黄河中游清涧河流域土地利用空间结构和分形模型

为了揭示黄河中游土地利用的空间差异和迁移情况,该文以清涧河流域为例,基于遥感和GIS技术,通过土地利用重心迁移和分形理论对土地类型的空间演变情况进行分析,并构建各地类空间分布形态的分形结构模型。结果表明,1990年至2009年清涧河流域土地利用重心有明显的迁移;农业用地和水域的重心向西南方向迁移,在该方向水域重心迁移比较大,达到7205.85m;林地、建设用地和未利用土地重心向东南方向迁移,在该方向建设用地重心迁移距离最大,达到7421.89m;草地重心向西北方向迁移3546.38m。1990年至2009年,除水域外,其他土地类型分维数有所下降,表明该区域土地类型景观的复杂性降低,稳定性提高。自然因素对该区域土地利用空间变化起到一定的推动作用,人类活动干扰则是主要驱动因素。该文将为生态恢复区合理地土地利用规划和集约化利用土地资源提供科学依据。     

快速城市化地区土地利用变化及驱动因素分析——以广东省东莞市为例

以东莞市为研究区域,利用5期不同时相的Landsat TM/ETM+遥感影像,从土地利用数量变化、土地利用重心转移和土地利用变化的空间分异特征3方面探讨了研究区的土地利用变化特征,并采用定性与定量相结合的方法从自然和人文两方面分析了土地利用变化的驱动因素。研究结果表明:(1)1988—2005年,东莞市土地利用变化总的态势是耕地大幅减少,城镇用地迅速扩张。(2)各土地利用类型重心转移距离较大,且农业用地的重心转移方向和城镇用地重心转移方向大致相反。(3)耕地分布的空间正相关性减弱,城镇用地分布的空间正相关性增强。(4)经济发展与人口增长是东莞市土地利用变化的主要驱动因素;由于地形条件的限制,土地利用变化剧烈的区域主要集中在海拔低、坡度缓的区域。     

基于GlobeLand 30的哈密市2000-2020年土地利用格局变化研究

[目的]研究新疆维吾尔自治区哈密市近20 a的土地利用变化,为该地区土地利用规划及生态环境保护提供有力支撑。[方法]基于2000,2010,2020年的GlobeLand 30数据集,通过利用转移矩阵、坡度分布指数、标准差椭圆以及土地利用重心迁移,分析哈密市2000-2020年土地利用的时空变化特征。[结果]①哈密市2000-2020年土地利用变化比较明显。2020年各土地利用类型面积比例为:未利用地>草地>耕地>林地>建设用地>水域。哈密市虽然面积大但能利用的绿洲面积较小。2020年草地面积为10226.39 km²,水域面积为295.17 km²。2000-2020年土地利用类型变化量中,草地的减少量最大,流失面积为671.48 km²,主要转换成未利用地、林地和少量耕地;建设用地增量最大,面积高达405.60 km²。2000-2020年其他土地利用类型中林地和耕地面积呈增长趋势;未利用地和水域呈减少趋势,其中水域面积的减少量很小,基本保持稳定。②2000-2020年草地在5个坡度梯度上分布比较均匀;而耕地和建设用地基本分布在Ⅰ级和Ⅱ级坡度梯度,耕地在Ⅰ级坡度梯度上显优势分布;林地在Ⅰ级坡度梯度上面积最大;未利用地分布面积随着坡度梯度的增加而减少。③2010-2020年土地利用变化与2000-2010时段的变化相比方向性较明显,范围更广,重心向西北方向迁移。[结论]2000-2020年哈密市的土地利用变化有着明显的时空特征,坡度对各地类分布的影响较为明显。     

南水北调中线水源区土地利用/覆被空间格局特征分析

南水北调中线水源区土地利用/覆被空间格局在水平和垂直方向上都具有明显的区域特征。利用DEM数据对研究区土地利用空间格局地形梯度规律进行了讨论分析,研究结果表明:（1）研究区土地利用类型以林地、耕地、草地为主。其中林地面积占水源区土地总面积的76%左右,在水源区中占有绝对优势;（2）2010年水源区整体土地利用程度综合指数为221.19,土地利用程度比较低,人类活动对其的影响总体上较小;（3）各土地利用类型的空间分布随高程和坡度的变化具有显著的特点:受人类活动干扰影响较大的各类耕地、水域和建筑用地主要分布在高程相对较低和坡度相对较小的区域;而受人类活动干扰影响较小的各类林地、草地和未利用地则比较均匀地分布在高程相对较高和坡度较大的区域。     

