生态脆弱区土地利用变化及驱动力——以河北省张北县为例

[目的]研究河北省张北县的土地利用变化及其驱动因素,为该区域土地管理决策和土地资源可持续利用供科学依据。[方法]以1989,1995,2000,2010年TM遥感影像为数据源,运用遥感、地理信息系统、数理统计分析等技术与方法,系统分析了张北县土地利用变化的时空特征,剖析了土地利用变化的驱动因素。[结果]张北县主要地类为耕地、林地和草地,1989—2010年土地利用数量变化主要表现为耕地和草地面积的减少,林地和建设用地面积的增加,其中2000—2010年土地利用变化更为剧烈;地类转换主要表现为耕地、草地向林地转变以及耕地、草地向建设用地的转变;空间变化主要表现为东部坝头地区林地增加明显,中部平原地区建设用地扩张明显。[结论]近20年来张北县土地利用变化明显,主要受自然及社会经济因素综合影响。此外政策因素也是该区域土地利用变化的主要驱动因素。     

1990年以来武汉城市圈土地利用变化时空特征研究

武汉城市圈是全国首批资源节约与环境友好型社会建设综合配套改革试验区之一,也是长江经济带发展战略和中部崛起战略的重点区域。科学认识武汉城市圈土地利用变化时空格局的历史特征,对区域土地利用政策的制定和实施具有重要的意义。对已有的土地利用分类编码方式进行改进,结合土地利用动态度模型,对武汉城市圈1990年、1995年、2000年和2005年4期土地利用数据进行分析,形成对武汉城市圈1990年以来土地利用变化的基本规律、阶段性趋势和空间差异的科学认识。结果表明:1990年以来,武汉城市圈耕地、林地和草地大面积减少,水域和建设用地面积有较大幅度的增加。在不同的发展阶段,武汉城市圈土地利用变化呈现出不同的规律:1990—1995年武汉城市圈的土地利用变化以耕地减少为主要特征;1995—2000年武汉城市圈土地利用变化以耕地和水域的相互转换为主要特征;2000—2005年武汉城市圈土地利用变化以耕地向水域和建设用地转换为主要特征。武汉城市圈土地利用变化表现出明显的空间差异性:土地利用动态度最大的区域集中在武汉市及其周边县域;从单一土地利用类型看,耕地、林地、建设用地动态度最大的区域也主要集中在武汉市及其周边县域,而水域动态度最大的区域集中在仙桃市和潜江市。     

松花江流域哈尔滨段土地利用时空格局演变特征分析

利用1996年、2005年Landsat TM/ETM+遥感影像和野外调查数据,运用ArcGIS分析土地利用变化,并基于DEM探究松花江流域哈尔滨段土地利用空间格局的时空演变。结果表明：区域土地利用空间位置转换面积小于其数量变化,土地利用变化面积大小顺序为：林地＞耕地＞草地＞水域＞未利用地＞建设用地;土地利用转化过程以耕地-林地、草地－林地和未利用地－林地为主,其中耕地－林地相互转换最为剧烈,林地、水域和建设用地具有较高的保留率,草地、未利用地和耕地具有较高的转换率;海拔300～600 m、坡度大于25°的区域,以林地－耕地和草地－耕地为主,局部存在滥垦草地、毁林开荒等现象。该区域是黑龙江省重要粮食产区,此研究有助于加强土地资源的保护和实施退耕还林、还草等农林复合经营措施,对缓解人地矛盾、实现土地资源合理利用及维持区域生态平衡具有重要意义。     

陕西省2000-2018年土地利用时空演变及驱动因素

[目的] 分析陕西省土地利用变化及驱动因素,为促进该省土地资源综合优化配置和社会经济可持续发展提供科学依据。[方法] 基于2000,2010和2018年陕西省的土地利用遥感监测数据,通过土地利用动态度、土地利用转移矩阵、空间自相关等方法定量分析陕西省土地利用的时空演变特征,并利用主成分分析法对其土地利用变化的驱动力进行分析。[结果] 各土地利用类型面积均有不同程度的变化。其中,耕地面积下降最多,工矿建设用地面积增速最快,水域面积变化最小。土地利用类型受自然条件的影响,空间差异性显著。农村居民用地、未利用地、耕地、林地、草地的空间聚集性强,水域、城镇居民用地和工矿生产用地的空间集聚性性相对较弱,草地、工矿建设用地形成新的集聚区。陕北高原和关中平原土地利用转移相对频繁,陕南山区土地利用转换相对较小。榆林市和延安市主要表现为耕地向林地和草地转移以及未利用地和草地向工矿建设用地转移,西安市主要表现为耕地和农村居民用地向城镇居民用地转移。土地利用变化的主要因素是城市化发展过程中社会经济的发展以及产业结构的调整。[结论] 陕西省土地利用变化区域差异较大,应因地制宜制定土地利用规划,促进人口—经济—生态之间的协调发展。     

