基于土地利用变化的巢湖流域景观格局变化研究

巢湖流域的防洪综合整治工程目前已成为水利部“十四五”水安全保障建设的重要内容之一,因此,研究其土地利用景观格局变化对于合理制定该流域未来的发展策略具有重要意义。为探求巢湖流域地区景观变化规律,该文使用ArcGIS10.5、Fragstats4.2及SPSS软件,采取土地利用转移矩阵、景观格局分析和皮尔逊相关性分析等研究方法,对巢湖流域2000—2020年5个时期的土地利用数据进行处理,完成了对巢湖流域近20年来总体土地利用与景观格局空间演化与特点的研究,结果表明：研究期内,耕地和林地作为该流域的优势景观,耕地面积持续减少,建设用地面积持续增大,且二者变化幅度都呈现出上升趋势;由于人为因素的影响以及经济的发展,使得研究区内景观总体的均衡度不断降低,向着不规则化、破碎化趋势发展,景观类型多样性呈现出降低的态势。根据上述结论,针对巢湖流域未来规划提出限制建设用地无序扩张、实现土地资源高效利用、提高植被覆盖率等合理建议。     

延河流域土地利用景观格局分析

【目的】查清延河流域土地利用/覆盖格局,为该区域土地资源合理利用、改善水土保持措施提供理论依据。【方法】利用ENVI 4.0软件对2006年延河流域遥感图像进行处理,结合野外考察,在ArcGis 9.0平台下获得延河流域土地利用现状分布图;从景观格局的角度,根据国标2007《土地利用现状分类》的二级分类体系,将研究区土地利用现状划分为住宅用地(城镇住宅用地、农村宅基地)、耕地(水浇地、旱地)、园地(果园)、林地(有林地、灌木林地)、草地(天然牧草地、其他草地)、水域及水利设施用地(内陆滩地、湖泊水面、水库水面、河流水面)和其他土地(裸地、沙地、沼泽地、设施农用地)共7个大类17个二级类,分析了土地利用的数量结构和景观形态结构特征。【结果】延河流域土地利用类型中旱地的面积比最大,约为37%,其次是天然牧草地、裸地和有林地,分别为22.17%,23.6%和14.4%,其他类型面积均较小;旱地、有林地、天然牧草地和裸地频率比相对于其他土地利用方式较高;所有土地利用类型中,沼泽地平均面积指数最大,其次是裸地和天然牧草地;旱地、有林地、天然牧草地、裸地等图斑形状简单且各形状的图斑数呈正态分布;耕地为主要的土地利用方式,耕地、林地、草地和水域及水利设施用地的优势度较大。【结论】延河流域土地资源开发的重点是开展土地整理和规模经营,减少土地利用地块数量,降低形状指数,增加水域、人工草地和林地等生态用地面积,提高土地利用集约度和促进土地利用的多样化、均匀化;今后土地利用结构调整的方向是:增加生态系统稳定性和提高生态系统服务功能的经济价值。     

营口南部海岸景观格局及土地利用时空变化分析

为明确1990—2015年营口南部海岸景观格局和土地利用的时空变化,采用景观生态学的方法,结合地理信息系统空间分析和统计功能进行定量研究。结果表明:2005年为明显的过渡时期,在此之前营口南部海岸生态过程稳定,景观边界形状的复杂度和破碎度变化不大,土地利用方式及面积变化相对较小;2005年以后,生态过程活跃度有所下降且不再处于稳定状态,由于受到人类生产活动的干预,土地利用方式和面积也发生了巨大的变化,从原先的盐田-养殖池塘景观转变为盐田-养殖池塘-工业城镇的复合式景观。     

勐海县景观格局变化及驱动因素分析

基于2009—2015年4期遥感影像数据,综合运用监督分类和目视修正相结合的方法以及景观格局指数,对勐海县景观格局变化特征及其驱动机制进行了分析。结果表明：2009—2015年,勐海县林地面积减少了134.9 km²,主要是转换为园地和旱地;农田和水域面积减少了64.14 km²,主要是转换为旱地、林地和园地;建设用地面积增加了18.92 km²,主要是由旱地、林地和农田转换而来。林地景观的连通性较好,在总体景观中占主导作用,旱地、园地和水域的景观破碎化程度降低,农田、建设用地的景观破碎度在逐年变高;景观破碎化程度增大,各种景观类型在面积分布上更加均匀;人口增长和经济发展是影响勐海县景观格局变化的主要驱动机制。     

