基于地形梯度的高原山地区土地利用格局时空特征——以贵州省盘县为例

地形因子在一定程度上制约着土地利用空间格局的形成及变化,高原山地区更为明显。该文选取贵州省盘县作为研究区,运用地学信息图谱理论、地形分布优势指数、地形位指数和土地利用综合程度指数分析了2000—2010年研究区土地利用在地形梯度上的空间分布和内在演变特征。结果表明:研究期间,盘县耕地大幅度减少,林地、草地、建设用地和水域大幅度增加,未利用地不甚明显.不同土地利用时空分布及其变化受地形因子的影响呈现一定的垂直分布特征。低级别区耕地优势位增强,水体优势位出现显著萎缩,中级别区林地和草地优势位基本保持稳定。高级别区林地和草地优势分布范围拉宽,建设用地和水体优势位出现退缩。土地利用图谱以稳定型和前期变化型为主,不同图谱变化类型均是不同级别区耕地向林地、草地及建设用地转化为主要特征。土地利用综合程度指数随地形级别区的增加呈现先下降后趋缓特征。高原山地区土地利用结构调整应充分统筹区域地形结构及土地利用格局垂直梯度特征,对不同土地利用类型优化布局进行因地制宜的安排与协调,实现区域土地资源在空间结构上的合理配置与可持续利用。     

基于地形梯度的汾河流域土地利用时空变化分析

地形在一定程度上影响着土地利用变化,对土地利用空间格局的形成具有重要作用,因此,分析土地利用类型与地形因子的动态关系可以反映土地利用变化的合理性,对后续的土地利用管理和水土保持有重要的意义。基于汾河流域1986年、1995年、2005年和2010年土地利用矢量图,构建土地利用变化图谱和地形位指数,系统分析了土地利用在地形梯度上的分布特征和变化历程。结果表明：1986－2010年,土地利用类型以耕地、林地和草地为主,其中耕地减少和建设用地增加是主要变化类型。各地类在地形梯度上呈明显的层级分布,耕地、建设用地和水域主要分布在低地形梯度,草地分布在中区段,而林地集中分布在中高区段。土地利用变化以稳定型和反复变化型为主,两者占研究区总面积的98.4%,其中,稳定型以低地形梯度的耕地和中高地形梯度的林地为主,反复变化型以低中地形梯度的草地与耕地间的反复转化为主;其余图谱类型的比例均在1%以下,主要变化类型均为中低地形梯度下耕地向建设用地的转化。在自然因素、人类活动和政策的共同作用下,汾河流域的土地利用结构和空间格局发生了改变,整体趋于合理,但仍存在部分不合理利用现象,需要加强规划管理。     

基于地形梯度的哈尔滨市土地利用格局变化分析

为揭示土地利用格局变化在地形差异上的演变过程,探讨不同地貌部位自然因素和人文因素在土地利用变化过程中的作用,以1989年、1995年、2001年和2007年Landsat TM/ETM+影像为主要数据源,在RS和GIS支持下获取土地利用数据。基于地学信息图谱分析理论,研究该区域不同时期土地利用空间格局变化进程,揭示土地利用变化成因和机理,并基于DEM(digital elevation model)探究土地利用图谱地形梯度的空间分异和时空演变规律。结果表明:土地利用结构以耕地和林地为主,耕地和未利用地面积持续减少,平均斑块面积分别由20.96km2减少到2.87km2和3.92km2减少到0.09km2,破碎化程度加剧,且未利用地(滩涂地和湿地)→耕地是其主要的转变轨迹,居民工矿用地呈现不平衡的增加态势,耕地是居民工矿用地和林地的主要转化来源,林地的破碎度由0.117个/km2增加到0.532个/km2,破碎化程度日益严重;前期变化型和持续变化型的分布指数在地形位等级2时最大,稳定型和反复变化型的在地形位等级1时最大,之后随着地形位的增加而减小;中间过渡型呈现一定的曲线变化。该文为城市化过程中的土地资源的合理规划和利用提供科学依据。     

