莆田市土地利用格局的地形梯度特征变化及尺度效应

以莆田市1995年、2005年和2015年3期遥感影像和高程数据(DEM)为数据源,借助RS和GIS技术,运用地形位指数、土地利用类型分布指数和景观格局指数,对莆田市1995—2015年间土地利用格局在地形梯度上的分布特征、变化历程及空间尺度效应进行了系统分析。结果表明:(1)林地主要分布在高地形位区域,建设用地与水体主要分布在低地形位区域,农用地与裸露地主要分布在低、中地形位区域。(2)1995—2015年间,建设用地与农用地的主要分布区域逐步向较高的地形位区域扩张;林地与水体的优势分布区段并未发生变化。(3)尺度效应研究表明香农多样性指数、香农均匀度指数和蔓延度指数等在不同地形位上均不具尺度效应;斑块密度、景观形状指数和面积加权分维指数在不同地形位上均随尺度增加而减小。     

洞庭湖生态经济区土地利用变化特征及地形梯度效应

以洞庭湖生态经济区为研究区域，依据湖南省土地利用数据以及DEM数据，通过构建土地利用动态变化度、地形位以及地形位分布指数，探究洞庭湖生态经济区的土地利用变化特征以及地形梯度效应。结果表明，洞庭湖生态经济区土地利用类型以耕地和林地为主，耕地、草地呈减少趋势，林地先减少后增加，水域先增加后减少，城乡建设用地快速扩张，未利用地面积不断扩大；耕地主要分布在低地形位，林地主要分布在中高和高地形位，水域、城乡建设用地和未利用地主要分布在低地形位，草地在各个地形位均有分布，但不具有分布优势；稳定变化型是主要土地利用变化图谱，持续变化型、反复变化型主要是低地形位的耕地、水域、未利用地之间的转化，前期变化型和后期变化型中，耕地、林地转变为城乡建设用地主要分布在中低地形位，退耕还林主要分布在中高地形位。基于上述分析，将洞庭湖生态经济区分为综合功能区、高品质乡村地区和生态保育区，并提出了相应的土地利用以及社会经济发展策略。     

地形梯度下吉泰走廊县域土地利用格局时空分析

为提高土地利用结构决策的科学合理性,探索适宜的土地利用模式。以吉泰走廊典型浅山丘陵区吉水县为例,解译遥感影像(2000、2010和2015年)得到土地利用基础数据,基于DEM数据提取地形起伏度、地形位指数和土地利用结构信息熵等指标,系统地分析了吉水县2000—2015年土地利用类型和土地利用结构在地形梯度上的时空变化特征,揭示了地形因素对土地利用图谱变化的影响。结果表明:(1)吉水县以林地和耕地为主,整体呈"北耕南林"分布;2000—2015年建设用地增加了118.60 km~2,园地减少了94.56 km~2,耕地面积减少了44.15 km~2,耕地、园地、林地是建设用地增加的主要来源,建设用地与耕地之间存在相互演替现象。(2)15年间,在低地形梯度上农用地被建设占用现象严重,其中89.27 km~2耕地被建设占用,新增建设用地的分布在坡向上无明显特征。林地分布指数随地形梯度的上升逐渐增大,园地上升了2个优势地形位。(3)15年间,土地利用结构的有序度和均衡度最大值均出现在中低地形梯度上,且随地形梯度的上升逐渐显现优势度;同一地形因子上,2015年土地利用结构均衡度皆高于2000年和2010年。(4)平坡、低地形梯度区域土地利用图谱转换最为频繁,稳定型图谱在高地形梯度上具有分布优势,变化型图谱慢慢从地形平缓区域向地形起伏度较大、坡度陡的区域转移。研究结果可为优化土地利用模式提供一定的决策参考。     

大伙房水库上游流域土地利用变化及地形梯度效应分析

为揭示大伙房水库上游流域的土地利用空间变化在地形差异上的转变过程,探讨流域内自然和人文等因素在土地利用空间变化中的作用,以大伙房水库上游流域的1987,2002和2015年3期Landsat TM/OLI遥感影像和DEM数据为数据源,分别进行土地利用分类、构建土地利用变化图谱和计算地形位指数并进行梯度分级,分析研究区土地利用变化情况以及利用分布指数,分析各土地利用类型和土地利用变化图谱类型的地形梯度效应,探讨地形因子对土地利用变化的影响。结果表明:研究区内主要土地利用类型为林地和农田,林地主要分布在中、高地形梯度,而农田、建设用地和水体主要分布在低地形梯度,草地主要分布在低、中地形梯度。1987～2015年间林地和草地面积减少,农田、建设用地、矿体面积增加;土地利用变化图谱以稳定型为主,占总研究区面积的65.56%,其中稳定型在中高和高地形位梯度占优势,且以中高地形位上的林地稳定不变为主要类型,占稳定型图谱的78.46%;前期变化型、后期变化型、反复变化型和连续变化型的优势区段均在低、中地形位梯度上,各变化图谱中均以中、低地形梯度上的林地和农田的互相转化为主要变化类型,且1987～2015年间农田有从低向较高地形较梯度推进的趋势。土地利用变化及其地形梯度分布特征是自然因素、社会经济因素和政策因素共同作用的结果。目前研究区土地利用空间变化整体较为稳定并趋于合理,但仍存在不合理的毁林开荒和侵占农田的现象,需要加强土地利用的科学规划和合理布局。     

