祁连山国家级自然保护区土地利用时空变化及与气候因子关系研究

土地利用类型变化是植被变化最直接的表现形式。祁连山是我国西部地区重要的水源涵养区,生态环境比较脆弱,研究区域内土地利用时空变化对区域生态环境保护具有重要意义。本文基于2000—2018年土地利用类型数据,分析祁连山土地利用时空变化特征及影响因子。结果表明：草地、林地、未利用地是研究区主要的土地利用类型,耕地、城乡、工矿居民用地、水域面积较小;2000—2018年间祁连山范围内草地、林地、水域面积增加,未利用地面积减少,且2005—2010年期间土地利用类型变化最为明显;2000—2018年期间祁连山区域草地覆盖度增加,中、高覆盖草地面积增加,低覆盖草地面积较少;2000—2018年土地利用类型变化主要发生在祁连山西部地区,主要为草地与未利用地之间的相互转化。草地变化受降水、相对湿度的影响较大。     

基于土地利用/覆盖的甘肃省景观生态风险时空变化特征

甘肃省景观类型丰富多样,在中国西部地区的生态安全中起关键性作用,也为当地发展提供着重要的物质基础和生态服务。由于气候变化和人类不合理活动的影响,甘肃省部分地区生态环境的安全与稳定遭到严峻挑战。本研究基于欧洲航空局全球土地利用/覆盖数据（CCI-LC）,利用动态度、转移矩阵方法分析了2005-2019年甘肃省土地利用/覆盖变化特征;通过构建景观生态风险指数并运用空间自相关分析法分析了景观生态风险的空间分布特征。结果显示：1)2005-2019年间,裸地面积减少最多,变化率1.88%,耕地次之,变化率2.31%;草地面积增加最多,变化率1.83%,建设用地次之,变化率191.08%。2）所有土地利用/覆盖类型中,建设用地的动态度最高且在整个研究时期内变化速率都保持在较高水平,综合动态度最大的时期为2010-2019年。3）土地利用/覆盖转移矩阵主要表现为耕地、林地、草地、裸地之间的转入与转出以及其他土地类型向建设用地的转入。4)2019年整体的生态风险值较2005年明显上升。其中低风险区和较低风险区面积最多,转化最频繁;中等风险区、较高风险区和高风险区面积虽然较少,但都存在不同程度的增长。...     

干旱区土地利用/覆盖变化与生态环境效应研究——以渭-库绿洲为例

利用ARCGIS和ENVI软件,以2005年、2015年遥感影像Landsat TM/OLI为数据源,得到2期渭库绿洲土地利用/覆被类型图,在空间尺度上将研究区进行土地利用类型分级处理分析土地利用/覆被变化特征,并从时空分布和生态系统服务价值及区域环境质量3个方面进行生态效应研究,通过计算土地利用/覆被类型的面积,从而获得区域环境质量指数,最终建立渭-库绿洲土地利用类型与生态环境之间的变化关系,并对研究区进行生态环境质量动态分析。结果表明2005—2015年期间该地区土地利用变化主要表现为耕地、水体和未利用土地的面积呈现出逐渐减少的趋势,与此相反,草地、林地和盐渍地面积呈增加的趋势;10年间渭-库绿洲的生态系统服务价值从3.90亿元增加到5.50亿元,总价值增加的主要原因是草地和林地面积的增加;渭-库绿洲的区域生态环境质量指数从0.38上升至0.43。生态环境质量在维持着相对平衡的同时,呈现出一种上升态势。本文通过对干旱区土地利用/覆被变化定性定量分析,有助于干旱区生态脆弱区域水资源的合理利用。     

基于Markov-PLUS和InVEST模型的锡林郭勒草原碳储量变化预测

【目的】研究锡林郭勒草原土地利用对碳储量的影响，了解草原生态系统固碳能力的变化趋势。【方法】基于1995-2015年土地利用变化规律，结合场景分析法和Markov-PLUS复合模型，模拟锡林郭勒草原历史趋势、经济发展和生态保护3个场景下2035年的土地利用空间分布，并利用InVEST模型预测相应的碳储量，分析土地利用变化对碳储量的影响。【结果】(1)1995-2015年，锡林郭勒草原林地和城乡工矿居民用地面积持续增加，草地面积减少，但草地仍是占比最大的土地利用类型，20年间区域碳储量增加了18 228.93×10³ t;(2)预测到2035年，历史趋势和经济发展场景下，用地面积增加的主要为草地和城乡工矿居民用地，生态保护场景下为林地和草地，3种场景下碳储量增量分别为4419.74×10³、1 1207.75×10³和18 498.45×10³ t。【结论】Markov-PLUS和InVEST模型预测锡林郭勒草原未来土地利用和碳储量变化获得的结果可靠；预测结果表明，1995-2035年锡林郭勒碳储量呈...     

