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。     

基于RS和GIS的兰州土地利用变化及生态环境效应研究

基于RS和GIS技术,从兰州市1990年的TM影像和2006年的ETM影像中提取土地利用数据,分析了该区16年来土地利用的变化,并从生态系统服务价值的角度,定量评价了该区土地利用变化所产生的生态环境效应。结果表明:1990—2006年兰州市林地增长面积最大,主要来源于草地和耕地的转出,其次为城镇交通用地,主要是对耕地、草地和未利用地的占用;土地利用类型面积减少最大的是草地,主要转变为耕地、林地和城镇交通用地。土地利用变化引起生态服务价值变化:1990年为43 594.95万元,2006年为44 084.16万元,表明该区域生态环境整体向良性方向发展。     

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。     

不同高程下的土地利用/覆盖动态变化研究——以嘉陵江中下游地区为例

运用GIS空间分析方法,以1：5万地形图、1986年和2000年LandsatTM影像数据为基础,分析了不同高程下土地利用/覆盖动态变化的差异,从土地利用/覆盖动态变化的面积和速度两个方面揭示了高程与土地利用/覆盖动态变化的关系。结果表明：1986-2000年间林地在300～900之间增加的面积最大,草地在300～600之间减少幅度最大,建设用地在600以下增加显著,耕地在1200 m以下都都有大量减少。从变化的速度来看,各种土地利用类型均呈现出随高度的增加单一土地利用类型动态度下降的趋势,而综合土地利用动态度随高程的增加而从0.26%下降到0.04%。     

烟台沿海地区土地利用景观格局演变研究

基于地理信息技术、景观格局分析理论和马尔可夫模型，利用1986、1992、2000和2004年4期影像，分析了烟台沿海地区土地利用类型变化及其景观格局动态特征。结果显示，近20年来，烟台沿海地区各种土地类型变化及其相互转化频繁。水域、果园和建设用地分别增加335.61%、70.43%和134.48%，而耕地、林地分别减少18.63%和20.75%。各种土地利用类型空间格局变化显著，耕地、果园破碎度增加，连通性降低，水域、林地和建设用地则趋于集中，连通性增强，景观类型有向多元化方向发展的趋势。马尔可夫模型预测表明，从2022年至平稳期，耕地、林地和果园面积将持续减少，水域和建设用地将逐年增加，耕地保护与建设用地扩张之间的矛盾将更加突出。     

1985～2015年淮北市土地利用变化特征及其预测研究

以1985、1995、2005、2015年4期遥感影像为基础,应用RS、GIS技术和景观生态学方法,分析了淮北市1985～2015年土地利用景观格局变化,并采用ANN-CA模型预测2025年淮北市土地利用数据。结果表明:1)淮北市土地利用类型以耕地为主,耕地面积占60%以上,建设用地次之;近30年,建设用地和林地面积呈增加趋势,耕地、水域和草地呈减小趋势;2005～2015年土地利用结构和景观格局变化显著,各类土地利用面积变化速率加快。2)1985～2015年土地利用类型的转移主要为耕地向建设用地转变、水域向耕地和建设用地转变。3)1985～2015年淮北市土地利用破碎化程度不断升高,景观格局趋向复杂化,景观异质性增强。4)2015～2025年,林地面积将保持不变,耕地、草地、水域面积减少,建设用地面积不断增加。     

蒙阴县土地利用景观格局动态分析

为了解蒙阴县土地利用景观格局的动态变化特征,基于1987年和2007年两个典型时期的遥感影像,运用RegionManager 5.5、Arc GIS等地理信息系统,在Fragstats 3.3软件支持下提取了部分景观指数,对研究区景观格局动态进行了分析。结果表明：（1）2007年蒙阴县的景观类型以耕地、林地、草地为主,植被覆盖率高,各景观类型间所占比例差异较小,结构较均匀。（2）1987-2007年的20a间该区土地利用景观结构发生了明显变化,林地、城镇村及工矿交通用地面积增加,耕地等其他用地面积减少;斑块形状逐渐趋向复杂化,破碎化程度加剧。（3）由于人为活动的加剧,研究区的生态环境尤其难以维持其稳定态。因此,加大景观格局的动态监测可以进一步指导区域的土地利用规划,为其生态环境保护提供参考。     