黄土丘陵区土地利用变化与地形梯度关系研究

土地利用/土地覆被变化(LUCC)是人类活动与自然环境相互作用最直接的表现形式,是反映人类活动程度的重要因子。以彭阳县为例,应用1995年和2014年25m×25m的DEM数据和土地利用现状数据,运用GIS空间分析功能,采用地形位指数以及分布指数定量分析了1995—2014年彭阳县土地利用基于地形梯度的变化特征。结果表明:(1)1995—2014年,彭阳县耕地和未利用地面积大量减少,草地面积大量增加,林地、水域和建筑用地面积均有不同程度的增加;(2)随着地形位的升高,耕地、水域、建筑用地的分布指数逐渐降低,林地和草地的分布指数逐渐升高,未利用地的分布指数先升后降。草地的优势分布区间增加了2个地形位,未利用地的优势分布区间降低了2个地形位;(3)水域的优势度区间集中在低地形位区间,耕地和建筑用地的优势度区间集中于低中地形位区间,林地、草地和未利用地的优势度区间集中于中高地形位区间。     

基于地形梯度的湘西地区生态系统服务价值时空变化

为探究土地利用和生态系统服务价值（ecosystem service value,ESV）随不同地形因子变化的情况,本文利用湘西地区1990年、1995年、2000年、2005年、2010年及2015年6期遥感数据、野外调研数据和统计数据,分析了湘西不同土地利用类型在不同地形梯度上的变化、生态系统服务价值的时空变化及土地利用格局与ESV的相关性。研究结果表明：1）受人类活动影响较大的土地利用类型如耕地和建设用地主要分布在较低高度及坡度梯度上,山体南面和东面方向各类型土地面积较大。林地在不同地形梯度上均为最主要的土地利用类型。建设用地面积在不同地形梯度上随时间均明显呈增加趋势。2） ESV在海拔梯度上表现为先减少后增加,且海拔越高,ESV随时间变化的增长幅度越小;ESV随坡度增大而增大,且25年间最小坡度梯度上增长量最多;ESV随着地形位指数上升而增大;坡向变化中,东南方向出现ESV最低值,西北方向出现ESV最高值,东和西北方向ESV随时间增长量最大。3）相关性分析表明,林地、草地在坡度和地形位梯度上的变化与ESV变化呈正相关。湘西地区土地利用变化及生态系统服务价值随地形变化的差异明显。本研究为合理布局和保护我国南方丘陵山地区域的生态用地,发挥湘西地区的生态屏障作用提供了理论依据和决策支持。     

基于地形梯度的高山峡谷区土地利用时空格局及功能分区

[目的] 分析高山峡谷区土地利用情况及其地形梯度分布格局,并进行功能分区,为类似区域土地资源的可持续利用提供参考。[方法] 以云南省泸水市为例,采用地形位指数和分布指数系统分析高山峡谷区土地利用在地形梯度上的分布变化特征。[结果] ①泸水市土地利用具有显著的优势分布特征,2000-2018年,林地作为主导地类,其比例从77.50%增长至84.49%。建设用地也快速增长,由2 804.49 hm²增加到4 785.65 hm²。未利用地、耕地、草地逐渐向林地转变,面积分别减少了14 368.38,5 171.68和4 049.54 hm²,水域面积稳定在900 hm²左右。②泸水市土地利用格局在地形梯度上的层级差异十分显著,林地在整个地形梯度上具有统治地位,水域、建设用地、耕地广泛分布于中、低地形位,草地的优势区间位于坡度高但高程较低的中地形位,未利用地则在高地形位占据主导优势。③基于地形分异规律,泸水市可分为4大功能区：河谷集约发展区、陡坡综合治理区、中高山生态提升区、山顶生态封禁区。[结论] 高山峡谷区在地形梯度上形成了多层级独特的土地利用分布格局,具有分区发展的潜力,不同分区对应着不同的土地利用发展策略。     

