆盖度长时间序列的动态变化,并利用回归分析法,探索土地利用变化对植被覆盖度的影响。结果表明:(1)研究区内土地利用发生明显变化,土地利用变化有较强的时空分异特征。裸地和耕地面积均有大幅度的增加,林地和草地面积有一定程度的下降,增加和减少的总幅度基本一致。土地利用程度强度变化较大,2000年前土地利用基本处于调整期,2000年后土地利用程度不断增加,处于发展期。(2)植被变化有较强的波动性和异质性。研究区始终以植被高级覆盖和中高级覆盖为主,但中低级覆盖、低级覆盖以及裸地面积比都表现为上升趋势,同时植被高级覆盖与中高级覆盖面积比不断下降,特别是植被高级覆盖面积比于2010年后明显下降。(3)各土地利用类型对植被覆盖度的贡献各异,其中林地草地耕地。综上,研究区的土地利用类型变化和土地利用程度变化均不利于植被恢复和持续发展,土地利用变化是植被变化的先决因素,决定了植被变化的趋势、强度与过程。     

干旱区生态弹性度与土地利用分析

【目的】 研究新疆鄯善县土地利用变化和生态弹性度,为鄯善县的生态建设提供参考。【方法】 采用GIS技术,生态弹性度,分析鄯善县近35年间生态弹性度和土地利用变化及生态效应,并利用Markov模型对2025年土地覆盖状况模拟预测。【结果】 鄯善县土地覆盖转换程度较大,土地利用指数变化比较明显。在一、二级分类对比情况下,1980~2015年土地利用动态指数的变化趋势,草地中动态指数最高的是中覆盖度草地、高覆盖度草地最低,林地中动态指数最高的是其它林地、灌木林和疏林地次之、有林地最低,水域中动态指数最高的是湖泊、水库坑塘最低;年均土地利用程度综合指数为109.38,各土地利用类型中只有林地面积和未利用地面积随年份减少,其他各土地类型面积随年份增加;各研究年分的生态弹性度分别为1.49、1.51、1.51、1.65、2.34,整体呈现增大趋势。鄯善县生态价值整体增长,土地生态价值的变化和土地利用类型面积的变化相互对应。2015~2025年耕地、林地、草地和建设用地面积在缓慢持续增加,水域出现少量减少的趋势。【结论】 鄯善县各土地类型剧烈转换,土地利用现状不稳定状态。生态弹性度和生态价值指数整体增大趋势,其中水域情况的改善会促进生态环境呈良性循环发展的趋势。     

1995-2018年黄河流域土地利用变化及驱动力分析

黄河流域土地利用变化会对其生态环境产生影响，分析土地利用变化情况及其驱动力，有利于制定黄河流域土地管理方案及生态环境治理修复措施。基于1995-2018年土地利用数据，使用土地利用动态度模型和土地利用转移矩阵的方法，分析黄河流域土地利用的时空变化特征，利用地理探测器探究黄河流域变化的驱动力。结果表明，1）1995-2018年，草地是研究区的主体，其面积关系为中覆盖度草地>低覆盖度草地>高覆盖度草地。总体上，草地、旱地、灌木林地的面积均呈现上涨趋势，其他土地类型的变化较小。2）有林地的单一动态度最高，达22.1%，其他建筑用地的单一动态度最低，为-3.82%。黄河流域整体综合动态度为0.41%，其中，2015-2018年综合动态度最高，为10.02%。3）在选取的10个地类中，转移矩阵转入和转出面积最大的是中覆盖度草地。4）土地利用变化的驱动力主要由气象、经济和政策3大因素构成，对整个黄河流域而言，气温变化对土地利用变化的解释力最强；而上中下游的主要驱动力存在差异，政策因素对上下游解释力较强，气象因素和经济因素对中游解释力较强。1995-2018年，草地是研究区主要的土地类型，面积占比最大且变化最频繁，应多关注草地的利用。研究通过分析气象因素、经济因素和政策因素对黄河流域不同地区的影响，为黄河流域高质量发展规划提供理论基础。     

