黄土高原丘陵沟壑区退耕还林生态效应评价

基于1986,2003年两期遥感影像解译获得的吴起县土地利用变化数据,采用生态系统价值衡量土地利用类型相对生态价值,对吴起县退耕还林的生态效应进行了综合评价.(1)1986-2003年间,吴起县土地利用类型发生了显著变化.林地、草地面积显著增加,耕地面积大幅度减少,其中,63.55%的耕地转换成林地和草地.(2)吴起县的生态环境指数从0.507上升到0.747,生态环境指数明显增加.其中,林地对区域生态环境指数增长贡献明显,从0.058增长到0.368.说明吴起县退耕还林还草带来了较好的生态效应,整体的生态环境质量得到了极大改善.     

基于均匀抽样调查的半干旱黄土区土壤侵蚀动态研究

为评估近年来植被恢复对土壤侵蚀强度动态变化的影响,按照1%的均匀抽样比例分别于2009和2011年调查了陕北吴起县39个小流域的土壤侵蚀影响因子,结合2009年SPOT多光谱影像遥感解译的土地利用结果,分析了抽样方法的精度和吴起县土壤侵蚀动态变化及其影响因素。结果表明:(1)1%的抽样比例能够很好地代表吴起县整体土壤侵蚀状况;(2)2009-2011年吴起县微度侵蚀等级面积比例显著增加,中度、强烈、极强烈和剧烈侵蚀等级比例均有不同程度的减少,强烈侵蚀和剧烈侵蚀的面积比例都减少了5%以上,但不同小流域的土壤侵蚀变化差异较大;(3)土壤侵蚀变化的原因主要是2011年降雨侵蚀力低于2009年;与2009年相比,2011年灌木林面积减少,而草地和林地面积增加,但各种类型植被的覆盖度都有增加,因此,植被因子明显减小。其他因子变化不大。     

基于RS、GIS的内陆河小流域土地利用动态变化分析——以民乐县童子坝河流域为例

以张掖市民乐县2000年和2007年的Landsat TM影像为信息源,利用RS、GIS技术,分析了民乐县童子坝河流域实施水土流失综合治理工程项目后流域内的土地利用结构及其动态变化。结果表明:①中覆盖度草地、高覆盖度草地、林地、建设用地、水域、耕地6类土地利用类型的面积呈增加趋势,其中,中覆盖度草地面积年均增加率最大,为9.349%,耕地面积年均增加率最小,为0.300%;未利用土地和低覆盖度草地面积呈减小趋势,年均减少率分别为9.340%和0.943%。②未利用土地和中覆盖度草地向其他土地利用类型转移的比例相对较大,分别达60.82%和56.36%,建设用地、耕地和林地是相对稳定的土地利用类型,向其他土地利用类型转移的比例分别只有10.62%、23.12%和23.52%。③综合治理工程项目的实施使流域内的土地利用结构趋于合理,生态环境得到了一定程度的改善,研究结果可为内陆河小流域更好地防治水土流失和继续开展生态建设提供科学依据。     

干旱高原湖泊湿地土地利用变化与驱动因素分析——以泊江海子湿地闭流区为例

鄂尔多斯高原湖泊湿地土地利用变化及生态趋势研究,可为干旱区资源管理、环境保护和生态规划提供科学依据和决策支持。基于Landsat卫星系列影像及气候数据,采用支持向量机(SVM)方法对1986—2019年的16期影像进行监督分类,通过变化检测、叠加分析,获得土地利用转移矩阵及各土地利用类型空间变化,定量描述了不同时段土地利用数量及空间转化特征。结果显示:(1)研究期间裸地、低覆盖度草地和高覆盖度草地是流域主导土地利用类型,占整个研究区的93%～99%,水体、建设用地及林地在总体面积中所占比例很少,分别为1%,1%和2%;(2)34年间土地利用状况发生了较大的变化,主要表现为裸地、水体面积减少,低覆盖度草地、高覆盖度草地、林地和建设用地面积增加,其中建设用地面积增幅最大,增加了44.3倍;(3)研究区土地类型的转换主要发生在裸地、低覆盖度草地、高覆盖度草地之间,裸地转入转出主要为低覆盖度草地,总体转出速度高于转入速度,裸地面积大幅减少31.79%,低覆盖度草地分两个阶段持续转化为高覆盖度草地,使高覆盖度草地占比从14.63%增加到35.98%。(4)受气候变化和人类活动共同影响,研究区土地利用变化剧烈,且人类活动影响占主导地位。     

