杞麓湖流域生态安全性及在各因子中的变化特征

以杞麓湖流域主要生态环境问题为出发点,利用综合指数法、熵值法和GIS技术,选取坡度、海拔、植被覆盖度、土地覆盖类型、距水体距离、距其他建设用地距离、距居民点距离、距道路距离8个生态安全评价指标,对流域生态安全进行了评价,并分析了各单因子对生态安全影响的空间变化特征与形成机理。结果表明:（1）杞麓湖流域平均生态安全指数为2.59,生态安全以较低安全为主,占流域总面积的36.33%,中度安全和不安全次之,分别占流域总面积的23.36%和22.53%,高度安全面积最少,仅占17.77%。较低安全区主要分布在西北部、东南部和西南部,应加强对这些地区的生态保护建设;（2）通过对流域生态安全性及在各因子中的变化特征研究,表明在坡度较小和海拔较低区域以较低安全为主;有林地主要以高度安全为主,建设用地区不安全面积比例最大;距其他建设用地距离、距居民点距离和距道路距离越近生态不安全区面积越大,生态安全性越低;（3）流域生态安全性受多种因素综合影响,各因子间存在相互促进与相互抑制关系,植被覆盖度、土地覆盖类型、距其他建设用地距离、距居民点距离和距离道路远近因子对流域生态安全性有较大影响。     

抚仙湖流域生态用地时空演变及其驱动因素

[目的] 研究生态用地时空演变规律及形成机制,为维持区域生态平衡和保障生态文明建设提供科学参考。[方法] 运用土地利用变化幅度、洛伦兹曲线、基尼系数、回归分析及GIS技术等方法,分析2010-2018年抚仙湖流域生态用地时空演变特征及其形成机理。[结果] ①抚仙湖流域生态用地以耕地、林地和水域及水利设施用地为主。8 a来,耕地面积减少5.15 km²,林地面积减少1.94 km²,草地面积减少0.81 km²,园地面积减少0.19 km²,其他土地面积减少1.40 km²,水域及水利设施用地面积增加0.03 km²。②流域各种生态用地空间分布差异较大,耕地、林地空间分布较均匀,洛伦兹曲线比较靠近绝对均匀线,基尼系数居0~0.25之间。草地、园地、水域及水利设施用地和其他土地分布相对集中,洛伦兹曲线下凹程度较大,基尼系数多处于0.5之上。生态用地空间分布不均的趋势有所加强。③从驱动机制来看,导致流域生态用地时空变化的主要驱动因素为人口密度、城镇化水平、政策、到主要公路距离、到水域距离、到城镇建成区距离。[结论] 研究时段内,抚仙湖流域生态用地时空变化较显著,其变化是自然条件、社会经济条件及空间区位条件多种因素协同作用的结果。     

基于分维模型的台兰河流域土地利用变化研究

以新疆台兰河流域1990年、2000年和2005年土地利用数据为例,将分形理论应用于土地利用空间分布及其变化的研究中,定量分析干旱内陆河流域土地利用空间结构复杂性、稳定性以及各土地利用类型随时间的变化趋势,从而阐述不同土地利用类型的空间分布规律。结果表明:各种土地利用类型都具有空间分形特征,分维数是面积、斑块数量和平均斑块面积等单项指标有机结合的综合表现,是综合表征土地利用变化空间格局的定量指标。1990年、2000年和2005年不同土地利用分维数的排序分别为:水域工矿居民用地耕地草地未利用地林地;水域工矿居民用地草地耕地林地未利用地;水域工矿居民用地草地林地耕地未利用地。1990年、2000年和2005年台兰河流域整体土地利用分形维值分别为1.5993,1.5986,1.6079,流域土地利用的分维数呈现先减后增的趋势,土地利用空间结构趋于复杂化,土地利用类型有扩张的趋势。1990年、2000年和2005年台兰河流域整体空间结构稳定性指数分别为0.1720,0.1563,0.1435,说明整个流域土地利用类型的空间结构稳定性逐渐下降。     