天山北坡精河绿洲土地利用/覆被时空变化及驱动力分析

以精河绿洲为研究区,1997、2007和2016年Landsat遥感影像数据、气象和水文数据以及社会经济数据为主要数据源,综合运用动态度和时间序列追踪,探寻精河绿洲近20年土地利用/覆被变化特征及其归因。结果表明:1)1997—2016年,精河绿洲土地覆被类型变化主要表现在低覆被度植被、其他覆盖向耕地的转化;耕地向高覆盖度植被的转化;中覆盖植被严重退化;湿地面积呈现出越来越减少趋势,水体总面积呈现增加的趋势。2)1997、2007和2016年土地覆盖类型中的其他覆盖、耕地和水体的面积和比例持续增加,增幅分别为12.17%、5.30%和2.49%。高-中-低覆盖度植被,以及湿地呈减少趋势,其中低覆盖度植被减少速度最快,减幅达13.23%,中覆盖度植被前10年呈增加趋势,而后10年呈减少趋势。3)精河绿洲土地覆盖变化受到自然因素与人文因素的共同影响,其中自然因素限制了山区和平原区之间的低覆盖度植被的生存,人文因素则是绿洲土地覆盖变化的直接驱动力。     

宁夏盐池县土地利用变化对生态系统服务价值的影响

以生态系统服务价值理论为基础,利用宁夏盐池县4期土地利用数据,测算并分析土地利用变化及其所引起的生态服务价值的影响.结果表明:1989—2010年盐池县土地利用转移较为明显,林草和水浇地面积增加明显,旱地面积持续减少,低覆盖草地的面积表现为先减后增,未利用地面积呈现先增后减趋势.生态系统服务价值总量呈现出递增状态,21年间生态系统服务累计增加1.2亿元,其中对生态系统服务价值贡献最大的为林草地,旱地和水浇地次之.     

风蚀水蚀过渡区近20年土地利用/覆被动态分析

【目的】研究陕北风蚀水蚀过渡区的土地利用/覆被分布格局及变化规律,为该地区土地利用规划与管理提供依据。【方法】以1986年和2003年的TM影像为数据源,利用分层分类法获得陕西榆林市横山县两个时期的土地利用/覆被图,分析其动态变化。【结果】1986-2003年,横山县土地利用/覆被变化的总体规律为:水浇地、有林地、灌木林、草地、城镇用地和荒草地的面积增加,增幅最大的是灌木林地;旱地、水域和沙地面积减少,减幅最大的是旱地。在类型转化上,旱地向林地和草地转化,草地向灌木林转化,沙地向灌木林和草地转化。【结论】受国家退耕还林还草工程和沙地综合治理措施的影响,横山县的土地利用/覆被类型及其面积发生了较大变化,该县的生态环境质量正在逐步提高。     

2008—2013年晋北地区土地利用/覆被变化研究

旨在了解人类活动对晋北地区土地利用/覆被变化(LUCC)的影响，为研究区合理利用土地资源、优化土地利用格局以及促进区域经济社会协调发展提供科学依据。利用晋北地区2008—2013 年的TM遥感影像数据，在ERDAS、ArcGIS 等软件的技术支持下，解译影像处理数据并建立土地利用变化转移矩阵，对研究区域近5 年来土地利用/覆被变化进行研究。结果表明：2008—2013 年期间，晋北地区耕地面积减少62561.10 hm2，林地增加55774.23 hm2，居民工矿建设用地增加22895.49 hm2，草地减少15395.60 hm2，水域面积增加1090.24 hm2，未利用地面积减少1803.29 hm2。这与研究区域在研究时段内大量退耕还林还草的生态建设、城镇化快速发展、经济持续增长等人类活动相关。综上，2008—2013 年期间，晋北地区土地利用与覆被发生了较大变化。     

