珠峰北麓朋曲流域土地覆被变化及未来情景模拟

[目的] 模拟未来短、中远期珠峰北麓朋曲流域土地利用变化，为该流域的土地利用规划提供科学参考。 [方法] 基于朋曲流域(珠峰北麓)2010-2020年的土地覆被数据，综合考虑人为和自然两大要素12项驱动因子，采用Markov-FLUS模型，对朋曲流域自由发展、耕地保护和生态保护3种未来情景下的土地覆被变化进行了模拟。 [结果] ①2020年朋曲流域土地覆被实际情况与Markov-FLUS模型模拟情况的总体精度(OA)为90%，kappa系数为0.82，精确度较高，模型可用于该区未来情景模拟； ②2010-2020年朋曲流域5种土地覆被类型发生变化，其中，林地和草地的面积变化最为明显，林地面积增加778.16 km²，草地面积减少726.89 km²； ③朋曲流域未来情景的模拟结果显示：在自由发展、耕地保护、生态保护3种不同情景下，短期内草地和其他用地类型面积变化较大，中远期除草地、其他用地类型面积变化较大以外，林地面积变化开始增大；无论是短期还是中远期来看，耕地保护情景下耕地面积均呈持续减少趋势。 [结论] 维持朋曲流域的可持续发展，必须强化落实耕地保护政策、注重耕地永续利用；生态保护情景下自然保护区内的植被类型相互转换受到限制，生物多样性得到有序协调发展。     

1990-2015年阿克苏市建设用地的扩展与驱动力

[目的]探讨新疆阿克苏市建设用地扩展特征及其驱动因素和存在的问题,为绿洲城市发展和建设决策提供一定的利用依据。[方法]以1990,2000,2010,2015年的Landsat TM/ETM⁺卫星遥感影像为数据源,借用ENVI进行监督分类,得出阿克苏市4个时间段的建设用地、耕地、林地、水体、未利用地等信息。应用建设用地扩展强度、速度,重心坐标转移、紧凑度、弹性系数等指标,研究阿克苏市建设用地变化规律。[结果]1990年建设用地面积为18.34 km²,2015年建设用地面积为91.61 km²,25 a里总扩展面积为73.24 km²,净增加了1990年的4倍。建设用地扩展中主要占用的土地类型为未利用地和耕地,面积分别为43.84,28.04 km²。建设用地重心坐标向EN,WS,WS方向迁移,靠近交通路线移动。1990-2000年重心坐标移动距离不大,移动距离为243.7 m。2000-2010年移动距离为832.2 m。2000-2015年移动距离最大（为1 568.2 m）,扩展形状为面状和条带状。建设用地外围紧凑度一直呈下降趋势,从1990年的0.201下降到2015年的0.066,城市空间形态越来越复杂。[结论]阿克苏市1990-2015年建设用地不断往外扩展。阿克苏市建设用地扩展速度在研究期间一直高于人口增长速度,而两者之间差距不断扩大,弹性系数为1990-2000年2.3,2010-2015年10.13,城市扩展与人口增长高度不合理。非农业人口因子、经济因子、政策因子、交通因子是引起阿克苏市土地利用变化最主要的驱动因素。     

黄河流域景观生态风险分析及预测

[目的] 探究黄河流域近20 a土地利用变化并对2030年土地利用进行预测,分析景观格局指数,揭示生态风险状况,助力黄河流域景观保护修复和规划治理。[方法] 使用FLUS模型,根据2000,2010,2020年土地利用数据,结合社会、经济、地形、气候等因子对该区2030年土地利用状况进行预测,通过景观指数构建景观生态风险指数,并进行深入分析探讨。[结果] ①2000—2020年耕地面积减少12 150 km²,林地面积增加2 514 km²,建设用地面积增加10 620 km²。②黄河流域优势景观为草地和耕地,但优势性逐渐降低,整体景观连通性增加、聚集性减弱,景观多样性呈增长趋势,但整体仍不均衡。③工作区景观生态风险以低、较低风险为主,中风险为辅,共占该区总面积88%以上,各生态风险区在空间上相对稳定,在时间上呈逐步恶化趋势。④预测2030年建设用地面积增速减缓,耕地、草地、未利用地面积继续减少,景观破碎度增加,低、较低生态风险区域增加1.12%,高风险区域增加0.26%,其余风险区域变化较小。[结论] 国家人口增长、城市逐步扩张对土地利用影响巨大,进而导致景观破碎,加之黄河流域环境脆弱,风沙强度大,荒漠化程度高,区域生态风险增高,需要国家更加关注该区域的生态保护和高质量发展。     