基于分形理论的土地利用景观格局变化研究——以镇赉县镇赉镇为例

为增进对土地利用空间行为变化的理解,以分形理论和景观生态学为指导,以吉林省镇赉县镇赉镇的土地利用空间数据为基础,应用GIS对土地利用类型的分形及稳定性进行了研究。将土地利用类型划分为8类:耕地、园地、林地、草地、水域及水利设施用地、道路、居民点及工矿用地和未利用地,并进行各土地利用类型图斑分形维数分析。结果表明:土地利用类型的分布具有分形结构,各土地利用类型分维数（D）介于1.056 5～1.960 4。根据分维数对各土地利用类型进行稳定性排序:水域及水利设施 > 园地 > 耕地 > 居民点及工矿用地 > 草地 > 林地 > 未利用地 > 道路。且土地利用的形状指数、破碎化指数以及分离度指数在空间上的分布规律很大程度上受到人为活动的影响与干扰。研究结果可为研究区域土地资源的合理利用提供若干参考。     

泥石流频发区土地利用分形特征及稳定性研究

应用GIS技术及分形理论,以云南省小江流域为研究区,将土地利用类型划分为6类：耕地、林地、草地、水域、城乡工矿居民用地及未利用地,并进行各土地利用类型图斑分形维数分析。结果表明：小江流域土地利用方式在区域分布上相对集中,土地利用类型以草地、林地和耕地为主,分别占全流域面积的52.78%,28.07%和15.77%,土地利用结构相对单一;土地利用类型的分布具有分形结构,各土地利用类型分维值为1.197 2～1.498 4,平均分维值1.327 9;根据分维值对各土地利用类型稳定性排序：林地〉未利用地〉城乡工矿居民用地〉耕地〉草地〉水域;稳定性指数介于0.2～0.5之间的土地利用类型面积占研究区土地总面积的42.66%,总体稳定性较差。说明在人为和自然因素影响下,小江流域土地利用总的发展趋势不稳定,人为扰动因素的实施欠合理。分维值较好地反映了各土地利用类型的复杂程度及稳定性。     

重庆龙溪河流域水生态系统服务时空演变及对土地利用变化响应

探究区域水生态系统服务时空变化状况及其与土地利用的关系,有利于区域水生态环境保护和国土资源合理开发利用,帮助决策者通过合理的土地利用方式提高区域生态系统服务能力,平衡区域生态功能与农业生产功能。选择位于长江上游重要生态屏障的重庆市龙溪河流域作为研究对象,利用InVEST模型,对龙溪河流域近20年产水、水质净化、土壤保持服务等水生态系统服务的时空变化特征和其受不同土地利用类型的影响进行了研究。结果表明:(1)近20年龙溪河流域水生态系统服务总体呈增强变好的趋势,但存在一定的空间差异性。虽然产水与水源涵养服务在整个流域空间上相差不大,但水质净化服务在流域林地密集区较场镇和工业集聚区强,土壤保持服务在流域中部南北向水域、建设用地、农地集中区较流域东西两侧坡地强。(2)不同土地利用类型对流域水生态系统服务贡献呈现较大差异性。产水服务由强到弱表现为耕地>林地>建设用地>草地>水域,水源涵养能力表现为耕地>草地>水域>林地>建设用地,水质净化服务表现为林地>草地>建设用地>耕地>水域,土壤保持服务表现为水域>建设用地>耕地>林地>草地。(3)为平衡供给与调节服务,宜以乡镇为单元将龙溪河流域划分为生态修复区、农业生产区、城镇发展区,并针对各分区采取相应生态措施。     

基于logistic回归模型的矿区土地利用演变驱动力分析

为探究矿区土地利用演变规律和驱动机制,该文基于1990年、2000年和2008年的遥感影像,借助遥感、GIS技术及数理统计软件,分析了徐州贾汪矿区近18a的土地利用变化特征,在此基础上,选取了多个经济社会及空间距离因子,运用多元logistic回归模型,探讨了该区土地利用变化的驱动因素。结果表明:1990-2008年间,研究区内土地利用变化的主要特征是耕地、林地持续减少,而建设用地和水域迅速增加,草地缓慢增加,整体处于不平衡的状态;通过对耕地和林地变化的logistic回归模型分析,耕地变化在第1阶段(1990-2000年)的主要驱动因素是最近采矿点的距离和到农村居民点的距离,第2阶段(2000-2008年)较为重要的变量有到农村居民点的距离、农业人口密度和到公路的距离;2000-2008年间林地变化较为重要的驱动因素有高程、到最近采矿点的距离和到公路的距离。研究结果对矿区生态环境保护、土地资源优化配置及可持续利用具有重要的指导作用。     