小江流域土地利用格局变化及驱动因素分析

为了探讨小江流域各种土地利用类型的数量变化和土地利用动态变化规律,运用遥感和地理信息系统技术,分析了1974-2005年小江流域土地利用类型变化幅度、速度及土地利用程度。结果表明:30多年来,小江流域耕地和城乡工矿用地面积均显著增加,林地面积表现出先减少后增加的趋势,草地面积相对变化不大,未利用土地面积研究期间共减少12.9km2;小江流域土地利用变化总体速度在下降,1974-1987年土地利用变化最剧烈;同时研究区土地利用程度一直在增加,表明小江流域土地利用仍然处于发展期。小江流域土地利用变化深受该地区历史原因、人口增长以及政策因素等方面的影响。     

苏南水网地区景观格局演变分析及其驱动因素探究——以七都镇为例

景观格局指数是反映景观结构与空间特征的量化指标,通过景观特征的指数化来描述景观格局现状。选取苏州市吴江区七都镇2000、2010、2020年3期土地利用数据,借助ArcGIS、FRAGSTATS、SPSS等软件,对其景观格局演变特征进行分析比较,并对该地区景观格局演变的驱动因素进行探究。结果表明,1）通过土地利用转移矩阵发现,耕地和林地面积呈减少趋势,分别减少了872.28 km²（-13.85%）和7.92 km²（-15.94%）,部分耕地和林地转化为了建设用地,相应的建设用地面积占比由10.35%提升至19.45%,农用地被侵占的现象显著。2）通过景观格局演变分析发现,水域、草地以及林地破碎化程度增强、边界被割裂的程度加剧,景观复杂程度增加;建设用地破碎化程度有所减弱,空间分布上趋向集中,斑块类型复杂程度下降,边界变得更加简单和规则。2000-2020年,七都镇景观多样性增强,景观整体向着均衡化发展。3）通过驱动力分析发现,城镇建设经济发展以及产业结构调整等因素累积贡献率达到96.74％,是导致七都镇景观格局变化的主要因素。     

兰白经济区城市群景观生态系统格局演变及驱动因素分析

采用生态系统变化幅度、变化率及景观格局指数分析兰白经济区2010-2020年景观生态系统格局演变特征,定量分析各驱动因素对生态系统类型变化的贡献,对优化区域土地利用格局,降低城镇发展生态风险,促进兰白经济区生态保护和高质量发展具有重要意义。结果表明：1)兰白经济区景观生态系统以草地、农田为主,约占64%,其次为裸地和灌丛,约占20%,森林、湿地、荒漠占比相对较小。研究期内草地和耕地均减少了150 km²,城镇和裸地分别增加了212 km²和60 km²。2)景观生态系统格局整体破碎化程度加剧,生态系统完整性下降。草地破碎化加剧最为明显,增加斑块数量约占研究区斑块总增加数量的97%。3)主要生态系统类型之间相互转换面积420.58 km²,主要表现为耕地、稀疏草地、裸地向居住地、工矿交通用地的转换。4)城镇化建设是兰白经济区景观生态系统格局演变的首要驱动因素,贡献率为53.38%,土地退化是第2驱动因素,贡献率为31.09%,农业开发和生态保护与修复贡献率分别为9.39%和6.14%。     

淮安市土地利用景观格局研究

笔者选取了淮安市楚州区、洪泽县进行土地利用的景观格局研究,采用了景观格局指数法分析了2区域2000年相关景观格局指数。研究表明：①2区域土地利用结构区别较大,其中洪泽县受人类干扰较少的景观类型占52.52%,而楚州区仅为14.24%,这也受客观因素制约。②2区域土地利用类型按平均斑块面积由大到小排序,楚州区为耕地〉建设用地〉水域〉未利用地〉林地;洪泽县为水域〉耕地〉建设用地〉未利用地〉林地。③2区域景观要素类型的结构特征表明楚州区较洪译县耕地破碎度、空间导质性更大;2区域斑块数量均较多,但洪译县斑块密度更小,且其建设用地景观形状更趋于规则;两区域的水域景观差别显著;两区域林地、未利用土地景观面积所占比例相差不大,其景观形状指数差别也不大。④2区域总体景观特征表明,洪泽县景观多样性指数,丰富度指数相对较高,优势度指数、破碎化指数相对较低。该研究总体反映了在研究区域的人类活动处于过度状态。     

讨赖河流域近30年土地利用与景观格局动态

以讨赖河流域1976年Landsat MSS、1989年、2000年和2010年的Landsat TM 4期遥感影像为数据源,运用土地利用变化幅度、动态度、转移矩阵等方法,并结合景观指数,采用主成分分析方法,分析了流域1976—2010年间的土地 利用/覆被和景观格局的变化及其驱动力。结果表明：近34年,研究区耕地和城乡建设用地 所占比例持续上升,分别由4％和0.04％增加到7.4％和0.26％;冰川和永久性积雪、草地面 积则分别减少897.98 km²和383.69 km²。各土地利用类型中以城乡建设用地的动态度最 高,达16.13％,耕地次之。土地利用类型间主要转移方向为：冰川和永久性积雪转化为裸 岩石砾地,戈壁转化为耕地,林地与草地间相互转化。整个景观的斑块密度先增大后降低, 最大斑块指数先减小后增大,景观趋于更加破碎,景观的多样性先减小,后增加。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,同时也受气候因素的影响。     