基于土地利用变化的怀柔水库流域生态服务价值研究

研究土地利用变化对区域生态系统服务价值的影响具有重要的意义。该文以怀柔水库流域5期土地利用数据为基础,探讨了流域内1990-2008年间土地利用变化及其所引起的生态系统服务价值的变化。结果表明:该流域林地是主要的土地利用类型,林地和水域面积呈逐期增加趋势,农田面积基本保持不变,而未利用地面积逐渐减少;研究期内生态系统服务价值总体呈上升趋势,与1990年相比,1995、2000、2005、和2008年生态服务总价值分别增加0.57%、1.58%、2.46%和2.88%。林地和水域是生态系统服务价值构成中贡献最大的土地类型,占到总生态系统服务价值的80%以上;各单项生态服务价值大小依次为:维持生物多样性>水文调节>气体调节>气候调节>土壤形成与保持>提供美学景观>原材料生产>废物处理和食物生产。     

陕北黄土丘陵区近30年来土地利用动态变化分析

为了对延安中尺度生态建设试验示范区(简称延安试区)近30 a的土地利用类型动态变化做出初步的分析,利用1975,1986,1997和2003年延安试区的遥感影像进行计算机自动分类得到延安试区的土地利用图.然后利用GIS空间分析方法和数理统计方法对得到的土地利用图进行分析,得出近30 a延安试区各土地利用类型的变化幅度、变化速度、变化方向、空间格局变化特征.结果显示,在近30 a问,耕地面积的总趋势是减少,草地面积不断减少,而林地和居民地面积都有很大幅度的增加;居民地和林地的年变化速率一直高于其它土地利用类型;各土地利用类型主要向林地变化;林地的变化区域主要在南部林区,耕地和草地的变化在整个研究区域均有发生,居民地和水体的变化主要分布在沟道和河道两岸.     

大同市土地利用/覆盖动态变化研究

在RS和GIS技术的支持下,通过对大同市1987年和2000年两期Landsat TM(ETM)影像解译,分析了14a间的土地利用转移方向及其变化趋势,并结合景观格局动态分析的方法,定量分析了该区土地利用的动态变化及景观格局特征。结果表明:该区耕地和未利用地分别以201.56km2a-1、37.02km2a-1的速度在大面积减少,主要转为林地、建设用地和草地。建设用地和林地的面积分别以566.49km2a-1、139.97km2a-1的速度在增加,而草地和水域面积则变化相对较小;各土地利用变化的趋势分别是建设用地、林地和草地增加,处于"涨势"状态,耕地、水域和未利用地减少,处于"落势"状态;对该区景观格局分析显示,从景观尺度上看,斑块个数、多样性指数、破碎度和均匀度指数增加,分维数和优势度减小,说明景观异质性上升,结构趋向均衡化,稳定性增强,受人类干扰程度在加大。     

近40年来五陵原土地利用变化研究

利用1964年、1988年、2005年和2010年4期遥感影像数据,对五陵原地区土地利用情况进行监测,并借助GIS的空间分析功能,从土地利用的数量变化、利用程度变化和土地类型的转移角度,对近40 a来五陵原土地利用变化进行定量分析.结果表明:在自然因素以及人类活动的影响下,五陵原土地利用结构发生了明显改变.研究时段内水体和荒地的面积正在逐渐减少,但其减少的速度较为缓慢;耕地由于受到城市经济发展的影响,面积大幅度减少;而果园、城乡建设用地、道路均有不同程度的增加,其中果园和城乡建设用地增加的速度最快;林地是近40 a来该区最为稳定的土地利用类型,其面积基本不变.从土地利用类型的转移矩阵来看,五陵原地区各种土地类型之间存在着不同程度的转换,例如耕地主要的转出方向为果园和城乡建设用地,转入部分主要来自果园;耕地、果园和城乡建设用地之间的转换最为频繁;建设用地大量增加,主要通过侵占耕地实现.通过一系列的研究分析可以看出,研究区的土地利用正处于快速发展的时期,人类的生产生活方式对土地利用方式有着深刻的影响.     

