基于GIS的红枫湖流域土地利用变化与水质响应

为探究红枫湖流域土地利用变化与水质的响应,利用ENVI 5.2、Arc GIS 10.2软件对红枫湖流域2001、2008年和2016年的Landsat TM影像进行解译,选取监督分类法结合人工修正将研究区分为水域、林地、耕地、草地、建设用地、未利用地6个土地类型,并与水质进行Spearman秩相关分析。研究表明,红枫湖流域以林地和耕地为主,占总面积的60%以上。从2001年到2016年,耕地、林地、未利用地均有所减少,主要流入建设用地和草地,林地面积减少了10.68 km2,减幅达7.30%,建设用地增加了11.41 km~2,增幅达36.11%。2001年水质总体为Ⅲ类,建设用地与TP、NH3-N、COD呈现明显正相关关系,表明污染主要来自于工业源和生活源;2008年建设用地、耕地与营养指标表现出正相关关系,但未达到显著水平,水质总体为Ⅳ类,水质较差可能是工业源、农业源和生活污染源共同作用的结果;2016年耕地与TP、NH3-N、COD和DO的相关系数分别达0.757*、0.750、0.786*和-0.847*,说明在工业污染源和生活污染源得到治理后,农业面源成为红枫湖流域的主要污染源,但其排放系数较小,水质为Ⅱ类,没有对水质产生较大影响。总体上建设用地和耕地表现为污染"源"的作用,林地则呈现"汇"的效应。     

深圳河湾流域景观格局对河流水质时空尺度的效应研究

探讨不同时空尺度下土地利用、景观格局与水质之间的关系,为合理规划土地资源提供参考,从而保护流域水质安全。基于深圳河湾流域2020年河流水质与土地利用数据,选取子流域尺度与河岸带8个缓冲区尺度,采用Spearman相关分析、逐步回归分析与冗余分析的方法,定量探讨土地利用、景观格局对雨季时期和非雨季时期河流水质的影响。结果表明,深圳河湾流域非雨季时期水质优于雨季时期,河流下游和河流出口处水质污染更为严重;不同空间尺度下景观类型以建设用地和林地为主,建设面积占比、林地面积占比、斑块密度（PD）、边缘密度（ED）、平均最近邻体距离（ENN＿MN）、蔓延度指数（CONTAG）、聚合度指数（AI）与水质变化呈显著相关;雨季时期的300 m河岸带缓冲区尺度下景观指标对水质的影响最为显著,林地是主要的显著解释变量。深圳河湾流域水质存在显著的时空差异性;除林地面积占比的增加可以改善水质外,建设面积占比、ED、PD的增加均会导致水质下降;改善流域水质时需重视300 m河岸带缓冲区范围内景观格局的优化。     

城市经济增长与土地利用关系的动态计量分析——以洱海流域为例

利用协整检验、脉冲响应函数及方差分解等方法,对洱海流域经济增长与土地利用之间的长期均衡关系和短期动态关系进行了检验和分析。结果表明:(1)经济增长与土地利用之间存在长期均衡关系,但短期内却存在失衡,经济增长短期波动向长期均衡趋近的调整幅度为17.31%,农业用地短期波动向长期均衡趋近的调整幅度为34.52%。(2)在经济、社会、生态环境政策的影响下,经济增长与土地利用之间以及经济增长过程中各类土地利用的作用关系在不同阶段表现出不同的特征。(3)经济增长的变动主要受自身和建设用地冲击影响;建设用地变动的主要因素是自身;农业用地的变动主要受建设用地冲击影响;生态环境用地变动的主要因素为建设用地和农业用地。因此,政府部门应该严格遵循城市规划和土地利用规划,遏制建设用地无序扩张;优化调整土地利用结构,实现土地资源合理配置;提高土地利用效率,节约集约利用土地。     

基于GIS和Logistic回归模型的土地利用空间模拟与分析——以龙海市为例

基于2014年龙海市土地利用变更数据、DEM数据和社会经济数据,借助GIS空间分析技术,共设计7个模拟尺度,运用Logistic回归模型选取对试验区有重要贡献的10种驱动因子进行空间统计分析,并对龙海市土地利用空间格局进行模拟.试验结果表明,龙海市模型的最佳模拟尺度为125 m×125 m,在该尺度下耕地、园地、林地、建设用地的空间分布格局模拟精度分别为:82.73%、76.65%、69.52%、88.49%.龙海市土地利用类型与各驱动因子具有显著相关性,高程、人口、可达性因素是决定龙海市土地利用空间格局形成与演变的重要因素,可为研究龙海市未来土地利用动态模拟提供依据.     