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。     

中国天眼工程周边地区土地利用时空演变与生态环境效应

[目的] 分析FAST （中国天眼）工程周边的贵州省平塘县、惠水县、罗甸县的土地利用类型和空间变化,探讨土地利用变化与生态环境的关系,为FAST工程周边的生态环境保护和改善提供科学参考。[方法] 以2000,2005,2010,2013和2017年5期TM遥感影像数据为基础,运用RS和GIS技术解译遥感影像数据获取惠水县、罗甸县、平塘县“三生”空间的土地利用数据,计算区域生态环境质量指数及其生态贡献率,分析研究区近20 a土地利用功能演变特征及区域生态环境响应状况。[结果] ①FAST周边林地面积比例最大,但呈减少的趋势。研究区土地利用面积表现为：生态用地>生产用地>生活用地,但生活和生产用地面积增加,分别由1 661.74和12.84 km²增加到1 674.07和25.66 km²,生态用地面积则由6 610.55 km²减少到6 590.86 km²。②FAST工程建设加速土地利用类型的转变,促使FAST周边林地生态用地、草地生态用地、农业生产用地、水域生态用地相互转换,其中林地生态用地的转出面积最大,占转出面积的46.14%。③FAST周边的生态环境质量指数由0.471 0下降到0.468 1,生态环境呈现下降的趋势,FAST周边的发展促使高生态环境土地利用转向低生态环境土地利用类型。[结论] FAST周边的生态环境与土地利用变化存在耦合关系,生态环境质量随生态用地向生产、生活用地转变呈现下降趋势。提高FAST周边生态用地质量,有助于FAST工程的安全运行。     

近20 a黑河下游核心绿洲区土地荒漠化特征及影响因素

利用遥感影像数据,在GIS的支持下,对近20 a黑河下游核心绿洲区的土地荒漠化特征进行分析。结果表明,研究区的沙漠面积在不断增加,在近20 a里沙漠面积增加约31 km²;2001年盐碱地面积为465.97 km²,比1990年增加82.29 km²,2002年分水工程实施后,盐碱地面积开始减小,2010年又有所增加;近20 a中,沙地在稳步增加,林草地在持续减少,二者之间的转换较为频繁;在不同的土地覆被类型中,林草地、盐碱地、沙地和水体的变化较大。社会经济和人口因素对研究区土地沙漠化的影响显著,在自然因素的背景下,人为因素对水资源时空分布的影响在短期内决定着研究区绿洲的演变方向。     

1980—2020年内蒙古自治区通辽市土地利用变化及其驱动力

[目的] 分析内蒙古通辽市土地利用变化及其驱动力,为该地区经济建设、土地可持续发展提供科学依据。[方法] 基于通辽市1980—2020年8期土地利用数据及统计年鉴数据,采用土地利用动态度、土地利用程度、土地利用转移矩阵和主成分分析方法对通辽市土地利用变化特征及其驱动力进行研究分析。[结果] 通辽市1980—2020年土地利用以耕地和草地为主,耕地总面积增加了3 037 km²,整体增幅为20.48%,草地总面积减少了2 922 km²,整体减幅为10.40%。建设用地面积在40 a间持续增加,其单一土地利用动态度最大。土地利用程度综合指数处在中低等水平,由于研究期间综合指数变化率为正值,整体上处于上升发展期。研究期间内草地主要转化为耕地、林地、建设用地及未利用土地。通辽市土地利用变化的社会经济驱动力以经济发展水平、农业发展水平、社会富裕程度和产业结构为主,人口的影响次之。气候驱动因素方面主要是年平均气温和年降水量的影响较为显著。[结论] 1980—2020年通辽市土地利用空间上存在明显异质性,土地利用变化速度趋于稳定,土地利用水平不断提高,土地利用转换愈加频繁,社会经济和气候因素对土地利用变化有正向显著作用,整体上不断促进该地区经济建设和土地可持续发展。     

