标准化降水指数在干湿条件分析及旱涝监测中的应用——以衡邵干旱走廊为例

文章基于标准化降水指数(SPI)和M-K检验方法,研究了如何将标准化降水指数应用到衡邵干旱走廊地区干湿条件分析及旱涝监测中。研究结果表明:衡邵干旱走廊地区的降水量整体上呈增加趋势,且2008年之后增加趋势明显;径流序列的变化总体上呈下降趋势,径流突变特征较为明显,特别是2000年之后由于人类活动增强,水库调度和下垫面变化对径流变化影响显著,改变了自然状态下的水文响应关系,降低了地表径流量;洪水的月际分布特征显示,湘江干流和支流的洪峰时间及洪水期存在较长时间的延迟;资水流域的月际变化较为平缓,月际差异小;衡邵干旱走廊的气象干旱整体上处于缓解趋势。     

衡邵干旱走廊典型灌区水资源优化调度研究

年内干旱是干旱研究的重要方向,对农业灌溉具有非常重要的意义。由于地区不同,降水不同,农业种植结构不同,导致各个地区的年内干旱情势也各不相同。选取南方丰水地区的衡邵干旱走廊作为研究对象,通过对丰水年、平水年和枯水年进行水库群优化调度研究,揭示衡邵干旱走廊的干旱成因、干旱时间和短缺水量。结果发现:衡邵干旱走廊干旱成因是农业干旱,未来可能会出现社会经济干旱;干旱时间为每年7~9月,符合该走廊夏秋连旱的特点;水量短缺以龙溪桥水库最为显著,丰水年约为1 960万m~3,平水年约为2 383万m~3,枯水年约为4 302万m~3。因此,衡邵干旱走廊应积极发展高效节水灌溉、开展渠道防渗、适当调整农业种植结构和增加水源工程以应对未来的社会经济干旱。     

1961—2018年衡邵干旱走廊地带气候变化特征分析

利用衡邵干旱走廊地带1961—2018年的逐月平均气温和降水量,综合分析衡邵干旱走廊地带的气候变化特征。结果表明,近58年来衡邵干旱走廊地带的气候呈暖干趋势,年平均气温上升率为0.157℃/10 a,进入21世纪,气候变暖明显;春季升温贡献最大,气温上升率为0.254℃/10 a;年平均气温以及春季、冬季、秋季平均气温均通过了显著性检验。年降水量呈缓慢减少趋势,减少率为4.3 mm/10 a,未通过显著性检验;以春季降水量的减幅最大,减少率为11.4 mm/10 a。     

宁夏中部干旱带土地利用变化研究

以宁夏中部干旱带为研究对象,选取1989、1999、2006和2010年遥感影像解译的后期数据,系统分析宁夏中部干旱带土地利用变化的速度、方向及空间格局.结果表明:1989—2010年宁夏中部干旱带土地利用结构有很大变化,耕地面积和未利用地面积显著减少;从土地利用变化速度和利用程度来看,变化最快的是建设用地,其次是林地;从土地景观格局来看,宁夏中部干旱带土地利用多样性指数和均匀度指数逐年提高,土地利用结构逐渐转化为良性,但同时区域之间存在明显差异,人为活动影响土地利用景观格局的变化.     

陕北农牧交错带土地利用动态监测研究

陕北农牧交错带生态环境脆弱,土地利用强度大,为掌握该地区土地利用类型面积及空间格局的变化,揭示土地利用变化的机制,利用1986,1993和2000年3期Landsat TM遥感影像,基于遥感和GIS技术相结合的方法,分析了1986~2000年陕北农牧交错带旱地、林地、草地、城乡建筑用地等12种土地利用类型的面积变化和空间格局变化特征。结果显示,15年间旱地面积减少了28.32%,沙地面积增加了3.94%,林地、草地和城乡建筑用地面积分别增加了131240.5,47663.0和8427.1 hm2。表明干旱、人口增长和社会经济发展是导致土地利用发生变化的主要因素。     

归一化差异水分指数在衡邵盆地干旱监测中的适用性研究

利用归一化差异水分指数（NDWI）对衡邵盆地进了干旱监测分析。结果表明,NDWI能很好地反映干旱发生发展的过程,NDWI监测的干旱发生时段和区域与降水量严重偏少的时段和区域有很好的吻合性。此外,NDWI监测的干旱发生区域主要集中在衡邵盆地中部的农业耕作区,能间接地反映农业干旱发生情况。     