基于GIS和几何平均数模型的流域生态安全评估及在各因子中的分异特征——以星云湖流域为例

结合几何平均数模型和GIS技术,选取海拔高程、坡度、土壤侵蚀强度、地质灾害易发性、土地利用类型、植被覆盖度、距自然生态保护区距离、距离建设用地、人口密度和距水源距离10个指标对星云湖流域生态安全进行评价,分析了该区域生态安全的空间分异规律和形成机理。研究表明:星云湖流域平均生态安全指数为2.33,中度安全面积占流域总面积的42.34%,高度安全占22.84%,较低安全占26.43%,不安全面积为32.117km~2,占8.39%,说明流域生态安全总体以中度安全为主,生态系统健康一般;从空间上,流域生态安全较低区主要集中分布于北部、东部和南部以及城市建筑密集区,除了城市建筑密集区受人类干扰较强外,其余地区坡度和地形起伏较大,景观较为破碎,水土流失较为严重且有过地质灾害发生,这些地区是生态保护和建设的重点区域。生态安全等级在综合评价下的结果与单因子评价下的结果存在较大差异,区域生态安全受多重因素的综合影响,单因子评价难以精确全面反映区域生态安全的空间分异规律特征和成因机理,各因子之间存在相互促进和相互抑制的作用关系,流域自然环境要素坡度、水资源环境和水土流失以及人类活动干扰要素土地利用格局、距离建设用地远近等因子是形成流域生态安全格局的主要因素。     

2005-2018年澜沧江下游流域景观生态安全时空变化及其驱动因素

[目的] 分析澜沧江下游流域景观生态安全时空变化规律和驱动机制,为该流域及流经国家的人与自然协调可持续发展提供科学依据。[方法] 以2005,2010,2015和2018年4期遥感影像为数据源,通过景观指数和GIS空间分析方法评价流域景观生态安全,采用双变量空间自相关方法明确城市、道路、河流、高程、坡度、气温和降水等因素对景观生态安全的驱动作用。[结果] ①2005—2018年,澜沧江下游流域的整体景观生态安全度呈先升后降的变化特征。其中,北部和中西部景观生态安全较差,东部、南部和东南部较好,但也有恶化趋势;②各景观类型中,景观生态安全度从大到小为：水域 > 林地 > 草地 > 耕地 > 建设用地 > 裸地。其中,林地和草地的景观生态安全度存在波动,耕地和水域的景观生态安全度一直上升,而建设用地和裸地的景观生态安全度持续下降;③距城市距离、距道路距离、气温和降水等社会和气象因素对景观生态安全时空变化的驱动作用最强,距河流距离也对景观生态安全的时空变化有一定解释作用,而高程和坡度等地形因素并非澜沧江下游流域景观生态安全时空变化的主要驱动因素。[结论] 应尽量降低由人类活动引起的生态环境负荷,积极发挥气象因素对生态安全的正向效应,促进澜沧江下游流域的人与自然协调可持续发展。     

基于因子空间分异的巴彦县土地利用格局变化研究

[目的]探究黑龙江省巴彦县土地利用格局变化特征,为优化土地利用格局奠定基础。[方法]运用AutoLogistic回归模型和空间统计分析方法。[结果](1)引入空间自相关因子,构建AutoLogistic回归模型,在分析区域土地利用格局变化特征时比传统Logistic模型更为适用和可靠。(2)研究区黑龙江省巴彦县土地利用格局变化是基于特定的自然因素和人文因素共同作用而发生的,高程、地貌类型、pH值、土壤有机质、距城镇中心距离、距水域距离、距道路距离、区位指数、集中化程度、土地利用多样性和土地利用强度是土地利用格局变化的主要影响因子。(3)不同土地利用类型的分布受影响因子的限制性存在明显的空间分异特征,水田、水域和草地主要分布在高程1级区域;旱地、水田、园地、建设用地主要分布在土壤有机质2,3级区域;旱地、园地、建设用地主要分布在距城镇中心距离1级区域和土地利用强度4,5级区域。[结论]研究区土地利用格局在各影响因子的共同作用下,呈现出明显的空间分异特征。     

