吉林省近20年土地利用变化及驱动力分析

本文在 GIS平台支持下 ,分析了近 2 0年来吉林省土地利用变化的空间格局 ,阐明了耕地变化的人文驱动力。结果表明 ,1 980 - 2 0 0 0年 ,吉林省土地利用变化主要趋势为草地、林地、未利用地转化为耕地 ,其中草地向耕地的转化占总变化面积的 35 .0 1 % ,动态度最大。人文景观的影响程度有所增强。吉林省土地利用变化空间差异明显 ,西部变化较为剧烈。草地和未利用地转为耕地主要分布在西北部地区 ,林地转耕地多分布在森林边缘地带 ,耕地向城镇用地转化主要分布在中部城市聚集区 ,西部地区部分草地退化导致其向未利用地转化。人口增加、经济发展和宏观政策是该区域土地利用变化的主要驱动力。     

宁蒙沿黄地带城镇用地变化及其生态效应

基于1990、2000年和2008年土地利用数据,采用城镇用地变化强度和生态环境指数,对宁蒙沿黄地带城镇用地变化时空特征及其生态环境效应进行定量分析,结果表明:1 1990—2000年和2000—2008年2期城镇用地变化强度指数分别为0.0092和0.046,1990—2000年城镇用地的主要来源是耕地、草地和水域,2000—2008年是耕地、草地和农村居民点。2 1990—2000年区域生态环境价值降低1 270.58,草地退化的贡献达50.16%;2000—2008年则上升343.76,其中林地的贡献最大,达49.48%。1990—2008年生态环境价值持续上升地区主要分布在沿黄河3大平原和山区过渡带,持续恶化地区主要分布在2大沙漠区。3 1990—2000年城镇用地对耕地变化的贡献最大(1.95%),2000—2008年对林地变化贡献最大(6.81%),前后两期城镇用地对草地变化的贡献扩大了15倍;耕地、草地、林地和水域对城镇用地引起生态环境价值变化的贡献依次降低。总体而言,1990—2008年宁蒙沿黄地带生态环境价值先降低后小幅上升;城镇用地变化对研究区生态环境价值净变化贡献较小,但增强趋势显著;耕地向林地和草地的转入是研究区近期生态环境价值略升的主要原因。     

近25 a关中地区土地利用及其景观格局变化

近25 a来,受自然环境和人类活动的影响,陕西省关中地区土地利用及景观格局发生了明显变化。以陕西省1990—2015年4期30 m栅格土地利用数据为基础,利用GIS技术和景观生态学方法,对研究区土地利用和景观格局时空变化特征及其驱动力进行分析。结果表明:(1)研究区土地利用类型以耕地、林地和草地为主,其中耕地面积最大,1990、2000、2010、2015年分别占46.25%、45.81%、44.73%和43.94%;(2)研究期内,耕地、草地面积持续减少,其中耕地减少面积较大,减少了12.79×104hm~2,林地、水域、城乡工矿居民用地面积均呈增加趋势,城乡工矿居民用地面积增加了14.94×104hm~2,增加幅度69.88%,未利用土地减少0.58×104hm~2,减少幅度38.16%;(3)由于人类活动干预,研究区土地利用类型相互转化频繁,主要表现为耕地转为城乡工矿居民用地、草地和林地,草地去向和来源主要为耕地和林地,林地去向和来源主要为耕地和草地等;(4)研究区景观形状指数、香农多样性指数和均匀度指数分别从204.693 4、1.774 6、0.574 1上升到211.805 5、1.851 8、0.599 1,表明景观破碎化程度升高,异质性增加;(5)研究区土地利用景观格局变化的驱动因素是社会经济发展及区域政策和农业生产。     

基于开垦年龄的新疆盐渍化耕地时空特征分析

以新疆2013年绿洲灌区盐渍化土壤数据为基础,结合2000、2005、2010年和2013年4期土地利用数据,定量分析了基于开垦年龄(地龄)和流域分区的2013年新疆盐渍化耕地时空分布特征。结果表明:(1)2013年新疆盐渍化耕地面积为323.45×10~4hm~2,占耕地总面积的37.46%;(2)地龄大于13 a、8~13 a、3~8 a和1~3 a盐渍化耕地分别占同龄耕地的30.26%、45.98%、63.48%和69.05%,表明地龄越小,盐渍化耕地比重越大;(3)随着地龄的减小,耕地盐渍化程度逐渐加重,即轻度盐渍化耕地比重不断下降,中度和重度盐渍化比重不断上升;(4)2000年以来新增耕地来源中,开垦草地的比重不断下降,而未利用土地的开垦比重不断上升,开垦条件渐差;(5)新疆盐渍化耕地分布具有明显的地域性,全疆有9个流域分区耕地中盐渍化比重大于50%,其中7个流域分区的盐渍化耕地面积占新疆盐渍化耕地总面积的66.41%;依据地龄将不同流域分区盐渍化耕地面积的变化归纳为上升型、降低型、先升后降型和先降后升型4种类型。     