快速城市化地区土地利用变化研究——以广东省东莞市为例

以东莞市为研究区域,利用1988年、1995年、1998年、2002年和2005年5期不同时相的Landsat TM/ETM+遥感影像,从土地利用变化幅度、土地利用变化速率、土地利用重心转移和土地利用变化空间分异特征四方面探讨了研究区的土地利用变化。结果表明:(1)1988—2005年,东莞市土地利用变化总的态势是耕地大幅减少、城镇用地迅速扩张,大量的农业用地转化为城镇用地,城镇用地快速扩张和耕地大量流失是研究区土地利用变化的主要特征。(2)从土地利用变化的空间特征来看,各土地利用类型重心的转移距离都较大,且农业用地的重心转移方向和城镇用地重心转移方向大致相反;耕地分布的空间正相关性明显减弱,城镇用地分布的空间正相关性明显增强。     

1980-2016年科尔沁沙地土地利用重心的时空迁移特征

[目的]研究科尔沁沙地土地利用时空演变特征,为该区土地资源的合理开发和生态环境的改善提供科学依据。[方法]基于土地利用重心迁移模型,利用1980-2016年Landsat系列卫星影像,分析该地区土地利用时空格局和空间转移特征。[结果]1980-2016年科尔沁沙地植被重心向西北方向迁移,迁移速率为64.6 m/a;水体向东南方向迁移,迁移速率为389.3 m/a;建筑用地向东北方向迁移,迁移速率为53.6 m/a;沙地向西南方向迁移,重心迁移速率为379.5 m/a;耕地向东北方向迁移,重心迁移速率为148.3 m/a。[结论]1980-2016年科尔沁沙地各土地利用类型在不同时期的重心迁移速率有较大差异,建筑用地总体迁移速率最小,水体和沙地的重心迁移速率相对较大,该现象主要与科尔沁沙地生态环境脆弱有关,造成了水资源持续性减少以及沙地随时反弹。     

南方红壤区土壤~(137)Cs在不同土地利用类型下的分布研究

137Cs作为土壤侵蚀的示踪剂得到广泛的应用,研究发现不同地区土壤中,137Cs分布有一定差别。以南方红壤为研究对象,对滇池流域不同土地利用下137Cs分布状况进行了研究。结果显示:137Cs空间分布的变化规律受地形空间分异因素的影响。在水平方向上,137Cs空间分布的差异是由于含137Cs土壤颗粒中重新分布和迁移流失造成的;在垂直方向上,剖面分布特征明显,不同土地利用类型由于人类活动以及自然下渗作用而有含量与深浅的差别。这对137Cs示踪土壤侵蚀的模型选择、土壤侵蚀程度判断甚至重新建模都具有积极的指导意义。     

重庆山地都市区土地利用地形特征分异研究

在我国快速城市化的背景下,随着城市建设用地的不断扩张,地形因子对土地利用的制约性更加凸显。以地形特征明显的重庆都市区为例,以DEM数据和TM数据为基础数据源,提取2010年区域土地利用现状数据和坡度数据,研究区域的土地利用在不同高程等级、坡度等级以及地形位等级中的分布指数,分析重庆都市区2010年的土地利用在地形上的分布特征。结果表明:重庆都市区各土地利用类型在不同地形因子等级下分布指数的分异特征明显;在各地形因子等级区域中,优势土地利用类型分布差异突出;随着城市用地扩张,各种类型的土地利用在高程为500~1 200 m的平地、400~600 m的低缓坡以及500 m以下的高缓坡区域,呈现出明显的竞争趋势,是人地关系协调的重点区域;伴随城市扩展,建设用地侵占耕地和陡坡耕地大量存在的现象需要进一步关注。     

沈阳经济区土地利用转型与社会经济发展的关系

[目的]开展沈阳经济区土地利用转型与社会经济发展研究,为助力东北振兴提供科学参考。[方法]以沈阳经济区为研究区,运用GIS,RS技术,采用土地利用转移矩阵和重心转移轨迹模型,探讨1980—2018年研究区土地利用转型与社会经济发展在空间上的转移关系。[结果](1)研究区各种土地利用空间形态存在相互转化关系,耕地、林地和草地面积减少伴随建设用地面积增加;(2)研究区各种土地利用空间形态重心迁移的方向和速度差异明显,特别是2010年林地、草地、建设用地、水域和其他用地的重心迁移方向出现明显转折;(3)研究区人口、GDP重心分别呈现先"Z型"后"C型"迁移和"S型"迁移;(4)研究区各种土地利用空间形态与社会经济发展存在不同迁移形式。[结论]土地利用转型与社会经济发展相互作用,沈阳经济区的设立促进了区域人口、建设用地和耕地重心向研究区几何中心迁移。     