NDWI指数在衡邵盆地干旱监测中的适用性研究

利用归一化植被水分指数（NDWI）对衡邵盆地进了干旱监测分析。结果分析表明,NDWI能很好地反映干旱发生发展的过程;NDWI监测的干旱发生的时段和区域与降水量严重偏少的时段和区域有很好的吻合性。其次,NDWI监测的干旱发生区域主要集中在衡邵的中间盆地农业耕作区,能间接的反映农业干旱发生情况。     

衡邵盆地的干旱时空分布特征及其与土地类型的关系

利用湖南省97个气象站1975—2015年常规气象资料分析了湖南省降水特征和干旱特征,在此基础上结合衡邵盆地地形,对衡邵盆地2005—2015年的干旱进行时空分布特征分析,并重点研究了该时段干旱与土地利用之间的关系。结果表明,湖南省各地年降水量时空分布不均,大部分地区的降水量主要集中在4—6月,占全年总降雨量的42%,年降水量在地域分配上差异也较大,西、南、东三面山地降水多,中部丘陵和北部洞庭湖平原降水相对较少。湖南省绝大部分地区夏秋干旱日数占全年干旱日数的60%～80%,尤以湘中衡邵盆地干旱出现的频率最高,达70%以上,且区域内各县市干旱的时空分布差别较大,衡邵盆地因受地形性下沉气流影响,过程降雨量往往少于其他地方,干旱概率较其他地区高。对于大部分区域而言,耕地、林园地、草地所占比重与综合气象干旱指数(CI)呈负相关,城乡、工矿、居民用地所占比重与CI呈正相关。     

山东陵县土地利用变化的时空特征及驱动因素分析

基于德州市2000~2006年土地详查与变更调查数据,采用土地利用结构在某一时段内的变化贡献率、变化强度指数和变化速度3项指标对德州市陵县2000~2006年6年间土地利用结构进行时间尺度上的分析,空间上运用了土地利用的多样化和集中化分析,对陵县土地利用的数量结构和空间格局进行定量比较,并分析了影响陵县土地利用结构变化的驱动力。     

河西走廊植被水碳通量对气候变化和人类活动的响应

河西走廊作为中国西北地区的重要经济发展带,地形多变,生态环境脆弱,在气候急剧变化以及人类活动的影响下,该地区植被水碳通量变化复杂。为探究2000—2020年河西走廊地区的植被生态变化情况,本研究利用参考作物蒸散量（ET0）与植被净初级生产力（NPP）分别表征植被水、碳通量,探究气候以及土地利用变化下2000—2020年河西走廊ET0与NPP的时空变化特征,分析植被水碳通量的主要驱动因素及交互作用。结果表明：在气候趋于暖湿,土地利用变化加速的背景下,2000—2020年ET0与NPP均呈现显著上升趋势,平均相对湿度与日照时长分别是ET0与NPP变化的主要驱动因素,ET0均值空间格局特征为“西高东低”,NPP均值为“南高北低”。气候变化加剧了河西走廊地区的植被蒸散发,人类活动使得21年来河西走廊地区荒漠化土地面积减小,其对区域植被水碳通量的干预作用大,植被生产力显著增加,因此生态环境持续向好。     

基于地学信息图谱数据的四川省土地利用格局分析

利用四川省1980、1990、2000、2010年和2020年共5期土地利用基本数据,采用GIS技术及地学信息图谱方法合成1980—2020年4个时段的土地利用格局变化图谱,从而得到近40 a内的土地利用变化数据,并由此分析四川省土地利用格局的时空变化。结果表明：近40 a来,四川省土地利用方式大多维持不变,为全期稳定型模式,变化主要发生在2010—2020年;1990—2010年成都平原城市化进程加快,2010—2020年四川省城市化进程加快,这与四川省经济发展模式相呼应;四川省耕地面积一直在减小,2000年后尤为明显;林地面积在1980—2000年减小,2000年后增加,推断这与我国退耕还林及“绿水青山就是金山银山”等政策和理论的实施相关。     

安徽省土地利用及景观格局变化研究

基于安徽省1995～2005年土地利用统计数据,通过统计分析和数学模型,对土地利用结构变化、土地利用程度变化和土地利用景观格局变化进行了全面分析。结果表明：土地利用结构发生了明显变化,土地利用变化速度较快,土地利用程度不高,土地利用空间格局趋向合理并逐渐向均衡状态发展。     