祁连山地区土地利用变化对碳储量的影响及经济价值估算

人类活动是土地利用变化的主要驱动因素，土地利用/覆盖变化通过影响陆地生态系统的结构和功能间接影响生态服务价值。本文基于土地利用转移矩阵和动态度分析了2000—2020年祁连山地区土地利用变化特征，应用InVEST模型估算了祁连山地区生态系统的碳储量，结合复利现值公式估算了各时期碳储量经济价值。结果表明：(1)2000—2020年草地和未利用地是祁连山地区的主要土地利用类型，占土地利用类型总面积80%以上，且两者之间转换最为显著。因人类活动加剧和城市化进程的推进，祁连山地区林地和未利用地面积减少，其他地类面积增加；(2)由于该地适宜的地理环境、植被保护力度的加强与人工管理的作用，2000—2020年祁连山地区碳储量增加44.26×10⁴t，并呈“西北低，东南高”的空间分布特征，与土地利用类型分布显著相关。其中，耕地、草地和水域碳储量增加73.1×10⁴t，林地和未利用地碳储量减少28.8×10⁴t;(3)2000—2020年祁连山地区碳储量经济价值由2325.9×10⁶元增加至3908.8×10     

赤峰市松山区土地利用动态变化及其原因分析

以TM遥感资料为信息源 ,利用 3S技术手段 ,对内蒙古自治区赤峰市松山区 1987,1993,2 0 0 0年的土地利用变化进行了分析。结果表明 ,在不同年度内 ,其主要的土地利用类型为耕地、草地和林地。土地利用类型的总量变化也以这 3种土地利用类型和建设用地变化最大。而从年变化速率看 ,1987- 2 0 0 0年 ,以建设用地的增加和未利用土地类型的减少最为快速。从土地利用类型转化的方向看 ,以耕地、草地和林地相互之间的转化最为频繁。从土地利用类型的空间稳定性看 ,耕地的稳定性最高 ,其次为草地 ;而最不稳定的土地利用类型为未利用土地。利用相关分析所作的土地利用变化动因显示 ,该地区土地利用变化的驱动因素主要是社会与经济因素 ,其中以总人口、农业总产值、粮食作物产量总计、农牧民人均纯收入、化肥使用面积和化肥实物量等因子的作用最大 ,而自然因素对该地区土地利用变化的影响极小。     

赤峰市松同区土地利用动态变化及其原因分析

以TM遥感资料为信息源,利用3S技术手段,对内蒙古自治区赤峰市松山区1987,1993,2000年的土地利用变化进行了分析.结果表明,在不同年度内,其主要的土地利用类型为耕地、草地和林地.土地利用类型的总量变化也以这3种土地利用类型和建设用地变化最大.而从年变化速率看,1987-2000年,以建设用地的增加和未利用土地类型的减少最为快速.从土地利用类型转化的方向看,以耕地、草地和林地相互之间的转化最最为频繁.从土地利用类型的空间稳定性看,耕地的稳定性最高,其次为草地;而最不稳定的土地利用类型为未利用土地.利用相关分析所作的土地利用变化动因显示,该地区土地利用变化的驱动因素主要是社会与经济因素,其中以总人口、农业总产值、粮食作物产量总计、农牧民人均纯收入、化肥使用面积和化肥实物量等因子的作用最大,而自然因素对该地区土地利用变化的影响极小.     

近30 a拉萨河流域土地利用变化和生境质量的时空演变特征

为明晰高原流域土地利用变化时空特征及其对生境质量的影响，以典型高原流域——拉萨河流域为例，基于GEE平台和随机森林分类算法，解译拉萨河流域1990—2020年土地利用信息，分析30 a间土地利用的时空动态变化特征，并结合InVEST模型评估流域生境质量，探讨流域生境质量变化特征。研究结果表明：针对高寒高海拔地区的土地利用分类问题，筛选植被生长季，用相邻年份的影像进行补充和替换缺失的数据，并去云后生成的年度合成影像，提高了地类分类效率和精度；建立了一种结合Landsat影像光谱特征、纹理特征和地形特征的最优RF分类模型，实现了对高原流域土地利用信息的提取，OA、Kappa系数和F1-score分别在88.16%、0.84和0.70以上；20世纪90年代以来，拉萨河流域土地利用变化特征整体表现为“五增三减”，草地、建设用地、林地、湿地和水域面积增加，耕地、冰川及永久积雪和未利用地面积减少，其中，建设用地的增长幅度最大，达到288.35%，而耕地缩减最多，达50.18%，且耕地减少主要是受到城镇范围扩张的挤占；未利用地面积减少最为显著，其转出部分主要转化为草地；研究期内高质量生境主要分布在流...     