基于地形梯度的冀西北山地丘陵区土地利用格局变化分析——以河北省怀来县为例

为研究山地丘陵地区土地利用格局在地形差异上的演变规律,明确自然和人文因素在土地利用变化中的作用,基于RS和ArcGIS空间分析技术,利用地形位指数和分布指数,研究了河北省怀来县1993—2013年土地利用变化在地形差异上的时空分异特征。结果表明:六种土地利用类型空间分布及其变化均受到地形因子的影响和制约。水域的优势位主要分布在高程为300~500m、坡度0°~6°以及地形位级别为二级的区域;建设用地和耕地多分布于高程为500~700m、坡度0°~6°以及地形位级别为一级的区域;园地的地形适应性强于耕地,其分布的区域相对于耕地更加广泛,林地和未利用地则主要分布于高程900 m以上、坡度6°以上的区域,林地在地形位较高的级别更有优势。该文为今后怀来县土地资源的合理利用和科学规划提供依据与指导。     

滇池流域土地利用格局变化的地形梯度效应

[目的]分析滇池流域的土地利用变化的总趋势和地形梯度格局及影响因素,为土地利用模式的优化配置和土地资源的可持续发展提供依据。[方法]采用土地利用幅度和动态度分析了土地利用变化的总趋势,从地形因子(地形起伏度、坡度、坡向、地形位)角度用地形分布指数法分析了土地利用的地形梯度格局,用定性分析法分析了地形梯度效应的影响因素。[结果](1)2000—2014年研究区土地利用类型以耕地、林地、草地和建设用地为主,建设用地增速最快,草地减速最快。(2)土地利用在不同地形梯度上有明显的层次分布格局和变化趋势。随着地形梯度的升高,水域、耕地和建设用地、草地和未利用地、林地的优势分布区逐渐升高,分别在最低、低和中低、中低、中高和高地形梯度上占绝对优势;水域、耕地和建设用地(除后两者最低一级梯度)分布指数随之减少,草地和未利用地分布指数变化不明显,林地分布指数则不断增加。(3)土地利用格局变化的地形梯度效应受基础的地形因素、起推动的社会经济因素和宏观调控的政策因素的共同影响。[结论]滇池流域土地利用地形梯度格局变化明显,并受地形、社会经济和政策因素共同影响。     

快速城镇化地区土地利用变化的地形梯度特征分析——以榆次区为例

为探讨快速城镇化地区——山西省晋中市榆次区不同地形梯度上的土地利用变化特征,本研究以2000年、2008年和2016年3期影像和ASTERGDEM为数据源,分析2000—2016年间土地利用变化的时空特征,选用坡向、坡度变率、地形起伏度、地形位指数和土地利用类型分布指数对土地利用的地形梯度分布特征和变化过程进行分析。结果表明:1)2000—2016年,榆次区建设用地主要向西北方向扩张,主要分布在地形起伏度30m、坡度变率2°、阳坡和半阳坡及地形位为1～3级的地区。土地利用以建设用地、耕地和未利用地为主,其中耕地所占面积最大,2000年、2008年和2016年的平均比例为46.91%。2000—2008年建设用地面积增加43.07 km2,未利用地面积减少37.33 km2; 2008—2016年未利用地面积减少221.00 km2,而耕地面积和建设用地面积分别增加170.61 km2和37.36 km2。2)在坡度变率、地形起伏度和地形位梯度上,建设用地、耕地和水域主要分布于低梯度带,而林地和未利用地分布于中高梯度带;建设用地和耕地在平地、阳坡和半阳坡呈分布优势,林地在阴坡和半阴坡具有分布优势,而未利用地的优势分布区为阳坡和半阳坡;2000—2016年耕地的主要分布区向地形起伏度30 m、坡度变率为2°～15°、地形位为4～11级的区域扩张。榆次区土地利用变化地形梯度差异明显,地形因素、人类活动、政策因素、交通和区位为其主导因素。该研究结果为区域城镇化过程中的土地合理规划利用提供科学依据,为生态环境治理提供决策支持。     