基于遥感与GIS的LUCC及马尔柯夫过程趋势预测——以重庆市南岸区为例

重庆市南岸区近年来经济迅速发展,但土地利用中也存在一定的问题,通过对其土地利用/土地覆盖变化的研究,为_十地合理规划、管理和使用提供有力工具.以南岸区1993年、2001年、2007年3个时期的遥感数据作数据源,在遥感和GIS技术支持下对该区域1993-2007年土地利用/土地覆盖类型的动态度变化、转换变化和驱动力进行分析,确定了土地利用/土地覆盖类型的初始状态矩阵和转移概率矩阵,并且用马尔柯夫过程模型预测了该区2012-2024年LUCC的演变趋势.结果表明,在这14 a内,城市建设用地的增加主要是由耕地和林地转换来的,还有部分水域的出入转换.南岸区经济的快速发展是导致土地利用/土地覆盖类型发生变化的主要驱动力.此外,政府在城市发展中对城市的规划对土地利用的变化也起着重要的作用.经预测表明,在现有干扰不变的情况下,南岸区2012-2024年土地利用/土地覆盖类型将呈现耕地、林地和未利用地面积逐渐减少,而水域和城市建设用地面积逐渐增加的趋势.凶此为实现研究区土地资源的可持续利用,必须采取措施保护耕地和林地,加强城市建设用地的管理.     

1980-2015年江西省土地利用迁移变化分析及驱动机制研究

厘清江西省土地利用转换时空特征,明晰驱动因子,可为该区土地资源的合理开发和生态环境保护提供科学依据。基于Landsat遥感影像,利用ArcGIS空间分析和SPSS主成分分析等方法,通过土地利用单一和综合动态度、土地利用转移矩阵和土地利用程度综合指数,以及土地利用重心迁移等,研究了1980—2015年江西省土地利用时空变化,并探究了驱动机制。结果表明：(1) 1980—2015年江西省土地利用综合动态度为0.168%/a,类型主要为林地和耕地,两者面积占总面积的89.85%,其中建设用地面积变化最大,期间共增加了2 241.01 km²,为主要变化类型。(2) 1980—2015年江西省土地利用转出和转入面积最大的分别是耕地3 190.67 km²和建设用地2 325.20 km²,而林地和草地也分别转出2 830.77 km²,885.18 km²,迁移变化总体上为居民建设用地大量扩张,耕地和林地面积均大为减少。(3)江西省土地利用重心随土地利用变化发生相应改变,其中建设用地和...     

基于IPAT-S脚本语言的土地利用情景分析及其应用

建立一种土地利用情景分析方法,该方法以土地利用转换系统最小变动为原则,对不同土地利用的情景设置,利用线性目标优化的Markov链方法生成逐年土地利用面积转换矩阵和各土地利用类型面积。IPAT-S脚本语言实现了上述方法,并提供了上述方法与土地利用空间格局模拟进行耦合的接口。应用上述方法对海淀区2002～2015年土地利用变化进行了多情景分析,结果表明不同的土地利用情景设置对土地利用结构具有明显影响,城镇和工矿用地的集约度对耕地和园地面积的缩减速度具有决定性的作用。     

重庆市土地利用变化特征的遥感分析（英）

使用TM影像和参与性农村评估获取的数据,研究了1986-2005年间重庆市土地利用变化的时空特征,结果表明:1986-1997年间,耕地转为建设用地、草地和未利用地开垦为耕地或林地是重庆市3个最大的土地转换类型,而1997-2005年,这一转换则体现为耕地退为林地、建设占用耕地、耕地转换为水体和未利用地开垦为耕地或林地.建设用地的扩张以耕地的减少为代价,而同时又有大量的草地和未利用地开垦成耕地.林地的快速增加来源于草地和未利用地的开发和建设用地的复垦.同时,三峡工程的修建也使得沿江及其支流的部分耕地转换为水域.然而,驱动重庆土地利用变化的这一特征,其主要原因在于政策安排和土地利用覆盖的原始格局.前者决定短时期内重庆土地利用变化的基本方向,而后者则在大的环境背景下,决定重庆土地利用变化异质性的根本性力量.研究有助于理解后备资源短缺下的土地资源压力,对制定合适的土地管理时间策略,监测生态系统状况和态势具有重要意义.     

