1975—2016年济南市南部山区土地利用及其地形控制特征

基于Landsat遥感数据,解译分析了济南市南部山区1975—2016年5个时期的土地利用特征,并结合数字高程模型数据和空间分析方法,研究了地形因素对土地利用结构的控制特征。结果表明:①41年间南部山区土地利用/覆被类型以林地和草地为主,两者面积之和占比长期在70%以上;耕地和建设用地次之,且耕地整体呈下降趋势,建设用地逐年增加;水域面积占比小且稳定;未利用地占比最小且呈减少趋势。②地形条件对土地利用的空间格局具有明显控制作用。随着高程的上升,土地利用结构由耕地和建设用地为主转变为林地和草地占主导;在坡度小于2°的平坦区域以耕地和建设用地为主,在缓坡地土地利用结构由以草地为主、耕地为辅转变为耕地、建设用地和草地相对均衡的状态,陡坡地则以林草地为主;阴坡林地占主导,阳坡草地占主导,耕地和建设用地在阳坡的面积显著高于阴坡。③南部山区土地利用变化特征是在地形因素控制与社会经济因素的驱动下形成的。     

基于地形因子的鄱阳湖地区土地利用格局变化分析

为研究土地利用空间格局变化地形特征,采用1990年、2000年、2010年、2013年4期鄱阳湖地区Landsat TM解译数据及DEM数据,借助地形位、分布指数、地学信息图谱方法,深入探讨了1990—2013年鄱阳湖地区不同地形下土地利用格局的变化特征。结果表明:(1)1990—2013年,鄱阳湖地区土地利用类型以耕地、林地、水域为主,三种类型面积占比均在90%以上,建设用地快速增长,由1990年的1 387.42km~2增加到2013年的2 413.98km~2,增加了1 026.56km~2,耕地、未利用土地、林地面积分别减少513.39km~2,399.04km2,123.75km~2;(2)1990—2013年,土地利用格局变化具有地形效应,低地形范围优势分布耕地、建设用地、水域,高地形范围林地优势分布,未利用土地、草地零散分布对地形变化适宜性较强;(3)1990—2013年,研究区土地利图谱以稳定型和中期型为主,面积分别为48 457.44km~2,2 014.56km~2,稳定型图谱的优势区域位于高、低地形范围,耕地、林地、建设用地变化稳定;低、中高地形范围是中期变换型的优势分布区,主要表现为未利用土地—未利用土地—水域—水域、耕地—耕地—建设用地—建设用地。     

川北地形过渡带地形因子对土地利用与景观格局变化的影响

[目的]基于地形特征分析不同用地类型时空分布变化,不仅能解释土地利用时空变化规律,并能更进一步为优化土地利用结果,生态环境保护奠定基础。[方法]基于四川省北部江油市2003,2010,2018年3期遥感影像,运用土地利用转移矩阵法,分析不同用地类型之间的转化情况;接着利用地形位指数法、分布指数法,分析地形因子影响下不同用地类型分布指数变化特征;之后利用移动窗口法,探究景观格局中斑块密度与Shannon多样性指数时空变化规律;最后结合双变量空间相关性分析,分析地形因子与景观指数间的空间相关性特征。[结果](1)在2003—2010年期间,水田面积减少最多(减少面积2 238.98 hm~2),建设用地面积增加最多(面积增加3 360.36 hm~2);在2010—2018年期间,水田面积减少1 175.84 hm~2,建设用地面积增加1 614.78 hm~2;2003—2010年期间江油市土地利用的变化量整体高于2010—2018年。(2)北部山区主要由旱地转移为林草地,南部平原地区主要为水田转移为建设用地,中部丘陵区域旱地和水田相互转化强烈。(3)随时间变化,旱地和未利用地优势等级向中地形位等级靠拢;低地形位等级上建设用地、水田和水域优势度逐渐降低,并具有优势等级向较高地形位等级扩展趋势。(4)山区河流沿岸以及山地平原交汇处斑块密度与Shannon多样性指数较高,且呈线性分布;随时间变化,丘陵区域斑块密度增加,主城区附近Shannon多样性指数呈下降趋势。(5)高—高聚集区主要表现为向山地丘陵交汇处聚集;城区附近景观指数因受其他因素影响较多,导致该区域景观指数与地形位指数呈现出不显著相关性。[结论]在地形过渡带区域,不同地貌对于各类用地变化的影响在时空上存在差异性,其地形因子与景观指数的空间相关性差异明显。     

