岷江上游土地利用变化及其对生态环境的影响

基于遥感和G1S技术支持下,详细研究了岷江上游的土地利用状况及其1986-2000年的动态变化对生态效益的影响.研究表明:林地、草地、耕地是岷江上游主要的土地利用类型,这近15年间,林地面积减少,草地、耕地面积有所增加,经济林地和旱地增长速度最快,疏林地和高盖度草地减少速度最快.在土地利用类型转化过程中,林地与草地间转化剧烈,主要是有林地、灌木林地转化为中盖度草地;同时林地和草地内部转化也较为频繁,主要是有林地转为灌木林地、高盖度草地转为中盖度草地.区域生态效益在主要土地利用类型变化影响下,呈局部区域提高、总体下降的趋势,下降幅度为4.66%,下降的主要因素为旱地、中盖度草地和低盖度草地的增加,有林地和高盖度草地的减少.为此岷江上游地区应贯彻国家政策,调整产业结构,保护珍贵的林业资源,保护生态环境,走可持续发展的路线.

Abstract：

Based on remote sensing and GIS, this study investigated the present situation of land use in the upper reaches of the Minjiang River and the impact of its dynamic changes in 1986-2000 on eco-efficiency.The result indicated that the main land-use types of the upper reaches of the Minjiang River are woodland, grassland and farmland.In the 15 years from 1986 to 2000, woodland area was reduced, but the grassland area and arable land area increased to a certain extent.The types of economic forest land and the dry-land grew the fastest, while the scattered woodland and high coverage grassland were the fastest decreasing types.In the conversion of land use types, the conversion between woodland and grassland was quite dras-tic, expressed mainly in the conversion of forest land and shrub land into medium coverage grassland.Within woodland and grassland, internal conversion was frequent, mainly from forest land into shrub land and from high coverage grassland to medium coverage grassland.Influenced by the changes in the main land-use types, the trend of the regional eco-efficiency improved locally in some regions, but declined as a whole with a range of 4.66%, because of the decrease in forest land and high coverage grassland and the increase in dry-land, medium coverage grassland and low coverage grassland.Therefore, we should imple-ment the national policy, adjust the industrial structure, provide some method for protecting the limited and precious forest resources of the area, protect the ecological environment and follow the road of sustain-able development.     

基于CA-Markov模型的石河子垦区土地利用变化及预测

【目的】研究新疆石河子垦区绿洲人工化进程中土地利用时空演变规律以及驱动机制。【方法】以1990年、2000年、2010年和2020年的TM/ETM影像为基础数据,运用RS和GIS技术分析近30年垦区土地利用时空变化特征,利用CA-Markov模型和土地利用重心迁移模型,模拟预测2030年和2040年研究区的土地利用/覆被格局。【结果】(1)1990-2020年石河子垦区土地利用/覆被格局以未利用地为主,占总面积的41.18%以上,呈小幅波动变化状态;(2) 林地的重心迁移最显著,由北向南迁移了0.6°,耕地动态度变化最活跃,30年间平均每年增加2.72%,林地次之;(3) Kappa系数的一致性检验结果均高于80.36%。【结论】CA-Markov模型可信度较高,适合石河子垦区土地利用/覆被变化及空间格局预测。     

岷江上游土壤侵蚀与土地利用的耦合关系研究

利用岷江上游地区2005年土地利用数据和土壤侵蚀数据,在GIS技术支持下,研究了该地区土壤侵蚀强度与土地利用类型之间的耦合关系.结果表明,土壤侵蚀与土地利用具有很大的关系,土地利用直接影响着土壤侵蚀强度及空间分布.岷江上游土地利用以林地和草地为主,裸岩和建设用地侵蚀面积仅占0.11.不同土地利用方式下的土壤侵蚀强度指数不同,依次为:旱地﹥低盖度草地﹥其他林地﹥中盖度草地﹥水域﹥高盖度草地﹥建设用地﹥疏林地﹥灌木林地﹥有林地﹥水田﹥裸岩.土壤侵蚀以微度水蚀为主,占35.43,主要发生在有林地和灌木林地,分别占研究区总面积14.24和11.70;轻度及中强度水蚀则多发生在中盖度草地;随着土壤侵蚀强度增加,旱地侵蚀面积逐渐增大,且远远大于水田;冻融侵蚀占研究区总面积26.96,多分布在中盖度草地,为20.89.因此,合理土地利用方式的选择,土地利用格局的优化,对于减轻水土流失,控制土壤侵蚀,提高土地利用效益至关重要,也对促进该流域社会经济发展具有重要意义.     