基于RS和GIS的退耕还林生态建设工程成效监测

在GIS技术的支持下,利用SPOT VEGETATION数据从宏观上反映近年来植被覆盖所发生的变化;利用TM遥感影像解译土地利用状况、植被覆盖度,与DEM数据叠加分析计算坡耕地面积、土壤侵蚀强度,研究退耕还林前后的土地利用、植被覆盖度、坡耕地面积和土壤侵蚀强度的变化,较细致地揭示陕西省吴起县退耕还林生态建设工程的所取得的实效。结果表明,随着退耕还林工程的实施,吴起县域版图在遥感影像逐渐显现、越来越清晰,植被覆盖增加极为显著,高覆盖植被面积在逐年增加,低覆盖植被面积在逐年减少,植被恢复情况明显好于周围区域。与1997年相比,到2007年该县有75.15%耕地不再耕种,退出的耕地主要变为草地、林地和果园;林草覆盖率增加显著,由1997年的37.06%提高到2007年的80.60%;大于25°的坡耕地80%～90%实现了退耕;土壤侵蚀强度总体上降低,极强度、剧烈的高等级土壤侵蚀面积由1997年占国土总面积的42.52%下降到2007年的17.35%,但形势仍然严峻,需继续改善。     

吴起县土地利用变化及其生态服务价值研究

退耕还林工程实施以来,吴起县土地利用、生态环境都发生了明显的改善,生态服务价值也发生了较大的变化。运用Costanza提出的生态服务价值计算方法估算生态服务价值,结果表明:1990-2007年,土地利用结构不断优化,耕地、草地面积逐步减少,园地、林地面积逐步增加。1990年吴起县生态服务价值为16.41亿元,2001年为24.97亿元,2007年为28.19亿元。在生态服务功能价值构成中除了食物生产和废物处理功能外,其它生态服务功能都在增加。     

气候变化和人类活动对吴起土壤侵蚀的影响

通过分析GIMMS和SPOT VEGETATION的NDVI数据,1997年和2007年TM卫星数据,以及吴起降水、径流、输沙量等资料,利用相关分析,回归分析,并建立数学模型,得出结论。发现吴起1999-2007年9 a中NDVI增加了24.4%,退耕前后NDVI比较,冬季的变化较小,植被生长季节的4-10月NDVI有明显的差值,平均相差0.039,9月相差最为明显,达到0.062,其次是5月、10月和8月。与1997年相比,到2007年吴起县有75.15%耕地不再耕种,退出的耕地主要变为草地、林地和果园;林草覆盖率增加显著,由1997年的37.06%提高到2007年的80.60%;高坡度耕地绝大部分实现退耕,>25°的坡耕地80%～90%实现了退耕;低植被覆盖度的土地面积在大幅度减少,相反高植被覆盖度的土地面积在大幅度增加,退耕还林（草）的成绩是显著的,生态环境有了明显的改善。模型计算表明,退耕还林工程产生了较明显的水土保持效益,平均减水效益32%,减沙效益53.6%,土壤侵蚀明显降低。人类活动因素的贡献率远大于降水因素。     