基于地形梯度的淇河流域土地利用时空变异分析

地形作为最基本的自然地理要素,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影响。以太行山淇河流域为例,借助DEM提取高程、坡度信息,采用转移矩阵、区域统计分析和地形分布指数系统分析淇河流域1990—2015年间土地利用时空变异特征,定量分析了地形梯度上土地利用变化。结果表明:25年来变化最大的土地利用类型为耕地和草地,耕地面积净减少量最大,林地次之;草地面积净增加最多,建设用地面积净增加次之,未利用地面积变化不大。耕地、建设用地、草地生态系统集中于低地形梯度区,而林地集中于高地形梯度区;耕地、林地在低海拔区域面积呈减少趋势,水域和建设用地增加集中在低海拔地区;耕地在低坡度区域内呈现减少趋势,建设用地在低坡度地区增加集中。     

山地城市土地利用地形分异特征及功能分区研究

采集北碚区2014年的土地利用变更数据、土地利用现状图和DEM数据,运用GIS技术,从坡度和高程角度,引入分布指数、洛伦兹曲线以及基尼系数,研究北碚区土地利用的地形分异规律。结果发现,研究区土地利用类型分布特征与高程、坡度联系紧密。林地和未利用地的优势位主要分布在较高地形等级区间,建设用地、耕地、园地等受人为干扰较大的地类优势则随地形等级的减少逐渐显现。坡度对各地类空间分布影响显著,高程在300~400 m、坡度在6~15°之间的区域是城市扩展和耕地保护的主要空间。耕地和园地在地形上的分布相差不大,建设用地、林地以及其他农用地则表现出一定的区域差异。从优势度来看,土地利用类型分布呈现明显的层级性,地形优势等级由低到高依次为水域层、城镇层、耕地层、园地层、林地层。基于该地形分异规律,将研究区划分为核心水体区、城镇发展区、现代农业发展区、生态农业发展区和生态屏障区等5个功能区,并提出各区土地利用发展建议。     

西南山区地形因子对农村零散居民点分布的影响

为探究西南山地地形因子对农村零散居民点分布的影响,以巫溪县(中山区域)和酉阳县(中低山区域)的农村零散居民点分布为研究对象,结合GIS软件和随机森林模型,探讨了不同地形因子下农村零散居民点的分布特征以及高程、坡度、坡向、地形粗糙度、平面曲率、剖面曲率、地形特征指数、地形部位指数等8个地形因子对农村零散居民点分布影响的重要程度。结果表明:山地农村零散居民点多分布于海拔600~1 200 m的缓地与斜坡以及位于半阳坡与阳坡、中坡位、地形特征指数小于-0.010、平面曲率和剖面曲率接近于0的区域,说明山地区域农村零散居民点多分布于垂直方向上的中高地形位、水平方向上以低变化率地形位为主的区域;影响中低山地农村零散居民点分布的主要地形因子为地形粗糙度、平面曲率和坡度;其中,影响中山区域的农村零散居民点分布的最重要的地形因子是地形粗糙度,而中低山区域则是平面曲率。     

西藏“一江两河”流域土地利用时空分布与地形因子关系研究

以西藏的"一江两河"流域为例,以1990年、2000年、2010年、2015年4期土地利用现状数据和数字高程模型(DEM)派生数据坡度、坡向和高程3个地形因子信息为基础,基于DEM并结合ArcGIS技术,对地形因子和土地利用数据进行叠加提取,采用土地变化强度指数(K)、土地分布指数(LDI)和土地转移分布指数(p)3个指标分析总结了地形因子对流域土地利用时空变化的影响特征及规律.结果表明:1990-2015年期间,居民地用地强度变化呈现最大,其余地类变化缓和;耕地、居民地、林地和草地的分布指数随高程坡度变化分布指数差异大,不同地类在各级因子中优势分布差异显著;林地最容易转移,耕地和建设用地向低海拔低坡度半阳坡转移明显,其余地类转移较为缓慢.综合来看,地形因子对土地利用变化的影响作用明显,土地利用优势分布和土地利用转移均出现不同的时空变化特征.     