基于CA-Markov模型的锡林河流域土地利用变化及预测分析

研究土地利用变化特征及预测未来土地利用变化的趋势,对经济平衡发展、提高生态环境质量、实现土地资源合理利用具有重要意义。以锡林河流域为研究区,对Landsat 2000、2005、2010年和2015年4期遥感数据进行目视解译,采用土地利用结构分析方法、重心迁移模型和CA-Markov模型,分析研究区16 a间土地利用演变特征,并对2030年土地利用情况进行预测。结果表明:1)2000-2015年,草地、林地和耕地呈波动变化,水域面积缓慢增加,建设用地不断扩张,未利用地面积在不断减少。建设用地、耕地和未利用地重心具有明显的方向性移动,耕地先向南后向北移动,建设用地主要向西北方向扩张,未利用土地重心持续向北移动。2)研究区综合土地利用动态度为5.70％,变化速率较快;锡林浩特市和各苏木土地利用变化速率差异较大,总体表现为中游＞下游＞上游;不同土地利用类型动态度为建设用地＞水域＞林地＞耕地＞未利用土地＞草地,即建设用地变化最快。3)研究区土地利用变化的主要方向为草地和未利用地的相互转换、耕地和草地的互相转换以及建设用地的不断扩张。4)2030年预测结果表明,耕地面积继续增加,速率有所下降,重心向西南方向移动;林地延续之前变化趋势,稳中有升;草地和未利用地面积继续减少,且未利用地重心持续向北移动;建设用地扩张明显,重心向锡林浩特市中心移动,速度减缓;水域有少量增加。CA-Markov模型与土地利用重心迁移模型相结合,实现了对未来耕地、建设用地和未利用土地的迁移方向的预测,可以为研究区提高草地退化防治效果、土地管理政策的制定和实施、城乡建设、土地利用规划等提供理论指导。     

微观尺度下莎车县乡村聚落演变及其影响机制

基于2010年、2016年的土地利用调查数据,提取建制镇、村庄、耕地、林地、草地、水体和沙地等土地利用类型数据,运用最近邻方法、核密度估算法、生态景观法、扩张指数法等方法,精准解剖莎车县聚落演变与周围土地利用变化的关系,并解析聚落演化过程中的驱动因素。结果表明:(1)2010—2016年莎车县聚落斑块面积和数目均有所增长,而平均斑块面积变化不明显;莎车县聚落斑块扩张强度比较大,演变过程中依然保持聚集模式;(2)对聚落形态特征分析发现,在2时期聚落斑块形状指数整体较高,表明在研究时间段内聚落趋于不规则化,散乱且缺乏规划,同时土地利用效率较低;(3)研究区聚落演变过程受自然环境和人文因素共同作用,表现出"低高程、低坡度、沿河流、沿交通线"的分布特征,其中聚落的生态、生活、生产"三生条件"及土地利用变化因素对农村聚落分布状况影响较大,城镇的带动作用明显;乡村聚落对农业的依赖性较强,在用地迅速扩展的同时对周围土地利用变化带来负面影响。     

基于CA-Markov的农林交错区土地利用变化分析及预测

基于2000和2007年TM影像和2015年OLI影像,借助于地学信息图谱理论,分析东北山地丘陵地带农林交错区实施退耕还林15年间的土地利用变化,在此基础上利用CA-Markov模型对2023年研究区的土地利用类型进行预测和模拟。结果表明:1)不同研究时期内,研究区林地面积比例均过65%,耕地面积均占总面积20%以上;2)稳定型图谱所占比例最大,散布于整个研究区,其中林地-林地-林地是其最大演变类型,旱地-旱地-旱地次之;旱地-林地-林地是前期变化型的最大变化类型,草地-草地-林地是后期变化型的主要变化模式,林地-旱地-林地是反复变化型面积最大的变化模式,持续变化型所占面积最小;3)运用CA-Markov预测的2015年土地利用类型,其精度为0.94,模型可用,由此模拟了2023年土地利用数量和空间分布,结果显示土地利用结构仍以林地为主,林地-旱地是其最主要的转移轨迹。平衡生态环境保护、建设用地需求与耕地保护三者之间的矛盾是研究区土地利用的焦点。     