城乡结合部土地利用空间格局分析——以兰州市西固区为例

[目的]为实现兰州市西固区土地利用的优化配置提供理论依据。[方法]在GIS平台支持下,利用破碎度、形状指数、分维数、多样性等景观格局指数对西固区11类土地利用结构特征进行了分析。[结果]商服用地的景观破碎程度最大为3.98,其次为水利设施用地为3.80;未利用地的景观破碎度最小为0.04。说明在西固区商服用地和水利设施用地受到人类活动的强烈干扰,而未利用地受人为干扰的程度最小,河口乡景观破碎度最小,表明其受到人为影响的程度最小,而陈坪乡、达川乡破碎度指数较大,表明这两个乡镇在西固区受到较大的人为影响。西固区各位用地的景观分离度差异比较大,水利设施用地最大为2 428.66,而未利用地最小为0.82。说明西固区水利设施用地的空间上最为分散,而未利用地在空间上的分散程度最低。景观多样性指数表明西固区土地利用类型以未利用地为主,而土地利用组合系数也表明西固区土地利用方式以未利用地为主。     

延河流域土地利用景观格局分析

【目的】查清延河流域土地利用/覆盖格局,为该区域土地资源合理利用、改善水土保持措施提供理论依据。【方法】利用ENVI 4.0软件对2006年延河流域遥感图像进行处理,结合野外考察,在ArcGis 9.0平台下获得延河流域土地利用现状分布图;从景观格局的角度,根据国标2007《土地利用现状分类》的二级分类体系,将研究区土地利用现状划分为住宅用地(城镇住宅用地、农村宅基地)、耕地(水浇地、旱地)、园地(果园)、林地(有林地、灌木林地)、草地(天然牧草地、其他草地)、水域及水利设施用地(内陆滩地、湖泊水面、水库水面、河流水面)和其他土地(裸地、沙地、沼泽地、设施农用地)共7个大类17个二级类,分析了土地利用的数量结构和景观形态结构特征。【结果】延河流域土地利用类型中旱地的面积比最大,约为37%,其次是天然牧草地、裸地和有林地,分别为22.17%,23.6%和14.4%,其他类型面积均较小;旱地、有林地、天然牧草地和裸地频率比相对于其他土地利用方式较高;所有土地利用类型中,沼泽地平均面积指数最大,其次是裸地和天然牧草地;旱地、有林地、天然牧草地、裸地等图斑形状简单且各形状的图斑数呈正态分布;耕地为主要的土地利用方式,耕地、林地、草地和水域及水利设施用地的优势度较大。【结论】延河流域土地资源开发的重点是开展土地整理和规模经营,减少土地利用地块数量,降低形状指数,增加水域、人工草地和林地等生态用地面积,提高土地利用集约度和促进土地利用的多样化、均匀化;今后土地利用结构调整的方向是:增加生态系统稳定性和提高生态系统服务功能的经济价值。     

南小河沟流域土地利用动态变化分析

本文选用了1951年、1981年、2016年土地利用现状数据,采用土地利用动态变化模型、土地利用景观的多样性指数、优势度指数和均匀度指数等指标分析南小河沟流域土地利用的动态变化。结果表明,1951—1980年、1981—2016年、1951—2016年南小河沟土地利用发生了明显的变化,园地、林地、居民点及交通用地和水域及水利设施用地增加,耕地、草地及其他土地减少,综合土地利用动态度呈增长趋势;南小河沟土地利用程度整体呈发展趋势;土地多样性和均匀度呈增加趋势,优势度呈下降趋势。     