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。     

黄土高原南部土地利用/覆被变化的土壤侵蚀效应

基于3S技术对黄土高原南部地区土地利用/覆被变化及空间分布格局进行了综合测评,同时应用通用土壤流失方程(USLE)定量研究了不同土地利用方式下的土壤侵蚀效应.研究表明,研究区1980-2005年共有1 123.80 km2耕地被用为城镇建设用地,建设用地面积净增了1 238.29 km2,林地、草地面积总量变化小,但局部地区流转特征显著;与此同时,该区土壤侵蚀模数从11.54 t/(hm2·a)增至13.81t/(hm2·a),1980和2005年黄土沟壑区侵蚀模数的峰值分别为1 708.52和1 584.69 t/(hm2·a).该区域土壤侵蚀效应与土地利用空间格局耦合性较强,林地、草地由于分布区域海拔高,坡度陡,侵蚀强烈,而地势低洼、平坦地区(建设用地、耕地、未利用地)的土壤侵蚀强度小.林地、草地的土壤侵蚀效应由于受到地形因素的影响,对降雨侵蚀因子增强的响应尤其明显.2005年该区林地和草地的平均侵蚀模数分别增加了2.34和7.32 t/(hm2·a),并且微度以上侵蚀等级的面积有所增加.     

土地利用与地形因子关系研究——以砖窑沟流域为例

以黄土丘陵沟壑区的砖窑沟流域为例,依据2003年和2008年两期土地利用现状图,采用地理信息系统(GIS)软件和统计分析(SPSS)软件,进行了基于10m×10m栅格单元的土地利用与地形因子关系的研究,探讨了土地利用格局的演变及其驱动力。结果表明:基于栅格的土地利用类型与坡度、坡向和海拔关系的综合分析是从数量上准确剖析土地利用空间分布特征及其演化规律的有效方法;砖窑沟流域的海拔、坡度、坡向的平均值分别为1069m、19.24°和279°(西坡);采用各种土地利用类型的sin(坡向)和cos(坡向)平均值绘制坡向分布图,可直观地显示各种土地利用类型坡向分布特征。分析表明,农田和宜林荒山共占流域总面积的80%左右,二者的分布和变化控制着整个流域土地利用的地形分布格局。农田主要以坡地和梯田的形式分布于坡上、峁顶和梁顶,坡度较低,而海拔较高,与坡度呈显著负相关,与海拔呈显著正相关;而宜林荒山往往分布于坡度较大而海拔较低的位置,与坡度呈显著正相关,而与海拔呈显著负相关。研究结果反映了黄土丘陵沟壑区土地利用的地形地貌特征。生态建设项目的实施可在短时间使土地利用的空间分布发生较大变化。     

基于GIS的县域土地利用与地形因子关系研究--以陕西省黄陵县为例

以陕西省黄陵县为研究区,基于研究区的DEM和土地利用现状图,利用ArcGIS提取了该区的地形特征(高程、坡度和坡向)及土地利用信息,并将各地形特征与土地利用信息进行了叠加分析,研究了不同高程、坡度和坡向上各土地类型的分布状况。结果表明,在坡度和高程层面上,耕地、园地和住宅用地都集中在坡度小于3°和海拔较低的地区。而林地则集中在坡度大于8°和海拔大于1 000m的区域。而对于坡向而言,除平面被广泛利用外,其余坡向也都有不同程度的利用,并无太大差别。     