科尔沁沙地的土地利用与沙漠化

根据1985年和2000年的土地利用数据和从相同时期的TM影像上提取的土地沙漠化数据,运用ARC/INFO软件和Access统计软件,分析科尔沁沙地近20年来土地利用和沙漠化土地的构成及变化特点、土地利用与土地沙漠化之间的关系。主要结论草地和耕地是土地利用的主要类型,未利用地面积较大,其它利用类型面积较小;15年来,耕地和林地增加幅度最大,草地减少幅度最大,土地利用转移的主要方向是草地变为耕地和林地。科尔沁沙地沙漠化土地比例大,占一半左右,以中度类型为主;变化趋势是沙化面积增加,程度减轻。在持续强度利用条件下,面积广大的草地和耕地发生退化,由潜在沙漠化土地发展为轻度和中度为主的沙漠化土地;而土地利用方式变化所形成的沙漠化土地面积较小,在新增沙漠化土地中的比例亦很小。所以,草地、耕地等土地利用强度的增大是沙漠化土地面积扩大的最主要原因,而土地利用方式的改变能加快土地沙漠化的进程。     

晋陕蒙典型化石能源开发区土地利用变化及其生态响应

以晋陕蒙典型化石能源开发区———晋陕蒙接壤区为例,基于1995年、2000年、2005年、2010年和2015年5期土地利用遥感解译数据,采用土地利用转移矩阵模型和土地利用转型的生态响应模型,研究1995—2015年区域土地利用变化特征及其生态响应。结果表明:(1)1995—2015年,研究区耕地和草地面积分别减少676 km~2和1 808 km~2,林地、建设用地、水域和未利用地面积分别增加1 063 km~2、966 km~2、29 km~2和426 km~2,耕地、草地和未利用地的相互转换是土地利用变化的主导类型。(2)1995年以来,区域生态系统服务价值呈现增长态势,20 a间共增加了1.86×10~(10)元,其中林地、草地和水域的贡献最为突出。(3)近20 a,区域环境质量整体呈现先上升后下降的演变态势,在地域上存在恶化、稳定和改善3种演化类型,分别占区域总面积的21.89%、57.08%和21.03%。(4)水域、草地和林地的退化是区域环境质量恶化的主导因子,耕地和未利用地转换为草地、林地和水域,以及草地转换为林地和水域是区域环境质量改善的重要驱动因子。     

基于退耕还草背景的科尔沁沙地土地利用景观格局分析

以2000、2005年的土地利用矢量数据为基础数据,选用生态意义较明确的景观特征指数,从区域和旗县2个尺度,定量分析了科尔沁沙地实施退耕还草工程5年间土地利用景观格局的变化态势,并揭示了土地利用景观格局变化对区域生态环境的影响。结果表明:⑴退耕还草5年间,科尔沁沙地的水田、旱地、有林地、灌木林地、疏林地和高覆盖度草地景观的面积及空间分布的连续性趋于增大,而沙地、盐碱地、水域及沼泽湿地景观的面积及空间分布的连续性趋于减小;各旗县景观斑块类型的变化趋势不尽相同。⑵退耕还草5年间,科尔沁沙地的景观多样性降低0.97%,景观优势度增大3.08%,景观破碎化程度降低2.00%,整体景观组成趋于简单;各旗县景观结构的变化趋势不尽相同。⑶退耕还草5年间,科尔沁沙地旱地面积变化率与生态环境指数变化率间呈显著负相关(P=0.008,r=0.674,n=14),而高覆盖度草地面积变化率与生态环境指数变化率间呈显著正相关(P<0.001,r=0.876,n=14),表明科尔沁沙地实施退耕还草工程期间,风蚀严重的旱地的退耕和高质量草地的建植是提高区域生态环境质量的关键。     

东北典型农区土地利用变化的生态效应研究——以公主岭市为例

在人为活动占优势的景观内,不同土地利用方式和强度产生的生态效应是不同的,并且可以直观地反映在生态系统的结构和组成上。因此,本文利用Landsat TM和MSS遥感数据,以具有相对完整的自然生态过程的小流域作为评价单元,借助GIS空间分析和地统计分析功能,从景观生态学角度提出了景观生态指数来反映LUCC变化所带来的生态效应。研究发现,公主岭市1975—1986年间由于土地利用/土地覆被变化造成的生态风险不断增加,随后逐渐减小,到2000年局部地区又有所回升,这种变化与该地区土地利用类型的变化,特别是耕地、林地和草地的变化趋势呈高度相关,说明该地区土地利用/土地覆被变化对生物多样性及生态安全具有重要影响。     