大兴安岭北部林区典型流域河流水质特征及饮用水水质状况分析

本文采用数据对比分析法,分析大兴安岭西坡根河的乌力库玛站和大兴安岭东坡呼玛河的塔河站的河流水质特征。同时选择呼玛河和根河水质资料分析大兴安岭北部林区典型流域饮用水水质状况。两条河流离子总量差别不大,在中国属较低水平。但是根河河水中金属离子的含量小于呼玛河,阴离子除HC03-外,根河均大于呼玛河。两条河流水的硬度和矿化度都较低,特别是根河河水溶解氧的含量充足、水质软。根河饮用水水质在世界天然水背景值内也属低值。     

石羊河流域不同土地利用方式的土壤肥力特征

采用野外调查和室内分析相结合的方法对石羊河流域耕地、草地、林地、未利用土地的土壤有机质、全氮、全磷和全钾含量进行对比研究.结果表明:4种土地利用方式下,草地和林地土壤有机质和全氮含量显著高于耕地和未利用土地,依次为草地＞林地＞耕地＞未利用土地,草地土壤有机质含量高(＞40 g/kg)的样本占总样本的40％以上,但草地和...     

艾比湖流域土地利用对生态环境影响分析

通过对艾比湖流域1990年至2008年土地利用转换的时空格局、艾比湖流域生态系统价值和土地利用转换方式对生态环境质量的影响的定量分析,阐述和分析艾比湖流域1990-2008年的土地利用变化对生态环境的影响及效应.结果表明,艾比湖流域总体生态环境质量呈现出恶化的趋势;区域各类具有高生态价值的土地利用类型的面积的扩大有利于...     

辽河保护区不同缓冲区尺度土地利用与水质的响应关系

为查明辽河保护区土地利用方式与水质的响应关系,将研究区地理空间数据云网站遥感影像数据和同期22个采样点实测作为数据源。实测数据包括水体营养盐类污染指标总氮(TN)、总磷(TP)、化学需氧量(COD)、溶解氧(DO)和氨氮(NH₃-N)浓度和水体重金属类污染指标铜(Cu)、锌(Zn)、镍(Ni)、镉(Cd)、铬(Cr)、铅(Pb)和砷(As)浓度。通过GIS软件划出采样点周边250、500、750和1 000 m的圆形缓冲区,采用Spearman相关性分析和冗余分析(RDA)方法,分析不同空间尺度下各种土地利用类型与水质指标之间的关系。结果显示：(1)随着缓冲区面积的增加,土地利用类型更加丰富,水体营养盐类污染指标浓度以TN、TP的污染超标最严重,各项水体重金属类污染指标浓度均低于国家地表水Ⅰ类标准规定的限值。(2)在250、500、750和1000 m 4种圆形缓冲区中,250m缓冲区范围内土地利用方式对水质的解释率最高为60.8%。(3)在250 m缓冲区范围内,住宅用地与TN呈极显著的正相关;林地与TN、TP呈负相关,相关性系数分别为-0.459、-0.512...     

基于遥感的山东黄河流域土地利用动态及有林地转移

选取了2000、2006年时相相近的TM遥感影像作为基本数据源,利用全球定位系统(GPS)、全站仪等仪器,采取典型、随机抽样方法采集了山东黄河流域378个样点的外业数据,采用监督分类法进行土地利用的分类和验证.结果表明:流域中的农田占总面积48%,建设用地占13%,有林地约占25%.6 a间,有林地转移的速率最大,大部分转化为农田、宜林荒山荒地和建设用地;灌木林、疏林地和其他林地的减少量中大部分转移为有林地;宜林荒山荒地得到大力改造,其减少量中有21%转化为有林地,11%转化为农田;农田的减少量中有12%转化为有林地;流域的土地利用格局朝好的方向发展,有林地逐年增加,到2036年达到峰值,森林覆盖率达30%,森林生态系统此时达到相对稳定.     

