黄土丘陵小流域土地利用景观空间格局动态分析

该文以上黄试区为例,在地理信息系统支持下获得计算景观多样性的有关参数,选取斑块大小及数量、分维数、斑块伸长指数、多样性、优势度、均匀度和破碎度等指标,对黄土丘陵小流域10a来景观多样性动态变化进行了分析。结果显示,耕地、林地、园地、居民点用地及草地分维数略有下降,未利用地分维数有所上升,而水域分维数保持不变。试区景观类型多样性指数和均匀度指数略有下降,优势度指数、破碎度指数及土地利用合理指数有所增加,目前试区从耕地及草地为主的景观生态系统转变为以林地和草地景观为主的高度异质化的景观生态系统。政策因素的引导及经济利益的驱动是该试区土地利用景观格局变化的主要原因。     

平阴县中部低山丘陵区土地利用景观格局分析

根据研究区的土地利用现状资料,在地理信息系统软件Mapinfo、Arcview的支持下,得到研究区土地利用景观图,利用景观指数计算软件Fragstats计算得一系列景观指数。通过对其分析,发现该区是以耕地为主的典型农村景观,耕地占优势,林地、园地的比例较大,但是交通用地比重太小,景观总体上不尽合理。在此基础上,为进一步优化土地利用景观结构提出了一些相关建议。     

典型生态县域土地利用时空与景观格局变化

综合利用3S技术和景观生态学方法,以大洼县2000年、2005年和2010年的TM遥感影像和其他辅助数据为基础,利用土地利用转移矩阵分析了研究区近10a土地资源数量变化情况,利用选取的景观格局指数分析了研究区近10a土地利用空间格局演化的时空变化特征。结果表明:1)耕地、滩涂和建设用地是大洼县景观类型主体,合计占区域总面积的77.45%;2)景观破碎化过程日益严重,景观结构趋向不稳定;3)土地利用数量结构和空间格局不甚合理。因此,需要针对这些问题,采取科学合理的措施来解决土地资源利用过程中带来的生态环境问题。     

基于GIS和RS的煤矿区土地利用景观格局梯度变化研究

为了揭示煤炭开采驱动力与土地利用景观格局变化的耦合关系,应用GIS和RS技术,采用景观软件FRAG-STATS,从景观水平和斑块水平两个层次上对乌东矿区及其周边区域景观指数的变化规律进行了研究。结果表明：煤炭资源开采对区域影响强度的不同是区域景观格局产生梯度变化的主要原因。研究成果有助于探索煤炭开采对土地利用空间格局的影响,也可为同类地区土地利用空间格局的研究,提供科学参考依据。     

基于CA-Markov模型的山东省临沂市土地利用格局变化研究及预测

以山东省临沂市为例,基于1990年、2000年和2010年Landsat TM影像数据,运用马尔科夫(Markov)转移矩阵及地学信息图谱理论分析20a的土地利用格局变化,并利用CA-Markov模型对2020年研究区域的土地利用类型进行预测和模拟。结果表明:(1)耕地面积不断减少,但仍为研究区域的基质景观,建设用地面积不断增加,耕地转移成建设用地是土地转移的主要轨迹。(2)耕地—耕地—耕地为代表的稳定型图谱的面积最大,分布最广;反复变化型图谱所占比例较小。(3)2020年土地利用类型预测结果显示,土地利用格局将保持1990—2010年的变化趋势,耕地面积主要转出为建设用地。区域的优势景观仍为耕地,其次为建设用地;林地、水体、草地和未利用地面积变化较小,处在相对的动态平衡状态。研究结果为临沂市土地资源社会经济和环境生态协调发展提供了重要的参考依据。     

基于CA-Markov和InVEST模型的土地利用格局与生境质量时空演变及预测——以江西省南昌市为例

为揭示土地利用变化对区域生境质量时空演变的影响,促进土地资源的合理利用和生态规划体系的建立健全,以江西省南昌市为例,基于1995年、2005年和2015年的土地利用数据,应用CA-Markov和MCE模型并结合InVEST模型,评价和预测了土地利用演变角度下的生境演化特征。结果表明:(1) 1995—2015年,草地、耕地及水域是南昌市的主要土地利用类别,占比超过90%;建设用地急剧扩张,20 a间涨幅高达96.44%,耕地和林地是流转为建设用地的重要地类。(2)研究区整体景观生境质量显著下降,大量高等级生境景观向低等级生境景观转化;城市附近和各个流域的生境退化比较显著;生境稀缺性高的用地类型大多是耕地和林地。(3) 2015—2025年期间,区内景观格局和生境质量继续保持1995—2015年的演变趋势,建设用地等生境适宜度较低的地类高速扩张,进而侵扰林地、水域和草地等生境质量优质地区,致使威胁源规模和影响范畴急剧扩大,景观破碎度水平升高,稳定性降低,这将引起研究区生境质量的持续下降。1995—2025年研究区生境质量明显退化,城镇化扩张与生态用地缩减是其主要原因。     