辽宁省未来土地利用情景模拟及玉米生产潜力预测

为了探究未来耕地变化对粮食生产潜力的影响,进而保障未来粮食安全,本研究利用CA-Markov模型模拟了辽宁省2050年的土地利用情景,并利用全球农业生态区划(GAEZ)模型对2050年的玉米生产潜力进行预测,进而对2020—2050年辽宁省玉米生产潜力的时空变化特征进行预判。预测结果表明,未来30年辽宁省土地利用类型的变化以旱地和林地的减少(分别为29.78万hm²和25.05万hm²)以及城乡工矿用地的增加(55.55万hm²)为主,地类的相互转化主要表现为其他地类向旱地转化,以及旱地和水田向城乡工矿用地的转化。基于2050年的耕地情景,预测辽宁省玉米潜在总产量和平均潜在单产分别为393.38万t和7 830.56 kg·hm^-2,其中北部和南部地区玉米平均潜在单产大部分在8 000 kg·hm^-2以上,远高于西部和东部部分地区。2020—2050年,受耕地变化影响,玉米潜在总产量和平均潜在单产分别减少630.52万t和679.57 kg·hm^-2,但在...     

基于GIS和CA-Markov模型的库伦旗土地利用变化分析

以内蒙古通辽市库伦旗2009年Langsat-TM、2016年Landsat-ETM遥感影像为数据源,利用GIS软件解译提取该时期的土地利用现状数据,分析2009~2016年土地利用结构变化和转移特征,在此基础上借助CA-Markov模型,以2009~2016年土地利用转移概率矩阵为转移条件,构建土地利用适宜性图集,预测2016~2020年土地利用变化趋势。结果表明,2009~2016年,库伦旗土地利用变化明显,耕地和未利用地面积大量增加,主要来自草地和林地的转化。2016~2020年,库伦旗耕地和未利用地面积呈持续增加趋势,建设用地增长缓慢,草地、林地、水域面积呈减少趋势。需要优化调整土地利用结构,加强草地和林地保护,加大未利用地整治力度,促进区域生态环境可持续发展。     

近百年来岚县乡村聚落演变及自然驱动力分析

本文利用1925年、1978年、2020年岚县的土地利用数据,运用最近邻指数、核密度、位序规模法则研究方法对岚县乡村聚落的分布特征与演变过程进行分析.结果表明:岚县乡村聚落数量呈现出不断减少、规模先扩张后缩小的态势,乡村之间的规模差距不断扩大,河谷与岚县盆地是乡村聚落的主要集聚地,乡村聚落随着时间的推移聚集程度不断提高...     

基于改进CA-Markov模型的滹沱河流域山区段土地利用变化模拟及预测

以滹沱河流域山区段为研究区域,基于2000、2005、2010年Landsat ETM影像和2015年Landsat OLI影像数据,获取土地利用类型空间分布数据,应用Logistic方法改进的CA-Markov模型对2020、2025年研究区的土地利用格局进行预测和模拟。结果表明:1）2000-2015年,整个研究区以草地为主,而且面积占比呈现不断下降趋势,由41.31%下降至41.07%;建设用地面积增加最快且增速呈现先上升后下降的趋势,土地利用动态度由1.33%增至1.84%后又降至1.64%;耕地和林地面积减少;而未利用地和水域基本保持稳定的趋势;2）2020、2025年耕地面积较2010-2015年有持续增加趋势,土地利用动态度由0.01%上升到0.05%,建设用地面积持续增加但速率下降,林地、草地面积继续减少,林地存在一定程度的退化现象,水域和未利用地面积会出现小幅上升趋势。林业部门应加强对林地资源的管理和保护,政府应加大对废弃工矿用地及村庄的整理复垦力度,补充耕地和林、草地数量,统筹推进山水田林湖草的综合治理,实现区域的可持续发展。     