基于分形理论的西部中小城市土地利用空间结构变化研究——以天水市为例

本文旨在通过探究中小城市土地利用空间结构变化,为优化国土空间格局、科学编制国土空间规划提供参考。基于分形理论,以天水市为例,基于2000年、2010年、2020年30m分辨率土地利用分类数据,从土地数量结构变化、土地利用空间格局、景观布局特征3个维度,建立土地利用空间结构变化研究模型。结果表明：耕地是天水市建设用地主要来源,必须严格控制建设占用优质耕地;行政手段能够对土地利用结构变化产生深刻影响,必须加强规划引领和政策论证,确保行政手段能够促进土地利用结构优化;人工景观和自然景观景观指数差异显著,土地利用结构趋于稳定。     

20世纪90年代韩江流域典型区土地利用变化对比分析

利用1990年和2000年研究区土地利用变更数据,分析了韩江流域典型区-梅江区和澄海区的土地利用的变化。结果表明:近10年来研究区土地利用均发生了不同程度的变化,各自土地利用动态演化规律及空间格局演变不同,导致这种差异的主要驱动因素是自然条件、经济增长、人口增长、政府决策行为等。     

基于遥感和GIS的长岭县土地利用/覆被时空变化研究

利用1995年、2000年的遥感图像数据和专题图,在空间图形库系统的支持下获得吉林省长岭县土地利用/覆被现状图,求得土地利用变化转移矩阵,对土地利用类型变化的幅度和土地利用类型之间转换的空间关系进行了研究。结果表明:1981—2000年,长岭县的土地利用变化总趋势是耕地、林地和盐碱地面积分别增加了4.76%、99.5%和9.86%,水域、居工用地变化不大,未利用地部分已被利用,草地面积减少了52.15%,并伴随着日益加剧的沙化和盐碱化。土地利用变化格局的主要驱动力是人口增长和农业用地结构调整。     

干旱内陆河流域土地利用空间结构的计量地理分析——以甘肃省酒泉市为例

基于1996～2004年土地详查与变更调查资料,采用计量地理模型,对酒泉市及市内各县区的土地利用数量结构和空间格局现状及其变化进行了定量分析.结果表明:[1]酒泉市土地资源具有明显的地域差异,土地利用结构的多样性由东向西、由南向北依次递减,集中度则恰好相反;[2]各县区土地利用类型的空间分布及其时间变化均具有不均衡性,在空间尺度上,园地分布最不均衡,未利用地分布相对均衡;在时间尺度上,园地、林地、牧草地和交通用地的分布趋向均匀,其余土地利用类型趋向分散;[3]近8年来土地利用总体程度下降,信息熵减少,土地利用趋于有序性.     

宁夏泾源县土地利用景观格局变化及驱动力分析

以2000至2015年四期的遥感解译数据为基础,运用土地利用程度模型、土地利用动态度、土地利用多样性、均匀度模型分析研究了泾源县土地利用景观格局的变化状况,采用主成分分析法从自然、社会经济、政策等方面进行驱动力分析。结果表明:2000—2015年间泾源县土地利用结构变化显著,其中耕地和未利用地面积减少,而林地、草地、水域以及建设用地面积增加;泾源县不同时段的土地利用变化速率差异较大,其中2000—2005年土地利用程度明显下降,研究区域土地利用程度由222.26降至219.23,表明土地受人类活动的影响程度降低。而土地利用程度变化量与变化率均小于0,说明土地利用处于衰退期;从土地利用多样性来看,研究区土地利用结构多样化水平逐年降低,土地利用结构较为单一;从景观均匀度指数来看,景观均匀度呈下降趋势,表明研究区土地利用结构复杂化程度逐年降低,整体水平较低;从影响土地利用景观格局的驱动力来看,气温、降水量和地形对泾源县土地利用变化有重要的影响,而区域经济发展、人口数量、产业结构及政策法规是影响泾源县土地利用变化的主要原因。     

长岭县土地利用景观格局变化研究

以吉林省长岭县为研究区,综合运用遥感影像和其他相关资料得到研究区1995和2000年的土地利用数据;借助地理信息系统的空间分析功能,获得多时期的土地利用变化信息,进行景观格局变化研究。结果表明,1995～2000年,土地利用格局变化趋势是林地增加,耕地、草地、未利用地面积减少,水域和居民点用地基本稳定;土地利用斑块数目增加,分维数总体变化幅度不大,景观多样性呈上升趋势,景观破碎度增加。由此表明,人类活动对研究区土地利用格局影响程度不断加深。     