基于DEM的山区土地利用变化分析

地形因子直接影响土地利用方式并在一定程度上决定着土地利用类型。以西南地区典型山区重庆市忠县为研究区,基于DEM和遥感影像,通过遥感解译建立土地利用数据库,运用GIS技术提取高程、坡度、坡向,并与土地利用图进行叠加,分析研究区2000—2010年间基于不同地形因子的土地利用变化情况。研究结果表明:地形因子对研究区土地利用变化有着重要的影响,土地利用变化随着高程的增加、坡度的增大而减缓,阳坡大于阴坡,并主要集中在高程为300～600 m,坡度 < 25°的半阳坡地区,其中以耕地与林地之间的转化最为剧烈;在海拔为0～300 m,坡度 < 25°的长江及其支流沿岸地区有一定面积的耕地和林地转化为水域。通过对土地利用变化与各地形因子之间关系的分析,有助于实现区域土地利用结构的优化和不同地形上土地利用类型的合理布局,促进区域土地资源的可持续发展。     

流沙河流域土地利用与地形因子的关系

[目的]以西双版纳傣族自治州的流沙河流域为例,对该流域土地利用与地形因子的关系进行研究,为流域土地利用规划提供科学依据。[方法]采用分布指数和基于DEM数据提取的高程、坡度、坡向,分析该流域1976—2010年各地类在不同地形因子下的分布变化特征。[结果]有林地在较高海拔,较大坡度,北坡区域占有优势;茶园主要分布在1 200~1 400m海拔的东坡和南坡,坡度对其分布影响较弱;橡胶园主要分布在水热条件较好的600~1 000m海拔,坡度较缓,东坡和南坡区域;建设用地主要分布在中低海拔,坡度较缓,无坡向的平地;轮歇地在1 000~1 600m的东坡和南坡占优,坡度对其分布影响较小;水田主要分布在中低海拔,缓坡,无坡向的平地。[结论]流沙河流域有林地和传统耕地不断被开垦为橡胶园和茶园等经济种植园,橡胶种植有向高海拔、陡坡与北坡发展趋势,使有林地分布进一步破碎化。为维持该流域生态稳定性,应严格控制好经济作物的种植面积,保护好现存的热带森林。     

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。     

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。     

重庆山地都市区1985-2010年土地利用变化地形特征分异研究

随着城市化的不断推进,在低强度土地利用类型逐步向高强度土地利用类型转移的过程中,土地利用受地形因子的制约性越显突出。以重庆山地都市区为例,利用TM数据和DEM数据,综合研究分析1985—2010年间重庆都市区的各类用地在高程、坡度以及地形位不同地形因子中的分布变化过程。研究表明:重庆都市区各用地类型在不同地形因子等级下分异性特征显著,各地形因子等级中土地利用随时间变化的规律性特征明显。近25 a来,重庆都市区高强度土地利用类型主要分布在500 m高程以下的平地和400 m高程以下的低缓坡,结构相对稳定;在500～1 200 m的平地、400～600 m的低缓坡以及500 m以下的高缓坡区域内耕地、林地、建设用地、草地等土地利用类型空间竞争态势明显,人地矛盾突出,是协调人地关系的核心区域;重庆都市区内的陡坡、500 m以上的高缓坡以及600 m以上的低缓坡内的草地、林地面积减少,土地利用将对生态环境产生严重影响,应作为重庆都市区土地利用的重点监测对象。文章旨在为重庆都市区土地利用的合理规划提供参考。     