基于地形梯度的贵州省土地利用时空变化分析

【目的】探讨贵州省不同地形梯度上的土地利用变化特点。【方法】采用遥感解译和GIS统计分析相结合的方法,从高程、坡度、地形起伏度、地形位指数视角,分析了1990-2010年贵州省土地利用变化的地形梯度特征。【结果】研究期间贵州省土地利用类型分布表现出明显的梯度性。在坡度、地形起伏度和地形位梯度上,耕地、建设用地和水域主要分布于低梯度带。林地、草地和未利用地集中于高梯度带。在高程梯度带上,高海拔梯度带是耕地、草地和未利用地的优势区,低海拔梯度带是建设用地、水域和林地的优势区。1990-2010年各地形梯度带的耕地和未利用地面积降低,而林地、草地、建设用地和水域面积增加。主要表现为大量耕地和未利用地转为林地和建设用地。其中,耕地、草地、林地和未利用变化集中于中等及以下梯度带。建设用地和水域变化主要分布于中等高程带以及其他低地形梯度带。【结论】研究区土地利用变化地形梯度差异突出。自然条件,社会经济因素以及退耕还林还草政策是其主导因素。     

南昌市景观信息图谱的地形梯度效应分析

为揭示景观结构的梯度变化及地形差异的格局演变过程,以2001、2005和2010年Landsat TM影像和DEM为数据源,采用地学信息图谱分析法,利用地形位和分布指数分析研究区景观格局变化的地形梯度特征,探讨景观格局的梯度效应及成因。结果表明:1)2001—2010年南昌市景观类型变化以稳定型为主,景观基质为耕地,生产结构以农业生产为主。前期变化以林地转耕地为主,后期变化以耕地转建设用地、林地为主。2)研究区景观类型变化地形梯度差异明显,稳定型图谱除4~6级外均为优势分布区域,而其他图谱类型与其相反。耕地分布优势蔓延至中高地形位,耕地转建设用地分布优势由低地形位扩张至中低地形位,还林及造林分布优势为5~10级。3)景观变化梯度效应主要受自然、经济和政策因素综合作用。地形因素是影响景观格局的主要自然因子,经济发展和退耕还林、还湖政策是驱动力因子。此文对土地利用规划管理与景观格局优化配置具有重要的指导及参考意义。     

丘陵区农村居民点时空格局演变及其整治分析———以重庆市北碚区为例

以北碚区2009年和2014年的土地利用变更数据为基础数据,利用GIS技术、景观格局分析、Voronoi图Cv值,对丘陵区农村居民点布局的影响因子及时空变化特征进行分析;并通过确定农村居民点的区位适宜性,将其划分为不同的整治类型.结果表明:6年来北碚区农村居民点斑块数量及占地面积呈下降趋势,斑块破碎化加剧,土地整治有较大需求;农村居民点的分布有向地势平坦,道路、水源便利,以及靠近中心城区的地区聚集的趋势,且环境因子在不同地形位地区对居民点布局的影响程度不同.地形位指数在3以下,距道路800 m以内,距水源1 000m以内,距中心城区2 500m以内对农村居民点分布影响较大;根据北碚区实际情况,提出包入式发展型、集聚式发展型、控制式发展型和迁弃式发展型4种整治模式.     

奉新县耕地经营规模在地形梯度上的分布特征

在奉新县农村土地承包经营权确权调查资料基础上,利用数理统计法和GIS空间分析法,引入地形位指数和分布指数,对奉新县农户的耕地经营规模在不同地形梯度上的分布特征进行了研究。结果显示:1)奉新县全县49 891户农户的平均耕地规模为6.31块/户和0.66 hm~2/户,80%以上的农户为小规模经营。2)农户耕地经营规模受地形因素影响显著,两者呈负相关性关系。3)耕地承包地块数在10块以上或者耕地承包面积在1 hm~2以上的农户,其耕地的分布指数都在地形位指数等级1的区域达到最大值,随着地形位指数的增加,主体地位迅速被农户耕地经营规模较小的所取代。4)不同等级的农户耕地承包地块数和承包面积在不同的地形上有着不同的优势分布区间。这些都为新形势下的农村土地工作提供重要参考与借鉴。     