基于RS和GIS技术的坝上地区土地利用/覆盖动态监测

以1987年和1999年 TM遥感图像为数据源,在ERDAS8.4遥感图像处理软件和ArcInfo8.02地理信息系统软件的支持下,获取了坝上研究区两期土地利用/覆盖图.在此过程中,提出和建立了研究区土地利用/覆盖遥感图像分类体系;通过计算机自动分类和分类后人工解译纠错相结合的图像分类提取方案,提高了图像分类提取的效率和精度.动态监测结果表明从1987～1999年的12年期间,坝上地区土地利用/覆盖动态度由大到小的顺序为居民建设用地＞林地＞高覆盖度草地＞水体＞沙盐碱地＞低覆盖度草地＞耕地.其中面积增加的是居民地、林地、高覆盖草地和耕地;面积减少的是沙盐碱地、水体和低覆盖度草地.从1987～1999年的12年期间,研究区的沙盐碱地面积从1 985.89 km2减少到 1 250.75 km2,减少了37.02%,年动态度为-3.08%.坝上东部沙漠化得到遏制,而西部张北、康保一带沙盐碱化土地有所扩展.     

基于土地利用/覆盖的干旱绿洲区植被覆盖度变化--以新疆生产建设兵团第八师为例

为了探讨西北干旱绿洲区土地利用/覆盖类型景观格局特征,以及不同土地利用/覆盖类型植被覆盖度变化,本文以干旱典型绿洲区新疆生产建设兵团第八师为研究区,选取2000年、2005年的Landsat TM和2010年环境一号星CCD遥感影像数据,采用室内解译与野外核查相结合,运用RS和GIS技术分析了该区域的土地利用/覆盖和景观格局变化特征,并基于土地利用/覆盖类型选取3年的MODIS数据进行了植被覆盖度变化分析。结果表明:1)该研究区主要以耕地、草地和灌丛为主,占总面积的88.9%。在自然因素和人为因素的综合作用下,干旱绿洲区土地利用/覆盖类型发生明显变化,草地和灌丛呈减少趋势,面积分别由2000年的2 603.2 km2和1 166.2 km2减少至2010年的1 677.3 km2和933.8 km2;耕地和城镇逐步增加,面积分别由2000年的2 892.8 km2和209.2 km2增加至2010年的4 038.3 km2和259.1 km2;耕地主要由草地和灌丛转化而来,城镇主要由耕地转化而来,土地利用变化整体处于不平衡发展趋势。2)研究区景观特征趋于简单,土地利用变化改变了该区域景观格局,景观多样性、均匀度减少,优势度明显增大,破碎化程度降低,生物多样性也呈向单一方向转变的趋势。3)受气候等主要因素的影响,2000—2010年植被覆盖度呈先降低后逐步升高的趋势,不同土地利用/覆盖类型植被覆盖度表现为林地耕地草地灌丛荒漠,林地、灌丛、草地和耕地植被覆盖度分别增加6.7%、38.2%、15.6%和12.3%;较高和高等级植被覆盖面积增加,中、较低和低等级植被覆盖度面积减少。4)温度一定的条件下,降雨量是影响干旱绿洲区植被覆盖变化的关键因素。该研究结果可为新疆生产建设兵团生态环境保护管理以及合理规划生产模式提供科学的参考依据。     

孙吴县土地利用变化与生态环境分析

通过对研究区内1994年和2007年两个时期的土地利用变化进行分析,结果显示,研究区内6种土地利用一级类型中耕地、林地和草地的面积、比例变化幅度大,土地利用动态度较高,出现了耕地大幅度增加,林地、草地面积锐减,这种土地利用变化过程,引起了研究区生态功能的下降和生态环境的恶化。     