松花江流域水质管理空间数据库系统的研究与设计

松花江流域水质管理空间数据库系统是一个时态空间数据库管理信息系统,综合集成松花江流域水质管理信息数据与知识挖掘,为形成松花江流域水质管理提供系统性信息服务。文章从建立这一数据库信息系统的设计思路、系统组成和功能模块进行阐述。     

基于不同尺度NDVI定量分析的区域植被生态空间分布与演变研究——以漓江流域为例

归一化植被指数NDVI越来越广泛地应用在区域植被生态环境演变研究中,而运用不同尺度的植被指数研究同一区域的植被生态演变,其研究结论是否具有一致性是衡量该研究方法是否具有可行性和推广性的关键点。本研究运用两种不同尺度的植被指数GIMMS-NDVI和MODIS-NDVI对漓江流域进行一定周期的植被生态演变研究,研究结果表明,两种方法推演的漓江流域植被生态演变趋势是基本一致的。因此,在漓江流域MODISNDVI能延续GIMMS数据的时空特征,从而能为漓江流域长周期的生态演变研究打下良好的数据基础。     

汾河流域中游地区土地利用变化对生态系统服务价值的影响

汾河为黄河第二大支流,研究其流域土地利用变化状况及其对当地生态系统的影响,可为黄河流域生态保护和高质量发展提供参考.以位于汾河流域中游地区的山西省晋中市为典型案例区,利用RS和GIS技术对遥感图像和相关社会统计数据进行处理计算,研究1998-2018年晋中市生态系统服务价值(ESV)对土地利用变化的响应特征.结果 显示:近20年,晋中市建设用地的土地利用动态度远超其他地类,且面积持续增加,草地、水域和未利用地均呈波动增加趋势,而耕地和林地处于持续减少状态.在此影响下,晋中市ESV呈持续弱化态势(-2.36％),共减少7.74×108元,生态环境出现退化迹象,因此,该区域应注重维持社会经济发展和生态环境保护之间的平衡点,切实推进生态文明建设.     

水城盆地空间城镇化对浅层岩溶地下水特征的影响

为研究水城盆地空间城镇化对浅层岩溶地下水的影响,以六盘水市水城盆地为研究对象,通过分析地下水采样点的氢氧同位素和水化学组分、地下水长期监测点的水位资料,研究了地下水补给来源和空间城镇化对岩溶地下水水化学特征、水位动态产生的影响。结果表明：研究区内地下水主要来自大气降水补给,水化学类型主要为HCO₃-Ca和HCO₃·SO₄-Ca型;空间城镇化影响下土地利用类型的空间差异与浅层岩溶地下水诸多离子的富集具有空间一致性,Cl^-和NH₃-N主要富集在建筑用地区,NO₃^-和SO₄^2-主要富集在耕地、林地和裸地等非建筑用地区,而Mn和As则主要来自工业建设产生的点源污染。研究区年内和年际地下水水位变幅均趋于稳定,结合该时期的降雨量与地下水水位变幅面积的关系,证明空间城镇化发展导致不透水面的增加,降低了地下水水位对降雨的响应程度,地下水补给条件变差,地下水开采量的变化成为影响地下水水位的主要因素。研究表明：空间城镇化建设的大力推进,改变了盆地内的土地利用方式,严重影响了地下水补给径流条件和地下水水质,造成局部地区有害离子的富集。     

耕地细碎化对耕地利用效率的影响——基于不同经营规模农户的实证分析

耕地细碎化是我国现代农业发展面临的突出问题,解决耕地细碎化问题是提高耕地利用效率的关键。基于农户耕地经营规模划分农户类型,利用武汉城市圈部分区县农户调查数据,采用DEA-Tobit模型分析了地块平均面积表征的耕地细碎化对耕地利用效率的影响。研究结果表明:1)小规模农户耕地经营面积平均为0.194 hm~2,利用效率为0.360;中规模农户耕地经营面积平均为0.492 hm~2,利用效率为0.446;大规模农户耕地经营面积平均为1.179 hm~2,利用效率为0.497;耕地利用效率与农户耕地经营规模呈正相关关系。2)耕地细碎化对农户耕地利用效率具有显著的影响,但对不同经营规模农户的影响存在显著差异;耕地细碎化对小规模农户的耕地利用效率具有正向作用,而对中、大规模农户的耕地利用效率具有负向作用;相对于小规模农户而言,细碎化对大规模农户的耕地利用效率的影响较大。因此,提高耕地利用效率,应鼓励耕地流转,为农户规模化经营耕地创造条件;在大力推进农业规模化经营的过程中,应将耕地整治与耕地流转有机结合起来,降低细碎化程度,以提高耕地利用效率。     

