西藏尼洋河流域土地景观格局演变的生态风险分析

针对青藏高原流域生态景观格局的演变所引起的生态风险问题,选取青藏高原生态脆弱区的尼洋河流域为研究区域,以1980年、1995年、2010年、2020年4期土地利用数据为基础,根据景观生态学理论将尼洋河流域划分为814个生态风险评价单元,构建景观生态风险评价模型,对尼洋河流域景观生态风险的时空动态演变特征进行了评价和分析。结果表明：(1)尼洋河流域近40年来的6种土地利用类型面积皆发生了改变,其中水域和建设用地变化幅度最明显;(2) 1980—2020年流域内高生态风险区与中生态风险区面积增加,流域内总体景观生态风险呈增加的趋势,生态恶化的区域主要发生在尼洋河干流河谷区和高海拔区;尼洋河流域各期景观生态风险等级以尼洋河干流为轴线呈现对称式分布,跟随海拔高程的上升生态风险等级增加;(3)尼洋河流域景观生态风险空间分布呈逐年上升的正相关性,在空间上表现为集聚效应。综上,1980—2020年尼洋河流域生态风险总体呈上升的趋势,人类活动和气候变化是驱动生态恶化的重要因素。     

巴中市丘陵山区土地利用在地形梯度上的分布特征

以巴中市2007年TM影像和1∶25万等高线为数据源,利用GIS空间分析功能,建立了巴中市土地利用数据库并生成了高程、坡度和地形位指数图。然后将高程梯度、坡度梯度和地形位梯度分别与土地利用景观数据进行分级叠加分析,并引入无量纲分布指数,探讨不同地形梯度下不同土地利用景观类型的分布特征。结果表明,林地主要分布在较高等级海拔,坡度较大,地形位较高的地形条件下;耕地和城乡居民用地受气候条件和水域分布的影响,多分布在低海拔,坡度平缓,地形位较低的地形条件下;未利用地中水域占绝大多数比例,其分布指数随着地形位指数、坡度等级、高程等级的增加逐渐趋近于0。草地对地形条件的选择性较强,主要分布在中等级高程、坡度和地形位的地形环境中。通过比较分析,可以看出综合了高程和坡度双重属性的地形位指数能更真实地反映不同土地利用景观类型空间特征及分布趋势。     

山地流域土地利用时空演变的地形梯度特征——以乌江北源为例

地形因子是丘陵山区土地利用空间分布格局的重要影响因素之一,对土地的利用方式和空间格局有着直接作用。以乌江北源2000年、2005年和2010年Landsat TM/ETM遥感影像为数据源,采用高程、坡度、地形位指数3个指标,分析了山地流域土地利用时空演变的地形梯度特征。结果表明:（1）2000—2010年,林地、建设用地和水域用地面积增加,耕地和草地面积减少。土地利用类型以林地和耕地为主,反映了山地流域土地利用结构特点;（2）研究区土地利用类型的地形梯度特征明显。耕地、建设用地、水域用地在低地形梯度上有明显分布优势。林地、未利用地分布优势在高地形梯度上;（3）耕地、建设用地优势分布主要受坡度梯度的影响,高程梯度决定了水域用地的分布,这与其他平原、丘陵地区有所不同。地形因素是山地流域土地利用结构演变的决定性因素,其他社会、经济、人文因素都对该区域土地利用格局的转变起到推动作用。在对山地流域土地开发利用过程中,应兼顾生态效益和社会经济效益,保障河流源区生态经济的持续发展。     

玛纳斯河流域近14年多尺度粒度变化对土地利用景观格局的影响

以2000年、2014年玛纳斯河流域30 m空间分辨率的遥感影像为基础数据源,借助GIS和ENVI软件,制作玛纳斯河流域土地利用覆被图,选取景观指数,在类型和整体景观的水平上,探讨了玛纳斯河流域景观格局指数随粒度变化的基本规律,并分析了各景观格局指数间的相关性。结果表明:100~3 000 m粒度范围内,流域景观格局指数的“临界粒度”“粗粒化”现象明显,总体而言,在400~800 m,2 000~3 000 m分辨率下玛纳斯河流域的景观格局指数的“临界粒度”为400 m和2 000 m,适宜计算的粒度范围为400~2 000 m,所以在利用遥感影像对玛纳斯河流域景观进行分析研究时,需进行一定的粒度转换及注意粒度的影响。玛纳斯河流域景观形态具有分形特征,各类景观斑块的分维数对粒度变化的响应不同,分维数随粒度的增大呈逐渐下降趋势,表明景观类型边界趋于简单化。相关性分析定量反映了所选景观指数受粒度变化影响的相关性程度,可为玛河流域景观格局变化研究提供参考。2000年、2014年间玛河流域景观多样性由复杂逐渐变为简单,多样性指数逐步减小。     