基于RS与GIS的闽江流域土地利用景观格局变化分析

以闽江流域为研究区域,Landsat TM遥感图像为主要信息源,遥感软件Erdas作为空间信息处理工具,采用斑块平均面积、平均形状指数、分维数、破碎度、香农多样性指数、均匀度指数和优势度指数等指标,对闽江流域1986-2003年土地利用景观格局变化进行了分析.结果表明:闽江流域整体景观斑块数目增加了111块,平均斑块面积减小0.7 km2,平均形状指数和分维数降低,破碎程度增加.人类活动对景观的有利与不利干扰的相互作用和影响使景观各要素发生了较复杂的结构变化和相互转化.从多样性指数来看,景观整体香农多样性指数由1.32降低到1.05,均匀度指数由0.89降低到0.72,表明优势组分林地对景观的控制作用不断增强,景观稳定性和异质性降低.     

黄河三角洲土地利用及土地覆盖变化驱动力分析

对影响黄河三角洲土地利用和土地覆盖变化的自然及人文因子进行了分析 ,筛选确定了该地区不同时期土地利用及土地覆盖变化的主导驱动因素。研究表明 ,5 0年代以前 ,该地区土地覆盖变化主要受气候因素、风暴潮和黄河改道等自然因素驱动 ;5 0～ 70年代 ,人类的大量开荒、胜利油田的开发使耕地、建设用地等迅速增加 ,但同时导致对土地自然生态系统的较大破坏 ,使土地地力下降、土壤盐渍化程度加重 ,土地生态趋于脆弱 ;80年代以来 ,蒸降比大的气候条件和淡水资源缺乏的水文状况成为该地区土地利用变化的主导自然驱动因子 ,不合理用水 ,林草、荒地的大量开垦等人类农业开发利用活动是该区土地利用变化的主导人文驱动因子 ,二者结合驱动该区土地利用的快速变化     

青藏高原东缘贡嘎山地区土地利用与景观格局演变

根据1995年和2000年土地利用数据,运用ArcGIS 8.1软件和景观生态学方法,研究了青藏高原东缘贡嘎山地区的土地利用变化和景观格局变化. 主要结果如下:①1995—2000年间,研究区土地利用变化显著,其中林地、水域和未利用土地面积下降,而草地、耕地和建设用地面积增加;②景观破碎化程度加剧,分维数、多样性指数和景观破碎度均增加;③建设用地和未利用土地优势度变化不大,耕地和林地的优势度减小,草地和水域优势度增加, 表明研究区景观格局由耕地、林地向草地和水域转变; ④交通干线（公路）附近的土地利用和景观格局变化显著,加强这些区域的生态环境保护与建设势在必行.      

基于遥感的山东黄河流域土地利用动态及有林地转移

选取了2000、2006年时相相近的TM遥感影像作为基本数据源,利用全球定位系统(GPS)、全站仪等仪器,采取典型、随机抽样方法采集了山东黄河流域378个样点的外业数据,采用监督分类法进行土地利用的分类和验证.结果表明:流域中的农田占总面积48%,建设用地占13%,有林地约占25%.6 a间,有林地转移的速率最大,大部分转化为农田、宜林荒山荒地和建设用地;灌木林、疏林地和其他林地的减少量中大部分转移为有林地;宜林荒山荒地得到大力改造,其减少量中有21%转化为有林地,11%转化为农田;农田的减少量中有12%转化为有林地;流域的土地利用格局朝好的方向发展,有林地逐年增加,到2036年达到峰值,森林覆盖率达30%,森林生态系统此时达到相对稳定.     