辽河流域土地利用/覆被变化

[目的]研究辽河流域土地利用/覆被变化特征对分析辽河流域生态环境变化及其驱动力因素具有重要意义。[方法]基于2000~2010年辽河流域16期土地利用遥感数据,对辽河流域10年间土地利用/覆被变化进行定量分析。[结果]耕地、草地和建设用地面积增加,林地、水域和其他用地面积减少;土地利用信息熵与均衡度均呈现减少趋势,土地利用系统混乱度增加,均衡性减弱;土地利用程度变化量及变化幅度均大于0。[结论]该流域土地利用处于发展时期。     

基于RS和GIS的大通县土地利用/覆被变化特征研究

利用1995年和2005年两期TM遥感影像,综合利用RS和GIS技术,研究了大通县实施退耕还林政策以来从1995年到2005年10年期间土地利用/覆被时空变化特征.结果表明:大通县土地利用/覆被类型及面积变化明显,林地、水域及建设用地呈现增长趋势,其中林地增长最显著,成为最大的土地利用/覆被类型;草地总面积呈现减少趋势,但高覆被草地面积明显增加;耕地及未利用地均呈减少趋势;不同土地利用/覆被类型之间的转换很强烈,相互转换面积186 894.97hm2,占总面积的60.18％,其中草地转出为林地面积达68 040.88hm2,占发生转变总量的36.41％.研究结果可为该区退耕还林工程的管理和决策提供科学依据.     

近40a玛纳斯河流域典型土地利用变化特征与趋势分析

[目的]分析玛纳斯河流域典型土地利用/覆被变化特征,为该区域土地资源合理规划与开发提供科学参考.[方法]基于多源遥感影像,运用GIS技术和土地利用变化模型,重建玛纳斯河流域典型绿洲区近40a土地利用/覆被变化过程,并定量分析变化的状态与趋势.[结果]1975 ～2015年,研究区内占主导的土地利用/覆被类型始终为耕地、草地和未利用地.研究时段末期,耕地成为研究区面积最大的地类.研究区土地利用综合状态与趋势指数从初期的0.48增至末期的0.62,整体为0.75,面积净变化指数和综合变化指数均为先减小后增加,但仍未达到研究初期水平.各地类在研究时段内均呈现阶段性非平衡态势,耕地、林地、建设用地和未利用地在研究时段中期和末期呈极端不平衡态势.[结论]近40a来,研究区土地利用发生较大变化,耕地的迅速扩张和林地、草地的减少是其最显著的特征.整个时段内,区域土地利用/覆被总体处于不平衡状态,四个子时段呈现由准平衡状态向极端不平衡状态转变的趋势.     

黑龙江省大庆市土地利用/覆被变化及其驱动力分析

为探讨资源型城市土地利用/覆被变化的驱动力,该文以黑龙江省大庆地区为研究对象,基于该研究区1978、1988、1992、1996、2001年5个时段的MSS和TM影像数据,获取20余年不同时期的土地利用信息,以GIS技术为数据集成分析平台,采用单一动态度、土地利用转移矩阵模型,定量刻画该研究区土地利用/覆被动态变化过程,并结合大庆地区发展实际,归纳总结出其土地利用/覆被变化的驱动因子.利用主成分分析和多元回归分析模型,分析了大庆地区五类主要土地利用/覆被类型变化的驱动机制.结果表明,大庆地区草地面积变化主要由该地区总人口、第二产业比值和天然气产量所决定;耕地面积变化主要由单位油井产油量、农村机械总动力决定;盐碱地和沙地面积变化主要由单位油井产量和工业产值决定;湿地面积变化主要由人口的快速增长和工业的快速发展决定的;而建筑用地面积变化主要由人口的增长以及油田建设用地增加所决定.总之,大庆地区土地利用/覆被类型的变化主要是石油资源的开发与利用驱动的.     