抚仙湖流域生态用地时空演变及其驱动因素

[目的] 研究生态用地时空演变规律及形成机制,为维持区域生态平衡和保障生态文明建设提供科学参考。[方法] 运用土地利用变化幅度、洛伦兹曲线、基尼系数、回归分析及GIS技术等方法,分析2010-2018年抚仙湖流域生态用地时空演变特征及其形成机理。[结果] ①抚仙湖流域生态用地以耕地、林地和水域及水利设施用地为主。8 a来,耕地面积减少5.15 km²,林地面积减少1.94 km²,草地面积减少0.81 km²,园地面积减少0.19 km²,其他土地面积减少1.40 km²,水域及水利设施用地面积增加0.03 km²。②流域各种生态用地空间分布差异较大,耕地、林地空间分布较均匀,洛伦兹曲线比较靠近绝对均匀线,基尼系数居0~0.25之间。草地、园地、水域及水利设施用地和其他土地分布相对集中,洛伦兹曲线下凹程度较大,基尼系数多处于0.5之上。生态用地空间分布不均的趋势有所加强。③从驱动机制来看,导致流域生态用地时空变化的主要驱动因素为人口密度、城镇化水平、政策、到主要公路距离、到水域距离、到城镇建成区距离。[结论] 研究时段内,抚仙湖流域生态用地时空变化较显著,其变化是自然条件、社会经济条件及空间区位条件多种因素协同作用的结果。     

黔中城市群碳储量对土地利用/覆被变化的响应及脆弱性

[目的] 探究土地利用/覆被变化对区域生态系统碳储量及生态系统脆弱性的影响,以期为区域绿色低碳和生态系统的可持续发展提供参考依据。[方法] 以2000,2010,2020年黔中城市群核心经济区3期土地利用/覆被数据为基础,运用InVEST模型和土地利用转移矩阵定量分析生态系统碳储量及其空间分布格局,并采用潜在影响指数(PI)对区域生态系统服务脆弱性进行评估。[结果] ①2000-2020年,黔中城市群核心经济区土地利用/覆被变化总体表现为耕地和林地持续下降,建设用地持续上升。研究区土地利用/覆被转移主要表现为耕地、林地、草地向其他地类的转移,其中,2000-2010,2010-2020年分别有3 339.35,3 669.15 km²土地发生了转移,前者林地转为草地是主要转移类型,后者耕地转为建设用地为主要转移类型。②2000-2020年区域的碳储量表现为减少趋势,由4.42×10⁷ t减小到4.33×10⁷ t,累计减小9.40×10⁵ t,林地转为草地是引起碳储量减少的主要原因。各年度碳储量密度均呈现西部、东部高,中部低的分布态势;20 a间,高密度区未发生明显变化,低密度区表现为由中心区域向外围扩散。③2000-2020年黔中城市群核心经济区主要扮演碳源的角色,土地利用程度指数增加了2.83,PI指数分别为-0.04,-0.31,均表现为负面潜在影响,且脆弱性不断增强。[结论] 增加林地、控制林地转为其他用地及建设用地扩张是促进区域绿色低碳和生态系统的稳定可持续发展的重要手段。     

1985-2020年天水市黄土区滑坡灾损土地利用时空变化特征

为探索甘肃省天水市滑坡土地利用特征及时空变化规律,选取秦州区和麦积区作为典型黄土滑坡区的代表,基于12.5 m分辨率的ALOS DEM数据和1985—2020年全球30 m的精细地表覆盖动态监测产品,利用GIS空间分析、土地利用净变化量指数、土地利用转移矩阵和土地利用贡献率,分析滑坡体的特征参数、土地利用/覆被类型、土地利用转移特征及驱动因素。结果表明:(1)研究区共识别出469个滑坡样本,平均高程集中于1 200~1 400 m,平均坡度10°~15°,平均坡向为西向坡,前后缘相对高差100~150 m,滑坡面积1×10⁴~10×10⁴ m²,滑坡长度200~400 m。(2)1985—2020年滑坡区旱地最多,草原次之;期间土地利用类型呈现动态变化特征,分为1985—2000年持续变化阶段和2000—2020年微弱调整阶段;其中1995—2000年变化最剧烈,主要表现为旱地向草原和林地转化。(3)35年间旱地面积转化最多,累计8.74 km²,贡献给草原6.58 km²、封闭落叶阔叶林1.94 km²、不透水表面0.20 km²,其余的土地利用类型占比小,转化微弱;旱地、草原、封闭落叶阔叶林和不透水表面的土地利用净变化量最大。(4)单个滑坡体的利用方式逐年多样化,草原和封闭落叶阔叶林的增加提升区域的植被覆盖度,降低再次发生滑坡的可能性。天水市区滑坡土地利用类型和时空变化规律为区域灾损土地的开发再利用及生态修复提供科学依据。     