滨海土地重心迁移及景观梯度变化

基于滨海土地特有的类别分布及变化,以Fragstats软件为基础,借助RS和GIS技术,以黄骅市为例进行实证研究,设计土地重心迁移及梯度变化的研究方法,总结其特征变化规律,为土地利用与生态环境建设规划提供借鉴。结果表明:耕地、草地、湿地和盐碱地面积呈现减少趋势,园地、建设用地、盐田和水域呈增加趋势,各地类重心均向不同方向迁移,景观空间梯度变化从水平样带上和垂直样带上体现出滨海区域的特点。水平样带一定范围内距离中心城区越远,土地景观类型就越趋向复杂多样,其聚合度就越差;垂直样带由南到北,多样性指数整体呈上升趋势,中心城区向南,聚合度逐渐增加,向北聚合度呈现先小幅上升后又下降的趋势。     

集水区尺度降雨侵蚀力空间分布对土壤流失的影响

为探讨降雨侵蚀力空间分布对土壤流失的影响效应,该文以黄土丘陵沟壑区子长集水区为例,将区域重心概念应用到降雨侵蚀力的空间分布研究中,基于GIS探讨了降雨侵蚀力重心在不同年份间的变迁对土壤流失的影响。研究结果表明：降雨侵蚀力重心与水文站点、大于15°坡度重心的距离会显著影响土壤流失;当降雨侵蚀力重心位于水文站点和较陡坡度重心中间位置时,也会产生较多土壤流失;降雨侵蚀力重心在南北方向上变化对土壤流失影响不大,但在东西方向上的移动能够明显改变土壤流失。在集水区尺度上,随着降雨侵蚀力空间分布的变化,降雨侵蚀力与坡度、土地利用、水文站点的空间耦合关系将发生改变,从而导致土壤流失量的增加或减少。     

基于土地利用变化的江汉平原景观生态风险时空分异特征分析

土地利用/覆被变化能够在一定程度上表征城市景观生态风险空间分异特征。研究基于湖北省江汉平原2000—2015年(2000年、2005年、2010年、2015年)4期土地利用遥感监测数据及县级行政单元区划数据,采用全局自相关模型和地统计空间分析等方法,定量揭示了江汉平原土地利用水平与景观生态风险之间的空间耦合关系。研究表明:(1)2000—2015年江汉平原土地利用类型主要以耕地、水域和建设用地为主,土地转移类型主要以耕地向建设用地转移为主。(2)2000—2015年江汉平原景观生态风险时空演变差异显著,冷点、次冷点数量增加,次热点和热点均呈现先增加后减少态势。生态风险聚集的高值区主要分布在江汉平原东南部洪湖市,低风险区主要分布在江汉平原西部当阳市及松滋市。(3)2000—2015年江汉平原低生态风险区面积呈现逐渐减小态势,从2000年的2 015.63 km²,较少到2015年的1 960.87 km²。中风险区面积呈现先增加后减少的态势,其中2005—2010年增加幅度最大,达到了2 061.26 km²。(4)2000—2005年江汉平原低生态风险重心整体转移不明显,主要集中分布在江汉平原西北部,较低生态风险重心转移空间跨度最大,向西转移了79.80 km。中风险区主要向东北方向转移,较高风险区和高风险区重心主要集中分布在江汉平原东南部洪湖市,且呈现向东北方向转移的趋势,其中较高风险区重心转移速度明显快于高风险区。本研究成果可为城市内部土地利用开发与景观生态风险评价提供科学依据和理论参考。     