定西市土地利用变化及驱动力分析

为探讨土地利用变化的影响因素,选取定西市1980、1990、2000、2010和2018年5期的遥感影像数据及统计年鉴数据,采用ArcGIS空间分析方法和主成分分析法对近38年土地利用结构和驱动力进行了研究.结果表明:研究期内定西市土地利用以草地为主,建设用地的单一土地利用动态度最大;土地利用程度综合指数处于中低等水平,人为利用程度低.总体来看,耕地逐年减少,净转化面积最大,主要转化为林地、草地和建设用地;人民生活、农业及经济发展水平是影响定西市土地利用变化的主要驱动力.     

基于3S技术的荒漠绿洲土地利用/土地覆被变化特征——以新疆巴里坤县为例

利用1980年土地覆盖数据,1994年和2008年两期Landsat TM遥感影像资料, 采用3S技术研究了新疆巴里坤哈萨克自治县1980－2008年的土地利用/土地覆被变化的特征。结果表明,在过去的28年内巴里坤县居民及工矿用地、耕地和林地持续增加,水域持续减少,草地先减少后增加,整体增加,未利用地先增加后减少,整体减少。1994－2008年较1980－1994年的土地利用类型综合动态度增加,说明土地利用变化速度加快。气候变暖和各类生态工程是巴里坤土地利用/土地覆被变化的主要驱动因素。     

1990-2018年新疆“三生”用地时空变化特征及其碳排放效应

基于新疆地区1990、2000、2010和2018年四期土地利用遥感监测数据和能源消耗数据,通过土地利用变化动态指数分析近30年来新疆地区“三生”用地类型的变化强度,研究其格局转变;利用碳排放计算模型,对研究区土地利用的碳排放量和碳排放强度进行核算,定量分析土地利用转移类型引起的碳效应变化。以期为新疆地区土地利用结构与空间配置进行科学规划与管理、为低碳优化提供参考。结果表明:1)研究区生活生产用地和生产生态用地面积增长率较快,动态度较大,生态生产用地和生态用地面积整体呈减少态势。用地的动态变化主要发生在2000-2010年。2)生活生产用地作为碳排放最主要碳源,碳排放量增长14 231.66万t,其在2000-2010年间年增长率最大;碳汇方面主要为生态生产用地碳吸收量下降99.80万t。3)生活生产用地碳排放强度由期初的4 207.90t·km^-2上升到期末的18 423.55t·km^-2,其余3类用地碳排放/碳吸收强度变动较小。4)生态用地主要转入生产生态用地和生活生产用地,引起的碳排放增加量为4 960.79万t;生产生态用地主要转入生...     

土地利用变化及社会经济驱动因子分析——以广元市剑阁县为例

根据剑阁县2007—2010年土地利用统计数据,从单一土地利用动态度、土地利用程度的变化和土地多样性指数等方面分析该县土地利用变化的特征,并且结合社会经济统计资料,利用SPSS软件进行主成分分析。结果表明：剑阁县在2007-2010年间土地利用方式变化较为明显;农业发展、人口增长、工业发展、旅游业发展是剑阁县土地利用变化的主要驱动因子,影响着该县土地利用方式的变化。     