基于CVM的岷江上游森林生态系统服务价值评估

采用条件价值评估法(CVM),以支付卡形式设计了498份调查问卷,在2008年对岷江上游森林生态价值调研的基础上,于2011年再次调查了岷江下游居民对上游森林生态系统服务的支付意愿(WTP)。结果表明,2011年岷江下游居民中,有69.02%对岷江上游森林生态系统服务存在支付意愿,与2008年相比,提高了8.22%,平均支付意愿为每年36.51元,与2008年相比,降低了7.49元。根据岷江下游现有的家庭总数进行计算,2011年岷江上游森林生态系统服务价值是1.4亿元。利用Logistic模型对影响居民支付意愿的因素进行了定量分析,并在此基础上提出了相关的政策建议。     

岷江上游乡村社区贫困成因及扶贫模式初探——以四川黑水国家扶贫开发重点县为例

农村发展包括乡村社区发展和农户发展两个方面 ,二者不能偏废。以岷江上游国家扶贫开发重点县———黑水为例 ,探讨乡村社区贫困成因及扶贫模式。社区贫困是多种因素长期综合作用的结果 ,包括自然环境条件、传统习俗与贫困文化结合、道路交通贫乏、森林资源利用政策以及落后守旧的农业生产技术和手段。乡村社区扶贫不同于区域扶贫 ,应以新村建设和易地迁建为主 ,辅以劳务输出、旅游开发和教育扶持。     

岷江上游退化灌丛优势种的光合特性研究

采用CI-310光合测定系统对岷江上游四川茂县退化灌丛中川莓（Rubus setchuenensis）、滇榛（Corylus yun-nanensis）、杭子梢（Campylotropis macrocarpa）和辽东栎（Quercus liaotungensis）4个优势种的光合特性进行了测定,并结合群落调查与物种生物学特性进行了分析.结果表明：辽东栎和杭子梢光合速率日进程呈单峰型曲线,而川莓和滇榛净光合曲线呈双峰型,“午休”现象比较明显.杭子梢拥有较高的净光合速率、蒸腾速率和最低的暗呼吸速率、水分利用效率、光补偿点.辽东栎拥有最大的净光合速率、光补偿点、水分利用效率和较低的蒸腾速率,有利于其在群落中占据空间取得优势地位.同杭子梢和辽东栎相比,滇榛和川莓在光合、呼吸、水分等生理生态特性方面均显示出一定的劣势.     

岷江上游退耕还林工程中存在的问题及对策

自退耕还林工程实施以来,岷江上游生态环境得到显著改善,工程实施取得较大成效.但是,退耕还林过程中仍存在一些矛盾和不足.通过对岷江上游地区退耕还林工程的实地调查,发现退耕还林工程中存在的现实问题,并针对性地提出了对策.     

乌审旗土地利用时空动态演变分析

以乌审旗1996-2020年5期遥感影像为基础数据源,ENVI5.3.1与ArcMap软件为平台,运用土地利用动态度、转移矩阵、土地利用程度空间自相关及土地利用类型重心迁移等研究方法,分析其土地利用变化时空演变规律。结果表明:1）1996-2020年乌审旗土地利用类型中沙地面积显著减少（-854.89 km²）,主要转移为草地,面积变化幅度最大与年变化率最大的均为林地,分别为310.29%和12.41%。2）土地利用率呈稳步上升趋势,呈现高度的空间相关性与空间集聚性;乌审旗北部多为土地利用程度的低值集聚区,南部多为土地利用程度的高值集聚区。3）1996-2020年间,盐碱地重心迁移距离最大,草地迁移距离最小,沙地与盐碱地和耕地同向迁移,与林地、草地反向迁移。     

岷江上游退化森林生态系统的恢复与重建

岷江上游区内广漠的森林,本是岷江流域得天独厚的大自然保护屏障,然而这些林地多分布在高山峡谷坡面上,由于长期过伐,森林的蓄水保水性能降低,生物多样性遭到破坏,自然灾害频繁,泥石流、滑坡增加,荒漠化面积不断扩大。概述了岷江上游退化森林生态系统的主要特征和现状,提出了恢复与重建的建议。