松嫩高平原土地利用景观梯度变化特征分析

研究区域不同梯度带土地利用景观变化特征,可为维持区域生态功能、改善区域生态环境质量提供科学依据。以松嫩高平原典型地域巴彦县为研究区,利用ArcGIS手段,以地形因子（高程、坡度）作为研究区梯度分级基础,考虑地貌类型和行政区划划分梯度带,应用梯度分析和景观格局分析相结合的方法,从景观水平和景观类型水平两方面,分析研究区13 a来不同梯度带土地利用景观变化特征。结果表明:（1）1996—2009年间,梯度带Ⅲ土地利用景观破碎化程度最大,受人类活动的影响最严重;梯度带Ⅱ优势景观比较明显,土地利用景观结构稳定性最差。（2）1996—2009年,各梯度带土地利用景观基质均为旱地,水田景观所占比例均有所上升,且各梯度带林地景观所占比例差别一直较大,建设用地景观增长水平基本一致。     

重庆山地都市区土地利用地形特征分异研究

在我国快速城市化的背景下,随着城市建设用地的不断扩张,地形因子对土地利用的制约性更加凸显。以地形特征明显的重庆都市区为例,以DEM数据和TM数据为基础数据源,提取2010年区域土地利用现状数据和坡度数据,研究区域的土地利用在不同高程等级、坡度等级以及地形位等级中的分布指数,分析重庆都市区2010年的土地利用在地形上的分布特征。结果表明:重庆都市区各土地利用类型在不同地形因子等级下分布指数的分异特征明显;在各地形因子等级区域中,优势土地利用类型分布差异突出;随着城市用地扩张,各种类型的土地利用在高程为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,呈现出明显的竞争趋势,是人地关系协调的重点区域;伴随城市扩展,建设用地侵占耕地和陡坡耕地大量存在的现象需要进一步关注。     

1990—2019年澄碧河流域NDVI时空动态及驱动因素分析

为了解西南喀斯特流域的植被恢复状况及其驱动因子,以澄碧河流域为例,基于GEE平台和1990—2019年研究区Landsat遥感影像,采用Sen+Mann-Kendall趋势、偏相关等方法,分析了澄碧河流域归一化植被指数(NDVI)时空演变特征与驱动力。结果表明:1990—2019年澄碧河流域NDVI总体呈波动上升趋势,年平均增速为0.004 6,植被呈显著改善的区域占87.09%; 不同土地利用类型下,NDVI均值排序为常绿灌木地>常绿阔叶林>常绿针叶林>落叶阔叶林>旱地>草地>水田; NDVI随海拔上升呈先增加再缓慢下降再缓慢上升的趋势,随坡度的增加呈先缓慢上升再缓慢下降的趋势; 澄碧河流域88.88%区域NDVI与气温具有正相关关系,其中显著正相关占20.75%,与降水量变化相关性较小,仅有1.14%区域通过p<0.05显著性水平检验。总体而言,澄碧河流域植被得到显著改善,温度变化和人类活动一定程度上促进了流域植被的生长。     

丹江流域陕西片土地利用空间分异性特征研究

应用遥感与地理信息系统技术,通过矢量数据和栅格数据的转换和数据叠加方法,研究了丹江流域陕西片不同高程、坡度、坡向及起伏度4种地形因子下的土地利用/覆盖特征及其多样化指数。结果表明,丹江流域土地利用类型以草地为主;除水域外各种土地利用类型随高程分布特征均呈现明显的峰值特征,其中耕地、林地以及草地在海拔800～1 200m内面积比重较大;15°～25°坡度上各土地利用面积比重最大;坡向对土地利用类型分布的影响较小;海拔200～300m是林地和草地2种地类共同的起伏度临界区间。研究结果反映了土地利用变化过程及其自然驱动力影响特征,为进一步研究丹江流域土地利用结构调整和水土保持措施规划提供了科学依据与理论支持。     

基于GIS和RUSLE的粤东黄冈河流域土壤侵蚀评估

以TM影像图、数字高程模型DEM、土地利用类型图、土壤数据为信息源,以GIS技术和RUSLE模型为研究方法,对粤东黄冈河流域土壤侵蚀进行了评估,并分析了影响土壤侵蚀的主要因素。结果表明,降雨是影响土壤侵蚀的最主要因素,该流域多年平均土壤侵蚀模数为1 745.5 t/(km2.a),属轻度侵蚀;地形地貌是影响土壤侵蚀的显著因素,随着地形坡度的增加土壤侵蚀模数显著增大;不同土地利用类型的土壤侵蚀量差异较大。根据研究结果,指出15°—25°、25°—35°两个坡度带和居民点及交通用地、草地为黄冈河流域土壤侵蚀防治的重点区域。     