北京密云水库上游潮河流域土地利用/覆被变化研究

土地利用/覆被变化是影响流域生态过程、水文过程以及生态服务功能的重要因素,分析土地利用/覆被变化是开展适应性流域管理的基础.在对潮河流域1979年、1987年、1999年和2009年的4期Landsat卫星遥感影像进行解译的基础上,利用GIS技术和RS技术,建立该流域土地利用/覆被类型空间数据库,定量分析了流域30 a来土地利用/覆被动态变化特征,并从自然因素和人类活动两个方面对流域土地利用/覆盖变化的驱动力进行了较为深入的探讨.结果表明:潮河流域土地利用/覆被类型以乔木林地、灌木林地和草地为主.与1979年相比,2009年耕地和草地急剧减少,分别占流域的6.31％和13.28％,而灌木林地和乔木林地急剧增加,分别占流域的41.76％和36.26％,建设用地有所增加,占0.98％,未利用地和水域都有所减少,分别占0.27％和1.14％.流域耕地主要转化为草地和灌木林地,草地转化为灌木林地和乔木林地,灌木林地和乔木林地互相转化,建设用地面积的增长主要来源于耕地.     

豫南丘陵山区农村居民点用地分布影响因素及时空异质性分析

为探究城镇化进程中农村居民点格局演变特征及其影响因素,以豫南丘陵山区光山县为例,采用空间自相关分析和局部线性地理加权回归模型(LLGWR)分析了农村居民点用地分布的集聚特征及其影响因素的时空异质性。结果显示：光山县农村居民点主要集聚于县域的中北部,其影响因素存在着显著的时间和空间非平稳性,在不同区位对农村居民点分布的作用强度不同。1985年农村居民点分布的影响因素包括地理地貌因素和距离交通条件,分别为海拔高度、距最近国道、省道、水系距离和距最近县城距离。到了2015年,地理地貌因素的影响作用有所减弱,除海拔高度、距最近国道、省道距离外,农村居民点分布影响因素还包括城镇化率和农户密度。总体而言,适宜的海拔高度、通达的道路交通、较高的城镇化率和人口密度对农村居民点分布具有促进作用。     

包头市达茂旗居民点空间分布变化及其影响因素分析

深刻把握居民点空间分布和变化规律及其与影响因素的关系,对居民点整治、优化布局及实施乡村振兴战略规划具有重要意义。以包头市达茂旗为例,综合土地利用、地名志、旗志等历史数据资料,采用核密度分析、重心迁移等空间分析方法,探索揭示居民点空间分布特征及演变规律,选取DEM、坡度、坡向、距水域距离及距道路距离、距城镇距离、民族文化、人口数量、政府政策因子,分析居民点空间分布与自然环境、社会经济影响因素的内在关系。研究表明:1)2012年达茂旗居民点分布集聚特征明显,达到集聚峰值1.416个/km2。1996-2016年间达茂旗居民点分布重心向东南部迁移,逐渐靠近百灵庙镇。2)在DEM和坡度对居民点分布的影响上呈倒"U"型特征,即先增加到峰值后逐渐减少,DEM的峰值为1 400～1 600m,坡度峰值为3.056°～5.446°。在坡向选择上逐渐倾向于南坡等阳坡,且比重逐年增大,但仍有部分居民点分布在阴坡。达茂旗居民点空间分布在距水域距离上并未呈现出明显的近水性,而在距水域7～10km区间分布数量最多。3)道路距离上呈现出明显的近道路取向,2016年居民点分布在距道路距离为0～1 000 m内的个数占98.77%,表明道路与居民点之间具有相互影响、相互作用的关系。中心城镇对居民点的辐射影响仅局限一定范围内,居民点空间分布远离中心城镇。达茂旗农区和牧区的居民点个数与其人口数量相关性呈现不同特征,1996年、2016年牧区蒙古族人口数量与居民点个数呈显著正相关。蒙古族游牧文化促使居民点分布呈"满天星"的高度分散特征,政府政策对达茂旗居民点空间分布及格局具有重要影响。     