喀斯特山地土地利用变化的垂直分布特征

喀斯特山区土地利用变化受复杂地形影响,以往大尺度研究皆是对整个研究区地形特征进行统计,局部土地利用变化空间特征和差异研究较少。本文以黔桂喀斯特山地为例,构建土地利用动态垂直梯度指数,刻画和揭示研究区土地利用变化的垂直分布特征。结果表明:1990—2010年,喀斯特山地土地利用的净变化面积较小,但各土地利用类型的相互转化剧烈。耕地被建设用地挤占,林地和草地又被开垦为耕地;生态恢复工程使得林地、草地和水域等明显增加。增加和减少的耕地在垂直分布上明显错位,减少耕地主要分布于低海拔(0~200m)和缓坡度(0?~5?)区域,而增加耕地主要位于高海拔(600~1 400 m)和陡坡(8?~25?)区域;增加和减少的林地和草地在分布上相互对应,分别在800~1 400 m和8?~25?出现峰值;水域和建设用地的增加多位于低海拔(0~800m)和缓坡度(0?~5?)区域。应用土地利用动态垂直梯度指数发现,尽管2000—2010年研究区新增建设用地集中在最低海拔和最缓坡度等级,但局部范围内新增建设用地趋近于相对更高海拔和陡坡区域分布。有限土地资源使得喀斯特山区有向高海拔、陡坡区域进行土地利用开发的趋势。土地利用动态垂直梯度指数,既可进一步支撑采用全局统计分析方法结论,也可分析和挖掘土地利用变化垂直分布特征的局部相对差异。     

北方农牧交错带界线变迁区的土地利用与景观格局变化

交错带是相邻生态系统的边缘交汇带,是陆地生态系统对全球变化和人为干扰响应较为敏感的地段。在全球气候变化和人为干扰的影响下,北方农牧交错带的地理位置和界线不断变迁,界线变迁区的土地利用和景观格局也处于快速的变化之中。该文基于气象和土地利用数据,利用遥感、GIS技术和景观生态学方法,界定了北方农牧交错带及界线变迁区的地理位置,并分析了1986-2000年界线变迁区的土地利用和景观格局时空变化特征。结果显示:(1)北方农牧交错带的西北界、东南界缓冲区土地利用结构变化、不同地类之间的相互转化及土地利用动态度变化存在明显区域差异;(2)西北界、东南界缓冲区景观重心迁移的距离和方向、景观格局变化呈现出不同的特征。     

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。     

下辽河平原典型区耕地格局变化及其空间要素驱动

为明确粮食主产区耕地格局动态变化特征及其空间驱动因素。该研究以下辽河平原典型区沈阳市为研究区,运用变化轨迹分析法、重心迁移模型和景观格局指数,揭示1980-2000年和2000-2018年耕地格局变化特征,并从空间要素角度出发,运用随机森林算法识别不同区域尺度耕地格局变化空间驱动因素。结果表明：1）1980-2000年耕地格局相对稳定,耕地重心向西南方向迁移;2000-2018年耕地流失严重,耕地重心向西北方向迁移,迁移速度加快。2）2 个研究时段内耕地变化均具有转入转出双向特征,1980-2000年耕地转入与耕地转出速度缓慢,2000-2018年耕地转出面积远高于耕地转入面积,耕地转出区域以城区周边为主。3）不同区域尺度空间驱动因素重要性大小存在差异,空间距离要素、地理空间要素和政策因素对耕地格局变化起主要驱动作用,高程和坡度对耕地格局变化的影响较小。研究证实了随机森林算法能够有效量化耕地格局变化空间驱动因素,研究结果可为构建耕地保护长效机制提供借鉴与参考。     

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...     

基于空间自相关的1975—2015年玛纳斯河流域耕地时空特征变化分析

为揭示耕地空间分布特征与变化趋势，本研究以玛纳斯河流域为例，基于7期（1975年、1990年、1995年、2000年、2005年、2010年和2015年）土地利用数据提取流域耕地信息，采用空间自相关、重心模型、标准差椭圆、地学信息图谱等方法，分析1975-2015年流域耕地空间格局演变特征。结果表明：耕地空间分布存在显著全局正相关，局部空间异质性较强，耕地在时间序列上呈现先减弱后增强再减弱的集聚态势，最终形成以沙湾县商户地乡与石河子市北泉镇为左、右核心的"高-高"集聚分布。耕地空间变化总体呈现西北方向的明显偏移，耕地重心迁移速度经历"缓慢（1975-1995年）-加速（1995-2005年）-减速（2005-2015年）"过程。1995年后标准差椭圆空间分布格局在西北方向愈加明显，椭圆面积大幅增长，耕地涨幅不断增强，并有继续向流域北部荒漠区扩张的趋势。LISA频率图谱中稳定不变与低频区域占比合计达84.58%，耕地空间格局相对稳定。1975-2015年耕地聚集状态主要变化特征表现为"低-低"集聚和"低-高"集聚向"高-高"集聚的转变，流域耕地呈现高密度扩增式发展。通过构建LISA频率图谱，结合重心模型与标准差椭圆较为全面地、动态地掌握了区域耕地空间演变趋势，为耕地资源的科学管理与有效保护提供理论基础与决策依据。