丹江口市土壤侵蚀敏感性时空变化特征

土壤侵蚀是丹江口库区主要的生态问题之一,明确丹江口市土壤侵蚀敏感性的时空变化特征有助于深入认识丹江口库区的土壤侵蚀机理,也可为保护库区水环境提供依据。基于修正的通用土壤流失方程（RUSLE）,结合丹江口市多山、地形破碎的地形特征,选择降雨侵蚀力、土壤可蚀性、地形起伏度、植被覆盖度、沟壑密度5个因子构建土壤侵蚀敏感性评价体系,借助ArcGIS 10.2平台,综合评价2012—2017年丹江口市土壤侵蚀敏感性,并分析研究区在不同下垫面要素下土壤侵蚀敏感性的空间分布特征。结果表明：丹江口市土壤侵蚀敏感性整体呈现南北高、中间低的态势,主要表现为轻度敏感和中度敏感,高度及以上敏感区仅占研究区总面积的13.53%;5年间丹江口市中度敏感、轻度敏感、不敏感区面积呈增加趋势,高度敏感和极敏感区面积呈下降趋势;疏林地和未利用地是研究区高敏感性土地利用类型;研究区土壤侵蚀敏感性随坡度增大呈先升高后降低趋势。研究成果可为丹江口市土壤侵蚀机理研究和水土保持及生态环境建设提供参考。     

广东省有居民海岛土地利用景观格局变化分析

通过目视解译获取了广东省南澳岛、达濠岛、横琴岛、高栏岛、上川岛、海陵岛和南三岛7个有居民海岛1990和2008年的土地利用数据,计算土地利用类型的分维度、分离度、破碎度、多样性、优势度和均匀度等景观指数。对比两个时期土地利用类型的面积,建设用地和水域面积不断增加;耕地和林地面积不断减少。土地利用类型的分维度、分离度和破碎度主要受海岛地形、土地利用斑块的分布、数量和大小的控制,如林地分布主要在丘陵区,分布集中,斑块大,数量少,因此3个指数都相对较小。受人类开发活动的影响,土地利用有斑块破碎化和类型越来越丰富的趋势,土地类型多样性指数和均匀度指数不断增加,优势度指数不断减少。     

封育对半干旱区沙化草地群落特征的影响

选取宁夏盐池封育5、10、20年及未封育(对照)的沙化草地,采用样线和样方结合法进行野外植被调查,运用重要值、Levins生态位宽度指数和Pianka生态位重叠指数进行分析,以揭示不同封育年限沙化草地群落中种群生态位格局。结果表明,不同围封年限研究区群落组成均以多年生草本或半灌木为主,而未封育区以1年生草本植物为主。生态位宽度较大的物种之间具有较高的生态位重叠,而生态位重叠最大值却均出现在低生态位宽度物种之间,说明研究区植物的生态位宽度和重叠并不存在直接的线性相关关系。封育5、10 年区通过围栏封育促进植被恢复效果明显,而封育20 年区群落数量特征值出现下降趋势,这与土壤结皮的影响密切相关。结皮试验表明,结皮盖度分别与植被盖度、土壤入渗深度呈显著负相关性,封育20 年区结皮盖度、厚度远高于其他封育年限区,生物结皮的存在不仅阻碍外部有效降水入渗,也阻碍内部土壤水分向深层渗透,这使得适应干旱环境的深根系半灌木植物生长稀疏,而促进浅根系沙生植物占据较大的生存空间;生物结皮与其周边植物争水争肥,相互争夺生存空间,同时致密的生物结皮不利于出苗,从而抑制植物生长。长期的竞争排除等生态过程作用使得种群之间演替产生了某种程度的生态位分离,群落结构特征出现波动,建议适当人为干扰以促进植物生长。      

基于组合特征的黑龙江省村庄用地整理分区研究

村庄用地整理分区研究是村庄土地整治和科学实施乡村振兴的重要基础,对指导村庄用地合理有序整理具有重要意义。以黑龙江省为研究区域,从规模、结构、形态三个维度构建村庄用地组合特征,运用指数模型与GIS空间分析测算76个县(市)平均规模、结构信息熵、平均形状指数,叠加分析确定村庄用地组合类型与整理适宜性,基于人均建设用地标准法测算村庄用地整理潜力与分区。结果表明:1)黑龙江省村庄用地规模、结构、形态特征差异显著。平均规模普遍较大,整体规模西高东低;仅油煤工矿区与农林区结构较丰富,其他地区普遍单一;分布形态与地形联系紧密,平原区较山地丘陵区更为规整。2) 12种村庄用地规模-结构-形态组合特征,以大规模-较单一-较规整、中规模-较丰富-较规整、大规模-较丰富-较规整三类为主,占比高达57.24%;3)依据用地适宜性与整理潜力,全省村庄用地划分为四个整理区:优先整理区、重点整理区、适度整理区以及优化调整区。提出了规模、结构、形态特征导向下的省域村庄用地区域差别化的整理策略,从而实现乡村地域要素集聚、结构优化与功能提升,可为推进新时期国土空间规划与乡村振兴战略提供借鉴参考。