海河流域生长季植被覆盖度时空变化及驱动力分析

[目的]了解海河流域生长季植被覆盖度(FVC)的时空变化及其驱动力,以期为海河流域的生态保护、建设与可持续发展提供参考。[方法]基于MODIS NDVI遥感数据和同时期的18种影响因子,采用趋势分析法和M-K显著性检验分析了2001—2019年海河流域生长季植被覆盖度的时空变化特征;并利用地理探测器探讨了其空间分异特征与驱动力。[结果]2001—2019年海河流域生长季植被覆盖度总体呈显著上升趋势,线性倾向率为0.063/10 a, 2011年之后增速减缓。空间分布差异明显,植被覆盖度总体较高,仅环渤海湾地带和一些城市区域植被覆盖率较低。改善区域的面积远大于退化面积,其中改善部分以极显著改善为主,占流域总面积的60.42%。海河流域生长季植被覆盖度的空间分布差异主要由林地比例和林草混合地比例所决定,解释力均在30%以上。对海河流域生长季植被覆盖度交互作用解释力最强的是林草混合地比例和农田比例。[结论]海河流域植被覆盖度总体显著上升,空间分布差异主要驱动力为林地比例和林草混合地比例。     

近10 a青海高原东部土地利用/覆被变化及碳效应

近年来在人类活动的影响下,青海高原东部土地覆盖变化显著,为揭示区域土地利用/覆被变化及其对环境的影响,促进区域可持续发展,以青海高原东部农业区为研究区,采用多时相Landsat TM卫星遥感数据,分析该区域1999－2009年的土地利用格局转变以及由此引起的碳效应变化,以期为青海高原东部土地利用结构与空间配置的低碳优化、科学管理与规划提供参考。首先,利用土地利用变化强度指数分析了青海高原海东市近10 a来的土地利用类型间的变化强度及方向;其次,对研究区主要的8种土地利用转移类型引起的碳效应进行了定量分析。研究结果表明：近10 a来,退耕还林/草等生态工程与西部开发战略的实施,使区域土地利用呈现"3增2减"的整体变化,即林地、建设用地和未利用地面积呈上升趋势,分别增加约67%、56%和1.14%,耕地、草地面积减少,分别减少30%和12%;由于建设用地的扩张,耕地非农化导致的碳排放量增加373.60万t,生态的正向演变（退耕还林/草;草地转林地）和建设用地的复垦退出引起的总碳汇量增加156.04万t,生态的逆向演变（林地/草地转变成耕地;林地转变成草地）引起的碳汇量损失22.85万t。近10 a来区域土地利用/覆被变化导致的碳排放增量高出碳汇增量240.41万t,说明自然和人文因素共同驱动的土地利用变化对青海高原东部的碳平衡和可持续发展产生显著影响。     

多源土地利用/覆被产品在黄土高原应用和精度评估

为准确掌握黄土高原土地利用/覆被的时空格局,基于6种不同来源的土地利用/覆盖数据产品,MCD12Q1,ESA-CCI-LC,GlobeLand30,GLASS,CAS-LUCC和ChinaCover,开展了黄土高原地区退耕还林(草)实施以来土地利用/地表覆被时空格局和转类特征的研究,对不同来源数据产品的精度进行了验证分析。结果表明：(1)分类特征和变化趋势上,MCD12Q1和GLASS产品与其他产品的差异最大,其次为ESA-CCI-LC产品,GlobeLand30,CAS-LUCC和ChinaCover产品的差异相对较小。(2)除MCD12Q1产品外,不同来源土地利用/覆被产品各类型面积随时间变化趋势基本一致。(3)空间转类上,GLASS产品与其他产品的差异最大,解译类型明显错误;其次为MCD12Q1产品,转林类和转草类也存在明显错误,退耕还林(草)特征表现不明显;ESA-CCI-LC和GlobeLand30在黄土丘陵沟壑区退耕还林(草)的转类特征表现不足;CAS-LUCC和ChinaCover退耕还林(草)特征明显。(4)抽样精度上,GlobeLand30,CAS-LUCC,Chin...     