黄河三角洲土地利用及土地覆盖变化驱动力分析

对影响黄河三角洲土地利用和土地覆盖变化的自然及人文因子进行了分析 ,筛选确定了该地区不同时期土地利用及土地覆盖变化的主导驱动因素。研究表明 ,5 0年代以前 ,该地区土地覆盖变化主要受气候因素、风暴潮和黄河改道等自然因素驱动 ;5 0～ 70年代 ,人类的大量开荒、胜利油田的开发使耕地、建设用地等迅速增加 ,但同时导致对土地自然生态系统的较大破坏 ,使土地地力下降、土壤盐渍化程度加重 ,土地生态趋于脆弱 ;80年代以来 ,蒸降比大的气候条件和淡水资源缺乏的水文状况成为该地区土地利用变化的主导自然驱动因子 ,不合理用水 ,林草、荒地的大量开垦等人类农业开发利用活动是该区土地利用变化的主导人文驱动因子 ,二者结合驱动该区土地利用的快速变化     

京津冀潮白河区域2001—2017年耕地利用变化时空特征分析

京津冀协同发展战略的推进,使众多非首都核心功能逐渐疏解至津冀两地,三地接壤的潮白河区域逐渐成为协同发展的缩影,土地利用的协同在区域协同发展的过程中有至关重要的作用。本文以京津冀潮白河区域为研究对象,采用土地利用转移矩阵、土地利用变化图谱和空间基尼系数方法,分析耕地在2001-2017年的时空演变特征。数量结构上,区域土地利用结构表现出耕地持续减少、城镇用地持续增加的趋势,耕地总面积减少3.77万hm²,耕地变化面积占变化总面积的32.61%;空间格局上,区域耕地由2001年各地均匀分布的格局逐渐转变成沿潮白河东南方向耕地面积较大、西北方向耕地呈小块分布的零散格局。耕地变化活跃区主要分布在通州区、顺义区及周边地势较平缓地区,且耕地与城镇用地、农村居民点和水域的转化过程较为显著。研究区耕地空间集聚水平整体偏低,破碎化严重,2001-2013年耕地的空间基尼系数由0.000 68波动上升至0.004 14,2017年京津冀协同发展战略提出后,研究区耕地的空间基尼系数快速减少至0.001 04。综上,潮白河区域在2001-2017年耕地利用变化特征显著,空间分异性较明显,土地利用景观破碎化程度不断加剧。     

淮河流域谷物生产水足迹及用水效率研究

为研究淮河流域水稻、小麦、玉米三大谷类粮食作物生产用水总量和用水效率,保障粮食安全,促进粮食生产可持续发展,本研究以淮河及沂-沭-泗水系的35个地级市为研究对象,基于2000—2019年谷物生产、水资源、气候等数据,采用PenmanMonteith模型、探索性空间数据分析（ESDA）模型、空间杜宾模型,对流域谷物生产水足迹强度进行测度以反映其用水效率,并分析其时空演变特征及影响因素。结果表明,2000—2019年淮河流域谷物生产水足迹逐渐趋于稳定,谷物生产水足迹强度整体下降82.86%。水足迹强度空间集聚显著,集聚状态逐渐稳定。社会经济条件、农业生产投入、农业生产条件、自然条件与资源禀赋对谷物生产水足迹强度影响显著。淮河流域谷物生产用水总量整体增加,用水效率总体不断提升。淮河流域谷物生产用水效率存在显著的空间差异,效率较高的区域为淮河干流下游及沂-沭-泗水系,效率较低的区域为淮河干流安徽段。农村经济发展水平、科技发展水平与有效灌溉面积等因素的提升能促进谷物生产用水效率的提升,城镇化水平、化肥施用量、年日照时长、年平均气温等因素的提升则会对其产生抑制作用,农村经济发展水平、城镇化水平、年...