大山包地区土地利用的地形梯度效应与空间结构特征

[目的]探究地形因素对土地利用格局与空间结构特征的影响,为大山包地区土地开发利用的规划和决策提供科学参考。[方法]运用地形梯度分析法和分形理论来探讨其土地利用的地形梯度效应与空间结构特征。[结果](1)大山包地区各土地利用类型在不同海拔、坡度和地形位指数的空间分布格局存在显著差异。(2)耕地、建设用地、水域优势分布的地形位指数区间均为0.26～0.53,林地为0.53～1.21,草地为0.44～0.60,未利用地为0.26～0.53,0.71～1.21。(3)土地利用综合强度指数和土地利用多样性指数随着海拔和坡度增加分别由234.75,0.82逐渐降低至218.49,0.63再分别升高至221.02,0.67,且二者随着海拔和坡度的增加呈现出先降低后升高的趋势。(4)各地类分布的分形特征明显,分维数介于1.191 1～1.668 8,各地类的稳定性大小依次为林地(0.308 9)>建设用地(0.282 8)>耕地(0.264 1)>未利用地(0.199 7)>水域(0.168 8)>草地(0.135 1)。[结论]大山包地区土地利用格局与空间结构特征受地形...     

新疆石河子市土地利用数量变化研究

以新疆石河子市土地变更统计资料,以及其自然、社会、经济数据为依据,采用定性与定量相结合的方法,运用多种数学模型对石河子市土地利用现状、土地利用数量变化进行了探讨。结果表明,近12年来石河子市园地、林地、交通用地、居民点工矿用地的正向变化较明显,而负变化方面,则是以未利用地和耕地的变化最为突出。土地利用结构总体变化不大。土地利用类型的转移以非农建设占用农用地特别是占用耕地现象日益突出为主要特点,并呈现明显的地域差异。早期引起土地利用变化的主要原因是农业结构调整,而经济发展和城市迅速扩张则是后期变化的动因。     

北海市银滩土地利用演变特征及其影响因素

[目的]针对北海市银滩海岸近些年土地利用巨变、生态环境退化的现象,分析区域土地利用演变特征及其影响因子,为该区可持续开发与管理提供科学依据。[方法]基于长时间序列Landsat遥感影像,采用土地利用动态度、转移矩阵、强度及多样性指数等指标分析北海银滩滨海区土地利用演变特征,并讨论土地利用变化的主要影响因子。[结果]1979—2013年的35a间,银滩滨海区建设用地、人工湿地面积显著增加,并且主要是由耕地、林地转入而来,从而导致耕地和林地面积显著减少,草地、水域和滩涂面积增减变化幅度相对较小。区域土地利用综合程度先增大后减小,但开发强度却一直在增大;多样性指数在2000年年前较为稳定,之后显著下降。银滩滨海区土地利用演变主要受气温、台风、潮汐等气候因子和城市化、围垦、渔业、旅游业和规划管理等人类活动因子综合影响。[结论]近35a来,银滩海岸土地利用类型趋向单一化,开发速率减小但开发强度增大,空间分布破碎化,区域生态系统脆弱性增强。研究时段内,人类活动因子影响比气候因子更显著,各驱动因子影响物理机制及其定量化贡献亟待进一步研究。     

渭北旱塬小流域土地利用空间分布与地形因子的关系——以陕西省淳化县秦庄沟流域为例

以渭北旱塬秦庄沟流域为例,以土地利用现状为基础数据,结合ArcGIS技术,对地形因子数据和土地利用数据进行了叠加并提取,采用地形分布指数(LDI)分析了土地利用空间分布与地形因子的关系。研究结果表明,不同地类空间分布与地形因子坡度、高程、沟壑密度存在密切关系,并呈现一定的规律性。耕地优势分布主要在海拔900~1 100m,坡度为5°~25°,沟壑密度为0~4km/km2的区域;在海拔800~1 200m,坡度为0°~15°,沟壑密度为0~2km/km2和4~6km/km2的区域是园地优势分布区;林地优势区主要在海拔1 100~1 250m,坡度为15°~25°和25°,沟壑密度为2~6km/km2的区域;裸地的优势区在海拔800~1 000m和1 100~1 200m,坡度为25°,沟壑密度为4~8km/km2的区域;居民点用地优势区在海拔900~1 000m,坡度为0°~5°,沟壑密度为0~2km/km2的区域。