渭北旱塬县域土地利用时空演变规律研究* ——以合阳县为例

为探讨渭北旱塬区土地利用时空变化规律,本研究以陕西渭北合阳县为研究区,在GIS与RS等技术支持下,以1990年、2000年Landsat TM影像以及2010年SPOT影像为数据源,运用地学信息图谱及土地利用转移矩阵的方法,对1990—2000年、2000—2010年2个不同时段土地利用数量变化及类型的空间转换特征进行了分析。结果表明:(1)20 a间合阳县耕地面积减少了31.25 km2,耕地主要转化为草地、林地、建设用地、水域。园地面积增加了21.26 km2,增幅达146.6%,主要由耕地、草地及林地转化而来。(2)研究区土地利用变化图谱以稳定型图谱和后变型图谱为主。稳定型图谱占全区总面积的86.66%,后变型图谱占全区总面积的7.32%。说明研究区土地利用类型图谱变化总体比较平稳,部分变化也主要发生在2000—2010年间。(3)研究区20 a间土地利用格局呈现一定的层次性。耕地、建设用地和水域主要分布在地形变化不大或地势较低的区域;草地及林地主要集中分布于中高地形梯度内;林地和未利用地在高地形梯度内呈现优势分布。地形与人类活动是该区土地利用/覆盖变化(LUCC)的主要因素,政策导向与市场经济需求对LUCC也有较大的影响。该研究结果为区域土地利用空间格局的优化配置提供科学依据,为生态建设规划提供决策支持。     

资源型城市土地利用变化与景观格局——以新疆克拉玛依市为例

[目的]分析将近20a新疆维吾尔自治区克拉玛依城市的空间扩展状况,为资源型城市空间扩展的数量特征研究提供依据。[方法]基于克拉玛依市1996,2000,2006,2011,2014年5个时段的Landsat影像,获取近20a不同时期的土地利用变化信息,计算土地利用转移矩阵、景观格局指数和主要景观组分的转移过程。[结果]1996—2014年研究区耕地、林地在大幅度增加,其面积由1996年的38.05,58.39km2增加为2014年的436.25,143.27km2。耕地在景观中所占的比例大幅度增大,破碎化程度增加。建设用地与水域面积也逐渐增大,其面积由1996年的20.40,31.62km2扩大为2014年的65.15,36.38km2,建设用地的斑块数量由1996年的888增加到2014年的1 792,斑块密度与边缘密度由0.12,1.14增加到0.24,4.03。[结论]1996—2014年克拉玛依市破碎化程度增加,有明显的集中化趋势,水体景观形状较为规则,破碎化程度较底。     

北方农牧交错带靖边县土地利用变化及其驱动因素

北方农牧交错带是中国北方农业和畜牧业交错地带,是中国典型的生态脆弱区.选取陕西省北部靖边县为研究区,以1990,2000和2010年3期TM/ETM+影像及社会经济数据为基础,利用土地利用动态度和转移矩阵分析了靖边县1990-2010年土地利用变化及其驱动因素.研究表明:(1) 1990-2010年,靖边县林地、建设用地面积呈现增加态势,耕地、草地、水域和未利用地面积为减少态势.(2) 1990-2010年,靖边县土地利用变化主要发生于2000年之后,其中尤以建设用地的快速增加为特点.(3) 1990-2000年,靖边县耕地、林地和草地之间的相互转变数量较大,且共同向建设用地转变.这种变化主要集中于北部风沙滩区.(4)经济的快速发展尤其是油气等资源的开采是靖边县建设用地变化的主要驱动因素,退耕还林还草等政策的实施,是耕地、林地、草地发生变化的主要驱动因素.     