湟水河流域景观格局与生态风险时空特征及驱动因子探测

[目的] 分析景观格局变化特征及景观生态风险时空演变规律与影响驱动因子,为流域综合治理,生态系统管理和可持续发展提供理论依据。[方法] 基于湟水河流域2000,2010,2020年3期土地利用数据,采用景观指数法构建流域景观生态风险评价模型,耦合ArcGIS 10.6,Fragstats 4.2,GeoDa 1.20讨论景观格局与生态风险的时空动态特征,利用地理探测器识别驱动景观生态风险空间分异的主导因子。[结果] ①草地和耕地是湟水河流域的优势地类,土地转移主要发生在耕地、草地和建设用地之间,城市扩张是近20 a土地利用变化的主要特征。②2000—2020年景观生态风险先增后减小,生态服务价值与景观生态风险表现出负相关性。③景观生态风险空间分布主要呈现“高—高”和“低—低”集聚,高程是导致景观生态风险空间格局分异的主导因子,因子交互作用对景观生态风险空间分异有增强效应。④景观生态风险空间格局具有明显的海拔梯度效应。可根据海拔梯度将湟水河流域划分为重点管控区、严格管控区和一般管控区。[结论] 生态治理和生态修复是湟水河流域景观生态风险指数下降的主要原因,不同生态风险空间管控区应采取差异化调控措施,土地利用优化管理与用途管制在生态风险调控中需高度关注。     

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。     

基于地形梯度的湘西地区生态系统服务价值时空变化

为探究土地利用和生态系统服务价值（ecosystem service value,ESV）随不同地形因子变化的情况,本文利用湘西地区1990年、1995年、2000年、2005年、2010年及2015年6期遥感数据、野外调研数据和统计数据,分析了湘西不同土地利用类型在不同地形梯度上的变化、生态系统服务价值的时空变化及土地利用格局与ESV的相关性。研究结果表明：1）受人类活动影响较大的土地利用类型如耕地和建设用地主要分布在较低高度及坡度梯度上,山体南面和东面方向各类型土地面积较大。林地在不同地形梯度上均为最主要的土地利用类型。建设用地面积在不同地形梯度上随时间均明显呈增加趋势。2） ESV在海拔梯度上表现为先减少后增加,且海拔越高,ESV随时间变化的增长幅度越小;ESV随坡度增大而增大,且25年间最小坡度梯度上增长量最多;ESV随着地形位指数上升而增大;坡向变化中,东南方向出现ESV最低值,西北方向出现ESV最高值,东和西北方向ESV随时间增长量最大。3）相关性分析表明,林地、草地在坡度和地形位梯度上的变化与ESV变化呈正相关。湘西地区土地利用变化及生态系统服务价值随地形变化的差异明显。本研究为合理布局和保护我国南方丘陵山地区域的生态用地,发挥湘西地区的生态屏障作用提供了理论依据和决策支持。     

胶东山区景观格局与环境因子关系研究--以山东省栖霞市为例

为揭示山区景观格局分布特征,在ARCGIS和CANOCO for Windows 4.5软件支持下,利用2003年和2010年山东省栖霞市土地利用景观类型图、DEM图和土壤图等数据,建立栖霞市地学数据库,采用CCA排序法,分析了在不同时间尺度下栖霞市土地利用类型与环境因子的关系。结果表明:(1)2003年和2010年CCA排序的前4个排序轴的累积景观环境解释量分别为98.8%和98.7%,而且呈现减小趋势;但从景观与环境的相关系数可以看出,2003年比2010年的相关系数大;两年的特征值总量分别为0.572和0.808。(2)环境因子对景观格局分布的贡献率随着时间变化而有所差异;而且2003年和2010年研究区土地利用格局变化不大,除未利用地外,其他6种土地利用类型空间差异不明显。(3)2003年和2010年土地景观格局和环境因子的关系呈现相似的规律性。对土地利用格局重要性影响比较大的因子主要为日照时数、坡度和海拔;日照时数较长、海拔较低、坡度较小的地区分布的主要是水域、建设用地,而未利用地和草地主要分布在日照时数较短、海拔较高、坡度较大的地区。通过景观格局与环境因子关系研究,揭示了栖霞市土地利用景观格局分布特征,可以为农业结构调整提供理论依据,为土地利用格局优化提供参考依据。     

基于3S技术的三峡库区不同坡度带与坡向带的景观格局研究——以巫溪县为例

在3S技术支持下,采用景观面积比、分维数、多样性指数、斑块密度等景观格局指数及土地利用/覆盖综合动态变化度,分析了三峡库区巫溪县不同坡度带及坡向带的景观格局现状及变化。结果表明,不同景观类型在同一坡度带及坡向带的景观格局状况不同,同一景观类型在不同坡度带及坡向带亦不同。坡度与坡向对巫溪县景观格局状况及变化存在重要影响,且该影响陡坡比缓坡变化强烈,阴坡比阳坡变化强烈。     