丹江土石山区景观格局模拟与社会经济响应关系

以丹江流域陕西省段为研究对象,采用GIS,IDRISI和Fragstats平台与系列经济数据,分析了丹江流域土地的数量变化及转移情况,建立了景观格局和经济指标的模型,模拟出2020年、2030年的景观格局,并通过模型计算相应年份经济数据。结果表明:(1)该流域的优势景观为草地,1980—2010年草地面积减少最大为46.65km2,林地增加最多为50.42km2;与2010年相比,2030年的林地和城镇工矿用地会进一步增加,草地大幅度减少(90.84km2);(2)研究区整体多样性增加,稳定性降低。草地、林地和城镇用地都趋于规则,更加聚集,高连通;(3)景观指数DIVISION,IJI,LPI,SHDI与经济有显著关系,其中DIVISION,SHDI与经济呈负相关,而IJI,LPI与经济呈正相关;(4)2010—2020年是经济增速明显,除人口外增幅80%～188%;2020—2030年增幅降低,保持在30%以上,但人口相比2020年开始降低。     

基于CA-Markov模型的藉河流域土地利用变化动态模拟

为了探讨黄土丘陵沟壑区藉河流域的土地利用变化规律及驱动力,基于1995和2008年两期遥感影像解译得到的土地利用数据,通过土地利用动态度模型和空间测算模型对藉河流域土地利用类型的动态变化程度进行分析,并运用CA-Markov模型对2022年土地利用空间格局进行预测.结果表明,空间分析测算模型由于同时考虑了各土地利用类型的空间转移及新增过程,能更为准确地测算出各种土地利用类型的动态变化程度与速率;CA-Markov模型预测结果表明,整个流域总体的Kappa系数为0.9515,预测结果可信;除草地和未利用地外,2008-2022年期间其他土地利用类型继续原有的变化趋势,到了2022年表现出坡耕地、草地、水域和未利用地面积减少趋势,梯田、林地和居民地面积呈增加趋势.黄土丘陵沟壑区水土流失严重,此研究有助于加强土地资源的保护和实施退耕还林还草等措施,为当地土地利用规划管理提供参考.     

基于CA-Markov模型的中亚典型城市土地利用变化预测分析

在RS和GIS技术的支持下,采用LANDSAT卫星1989年、2001年TM影像,2011年ETM影像,对中亚典型城市塔吉克斯坦首都杜尚别进行监督分类,以1989年和2001年分类结果来模拟2011年杜尚别土地利用状态,确定CA-Markov可行性,系统分析了1989—2011年间的土地利用时空变化特征,反映出城市规模增加趋势十分显著,植被和未利用地变化明显,人工河流和水体面积变化极为微小。分别利用1989—2001年和2001—2011年概率转移矩阵对2020年土地利用进行模拟和预测,得到两个不同时段预测出的2020年土地利用状态数据2020A和2020B,两者之间在空间和数量上有着明显的一致性,但另一方面也存在着整体和局部上的差异性,2020A和2020B的杜尚别主城区城镇及建设用地面向西方向增长明显,2020B增长更为显著,在东北方向上主城区增长并不明显,主城区周围建设用地面积增长2020A较之2020B更为缓慢,植被面积预测结果较为一致,但是城镇及建设用地和未利用地具有显著的差异,人工水体、河流面积也存在较小的差异。原因在于在这两个不同的时间段下,其各个土地利用类型的转移方向和方式有所不同,转移程度也都有差别,加上分类精度、模型不确定性及其他因素都会对预测结果产生影响。     