1990-2005年武汉市土地利用时空变化及其政策驱动因素分析

基于湖北省武汉市1990,1995,2000,2005年四个时相的土地利用数据,利用ArcGIS的空间分析方法和技术,获取土地利用转移矩阵、土地利用面积变化图及土地利用分布中心研究武汉市土地利用的时空变化特征,并从政策层面分析1990—2005年政策因素对武汉市土地利用变化的驱动影响。结果表明在1990—2005年:1）武汉市土地利用变化以耕地、城市建设用地、水域的变化及它们之间的相互转换为主,其中耕地面积持续下降,建设用地面积持续扩张,水域面积缓慢增加;2）武汉市林地、耕地和水域的空间分布中心均有向北迁移的趋势,建设用地中心有向西南迁移的趋势,而草地中心则有向东迁移的趋势;3）耕地保护、退耕还林和中部崛起等相关政策对武汉市土地利用时空变化存在着影响。     

2000-2015年四川省南充市土地利用/覆被变化及其驱动因素

[目的]对四川省南充市15 a间土地利用/覆被的时空变化特征及其驱动因素进行分析,为南充市的生态环境建设与可持续发展提供科学依据。[方法]基于南充市2000,2010,2015年3期Landsat影像和QuickBird高精度遥感数据,计算2000—2015年土地利用/覆被转移矩阵和土地利用/覆被状况指数。[结果]①近15 a来,南充市的土地利用/覆被类型以耕地和林地为主,约占研究区面积的80%,但各土地利用/覆被类型间都有不同程度的相互转换。②研究期内,林地面积增加1006.2 km~2,主要由耕地和草地转化而来;建设用地面积增加965.4 km~2,多由水体和耕地转化而来,而耕地、草地和水体面积分别减少了1 549.8,307.9,90.4 km~2。③近15 a来,南充市土地利用/覆被状况指数变化表明,林地和建设用地呈转好趋势(土地利用/覆被状况变化率为正值),耕地呈转差趋势(土地利用/覆被状况变化率为负值)。[结论] 2000—2015年南充市土地利用/覆被变化明显,其中,地形、人口、城市化水平和退耕还林工程等是造成南充市土地利用/覆被变化的主要驱动因素。     

基本农田保护区规划调控下的土地利用空间重构分析

为了提高基本农田保护区专项规划对土地利用的空间导向作用,加强基本农田建设,探索土地利用空间重构的技术方案。该文以顺义区杨镇基本农田保护区专项规划分析为例,通过划定12个基本农田保护区,利用农用地分等成果,辅助耕地邻域替代评价和适宜性评价方法,确定了保护区内设施农用地、农村居民点用地、未利用地的土地整治方向,以及整治地块的空间分布和时序安排。分析结果显示,一、二、三级土地复垦整治地块面积为459.44hm2,未利用地高、中度适应性评价面积为35.12hm2,对该部分地块的整治能有效地增加基本农田保护区内耕地的比例;农田景观指数分析结果显示,随着待整治地块向耕地转变,基本农田保护区内耕地的集中连片度不断提高。基于土地整治行为的土地利用空间重构方式,成为编制基本农田区专项规划的有益探索,深化了对土地利用规划的研究。     

大城市近郊县域耕地保护预警方法

县域是耕地保护及预警最为合理的研究尺度,综合应用土地利用规划、年度计划和农用地分等定级成果,预测耕地资源“量”与“质”的变化趋势是科学合理地保护耕地的有效手段。该文在单项指标和综合指标2个层次上,从耕地数量、稳定生产能力、易变养分的空间变化和综合4个方面构建了县域耕地保护预警体系,并对北京市顺义区进行了耕地保护预警研究。顺义区耕地保护单项指标预警结果表明,2007、2008年顺义区耕地数量出现轻警,2009、2010年则为无警;耕地稳定生产能力在2007、2009年为中警,2008年为重警,2010年为轻警;而易变养分含量变化的警情则不尽相同。综合指标预警结果表明：2007年顺义区耕地保护出现重警,2008年和2009年为中警,2010年为轻警。研究结果从预警的时间尺度和空间尺度出发,全面考虑了耕地的数量变化和质量变化,并使警情判定与土地管理和农业生产工作相衔接,是进行区域耕地保护预警研究的有效方法。     