南昌市城市化进程中土地利用景观格局稳定性分析

科学、合理地评估城市化进程中土地利用景观格局的稳定性,是优化土地利用景观格局、降低和防范生态环境风险的基础。以南昌市为例,运用RS和GIS技术,根据2006、2010、2016年TM影像解译结果,通过景观格局稳定性指数、分形模型和转移矩阵等指标,对研究区2006—2016年城市扩展过程中土地利用景观的内部稳定性进行分析。结果表明:(1)土地利用景观类型中,城市建设用地和耕地是南昌市主要的景观类型,2016年分别占研究区的35.24%和25.94%,景观优势明显,也是调控土地利用景观格局稳定性的主要部分。(2)南昌市土地利用景观的稳定性整体上具有明显差异,主要特征为城市建设用地持续增加,由2006年的250.41 km~2增加到2016年的311.76 km~2,林地、草地、水域、未利用土地和耕地的面积变化不大。研究区土地利用景观格局的稳定性总体表现出上升趋势。     

基于CA-Markov模型的锡林河流域土地利用变化及预测分析

研究土地利用变化特征及预测未来土地利用变化的趋势,对经济平衡发展、提高生态环境质量、实现土地资源合理利用具有重要意义。以锡林河流域为研究区,对Landsat 2000、2005、2010年和2015年4期遥感数据进行目视解译,采用土地利用结构分析方法、重心迁移模型和CA-Markov模型,分析研究区16 a间土地利用演变特征,并对2030年土地利用情况进行预测。结果表明:1)2000-2015年,草地、林地和耕地呈波动变化,水域面积缓慢增加,建设用地不断扩张,未利用地面积在不断减少。建设用地、耕地和未利用地重心具有明显的方向性移动,耕地先向南后向北移动,建设用地主要向西北方向扩张,未利用土地重心持续向北移动。2)研究区综合土地利用动态度为5.70％,变化速率较快;锡林浩特市和各苏木土地利用变化速率差异较大,总体表现为中游＞下游＞上游;不同土地利用类型动态度为建设用地＞水域＞林地＞耕地＞未利用土地＞草地,即建设用地变化最快。3)研究区土地利用变化的主要方向为草地和未利用地的相互转换、耕地和草地的互相转换以及建设用地的不断扩张。4)2030年预测结果表明,耕地面积继续增加,速率有所下降,重心向西南方向移动;林地延续之前变化趋势,稳中有升;草地和未利用地面积继续减少,且未利用地重心持续向北移动;建设用地扩张明显,重心向锡林浩特市中心移动,速度减缓;水域有少量增加。CA-Markov模型与土地利用重心迁移模型相结合,实现了对未来耕地、建设用地和未利用土地的迁移方向的预测,可以为研究区提高草地退化防治效果、土地管理政策的制定和实施、城乡建设、土地利用规划等提供理论指导。     

潮河上游土地利用/覆被变化对年径流影响模拟

该文以北京潮河密云水库上游流域为研究对象,分析了1961—2000年期间降雨、径流以及土地利用和覆被变化情况,利用一个集总式的水文模型(IHACRES模型)模拟土地利用和覆被变化对年径流的影响。结果表明,40年来,潮河上游流域降雨--径流的演变过程可划分为3个阶段:1961—1978年(第一阶段)、1979—1993年(第二阶段)、1994—2000年(第三阶段)。相对第1阶段而言,第2和第3阶段流域降雨的产流能力总体上呈减少趋势。20世纪80年代末以来,流域内土地利用和覆被变化比较明显,主要变化趋势是林地面积持续增加,耕地、草地及未利用土地向林地的转换构成了土地覆被变化的主导过程,成为影响流域年径流的主要因子。第2阶段,耕地和林地的面积分别增长了7.47%和7.78%,流域内水库和塘坝等水利设施的修建及大规模利用也发生在这一阶段;第3阶段,土地利用和覆被变化主要表现为林地面积的大幅度增加(11.81%)。利用IHACRES模型模拟了第2和第3阶段的"基准年径流",通过对比实测年径流和基准年径流的差异,得出了土地利用和覆被变化减少了流域年径流的结论。其中第2阶段土地利用和覆被变化的影响程度为27.76%,第3阶段为26.15%。     

基于景观指数和基尼系数的广西耕地质量空间格局分析

[目的]掌握广西耕地资源质量空间格局特点,为科学合理利用和管理耕地资源提供科学依据.[方法]在广西耕地质量等级成果的基础上,运用景观指数和基尼系数法对广西耕地质量空间格局进行定量研究.[结果]桂西北山地区和桂南沿海区的耕地各自然质量等别分布相对均衡,多样性指数高,桂中溶蚀平原区和桂东北丘陵山地区集中程度较高;桂南沿海区和桂南低平原区各利用等别分布相对均衡,多样性指数高,桂中溶蚀平原区集中程度较高.自然质量等别组合类型分布呈西北部组合类型齐全程度高于东南部的特点,而利用等别组合类型呈与之相反的特点.同一指标区利用等别的多样性和组合类型齐全程度高于或等于自然质量等别.[建议]严格管控广西东南部的优质耕地,加强耕地基础设施建设,提升土地利用水平,使土地等别向高等别聚集,提升耕地质量,同时量化耕地质量与粮食生产能力的关系,找出粮食生产能力区域格局特征,确保粮食安全.