贵州中部岩溶山区坡耕地时空演变特征及驱动因素分析

坡耕地是中国西南岩溶山区粮食安全和生态保护的重要保障，深入研究其时空演变特征具有重要意义。该研究选用2004－2020年高精度遥感影像和数字高程模型，从地形位指数、核密度、耕地利用动态指标分析典型岩溶山区普定县坡耕地时空演变在不同地形位等级上的响应，并对坡耕地演变的驱动机制进行探究。结果表明：1）2004－2020年，研究区坡耕地在空间上呈"东南多、东北少、西部较少"的分布特征。坡耕地分3个阶段收缩：急剧收缩阶段（2004－2009年）高地形位坡耕地撂荒收缩速度最快，缓慢收缩阶段（2009－2015年）中地形位坡耕地收缩速度最快，加速收缩阶段（2015－2020年）低地形位坡耕地收缩速度最快；2）第一级、第三级地形位范围内坡耕地变化面积最大，高地形位劣质坡耕地向林草地转型占总体转型面积的69.67%，低地形位坡耕地向园地及建设用地转型占总体转型面积的38.14%；3）坡耕地演变由陡坡向缓坡转移、由高海拔向低海拔转移，聚集度下降，高地形位坡耕地转型提高区域生态效益，中、低地形位坡耕地转型实现区域生态经济双赢效益；4）自然地理环境是坡耕地时空演变的基础支撑，社会经济是主导因素，政策是外在拉力，不同梯度地形位坡耕地影响的主导因素差异明显。研究结果可为西南岩溶山区不同地形土地利用优化及生态保护提供科学参考。     

南水北调中线水源区土地利用/覆被空间格局特征分析

南水北调中线水源区土地利用/覆被空间格局在水平和垂直方向上都具有明显的区域特征。利用DEM数据对研究区土地利用空间格局地形梯度规律进行了讨论分析,研究结果表明:（1）研究区土地利用类型以林地、耕地、草地为主。其中林地面积占水源区土地总面积的76%左右,在水源区中占有绝对优势;（2）2010年水源区整体土地利用程度综合指数为221.19,土地利用程度比较低,人类活动对其的影响总体上较小;（3）各土地利用类型的空间分布随高程和坡度的变化具有显著的特点:受人类活动干扰影响较大的各类耕地、水域和建筑用地主要分布在高程相对较低和坡度相对较小的区域;而受人类活动干扰影响较小的各类林地、草地和未利用地则比较均匀地分布在高程相对较高和坡度较大的区域。     

怀来县土地利用格局的影响因子分析

河北省怀来县作为北京首都及北方重要的生态屏障,其土地利用格局不仅与县域土地资源利用有直接关系,也对周边土地生态的可持续发展有一定影响。土地利用变化研究中驱动机制是重点,揭示这种机制的关键是能否正确认识土地利用景观格局和影响因子之间的关系。本文以怀来县为研究区,在遥感技术的支持下,解译了1994年、2004年和2014年的土地利用数据,并从社会经济因素和自然因素中选取平均高程、地形起伏度、年均降水量、温度季节性、距道路距离、距城镇中心距离、GDP密度和人口聚集度共8个因子,结合景观格局梯度分析和CCA分析方法,对土地利用景观格局和影响因子之间的关系进行研究。得出结论:2014年怀来县土地利用景观的蔓延度指数、散布并列指数、香浓多样性等存在明显的空间差异,均在东西方向及南北方向表现出一定的梯度特征;东西轴线和南北轴线方向上,蔓延度指数呈两端高中间低的趋势,而散布并列指数、香浓多样性、香浓均匀度则与之相反。平均高程和人口聚集度对研究区土地利用景观类型的分布影响较大,GDP密度的影响较小;1994年、2004年和2014年4个排序轴上累积土地利用类型数据与影响因子的解释量依次为99.1%、99.3%以及99.3%,特征值总量分别为0.780、0.720和0.853,从解释量数值上看2014年的特征值明显高于前两个时期,其在描述土地利用类型与影响因子关系上体现出优越性;影响因子中的地形起伏度、温度季节性、年均降水量、距道路距离和距城镇距离与研究区土地利用景观类型分布的相关性较大,相关性系数相对较高;随着研究时间的推移,地形起伏度相关性逐渐减小,其他4种影响因子的相关性逐渐增大。通过此项研究,揭示了怀来县土地利用变化的原因,并为土地利用的可持续发展提供了理论依据。