基于DPSIR模型的农业土地资源持续利用评价

该研究以北京顺义区为例,分析农业土地资源所承受的压力;在DPSIR框架下设计25个指标,系统评价1991－2002年间农业土地资源“驱动力”、“压力”、“状态”、“影响”、“响应”指数的时空特征。时间变化上,顺义区农业土地利用变化的“驱动力”和“压力”逐步增强;系统的“状态”和“影响”呈不规则下降趋势;“响应”水平在2000年以前变化平稳,之后快速上升。空间分布上,“驱动力”高值区分布在城市化和工业化水平较高的区域,“压力”高值区分布在农业集约化水平较高的区域,系统的“状态”和“影响”具有空间“互补”的特点,“响应”与“驱动力”的空间分布基本一致。适度发展工业和城市,科学施肥与养殖、降低农业土地利用的环境影响,调整种养结构,建立“节地、节水”型农业,改善农业发展条件和提高农业土地经济产出是提高农地资源持续利用水平的有效措施。     

干旱半干旱区不稳定耕地分析及退耕可行性评估

受不利的自然条件等因素影响,西北干旱半干旱地区耕地稳定生产和可持续生产能力较弱。基于全国不稳定耕地调查评价成果,系统分析了地区不稳定耕地现状、成因,并进一步以新疆尉犁县为典型案例,建立基于生态约束强度的多情景模拟方法,设置生态安全情景、综合协调情景和耕地保护情景三种不稳定耕地退耕情景,模拟地区不稳定耕地退耕前后土地用途调整及退耕规模,在此基础上评估不同情景下不稳定耕地退耕影响及退耕可行性。研究发现,①西北干旱半干旱地区存在510021.53 hm2不稳定耕地,集中分布于新疆北部、甘肃中东部和宁夏中南部,以旱地、水浇地为主的地类结构及较低的耕地质量导致不稳定耕地利用状况普遍不佳;②土地荒漠化、沙化是地区不稳定耕地形成的主要原因,草原、林区和内陆河道过度开垦也是造成地区耕地不稳定的因素;③三种退耕情景下,尉犁县棉花产量将分别下降28.64%、20.34%和10.43%,农民短期棉花种植收入虽受到严重影响,但考虑到退耕后土地用途调整带来的林果业等长期收入,农民总收入将分别增长10.41%、12.01%和15.25%,退耕也有利于改善地区生态环境,地区生态系统服务总价值分别增长26743.05万元、19559.81万元和15147.52万元,综合权衡下尉犁县不稳定耕地退耕具有可行性。西北地区需要制定严格的法律法规限制土地的无序开垦,尽快出台区域生态红线等管制制度,促进土地利用与生态保护达到协调一致。     

小江流域土地利用变化及其趋势分析

运用遥感和地理信息系统技术，提取了小江流域1987，1995年和2000年土地利用空间数据，分析了1987～2000年间小江流域土地利用类型变化的幅度、速度以及类型之间相互转移，并应用马尔柯夫概率模型对小江流域2015年土地利用格局进行了预测。结果表明：13年来小江流域耕地、林地以及城乡工矿用地面积均显著增加，其中耕地增加最为显著，由1987年的345．1km^2增加到2000年的398．7km^2。小江流域土地利用变化速度很快，年均变化速度达0．49％；对单一土地利用类型来说，城乡工矿用地的年均变化速度最大，年变化率达3．52％，其次为耕地和水域。增加的耕地主要来自草地、林地和水域；林地中除部分转化为耕地外，由12．64％的林地退化成草地；草地和未利用地基本保持不变。到2015年，小江流域耕地、林地、水域和城乡工矿用地面积和比例将会增加，草地和未利用地面积和比例将会下降。     

近20年海南省耕地林果化的时空分异及驱动因素分析

耕地林果化是指原本种植粮食作物的耕地被用于植树种果的现象,揭示耕地林果化时空分异及驱动因素对科学管理耕地、稳定粮食生产具有重要意义。基于土地类型变化视角,以海南省2000、2010和2020年3期土地利用数据为基础,综合利用转移矩阵、地理探测器和多元线性回归模型,系统分析了近20年海南省土地类型变化视角下的耕地林果化利用总体态势、时空分异特征及其驱动因素。研究表明：2000－2020年海南省林果化耕地规模呈降低态势,耕地林果化增量规模从2000－2010年的1 314.35 km2下降到了2010－2020年的472.45 km2,且前时段的林果化耕地有397.61 km2在后时段转回为了耕地。两个时段内,市县尺度耕地林果化利用现象空间差异明显,文昌、儋州的耕地林果化规模较高;网格尺度的耕地林果化空间分布格局基本相似,但格网耕地林果化比例具有明显差异。各时段驱动因子的解释能力不同,GDP增速、自然地形、区位因素是解释力较强的驱动因子;驱动因子是通过因子间交互作用影响耕地林果化利用,表现为双因子增强或非线性增强。     