基于景观格局指数的天津市蓟州区耕地细碎化评价与预测

[目的] 评价与预测耕地细碎化程度,为缓解蓟州区耕地细碎化问题提供借鉴。[方法] 采用评价指标体系构建、因子分析赋权等方式对2000—2020年耕地细碎化时空演变特征进行分析,基于CA-Markov模型得到的2025年土地利用数据,评价、预测未来耕地细碎化发展,并对多年耕地评价结果进行空间自相关分析,由此判断耕地细碎化水平空间分布特征。[结果] ①2000—2005年,耕地细碎化呈现出由南部平原向北部山地递增的态势;②2005—2020年,南部细碎化加深程度较北部更为明显;③2025年蓟州区18个乡镇耕地细碎化均有不同程度的缓解,但总体来看,北部耕地细碎化程度仍比南部严重;④2000—2025年蓟州南部乡镇耕地细碎化持续保持低—低集聚特征,偶有高—低型出现,蓟州北部于桥水库周边乡镇除2020年出现了低—高集聚特征外,其余年份呈现出高—高集聚的空间分布特征。[结论] 天津市蓟州区耕地细碎化时空演变特征明显,其量化结果存在集聚性规律,应进行南北分治与重点引导。     

基于CA-MARKOV模型的江苏沿海土地利用变化情景分析

以江苏沿海为例,基于2000年、2005年、2010年TM影像解译数据,分析了江苏沿海土地利用类型的动态变化,结合转移矩阵和CA-Markov模型,设定了自然发展趋势、生态环境保护管理和城市规划与区域发展3种不同的情景进行模拟预测。结果表明:(1)2000—2010年耕地、草地、林地面积有所减少,其他面积有所增加,2005—2010年城乡居民用地增加1 341.45km~2,耕地减少1 147.65km~2,城镇化发展速度较快,建设用地占用大量生态用地。(2)自然发展趋势情景与生态保护情景相比,林地、草地的面积变化不大,仅城乡居民用地面积多出583.68km~2,说明该情景既保护生态环境也保证城乡发展;生态保护情景下城乡居民用地面积10年间仅增长684.78km~2,说明该情景下生态环境虽然得到保护,但也限制了该区域城镇化发展;城市规划与区域发展情景下城乡居民用地比2010年增加3 963.35km~2,而耕地、林地和草地面积大幅度减少,说明过分强调城市的发展,不仅会导致耕地面积大幅减小,威胁粮食安全,也会对当地的生态系统带来巨大的危害。通过对不同情景的模拟,可为区域土地规划、生态保护以及可持续发展提供决策依据。     

景观评价在县级土地利用规划中的应用

以曲周县为例进行土地利用景观评价，探索了在土地利用规划中引入景观生态评价方法的可能性。结果表明：景观评价方法在土地利用规划过程中是行之有效的，有助于改善过去‘规划’单纯土地适宜性评价提供信息不足和土地利用现状分析中定量指标不足的弱点。同时，也有助于促进土地利用评价和规划的定量化过程     

基于CA-Markov与InVEST模型的吉林省生态系统服务价值模拟及预测

[目的] 分析与预测吉林省土地利用演变过程,衡量其对生态系统服务价值的影响程度,为吉林省生态环境保护与改善方针策略的制定提供理论依据。[方法] 基于吉林省2000,2010和2017年3期土地利用数据,采用CA-Markov模型对2024年的土地利用格局进行模拟预测,利用InVEST模型分析吉林省2000-2024年生态系统服务价值变化及生境质量时空演变特征。[结果] ①2000-2024年吉林省耕地、草地、建设用地面积持续增长,林地、水域和未利用土地面积有所减少。②2000-2024年生态系统服务总价值呈下降趋势,其中森林的生态系统服务价值量最大,水文和气候调节是主要的生态服务功能。③吉林省生境质量在空间分布上呈中西部低,东部高的特征,质量在不断退化,城市周边和各大水系流域沿岸退化严重。[结论] 吉林省中部及西部地区生境质量下降较为严重,应注重城市周边及水系的保护与合理利用。     

疏勒河中下游近35年土地利用与景观格局动态

以疏勒河流域中下游为研究区域,利用1975年Landsat MSS、2000年和2010年的Landsat TM 3期遥感影像,运用土地利用变化幅度、动态度、转移矩阵等方法,并结合景观指数,采用主成分分析方法,分析了流域1975—2010年间的土地利用/覆被和景观格局的变化及其驱动力。结果表明:近35年,研究区耕地和城乡建设用地所占比例持续上升,建设用地的动态度最高,达2.11%,耕地次之。土地利用类型间主要转移方向为:戈壁石砾地和草地转化为耕地,戈壁石砾地转为建设用地和草地。整个景观的斑块密度增大,最大斑块指数减小,景观趋于破碎化,景观的多样性增加。人口增长和经济发展因素是研究区土地利用/覆被变化的最直接驱动力。     