近20年元上都遗址周边土地利用变化及驱动力

通过对元上都遗址周边1990、2000和2010年TM影像解译及实地调查获得其土地利用状况数据,利用单一土地动态度指数、综合土地动态度指数、土地利用程度综合指数及土地利用程度变化模型对1990―2010年间土地利用动态变化过程进行分析,并揭示其土地利用变化的驱动因素。结果表明,研究区始终以草地、耕地为主,沙地与其他土地类型镶嵌分布。草地总体呈减少趋势,所占比例减少6.28%;耕地与沙地总体呈增加趋势,所占比例分别增加1.92%和3.33%。土地利用类型变化速度较快,具有明显波动性。1990―2000年的综合动态度为0.92%,2000―2010年为0.42%。其中,沙地变化速度最为迅速,年均递增速度达3.23%。土地利用程度逐渐增大,由农牧业转变为非农牧业。气候暖干化、北缘沙地扩展、退耕还林还草、城镇化建设、农牧业、工业和旅游业发展、滥砍乱伐、过度放牧等因素的综合作用驱动了土地利用结构变化。协调土地资源与社会经济发展的关系对研究区生态环境保护与建设至关重要,是保护元上都遗址的必要途径,是传承草原文化的基本要求。     

近25年青海湖流域土地利用变化及其生态系统稳定性评价——以刚察县为例

青海湖流域位于青藏高原高寒区,是全球生态变化的敏感地区之一。在3S技术的基础上,利用土地利用转移矩阵,土地利用动态度模型全面揭示研究区25年的LUCC时空变化特征,并借鉴已构建的景观弹性度指数分析了研究区的景观生态系统稳定性。结果表明,1977~2000年青海湖流域刚察县土地利用类型已经发生了较大变化：生态用地数量逐渐减少,生产用地、退化土地面积不断增加;县内1987~2000年冰川及永久积雪面积减少速率显著上升达7.7%,而裸岩沙地面积增加速率显著上升达0.41%,其他主要类型土地面积变化速率不断减缓;从1977~2000年,刚察县景观弹性度持续增加,维持景观稳定性的能力相对较高,生态系统健康状态也较高。     

元上都遗址土地利用及景观格局变化

草原文化遗址是草原民族文化的灵魂之一,加强对草原文化遗址的保护具有重要的意义。本研究利用地理信息系统(geographic information system,GIS)与遥感(remote sensing,RS)技术以及景观分析软件,选取了单一土地利用动态度、综合土地利用动态度、土地利用转移矩阵及景观格局指数等指标对元上都遗址区域近30年土地利用和景观格局的变化进行分析。结果表明,1)草地是元上都遗址最主要的土地利用类型,在研究时间段内面积波动变化;2)近30年,元上都遗址草地、林地、农田之间相互转化频繁,伴随着景观指标的不断变化;3)2000–2005年综合土地利用动态度最高,林地单一土地利用动态度变化速率最高;4)景观整体比较脆弱,越来越多样化、破碎化,但已逐渐趋于稳定;生态建设工程的大力开展以及农牧民生产方式的不断变化是引起变化的主要原因。维持草原类型的面积和草原景观的稳定性,对元上都遗址的保护具有重要的作用。     

内蒙古多伦县土地利用时空变化及其对生态安全格局的影响研究

本文利用2000年、2010年两期遥感影像,解译得到2000年与2010年多伦县土地利用图;在ARCGIS支持下将土地利用图进行空间叠置分析,揭示了近10年多伦县土地利用动态变化情况;运用PSR模型构建生态安全评价指标体系并应用信息熵与AHP法确定指标权重;利用功效函数对各指标进行无量纲化处理,采用综合指数法计算生态安全综合指数;将土地利用图与生态安全评价图做叠置分析,得到了生态安全格局与土地利用格局间的内在联系。     

基于CCI-LC数据的甘南和川西北地区土地覆盖类型时空动态分布及草地面积变化驱动力研究

土地覆盖变化是评价生态系统健康的关键,并对可持续发展有重要意义。遥感技术是实现快速动态监测大面积土地覆盖变化的有效方法。结合野外实测土地类型数据和Landsat 8 OLI影像,对欧空局全球土地覆盖产品(CCI-LC)在甘南和川西北地区分类精度评价的基础上,分析了研究区1992-2015年土地覆盖类型的时空动态变化特征,并从自然和人为两方面因素出发,研究了该地区草地面积变化的驱动力。结果表明:1)CCI-LC产品在甘南和川西北地区的总体精度为76.79%,在六大土地覆盖类型中(草地、林地、裸地、水体、永久冰雪和人类占用地),草地的用户精度最高(94.88%)。2)在1992-2015年,草地面积整体上呈减少趋势,且在1994-2001年发生了较大的变化,减少了6760.53 km²,动态度为-0.53%·年^-1。3)1992-2000年研究区主要发生草地、林地和人类占用地三者之间的相互转化,其中草地以转出为主;2000-2010年研究区土地覆盖类型的变化多样,草地仍以转出为主,但转出面积较上一时间段大幅度减少;2010-2015年间研究区地物类型的转换关系更加复杂,其中草地以转入为主,转入来源仅为林地和人类占用地。4)农业GDP和牧业GDP是甘南和川西北地区草地面积变化的主要驱动因素,且两者均与草地面积呈负相关关系。提供了一种宏观、快速、低成本分析长时间序列土地覆盖类型动态变化的遥感监测方法。     