西北旱区土地利用变化的时空异质性研究——以陕西铜川耀州区为例

【目的】从土地利用变化程度、过程及空间转移3个维度揭示西北旱区典型县域土地利用时空变化过程及特征,为区域土地政策的制定与实施提供参考依据。【方法】以陕西铜川耀州区为例,用2000年5月、2008年7月以及2015年8月的Landsat遥感影像为主要数据源,根据土地资源及其利用、自然属性状况,将研究区土地利用类型共分为7种（林地、耕地、草地、农村居民点、城镇用地、其他建设用地和水库坑塘）,采用土地利用程度指数、土地利用转移矩阵和土地利用重心迁移模型,分析2000-2015年陕西铜川耀州区主要土地利用类型的时空格局变化特征。【结果】(1)从利用程度来看,2000,2008及2015年耀州区土地利用程度综合指数依次为252.65,247.69和250.66,其中2000-2008年耀州区土地利用程度变化量为－4.97,处于调整期;2008-2015年耀州区土地利用程度变化量为2.97,处于发展期;2000-2015年,耀州区土地利用程度变化量为－2.00,土地利用总体处于调整期,仍有较大开发利用空间。2000-2015年,耕地利用程度变化量间呈持续下降趋势,开发利用水平较低,呈衰退趋势;林地利用程度变化量先上升后下降,总体呈持续发展趋势;而农村居民点、城镇用地及其他建设用地的利用程度变化量则呈持续增长趋势,处于发展阶段;水库坑塘和草地的利用程度变化量呈先下降后上升趋势。(2) 从转移过程来看,在2000-2008和2008-2015年耀州区不同土地利用类型之间发生转移的面积分别为23 362.44和21 579.20 hm²,其中耕地和林地发生转移面积占总转移面积的比例均最高,其次是农村居民点用地、草地、其他建设用地和城镇用地,水库坑塘转移面积占比最小;各土地利用类型均进行了一定程度的相互转移,其中耕地与林地相互转化以及耕地向农村居民点、其他建设用地和城镇用地转化成为主要趋势。(3)从空间变化来看,在2000-2015年,耀州区各土地利用类型重心均进行了一定程度的空间迁移,其中其他建设用地和草地的重心转移距离均较大,林地的重心转移距离最小。【结论】2000-2015年陕西铜川耀州区土地利用变化存在明显的空间分异特征,土地利用格局演变加速。     

分时序广东省土地利用变化的时空格局和驱动力分析

土地利用变化是全球变化的重要组成部分,土地利用研究也已成为全球变化研究的焦点。广东省作为中国改革开放后的南大门,人口大量聚集,经济高速发展,使其成为了中国土地利用变化最为剧烈的区域之一。因此,对广东省1990—2015年时序的土地利用变化时空特征以及驱动力机制进行分阶段对比分析并揭示了变化规律,从而为日后科学管理全省土地资源提供有价值的科学信息。通过采用基于陆地卫星(Landsat)影像数据提取的广东省1990、2000、2010和2015年土地利用数据,研究广东省1990—2000年、2000—2010年和2010—2015年各时序土地利用变化的时空格局,并对驱动力机制进行分时序的分析对比。研究表明:(1)耕地总量持续减少,建设用地持续增加,且变化速度和变化剧烈程度均为先加速后减速;非人工土地利用类型中,林地总量持续减少;草地先减少后增加;水域先大量增加,后持续减少,且集中在珠三角平原区;未利用地先增后减再增。(2)各时序相比较,广东省土地利用变化在空间格局上呈现出不同的新特征:退耕还林主要集中于1990—2010年期间的粤西沿海区; 1990—2010年,建设用地集中于珠三角平原区加速扩张,而2010—2015年期间,其扩展面积大大减少且其余区域有较大幅度的增长; 1990—2000年,水域用地在珠三角平原区大量占用耕地,而2000—2015年其被建设用地的扩张持续侵占。(3)政策因素、宏观社会经济因素和人口因素的综合作用是影响全省土地利用变化时空格局的主要原因。其中,1990—2010年,社会经济的推动和人口的大量增长加剧了全省尤其是珠三角平原区各种土地利用类型的转移。在国家宏观政策和区域发展政策的持续调控作用下,全省土地资源的利用和管理也变得越来越科学有效。