新疆典型绿洲阜康地区土地利用/覆被及景观格局变化分析

利用1977,1990和2006年的3期遥感影像,将GIS及景观生态学的分析方法相结合,对新疆阜康地区1977-2006年土地利用/覆被和景观格局变化进行了分析.结果表明:(1)研究区土地利用/覆被变化显著,耕地和建设用地持续增加,林地、草地、水域、盐碱和未利用土地逐步减少,且有明显加快的趋势;耕地增加主要来源于草地和盐碱地,建设用地主要来源于耕地、草地及未利用土地.(2)在类型水平上,耕地、建设用地和未利用土地连通性增强,优势度增加;林地、水域和盐碱地斑块趋于均匀而分离,破碎度增加,连通性降低;草地形状趋于规则,破碎度增加,但连通性变化不大;沙地几乎没有变化.在景观水平上,景观整体异质性增强,表现出多样化和均匀化的发展趋势.(3)驱动力分析表明,气温对水域,降水对草地影响较大,但人为因素是主要驱动因素,其中人口增加是直接动力,政策环境的改善及产业结构的调整加快了土地利用的变化速度.     

丹江口库区土地利用结构与格局优化

丹江口库区作为南水北调中线工程的水源区,其生态环境状况和水质安全不仅关系到库区的社会经济和环境保护的协调发展,也决定着调水工程的成败。科学量化评价丹江口库区土地利用结构并进行格局优化,对于库区可持续发展有着重要的意义。利用丹江口库区1990年、2000年、2007年TM遥感数据,在RS和GIS技术的支持下,在综合使用马尔柯夫预测模型和元胞自动机方法的基础上,建立了土地利用格局优化模拟模型,进行了丹江口库区生态安全条件下的土地利用格局优化模拟研究。通过马尔柯夫预测模型得出各土地利用总量预测结果,以宏观用地总量需求和微观土地供给相平衡为原则,利用具有复杂空间演变能力的元胞自动机完成土地空间分配。结果表明:1990—2007年期间,丹江口库区土地利用类型的面积发生了很大变化,其中主要以农田面积大幅度减少和林地、灌丛以及居民地面积的大幅度增加为主。在未来的2020年,经格局优化,农田、未利用地面积显著减少,林地、园地面积相应增加,生态环境状况良性发展。结果显示使用CA-Markov模型进行土地利用变化预测,充分利用CA模型模拟复杂系统空间变化的能力和Markov模型长期预测的优势,对于揭示土地利用变化的动态机制具有一定意义。     

基于SWAT模型的长江源土地利用/土地覆被情景变化对径流影响研究

土地利用/土地覆被变化对流域水资源循环过程及配置影响显著。为了研究土地利用/土地覆被情景变化对径流影响情况,以长江源流域为例,构建了适合该流域的分布式水文模型(SWAT),并模拟了不同土地利用/土地覆被情景下的流域年均径流量和径流深。模拟结果如下:当流域林地和草地面积增加到最大,径流量减少了16.7%,达到304.12m3/s,径流深减少14.02mm;当林地和草地面积减少,并逐步变为沙地、裸地,流域径流量增加16.1%,达到424.32m3/s,径流深也增加了13.49mm;当林地和草地面积减少到无植被覆盖,将使流域径流量增加28.4%,达到469.67m3/s,径流深增加23.88mm;在草地覆被最佳状况下,径流量有所增加,但增加幅度不大,只有5.6%,达到385.98m3/s,径流深增加4.72mm。综上所述,长江源流域林地和草地面积增加,导致径流减少,而沙地和裸地面积增加导致径流量增加。     

基于DEM的烟台市农用土地适宜性评价

[目的]根据"耕地优先,兼顾园、林、草用地"的原则,进行烟台市农用土地适宜性评价,为烟台市土地合理利用提供理论依据。[方法]以山东省烟台市为研究区域,以DEM数据为基础,运用ArcGIS的空间分析功能提取海拔高度、坡度、地表起伏度,结合有效土层厚度因子,确定最佳农用土地适宜性评价指标体系,生成耕地、园地、林草地的适宜性等级分布图,最终得到烟台市农用土地适宜等级的空间布局。[结果]与烟台市第二次土地调查数据进行对比,烟台市目前的土地利用以耕地为主,占土地总面积的33%,大于适宜性耕地面积;实际园地面积小于适宜性面积;林草地的实际面积略小于适宜性面积。[结论]烟台市土地利用存在一定的不合理性,具有一定的调整空间。     