庄浪县土地节约集约利用分析

采用综合评价方法对庄浪县土地利用基本情况和发展的特点进行了分析。通过对庄浪县1997～2010年的节约与集约利用宏观评价结果来看,庄浪县土地节约与集约利用综合指数分为3个阶段,即1997～2005年,土地节约与集约利用综合指数从0.012上升到0.074,说明9年内庄浪县土地节约与集约利用水平总体上处于上升的趋势,其中,2003,2004年比2002年略有下降,之后2005年一直处于上升趋势。2006,2007年处于平稳上升趋势;2008年土地节约与集约利用综合指数为0.139,比2007年提高了54.4%,尤其是2010年变化幅度最大,比2009年上升了42.7%,比1997年上升了16倍。说明庄浪县土地节约集约利用水平正在逐年提高,土地利用正在由粗放利用向适度利用过渡。     

黑龙江老爷岭东北虎国家级自然保护区土地利用与景观格局变化研究

土地利用和景观格局变化研究是自然保护区制定管理和保护规划的重要依据。本研究以黑龙江老爷岭东北虎国家级自然保护区1999—2019年3期的土地利用数据为基础,利用动态度与转移矩阵模型对该区的土地利用变化进行分析;选择斑块数量和香农多样性等景观指数对其景观格局变化进行研究。结果表明,林地是老爷岭保护区主要的土地利用类型,约占自然保护区总面积的95%,且1999—2019年呈稳定趋势(K=-0.017)。从景观格局变化来看,老爷岭保护区的景观呈破碎化趋势,其中斑块数量和香农多样性指数变化最大。从时间跨度来看,1999—2009年是老爷岭保护区土地利用和景观格局变化的主要时段,自2009年后老爷岭保护区建立,保护区内的土地利用动态度指数和景观破碎化程度均在降低,这说明老爷岭保护区成立后,随着管理和保护力度的加大,保护区内的林地得到了一定程度的恢复,景观破碎化程度得到了有效改善。     

近35年石羊河流域景观格局演变及其驱动因素

景观格局时空演变是土地利用变化最直接的体现,是景观生态学研究的重点和热点。本研究利用1986-2020年4期土地利用/覆被数据,借助ArcGIS和FRAGSTATS软件,采用标准法和移动窗口法计算景观格局指数,分析石羊河流域景观格局时空演变特征,并通过灰色关联度法探讨景观格局变化的主要驱动力。结果表明,近35年石羊河流域的景观结构总体呈现“耕地与建设用地面积明显增加,未利用地面积大量减少,其余景观类型相对平稳”的变化趋势。1986-2010年各景观面积转移相对简单,主要表现为未利用地转为耕地,2010-2020年各景观面积转移变得复杂,主要表现为未利用地转为建设用地及耕地,林地和草地、未利用地和草地之间存在大面积的相互转换。1986-2020年主体景观未利用地及草地的优势度降低,破碎度增强,而耕地及建设用地景观优势度增加,破碎度降低,整体景观趋于多样化、破碎化。灰色关联法分析发现,降水、气温、人口数量和第一产业是石羊河流域景观格局变化的关键驱动因素。研究结果可为研究区土地利用规划和管理、景观生态恢复、保护及可持续发展提供科学依据。     