基于RS与GIS的沈阳市土地利用及景观格局变化

近年来城市化过程中问题凸显,城市景观格局变化成为研究热点。以2000年、2005年、2010年三期TM遥感影像为基础数据,借助RS与GIS技术对沈阳市2000—2010年土地利用及景观格局时空变化进行分析。研究结果表明:沈阳市土地利用类型以耕地、建设用地、林地为主,研究期间建设用地、林地、园地、草地、水域、未利用地面积均呈增加趋势,其中建设用地面积增加最大,增加了54 527.34hm2,耕地面积显著降低,减少了95 924.15hm2。研究区景观的斑块密度、形状指数、香农多样性指数和均匀度指数分别从2000年的0.413,41.480,1.170,0.563上升到2010年的0.501,49.376,1.302,0.626,优势度指数从0.910下降到0.778。且后期比前期的变化速率快,表明景观破碎化速度加快,异质性增加。城镇化进程中人类活动是景观格局变化的主要驱动因子。     

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。     

新疆艾比湖湿地LUCC对景观格局演变的影响

以新疆艾比湖湿地保护区为研究区,采用1990年10月5日、2000年9月25日和2015年9月13日TM/ETM+影像,以土壤实测数据为基础,建立适宜的土地利用分类体系,分析了25 a间研究区的土地利用动态变化,以及景观格局的时空演变,从而深入探讨了土地利用变化对景观格局演变的影响。结果表明:(1)25 a间,研究区综合土地利用动态度为0.97%,且呈现逐年降低趋势,土地利用类型随着时间的推移,变化由剧烈逐步驱于平衡状态。1990—2000年间,林地和水田的面积增加,中轻度盐渍地和极重度盐渍地面积依然呈现明显的上升趋势;2000—2015年间,水体面积明显减少,沙漠面积急剧增加,重度盐渍地和极重度盐渍地面积呈现增加趋势。(2)25 a间研究区景观格局发生了很大的变化。蔓延度持续减小,分散与并列指数显著增加,景观的延展性下降,导致景观破碎化加剧。Shannon多样性指数和Shannon均匀度指数均呈现稳步增加趋势,这说明景观的异质性程度呈现上升趋势。(3)土地利用变化改变了景观格局,导致景观分散与并列指数增加,蔓延度降低,均匀度增加,研究区景观整体先向破碎化发展,后略有所好转,逐步向稳定优化的趋势发展,但总体的盐渍化和荒漠化趋势依然严峻。该研究进一步提出了改良方案,对研究区土地资源的合理利用和可持续发展研究具有重要意义。     

基于GIS的喀斯特地区土地利用景观空间格局研究——以广西壮族自治区河池市为例

本研究以1999/2000年的Landsat-TM遥感影像为基础数据,利用GIS技术,对广西河池市土地利用景观进行了遥感解译与制图,在此基础上运用景观类型指标(如斑块数、斑块面积、平均斑块面积等)和景观格局指标(如类型多样性指数、景观优势度、景观均匀度、景观破碎度、景观分维数等)对研究区土地利用的空间格局进行定量分析,并运用洛伦兹曲线分析了土地利用的聚集程度。研究结果表明,2000年河池市土地利用景观类型以林地为主,其次为草地、耕地、水域和城镇及建设用地,分别占土地利用总面积的72.62%、14.07%、11.93%、0.88%和0.51%。2000年该市土地利用景观的多样性指数为1.70,景观破碎度指数为1.18,分维数为1.43。土地利用类型多样复杂,景观破碎度较高,连通性差,容易受到外界的干扰,尤其是人类活动对土地利用的影响,使得原本脆弱的生态环境极易遭到破坏而日益恶化。研究该地土地利用景观空间格局可以为可持续开发利用土地及土地管理与设计提供依据,并为研究土地利用空间格局的演化打下基础。     

黑河下游土地利用与景观格局时空特征分析

基于研究区1986年Landsat TM和2000年Landsat ETM 遥感影像资料,综合运用遥感与GIS技术手段,结合景观格局分析软件,就近15年来黑河下游额济纳流域土地利用与景观格局变化进行了分析,并探讨了引起变化的驱动因素.结果表明:①研究区草地、林地、水域、耕地面积减少,居民工矿建设用地和未利用土地面积显著增加;土地利用动态转化过程以草地转化为未利用土地、林地转化为草地和未利用土地逆转为草地为主要特征;土地利用的空间位置转换面积大于其数量变化.②景观的破碎化程度降低,景观多样性及景观异质性程度减小,景观的稳定性降低.③气候的暖干化趋势,黑河下泄水量的持续减少,加之人类不合理的经济活动,是黑河下游土地利用和景观格局变化的主要原因.     