北京市基本农田保护区内耕地数量提升潜力研究

北京市已划定九大片基本农田保护区,对保护区内耕地数量提升潜力进行估算,可为北京市基本农田保护区内耕地保护和利用提供依据。基本农田保护区耕地数量的增加主要有三个来源:农用地中的非耕地通过农业结构调整和农田整理转化为耕地,建设用地中的农村居民点和废弃工矿通过整理和复垦转化为耕地,未利用开发转化为耕地。可调整地类可作为耕地增加的来源,规模约为4 789hm2,通过农田整治增加耕地规模约为3 300hm2;基本农田保护区内农村居民点腾退补充耕地约为7 500hm2,废弃工矿复垦退补充耕地的潜力约为272.24hm2;未利用地开发可补充耕地数量约为900hm2,主要分布在顺义东部片和平谷西南部片。     

秦岭北麓城市新兴开发区生态系统服务价值变化

[目的]选取秦岭北麓典型城市区域陕西省西安市浐灞生态区为研究对象,从景观格局变化、生态服务价值两方面分析城市新区建设及可持续性,以期为城市生态建设提供决策参考。[方法]以遥感数据为基础,对研究区土地利用类型和景观格局进行定量分析,研究城市新区尺度下的景观生态系统和生态服务价值变化特征。[结果](1)2004—2014年,浐灞生态区城乡转换特征明显,农业景观比重显著降低,建设用地景观增幅达88.2%,生态景观增幅高达201.5%以上,区域"生态含量"明显提高。(2)生态服务价值以农田、绿地和水体景观变化较为明显,其中农田生态服务价值损失近65%,到2014年全区85%以上的生态服务价值来自于绿地和水体景观。[结论]浐灞生态区10a间生态用地动态变化强烈且持续,城市生态服务价值增加明显,反映该区在保障城市化建设的同时,有效且显著提高了环境质量,其生态建设政策有利于区域生态系统的建设和发展。     

内蒙古耕地资源变化过程与粮食生产安全问题研究

内蒙古自治区地域辽阔,水热等基本条件相差悬殊,土地资源分异非常显著,耕地资源也表现出较明显的地域差异。本文利用内蒙古自治区50多年的统计数据和近9年的土地利用变更调查数据,分析了内蒙古自治区耕地面积、人均耕地面积变化过程,耕地面积变化过程的地域差异及耕地面积变化与粮食产量的关系。结果表明,内蒙古人均粮食产量的变化趋势随人均耕地的增减有较大起伏,两者的变化基本同步,并随社会经济的发展和人口的不断增加,人均耕地面积有减少的趋势,故从粮食生产安全角度考虑,保护耕地成为粮食生产安全的根本保障。基于此,从珍惜和保护好现有耕地,大力改善农业基础设施建设、特别是水利工程建设,严格控制非农业建设侵占耕地,切实保护耕地资源,加强基本农田的行政管理和社会监督及建立耕地利用考核体系,缩减土地征用利益空间等方面提出了耕地保护与保障粮食生产安全的对策。     

我国西北风沙土-黄土地区土地利用变化及其对生态建设的意义

China has experienced dramatic land use changes over recent decades, with marked environmental and socio-economic consequences. Hengshan County, located in the aeolian-loessial area of Northwest China, was investigated to illustrate land use changes and their implications for environmental and long-term rural economic development. The farmland in Hengshan County significantly decreased during 1990--2003, whereas forest land and grassland increased. The conversion rates of farmland, orchard land, forest land and construction land varied markedly among different periods: 1990--1995, 1995--2000 and 2000--2003. Conversion of orchard land, grassland and construction land was dominant in 1990--1995, whereas the conversion of farmland to forest land mainly occurred in 2000--2003. The results suggested a profound transition in institutional policy and political economy of land management, including implementation of integrated soil erosion control projects, adoption of a market-oriented economy and the ‘Grain-for-Green’ policy, during this period in China. To achieve long-term sustainable land use in Hengshan County, efforts should aim at increasing off-farm income of rural families as well as establishing land-economizing mechanisms to promote land productivity, in addition to conservation measures.