基于地形梯度的皖南地区土地利用分布特征

以安徽省皖南地区为例,利用GIS空间分析技术,通过计算高程、坡度和地形位指数等地形梯度上的土地利用分布指数,分析了3种地形梯度上不同土地利用类型的分布特征,探讨了该区土地利用分布特点与地形间的关系。结果表明:(1)研究区在高程0~600 m、坡度0~21°和地形位指数0~1.575 0区域内的面积占皖南地区总面积的93.10%、83.11%和93.89%,影响着该区的土地利用类型分布;(2)土地利用类型分布分层明显,耕地、水域和建设用地主要分布在海拔较低、坡度平缓和地形位指数较小的区域,相应的土地利用分布指数随地形梯度的增大而减少直至趋于0;林地、草地分布则与之相反;(3)依据土地利用和地形的关系,皖南地区土地利用格局趋于合理,但不合理的土地利用方式仍然存在,需要加强其土地利用的规划管理。     

河北省太行山区域耕地资源空间分布特征研究

文根据遥感影像资料, 在对河北省境内太行山区域耕地资源进行解译的基础上, 应用GIS技术和空间分析方法, 对其空间分布特征从海拔高度、坡度及地形类型3个方面进行了分析研究。结果表明, 河北省太行山区域耕地的80.9%分布于海拔500 m以下, 93.7%分布于坡度15°以下, 70.3%分布于平地和U型谷地。由此可以看出, 目前河北省太行山区域耕地资源开发利用比较合理。本文对河北省太行山区域耕地资源空间分布特征的分析可为太行山区域耕地质量评估和合理利用提供科学依据和支持。     

基于熵权可拓模型的农村居民点整理潜力研究--以河北省太行山山前平原区为例

定量评价区域农村居民点整理潜力对于区域经济增长和社会发展具有重要意义。本文引入整理效益因素并结合经济、社会和自然因素构建区域农村居民点整理潜力指标体系, 运用熵权和可拓学理论, 对太行山山前平原区农村居民点整理潜力进行实证研究。结果表明: 不同区域农村居民点整理潜力差异较为显著, 石家庄市周边县市以及环北京市13个县市区整理潜力值为[0.7, 1.0], 属于优先整理区; 重点整理区包括保定市中部、石家庄市南部以及邯郸市北部的12个县市区, 整理潜力值为[0.4, 0.7); 邢台市、邯郸市南部以及保定市西部13个县市区整理潜力值为[0, 0.4), 属于适度整理区。根据研究结果针对不同的整理区提出了不同的整理模式, 本文建立的熵权可拓模型将有助于推进区域农村居民点进行有序整理和土地整治规划的编制。     

河北省农村居民点用地集约利用评价

近年来,河北省城镇建设用地和农居点用地呈现双上升态势,土地对省域经济、社会发展的制约作用突显,化解矛盾的根本出路在于农居点用地集约利用。该文分析了农居点用地集约利用的内涵和类型。从经济、社会、自然3个方面构建了土地集约利用的指标体系,建立了评价模型。以县域农居点为评价单元,对农居点用地集约利用水平进行了实证研究,按照综合分值高低将县域农居点用地集约利用水平划分成4个级别,分别对应集约利用、适度利用、低度利用和粗放利用。基于上述研究,提出了集约利用的有效途径。     

河北省太行山4种经济林林冠层的水文效应

[目的]探索河北省太行山区4种经济林林冠层的水文效应,揭示其水源涵养功能。[方法]选取位于石家庄市西南部山区的核桃、苹果、杏、樱桃成林,雨量筒测定穿透雨量,树干缠绕法测定树干径流量,分析林冠层水文效应。[结果] 4种经济林的林内穿透雨量、树干径流量均随林外降雨量增加而增大;林外降雨量达到45.1 mm之前,林冠截留量随之增加而增大,之后增大趋势减缓;次降雨量在14.3～29.5 mm时,4种经济林的林冠截留作用最大,截留量占比均在20%以上;林外降雨量一定的情况下,4种经济林林冠层对降雨的截留量有较大差异,其排序为:樱桃苹果核桃杏,与郁闭度大小排序一致,林内穿透雨量与截留量排序相反;树干径流量排序为:樱桃杏核桃苹果,与平均地径大小排序基本一致。[结论] 4种经济林林冠层对降雨的再分配作用明显,林冠截留作用主要与林外降雨量有关,受林分类型、树冠结构特征如郁闭度、树木地径等的影响。     