基于模型组的黄河三角洲核心区土地利用变化特征与趋势预测

黄河三角洲作为世界上陆地资源增长最快的地区之一,一直以来都是土地利用/覆被变化研究的热点区域。本研究以东营市垦利区为例,在解译和分析研究区2005、2009和2015年3期遥感影像的基础上,通过构建土地利用动态分析模型组,分析研究区土地利用动态变化特征,并预测未来的土地利用状况。结果表明:2005—2015年间垦利区各地类均处于变动之中,2005—2009年间研究区盐荒地所占面积比例最大,2009—2015年间耕地面积超过盐荒地成为垦利区面积最大的地类;在空间变化剧烈程度方面,2005—2009年土地利用变化的剧烈程度稍大于后一期。耕地、水域、城乡建设用地迅速增加的面积,主要由盐荒地转变而来。预测到2025年,建设用地进一步扩张,林地和草地进一步减少,草地将成为面积最小的地类,而耕地成为面积最大的地类。本研究为预测垦利区土地利用的发展趋势及实现区域土地的可持续利用提供了科学依据。     

天山新疆段及南北麓草地植被覆盖度时空变化特征研究

天山草地分布面积广阔,不仅是新疆畜牧业发展的主要支撑,也在维护生态安全方面具有重要贡献。为了解天山新疆段草地植被覆盖度的动态特征与变化趋势,以2001-2020年MODIS NDVI产品为主要数据源,采用像元二分模型估算植被覆盖度,运用转移矩阵和趋势分析法研究其变化特征,并利用地理探测器模型分析驱动因素。结果表明,研究区草地多年平均植被覆盖度在0.34～0.42波动,主要以中低、中植被覆盖度为主,各等级植被覆盖度大致呈西部高覆盖东部低覆盖的分布特征;从变化趋势来看,研究区草地植被覆盖度总体上有上升趋势,盆地周围覆盖度增加、中部山区其变化基本稳定,增加和基本稳定的区域面积占总面积的10.41%和89.16%;从地理探测器运行结果来看,单因子作用解释最大的是降水量,q为18%,当降水量与海拔交互作用时对研究区草地植被覆盖度的影响更为明显。研究结果可为天山草地生态安全保护与质量评估提供参考依据。     

海南岛五指山规划区土地覆被变化与景观格局分析

在GIS和遥感技术的支持下,结合景观格局数量分析方法,利用1995和2009年2期LandsatTM和SPOT遥感影像,对五指山规划区土地利用/土地覆被的变化过程进行了定量分析。结果表明,1995-2009年研究区土地利用/土地覆被发生了明显变化,以热作园为主的人工景观组分急剧增加,天然林和橡胶林面积大幅减少。研究区土地利用类型转移的主要方向是天然林和橡胶林转化为热作园和耕地,耕地转化为热作园和居民区。景观格局分析表明,在人类活动的影响下,研究区景观破碎度及多样性增大,优势度减小,天然林和橡胶林对景观的整体控制作用减小,景观结构趋于多样和均匀。驱动力分析结果表明,经济发展、产业结构、政策及科技等因素是研究区短期内土地利用/覆被变化的主导因素。     