抚仙湖流域土地利用变化及其生态系统生产总值影响

为了研究抚仙湖流域土地利用变化对其生态系统生产总值产生的影响。基于2005年、2010年、2015年抚仙湖流域3期遥感影像数据,采用ArcGIS技术,生态价值评估方法,分析了2005年、2010年、2015年抚仙湖流域土地利用变化对生态系统生产总值时空变化的影响。结果表明:(1)近10年流域土地利用结构以水域、耕地和林地为主。建设用地和林地面积呈持续增加的趋势,耕地、草地持续减少,水域面积基本保持不变,耕地向建设用地和林地转移;(2)时间上,土地利用变化使抚仙湖流域生态系统生产总值呈逐年上升趋势。2005年、2010年、2015年生态系统生产总值分别为193 252.63万元、283 174.04万元和513 769.28万元。空间上,近10年单位面积生态系统生产总值在空间上由湖泊向外围区域逐渐增加,湖泊北部、南部供给服务价值增加最多,右所镇北部、湖泊西部、路居镇南部调节服务价值增加较为明显,而文化服务价值沿湖泊周边逐渐增加;(3)流域生态系统生产总值以生态系统供给服务价值为主,分别占生态系统生产总值的47.61%,55.22%,53.55%,调节服务价值分别占生态系统生产总值的33.49%,21.76%,12.24%,而文化服务价值最少,分别占生态系统生产总值的18.90%,23.02%,34.21%。其中,生态系统供给服务价值以2005年和2010年的贡献最大,到2015年逐渐减少。生态系统的调节服务价值则逐渐降低。生态系统的文化服务价值比例较小,但逐年增加;(4)从不同的生态系统类型来看,各价值增量体现为林地耕地草地水域建设用地,其中林地、耕地的价值增量最大,而草地、水域、建设用地价值增量较少。     

基于转移矩阵的准格尔旗土地利用变化分析

[目的]土地利用是影响水土流失变化的重要因子,通过分析准格尔旗土地利用类型动态变化情况,掌握该区各土地利用类型变化去向,为分析该区水土流失状况提供依据。[方法]采用土地利用转移矩阵方法研究准格尔旗土地利用变化特征。[结果]2014—2016年,准格尔旗各土地利用类型变化不显著,表现为林地、草地、水域及水利设施用地占地面积分别减少16.02,12.66和2.48km^2,居民点及工矿交通用地、其他土地、耕地的占地面积分别增加18.63,10.53和1.72km^2;该区水土流失面积增加70.8km^2。[结论]准格尔旗减少的林地和草地主要转变为居民点及工矿交通用地和其他土地。结合水土流失数据分析表明,该区域水土流失面积的增加与林地和草地面积减少,以及林地和草地植被覆盖度的变化有关。     

张家口市土地利用结构特征及其动态变化

以张家口市1996-2008年的土地利用变更调查数据为基础,采用土地利用变化贡献率、土地利用动态度、信息熵、优势度、均衡度、集中化、多样化等方法和模型,对张家口市土地利用结构特征及其动态变化进行了系统分析.结果表明:(1)耕地、林地、草地、未利用地4种土地利用类型占张家口市土地面积的92％左右,构成张家口市土地利用结构的基本格局.(2) 1996-2008年,张家口市耕地和未利用地大幅度减少,林地、园地、草地、居民点及工矿用地、交通用地均在增加;各土地利用类型的动态度依次为:林地＞耕地＞园地＞未利用地＞交通用地＞草地＞居民点及工矿用地＞水域.(3)土地利用结构信息熵、均衡度呈增加趋势,优势度指数呈减小趋势,土地利用结构向无序、均衡化方向演变.(4)土地利用结构集中化指数减小,多样化指数增大,表明张家口市土地利用结构趋于多样化.     