基于CA-Markov模型的乌江下游地区土地利用变化情景分析

以乌江下游的涪陵等6个区县为研究区,基于1995年、2005年、2015年的Landsat影像解译数据,综合运用GIS空间分析技术、CA-Markov模型和MCE模型,实现研究区土地利用时空格局模拟。结合情景分析方法,探讨在"快速城镇化情景"、"现状延续情景"和"生态保护情景"三种模式下研究区2020年、2035年、2050年的土地利用格局。结果表明:(1)在"快速城镇化情景"下,建设用地急剧扩张,35年间其面积增加了一倍,达到1 390.46km2,且主要来源为耕地,约占转出耕地面积的一半;林地增长十分缓慢,草地和未利用地持续减少,到2050年分别减少了186.58km~2和69.40km~2,未利用地减少了一半。(2)在"现状延续情景"下,建设用地增长仍然较快,2050年增加了347.92km~2,增幅达37.92%;耕地减幅有所下降,林地增加也比"快速城镇化情景"要快,但草地和未利用地仍在持续减少,35年间分别减少了25.9%和44.3%。(3)在"生态保护情景"下,林地、草地、未利用地等生态用地不断恢复和增加,到2050年,生态用地总面积占研究区的64%;建设用地无序扩张得到限制,到2050年其总面积为1 171.42km~2,比同期"快速城镇化情景"减少了219.04km~2;耕地虽有减少,但逐渐趋于平衡,始终保持在6 000km~2以上。因此,"生态保护情景"是研究区未来经济、社会和环境协调发展较为理想的模式。研究结果可为该地区土地规划、区域可持续发展提供科学参考。     

基于景观安全格局的曹妃甸新区生态基础设施构建研究

通过对影响曹妃甸新区景观生态安全的水文、地质灾害和海岸防护、生物多样性保护、文化遗产和游憩4种景观过程进行分析和模拟,运用最小累积阻力面模型和加权叠加方法,分别构建了单一因素的高中低3种水平的景观安全格局,进而采用析取运算(V)进行叠加,形成了曹妃甸新区3种安全水平的综合安全格局。结果显示,曹妃甸新区低、中、高3个不同安全水平的生态安全格局用地分别占研究区总面积的14.15%、42.19%、25.02%。其中低水平安全格局为城市发展提供最基本的生态系统服务,是城市发展底线,须严格保护。研究可为曹妃甸新区国际生态城建设提供参考,同时对促进中国东部沿海城市可持续发展也具有一定的参考意义。     

基于土地利用变化的河北省坝上地区景观生态风险评价

[目的]对河北省坝上地区近40 a来的土地利用动态变化和生态风险进行分析评价并对未来趋势作出预测,为该地区生态建设和治理、可持续发展提供科学依据。[方法]基于坝上地区1980—2018年5期土地利用数据以及通过土地转移矩阵、空间相关性分析等方法揭示和预测该区1980—2026年的土地利用变化特征并评估该区生态风险水平。[结果](1)整个研究期间,坝上地区土地利用类型以耕地为主,所占比例近50%,其中,1980—2018年,耕地、林地扩张面积均超过300 km~2,草地减少近616.60 km~2,水域面积缩减36.04%,其中耕地、林地、草地之间的互相流转程度较为剧烈,空间变化上表现为各地类的重心在2000—2010年明显迁移。(2)1980—2026年,坝上地区6个时期内生态风险值全局空间自相关Moran’s I指数均在0.500左右,其空间分布表现出较高的趋同集聚性。(3)近40 a来,坝上生态风险水平升至为高风险级,其区域增加了123.22 km~2,较高风险区域分布在城镇地区,据CA-Markov模型预测,未来坝上地区中等及中等以上风险区域持续扩张,丰宁县和围场县将分别出现小规模高风险区和较高风险区。[结论](1)近40 a来坝上地区草地退化严重,水域面积显著减少,原因系安固里淖干涸所致。(2)该区生态风险水平与土地格局分布具有较强相关性,且在未来会继续升高。