基于生态服务价值的农牧交错区土地利用变化对环境影响的评价—以内蒙古太仆寺旗为例

综合运用3S技术和实地调查的方法,对太仆寺旗1986—2009年间的土地利用变化情况进行分析,探讨土地利用变化背景下生态服务价值量的变化,以及土地利用变化对生态环境产生的影响。结果表明：1986—2009年,研究区林地和建设用地面积有所增加,其中林地面积增长速度最快;而耕地、草地和水域面积均有所减少。土地利用变化引起了生态环境的改变,对生态服务价值也产生了一定的影响。研究时段内生态服务价值呈上升的趋势。从不同土地利用类型来看,林地的生态服务价值增长最快,对总的生态服务价值贡献最大;从各单项服务功能价值来看,气体调节、气候调节、土壤形成与保护、生物多样性保护、原材料及娱乐文化功能价值持续增加,主要得益于退耕还林（草）政策的实施。2000年以来,研究区植被状况得到了明显改善,但区域所面临的土地退化和干旱缺水等主要生态问题还未得到根本解决,生态服务功能还未完全改善和恢复。在今后的生态环境建设中,应该结合研究区的实际情况,综合考虑各种因素,对土地资源进行合理的配置。     

基于PSR模型的兰州市土地生态安全时空差异评价

研究了兰州市2006~2013年土地生态安全的时空差异。主要依据PSR模型建立评价指标体系,运用熵权法与综合评价法对不同时期兰州市及各县区土地生态安全状况进行分析。结果表明:(1)兰州市土地生态安全由2006年的"恶劣"状态转变为2013年的"良好"状态;(2)土地生态压力指数从0.176下降为0.145,土地生态状态与土地生态响应指数分别从0.063、0.160提升到0.295、0.290;(3)区域内空间分布差异较为明显,土地生态状态改善与响应增强主要集中在土地生态压力过大的地方。据此可知,兰州市土地生态结构和功能基本完善,已步入良好阶段,但是各县区土地生态空间分布差异较大。     

基于GIMMS NDVI 3g.v1的近34年青海省植被生长季NDVI时空变化特征

在气候变化和人类活动的综合影响下,青海省生态环境发生了明显变化。在此背景下,以GIMMS NDVI 3g.v1为数据源,采用Sen+Mann-Kendal方法研究青海省1982-2015年植被覆盖区域NDVI时空变化,将趋势分析和R/S(rescaled range analysis)分析叠加,研究植被生长季NDVI变化的持续性特征,并揭示植被对气候变化及人类活动的响应规律。结果表明:1)近34年青海省植被NDVI整体呈从西北到东南的增加趋势;且变异系数显示,波动性较大地区集中在柴达木盆地周边和青南牧区西北部等植被NDVI较低的区域,波动性较小地区集中在祁连山东部、东部农业区和青南牧区东南部等植被NDVI较高的区域。2)近34年青海省植被NDVI整体呈增加趋势,增长率为0.38%·10a~(-1);且NDVI变化具有明显的阶段性,存在1994年和2000年两个突变点。3)近34年青海省植被改善区域(75.4%)远大于退化区域(24.6%),其中显著改善面积占植被覆盖区域面积的40.9%,退化区随时间变化在空间上表现出明显的转移现象。4)Hurst指数表明,青海省植被变化反持续性较强,趋势分析与Hurst指数叠加得出,由退化转为改善的区域占植被覆盖区面积的13.7%,由改善转为退化的区域占植被覆盖区面积的44.3%,另41.5%的区域无法确定未来变化趋势。5)青海省植被生长季NDVI受气候变化和人类活动的双重影响,且不同植被类型对气候变化的响应存在较大差异。     

毛乌素沙地1990-2014年景观格局变化及驱动力

土地利用的改变受自然环境和人类活动影响,土地利用变化又会影响景观格局,本研究应用3S技术和景观指数相结合的方法,分析了毛乌素沙地1990、1995、2002、2008、2014年25年来土地利用动态过程与景观格局变化,并选取自然和人类活动等10个因子分析了其变化驱动力.结果显示,25年来固定沙地面积增加7.5%,半固定沙地增加3.8%,流动沙地减少42.95%,农田面积增加4.6%,低湿地和水体面积基本不变,城建用地面积增加.其中,增加的固定沙地主要由半固定沙地和流动沙地转变而来;增加的半固定沙地主要由流动沙地和固定沙地转变而来;减少的流动沙地主要转为固定沙地和半固定沙地.景观结构趋于复杂,类型斑块数增加,平均斑块面积减小,破碎度上升,呈现破碎化态势.各类型斑块数和分离度变化非常显著.研究区土地利用和景观格局变化主要是人为活动中的农牧民人均纯收入、人口、GDP和农林牧总产值因素所致,气候因素贡献不是很大.