延河流域土地利用空间格局模拟对比研究

为探究延河流域土地利用演变规律及未来空间格局分布,基于延河流域1986年、2000年和2010年3期土地利用数据,利用土地利用空间转移动态图及土地利用转移面积矩阵等方法,分析了延河流域1986—2010年土地利用/覆被变化的时空规律; 运用Logistic-CA-Markov模型和MCE-CA-Markov模型分别预测了2030年延河流域土地利用空间格局,并对模拟结果进行了对比分析。结果表明:延河流域1986—2010年耕地降幅最为明显,减少了557.10 km²,主要转为草地、林地和建设用地; 林地和草地面积持续增加,建设用地扩张迅速,分别增加了378.34,136.97,48.17 km²,水域及未利用地面积总体变化不大,生态恢复政策是影响延河流域土地利用变化的主要因子。Logistic-CA-Markov预测得到的2030年延河流域耕地和草地减少明显,建设用地和林地则增幅较大,流域经济发展需求较高,这种情况下应准确把握地区经济发展与资源利用的关系,根据区域特点因地制宜制定适合当地发展的政策。而MCE-CA-Markov预测得到的2030年延河流域耕地、林地、水域及建设用地均有增加,且耕地增幅最明显,这种利用结构表明流域经济发展相对较缓,实现了对流域环境的保护,但应积极探索土地利用新结构,最大限度发挥资源优势,从而实现流域经济与环境的可持续性发展。     

不同地形分级下的尉犁县土地覆被变化特征分析

选取新疆尉犁县作为研究区,以1980年和2007年两个时相Landsat MSS/TM遥感影像及1∶5万地形图为主要信息源,利用遥感图像处理技术和GIS空间分析技术,定量分析了研究区1980—2007年近30 a地形(高程和坡度)分级下的土地覆被时空格局变化特征。研究结果表明,耕地、林草地、水域及居民点和工矿用地变化明显,耕地主要是由林地草地转入,水域主要转为林草地;居民点和工矿用地向高海拔区域扩张;耕地与居民点和工矿用地在坡度分布上具有耦合性,二者变化趋势趋于一致,均向坡度增大的区域蔓延;林草地在坡度小于3°区域面积增加明显,而在坡度大于3°区域面积有减少趋势;水域面积整体呈缩减趋势。说明利用地形图和社会经济辅助数据来预测区域内土地覆被空间分布已成为可能。     

基于Ripley's K函数的绿洲景观格局演变分析——以张掖市甘州区为例

基于1987年、2000年、2011年、2016年张掖市甘州区土地利用数据,应用Ripley′s K函数与空间自相关分析,对甘州区绿洲景观格局及其变化进行了研究,结果表明:耕地是甘州区绿洲区域的景观基质,未利用地环绕耕地周围,林地、水域、草地和城乡建设用地以斑块或廊道形式镶嵌在耕地与未利用地中;耕地、建设用地和林地面积逐渐增加,水域、草地和未利用地面积明显减少,水域和建设用地的空间聚集性强于草地、未利用地、林地和耕地;各年的景观要素均表现出较弱的聚集特征,具有较低程度的空间正相关,相关性逐年减弱,说明研究区域景观格局正在向随机化发展;草地和建设用地在较大尺度下呈现聚集的空间格局,林地、未利用地和耕地在小尺度下呈现出聚集的空间格局,1987年和2000年水域在小尺度下呈现出聚集的空间格局,2011年和2016年在较大尺度下呈现聚集的空间格局;自然景观的空间聚集性均有不同程度的增强,其面积比例不断下降,人工景观面积所占比例不断上升,表明研究区域景观类型趋向单一,人类活动对景观格局变化造成了显著影响。     

泾河流域土地利用区域分异与驱动力的关系

 为正确理解黄土高原土地利用区域分异的驱动力机制,改善黄土高原人地关系,借用植被数量排序方法,对黄土高原中部泾河流域的土地利用区域分异与驱动力的关系进行多元定量分析,认为:泾河流域土地利用格局存在明显的区域分异现象,地形坡度、降水、人口密度、农业机械化程度和河网密度是影响黄土高原土地利用格局区域差异的主要因子。地形坡度与林地、灌丛地的分布呈正相关,与居住、工矿用地的分布呈负相关;降水与林地的分布呈正相关;人口密度与耕地、居住工矿用地的分布呈正相关;农业机械化程度与耕地、灌丛的分布呈负相关。进而定量诊断出各种驱动力因子对该地区土地利用格局区域分异的贡献大小。