内蒙古自治区呼和浩特市1990-2010年景观格局变化及其驱动力

[目的]探究内蒙古自治区呼和浩特市景观格局的变化与驱动因素,以期为研究区经济社会可持续发展和区域水资源可持续利用提供理论支撑。[方法]利用1990,2000和2010年的3期土地利用类型遥感影像,运用ArcGIS及Fragstats景观分析软件,并结合景观生态学的分析方法,对内蒙古自治区呼和浩特市1990-2010年土地利用/覆被和景观格局变化进行分析。[结果]①研究区近20 a土地利用类型变化明显。耕地和林地面积增加,草地面积减少,而水体面积总体保持一致,但呈现先减少后增加的变化过程。②景观结构多样性增加,类型斑块数增加,破碎化程度加剧。③研究区土地利用/覆被和景观格局变化是人为因素和气候因素共同作用的结果,第1主成分和第2主成分为人为因素,第3主成分是自然因素。3个主成分对研究区土地利用和景观格局变化贡献率分别为51.34%,23.49%,10.90%。[结论]研究区土地利用和景观格局变化主要是人为活动中的耕地面积、人口数量、GDP、一产产值和气候因素中的降雨因素所致;自然因素贡献不大,人为因素中政策因素影响更加直接。     

华北平原城郊类型区土地利用及景观格局变化研究——以衡水市桃城区为例

基于Landsat TM影像数据,应用ArcGIS软件和景观生态学方法,分析了城郊类型的桃城区1996~2000年间的土地利用空间格局变化。结果表明,该区土地利用类型以耕地、建筑用地为主,1996年二者总面积占全区面积的93.45%,2000年略降为85.8%。园地、农村居民点面积增加迅速,分别增长了7.65%和4.72%,小麦、棉花面积下降较快,各下降了7.37%和8.58%。土地变化主要表现为小麦向农村居民点、小麦向园地、棉花向小麦、农村居民点向城镇的转移。采用斑块平均面积、分维数、优势度指数和破碎度指数等景观指数分析了桃城区的景观动态变化特征,发现桃城区正处于乡村向城镇化发展的过渡状态。     

基于Markov模型的长岭县土地利用时空变化研究

以吉林省西部长岭县为研究区,在RS和GIS技术支持下,对长岭县1995年和2000年两时期遥感图像数据进行处理,获得研究区土地利用/覆盖现状图,在分析土地利用现状的基础上,求得土地利用变化转移矩阵;应用马尔柯夫随机模型对长岭县未来几十年土地时空变化过程进行了模拟分析和定量预测.结果表明:2000-2050年,长岭县的土地利用变化趋势是耕地面积增加1.77%,草地面积逐渐减少1.1%,未利用地面积大约减少0.91%,林地、水域、居工用地变化不大.     

基于土地利用变化的民勤县土地生态风险研究

利用1987、2000、2008年民勤县TM遥感影像数据,基于GIS技术和统计分析方法,分析民勤县土地利用/覆被生态风险的时空特点和结构演变,并选取土地利用综合指数和景观格局指数研究土地利用变化对土地生态系统造成的风险进行评价。结果表明:民勤县土地利用/覆被存在的生态风险主要集中在草地和未利用地,两者的面积占研究区总面积的75%以上。耕地、草地、未利用地三种土地类型间的相互转化是民勤县22年间最主要的土地利用变化。在人类活动对土地的扰动作用日益加强和区域经济社会发展目标趋同性的双重影响下,土地利用的广度和深度上不断增大,研究区斑块数量明显增多,景观破碎化程度加重,景观多样性指数和分形维数指数上升,土地生态风险程度增大。