白洋淀近20年土地利用变化及其对水质的影响

土地利用变化对明晰和诊断人类活动对湖泊水环境的影响具有重要意义。本文以白洋淀为研究对象,综合运用遥感影像解译、马尔柯夫转移矩阵和相关性分析的方法,揭示了白洋淀1987—2007年的土地利用变化规律,探讨了土地利用变化对白洋淀水质的影响。结果表明：白洋淀土地利用类型以苇地、耕地和水域为主,占总面积比例分别为45.66%~52.62%,17.92%~29.82%和11.31%~18.52%;1987~1999年间耕地向苇地和水域转变,转移概率分别为12.84%和7.2%;1999—2007年间水域转化为耕地和林地,转移概率分别为12.76%和6.37%,苇地转化为耕地和建筑用地,转移概率分别为3.03%和2.31%;1987—2007年间干草地和水域的面积分别减少24.06 km2和19.92 km2,耕地、建筑用地和苇地的面积分别增加20.98 km2、9.94 km2和9.67 km2,变化趋势主要是由干草地和水域向耕地、建筑用地和苇地的转变;除干草地与BOD5的相关系数为-0.711,P=0.048外,其他各土地利用类型与水质指标的相关性均不显著。该研究为在流域尺度下揭示土地利用空间格局变化对白洋淀水环境的影响奠定基础,并为制定该流域水环境管理措施提供科学依据。     

三峡库区土地利用变化特征研究

土地利用是人类最基本的经济活动,在可持续发展的思想下对土地利用变化特征进行研究是我国近年来土地利用的重要发展趋势。以三峡库区2000年、2004年、2007年、2010年、2013年五期的TM影像数据为数据源,利用GIS技术,提取各期土地利用现状图,分析三峡库区各期土地利用类型的数量、空间分布及变化趋势,对土地利用动态度、土地利用程度的变化特征进行分析研究。分析表明:2010—2013年三峡库区总体上呈现耕地、草地、林地和未利用地面积减少,建设用地、水域面积增加的趋势;各土地利用动态度变化表现出差异性,建设用地和水域土地利用动态度较大,草地、耕地和林地动态度较小;研究期内三峡库区土地利用程度呈现增大的趋势。研究方法和结果有助于了解三峡库区近13 a来土地利用的变化特征,从而为三峡库区土地利用和土地规划的可持续发展提供参考价值。     

渭北旱塬县域土地利用时空演变规律研究* ——以合阳县为例

为探讨渭北旱塬区土地利用时空变化规律,本研究以陕西渭北合阳县为研究区,在GIS与RS等技术支持下,以1990年、2000年Landsat TM影像以及2010年SPOT影像为数据源,运用地学信息图谱及土地利用转移矩阵的方法,对1990—2000年、2000—2010年2个不同时段土地利用数量变化及类型的空间转换特征进行了分析。结果表明:(1)20 a间合阳县耕地面积减少了31.25 km2,耕地主要转化为草地、林地、建设用地、水域。园地面积增加了21.26 km2,增幅达146.6%,主要由耕地、草地及林地转化而来。(2)研究区土地利用变化图谱以稳定型图谱和后变型图谱为主。稳定型图谱占全区总面积的86.66%,后变型图谱占全区总面积的7.32%。说明研究区土地利用类型图谱变化总体比较平稳,部分变化也主要发生在2000—2010年间。(3)研究区20 a间土地利用格局呈现一定的层次性。耕地、建设用地和水域主要分布在地形变化不大或地势较低的区域;草地及林地主要集中分布于中高地形梯度内;林地和未利用地在高地形梯度内呈现优势分布。地形与人类活动是该区土地利用/覆盖变化(LUCC)的主要因素,政策导向与市场经济需求对LUCC也有较大的影响。该研究结果为区域土地利用空间格局的优化配置提供科学依据,为生态建设规划提供决策支持。