基于土地利用/覆盖的干旱绿洲区植被覆盖度变化--以新疆生产建设兵团第八师为例

为了探讨西北干旱绿洲区土地利用/覆盖类型景观格局特征,以及不同土地利用/覆盖类型植被覆盖度变化,本文以干旱典型绿洲区新疆生产建设兵团第八师为研究区,选取2000年、2005年的Landsat TM和2010年环境一号星CCD遥感影像数据,采用室内解译与野外核查相结合,运用RS和GIS技术分析了该区域的土地利用/覆盖和景观格局变化特征,并基于土地利用/覆盖类型选取3年的MODIS数据进行了植被覆盖度变化分析。结果表明:1)该研究区主要以耕地、草地和灌丛为主,占总面积的88.9%。在自然因素和人为因素的综合作用下,干旱绿洲区土地利用/覆盖类型发生明显变化,草地和灌丛呈减少趋势,面积分别由2000年的2 603.2 km2和1 166.2 km2减少至2010年的1 677.3 km2和933.8 km2;耕地和城镇逐步增加,面积分别由2000年的2 892.8 km2和209.2 km2增加至2010年的4 038.3 km2和259.1 km2;耕地主要由草地和灌丛转化而来,城镇主要由耕地转化而来,土地利用变化整体处于不平衡发展趋势。2)研究区景观特征趋于简单,土地利用变化改变了该区域景观格局,景观多样性、均匀度减少,优势度明显增大,破碎化程度降低,生物多样性也呈向单一方向转变的趋势。3)受气候等主要因素的影响,2000—2010年植被覆盖度呈先降低后逐步升高的趋势,不同土地利用/覆盖类型植被覆盖度表现为林地耕地草地灌丛荒漠,林地、灌丛、草地和耕地植被覆盖度分别增加6.7%、38.2%、15.6%和12.3%;较高和高等级植被覆盖面积增加,中、较低和低等级植被覆盖度面积减少。4)温度一定的条件下,降雨量是影响干旱绿洲区植被覆盖变化的关键因素。该研究结果可为新疆生产建设兵团生态环境保护管理以及合理规划生产模式提供科学的参考依据。     

Impact of land use and land cover change on environmental degradation in lake Qinghai watershed,northeast Qinghai‐Tibet Plateau

Lake Qinghai, the largest saline lake in China, covers 4234 km² (2007) with a catchment area of 29 660 km² on the northeastern margin of the Qinghai‐Tibet Plateau. The ecosystem of the lake is extremely vulnerable and sensitive to global climate change and human interference. However, little information is available on land use/cover change (LUCC) in Lake Qinghai watershed. Using a geographical information system (GIS) and remote sensing (RS), this study analysed land use and land cover change pattern in Lake Qinghai watershed between 1977 and 2004 and discussed major environmental issues in this area. LUCC analysis indicated that grassland (63 per cent) and water body (18 per cent) dominated in the watershed and the magnitude of the land use and land cover change was generally low; the percentage of the change of various land types relative to the total area was less than 1 per cent. From 1977 to 2004, cropland, sandy land, bare rock, salinized land, swampland and built‐up areas increased by 0·43, 0·35, 0·24, 0·06, 0·03 and 0·03 per cent of the total area, respectively; in contrast, water body, grassland and woodland decreased by 0·99, 0·22 and 0·05 per cent, respectively. Moreover, the area of LUCC tended to expand from places around the lake to the upper reaches of the watershed during the last three decades. The LUCC transition pattern was: woodland converted to grassland, grassland converted to cropland and water body converted to sandy land. Lake level decline and grassland degradation are major ecological and environmental problems in Lake Qinghai watershed. The level and area of the lake decreased at the rate of 6·7 cm a⁻¹ and 6·4 km² a⁻¹, respectively, between 1959 and 2007, resulting in sandy land expansion and water quality deterioration. Lake level decline and area shrinkage was mainly attributed to climate change, but grassland degradation was mainly resulted from anthropogenic activities (increasing population, overgrazing and policy). Copyright © 2008 John Wiley & Sons, Ltd.     

1998-2005年石羊河流域土地利用/覆盖变化及其分析

根据1998年和2005年两期影像数据,利用RS和GIS技术,分析了近7 a来石羊河流域土地利用/土地覆盖的数量、结构、类型和空间分布上的变化情况,并对土地利用/土地覆盖变化的驱动力作了探讨.研究结果表明,7 a间石羊河流域草地、戈壁、沙地、林地、旱地和盐碱地面积呈减少趋势;高山、居民点、水浇地呈增加趋势;水浇地增加幅度最大,增幅为89 485.22 hm2,主要是由林地、盐碱地、居民点、沙地和戈壁转变而来;人工林地、重轻度盐碱地和水浇地的土地利用动态度明显,依次为4.14%,3.48%,2.23%和2.56%;人口压力、经济因素、生态政策是影响该流域土地利用/土地覆盖变化的主要驱动力.     

近14年榆林北六县土地利用变化及驱动力分析

以陕北黄土高原长城沿线作为研究区,分析了近14年来土地利用变化的特征,结果表明:长城沿线土地利用发生了明显的变化,耕地、水域和未利用土地在减少,其中耕地和未利用土地的减少最为明显;其它土地都有所增加,但转变幅度最快是园地和建设用地;农用地内部各地类转换剧烈,农用地和建设用地之间的转换明显,土地利用沙化现象仍然存在。长城沿线的土地利用变化受到多种因素的综合作,在自然因素的背景下,我国环境政策是该地区土地利用变化的根本原因,人口增长,经济因素也是土地利用变化重要驱动因素。