太行山区植被NPP时空变化特征及其驱动力分析

本文基于2000—2014年MODIS NPP数据,结合同期土地利用变化、气温、降水和DEM数据,运用趋势分析法、相关系数法及分区统计法等方法,研究了太行山区2000—2014年植被NPP时空变化特征,分析了气温、降水等气候因素和人为因素对植被NPP变化的影响,为太行山区植被资源管理及生态环境调控提供参考。研究结果表明:(1)太行山区植被NPP多年平均值为284.0 g(C)·m~(-2)·a~(-1),耕地、林地和草地的NPP均值分别为302.5 g(C)·m~(-2)·a~(-1)、258.1 g(C)·m~(-2)·a~(-1)、286.5 g(C)·m~(-2)·a~(-1)。(2)2000—2014年太行山区植被NPP整体呈上升趋势,但大部分植被NPP变化未达到显著水平;16.17%的植被NPP显著或极显著升高,主要分布在太行山区西侧;0.88%的植被NPP显著或极显著降低,零散分布在研究区内。(3)不同植被类型NPP变化速率为草地耕地林地。(4)基于区域平均计算,太行山区植被NPP与降水显著正相关(P0.05),与气温负相关(P0.05)。基于像元计算,植被NPP与降水显著或极显著正相关区面积比例为23.82%,主要分布在太行山区北段,几乎没有显著负相关区;植被NPP与气温显著或极显著负相关区面积比例为8.42%,主要分布在太行山区西侧,显著或极显著正相关区面积比例为0.81%,主要分布在太行山区最北端。(5)研究期内气候因子对植被NPP的升高整体上表现为促进作用,而人为因素主要表现为抑制作用。太行山区生态环境保护仍应以减少人为干扰为主。     

基于改进指数和法的地形因素对土地利用变化影响程度评价

土地利用变化影响因素研究是当前土地利用变化领域的热点。本研究拟探究地形因子对区域土地利用变化的影响程度,解释人地系统相互作用的内在机制,以期为区域土地开发与空间利用的结构、方向、模式等提供科学依据。根据研究区自然条件、土地利用特点和地形因素特征,从宏观地形因子和微观地形因子两个方面选取评价指标,建立地形因素对土地利用变化影响程度评价指标体系;在此基础上,采用熵权法和环比评分法相结合确定评价指标权重的方法,建立基于改进指数和法的地形因素对土地利用变化影响程度综合评价模型,基于河南省栾川县2005—2015年3期Landsat遥感影像和DEM数据,利用GIS和RS技术定量评价了研究区地形因素对土地利用变化的影响程度。评价结果显示,2005—2015年间地形因子中的高程、坡度、坡向、坡长、坡向变率和地表切割度对研究区土地利用变化的影响程度评价值增加,而坡度变率、平面曲率、剖面曲率、高程变异系数、地形起伏度和地形粗糙度的影响程度评价值减小。2005—2010年研究区地形因子对土地利用变化的影响程度评价变化值为0.000 978,变化率为7.06%;2010—2015年地形因子对土地利用变化的影响程度评价变化值为-0.001 705,变化率为-11.50%;2005—2015年地形因子对土地利用变化的影响程度评价变化值为-0.000 727,变化率为-5.25%。这些数据结果显示,2005—2015年地形因子对土地利用变化的影响程度呈现先增加后减少的趋势。研究结果表明,随着社会经济发展,在人类技术水平的提高、政治经济结构的合理化以及保护生态环境意识和政策等人文驱动因素条件下,地形因子作为影响土地利用变化的自然驱动因素之一,对土地利用变化的影响程度总体呈现减小趋势。该研究可为区域土地利用规划、城市建设和生态环境保护提供重要的数据参考与技术支撑。