近15年北方6省(区)草地覆盖度时空变化及其与气温、降水的关系

基于2001—2015年的中分辨率成像光谱仪(MODIS)植物均一化指数(NDVI)数据,反演中国北方6省(区)草地覆盖度的空间格局和变化趋势,结合同期北方6省(区)气象站点气温和降水数据,分别从不同时空尺度和不同草地类型分析草地覆盖度的年际动态及其对气候变化的响应。结果表明:(1)我国北方6省(区)草地覆盖度总体上呈东南高西北低的特征,15年间平均草地覆盖度为46.14%,其中草甸覆盖度最高,平均为63.13%,荒漠草地覆盖度最低,平均为19.15%。(2)2001—2015年间我国北方6省(区)草地覆盖度呈上升趋势,平均为0.39%/年。其中坡面草地覆盖度增加趋势最明显,平均为1.01%/年;平原草地和草甸增加趋势次之,平均值分别为0.46%/年和0.45%/年;荒漠草地为0.35%/年,高山亚高山草甸最小,平均为0.28%/年。整个草地覆盖度增加趋势面积比例为80.48%,其中坡面草地覆盖度呈极显著增加趋势的面积最大(75.95%),草甸草地次之(53.93%),高山亚高山草甸、荒漠草地和平原草地分别为53.12%、50.57%、45.59%。(3)2001—2015年间,我国北方6省(区)温度变化较小,温度平均降低速率为-0.01℃/年,降水量平均增加速率为3.38 mm/年。(4)我国北方6省(区)草地覆盖度与降水的相关性大于温度,与温度呈正相关的面积占草地总面积的40.61%,而与降水量呈正相关的面积占草地总面积的86.86%。     

宁夏盐池县土地利用变化对生态系统服务价值的影响

以宁夏盐池县1989、1995、1999、2003、2006和2009年6期TM影像为基础,运用GIS方法提取各年土地利用数据,分析盐池县土地利用动态变化;采用中国陆地生态系统的服务价值测算方法,分析土地利用变化引起的生态系统服务价值变化。结果表明,1989-2009年间盐池县土地利用变化显著,林地和建设用地面积持续增加,草地面积先减少后增加,耕地和未利用地面积先增加后减少,水域面积小幅波动变化;研究期内盐池县生态系统服务价值总体呈增加趋势,林地面积的增加起到主导作用;盐池县生态系统服务价值构成中,草地居于主导地位,贡献率在49.8%-60.4%之间,林地的贡献比例持续增加,致使盐池县生态系统服务价值结构格局发生良性转变;各土地利用类型生态系统服务价值敏感性指数都小于1,表明盐池县生态系统服务价值对生态服务功能价值系数缺乏弹性,研究结果可信。     

RS和GIS支持下的我国农牧交错生态脆弱区LUCC研究——以宁夏盐池县为例

基于遥感（RS）和地理信息系统（GIS）相结合的技术方法，提取了宁夏盐池县1991—2000年10年间土地利用/覆被变化（LUCC）的空间位置、数量和类型，采用土地利用/覆被变化转移矩阵，研究分析了土地利用/覆被的变化过程、特点和驱动力.结果表明:1991—2000年盐池县耕地面积净减少39 853 hm2，林地和草地面积分别增加27 055和13 251 hm2，流动沙丘面积减少4 659 hm2.但草原退化严重，中高盖度草场占土地总面积比重由51.21%下降到17.29%，而低盖度草场和极低盖度草场占地比重分别由4.09%和9.34%增加到36.40%和12.91%.生态环境局部有所好转，但整体继续恶化，土地利用整体处于不稳定调整期.耕地面积减少和林草地面积增加主要是由于农业生产结构的调整和“三北”防护林工程及其他治沙工程的实施，而草原持续退化主要是不合理的人为活动和草原使用“责、权、利”不明确等因素共同造成的.      

京津冀城市群土地利用/覆被时空格局变化

基于Landsat TM/ETM影像人工目视解析与MODIS全球植被指数产品数据掩膜计算京津冀城市群2003—2015年土地利用/覆被变化数据,定量分析土地利用与植被覆盖比率转换情况。研究结果,京津冀城市群土地利用变化面积较大,城镇建设用地面积增速快,且主要来源为耕地。城市群年均植被覆盖度总体略有增加,退耕还林、还草及部分城市发展植被覆盖大幅增长是其主要原因。林地、草地、湿地与城镇建设用地互相转换面积情况严重,限制了植被覆盖总量的提升。建议强化政府耕地保护责任,构建土地资源合理配置长效机制,完善区域性生态建设补偿机制,以进一步推动城市群健康可持续发展。