赤峰市生态系统服务价值变化研究

研究土地利用格局变化引起的区域生态系统服务价值的改变,可定量评价土地利用活动对区域生态环境的影响。基于1995、2000、2003年的土地利用数据,应用谢高地等人制定的中国陆地生态系统单位面积服务价值表,估算了地处农牧交错区的赤峰市土地利用格局变化引起的生态系统服务价值的改变。结果表明:1995~2000年间,赤峰市耕地增加5.04%,林地减少2.44%,草地减少1.32%,水域减少0.74%,城乡工矿及未利用地减少0.74%;其生态系统服务价值由782.88亿元减至778.49亿元,净减少值为4.39亿元,减幅为0.56%;2000~2003年间,赤峰市土地利用类型动态度变化为耕地-17.71,林地31.56,草地2.95,水域-27.71,城乡及未利用地3.29,其生态价值由778.49亿元增至849.75亿元。表明前5年间毁林垦草播耕等不合理土地利用现象仍存在,至使生态系统服务功能下降;后3年土地利用格局的合理化,大面积的退耕还林,植树造林是生态服务价值增加的主要原因。     

阴山北麓地区景观格局变化研究

运用中国科学院遥感所承担国家土地资源调查成果数据对阴山北麓地区 1 995 -2 0 0 0年景观格局变化进行了分析。景观指数选取了 1 2个。结果表明 ,阴山北麓地区耕地面积呈增加的趋势 ,草地呈减少的趋 ,其变化显著 ,林地面积略有增加 ,但在地区景观中的比例仍非常小 ,未利用土地面积增加较快 ;整体景观的破碎度略有下降 ,多样性指数增加 ,景观类型间的差异增大 ,景观优势度降低 ,均匀度增加 ,草地的优势度下降 ,耕地和未利用土地的优势度增加 ,景观向均衡化发展。分析表明 ,阴山北麓地区以耕地和草地景观为主 ,呈现农牧交错区的典型特点 ,农林牧用地比约为 1∶0 1 4∶4。对面积和分维数关系分析表明 :随面积的增加 ,耕地分维数呈波浪式增加。     

20世纪70年代中期以来奈曼旗土地利用变化及生态环境效应研究

本文在遥感技术与GIS技术支持下,以内蒙古自治区奈曼旗近二十五年来的土地利用为例,对土地利用/覆盖的时空演变、景观格局变化及其生态环境效应进行了探讨。结果表明:1976—2000年间,奈曼旗发生土地利用变化的面积约占总面积的22.70%,发生变化的土地总面积为184015.51hm2。林地、未利用地面积明显增加,耕地面积明显减少,减少幅度约为21.86%。景观斑块的聚集程度变小,破碎程度加大,趋于离散分布。从生态效应上来看,土地利用变化引起的生态环境质量变化呈现出改善和恶化并存的趋势,主要表现在草地生态功能的退化以及土地的沙化、盐碱化,沙地有扩展蔓延趋势;林地面积的增加、耕地面积的减少对提高区域生态质量和生态功能起到了积极的作用。     

定西关川河流域退耕还林还草对景观格局演变的影响

以甘肃定西关川河流域为研究对象,利用遥感影像和实地调查相结合的方法,获取退耕还林还草前后（1995年、2000年、2005年和2010年）的土地利用数据进行景观格局演变分析。结果表明：从1995-2010年,农地面积由56.86%减少到28.50%,而林地由9.01%增加到20.01%,草地由31.92%增加到48.30%;建筑用地持续增加,水域面积减少较快。流域景观破碎化程度略有上升,斑块形状指数有所降低。景观优势度指数、多样性指数、均匀性指数和连接度指数变化不大。1999年实施的退耕还林还草工程,是林草地面积增加的直接驱动因素。15 a间,有50.95%的农地转变为草地,有46.24%的林地和草地又转变为农地,说明流域人口和城市的扩张,林草地面积扩大的压力仍然很大。此外,关川河流域水域面积的快速减少,说明流域水资源环境呈恶化的趋势。     

乌兰布和沙漠地区土地利用动态变化分析

以乌兰布和沙漠为研究靶区,以GIS和RS技术为手段,利用解译的1986,1995,2000年和2004年的土地利用现状图,对该区域的土地利用动态变化过程及其驱动因素进行分析.结果表明:不同年份其景观基质差异较大,1986年为沙漠和其他未利用土地,1995年为沙漠和草地共同构成,呈现出复合型特点;而2000年之后,沙漠以其57%以上的面积而成为唯一的景观基质.从土地利用类型的稳定性来看,耕地、建设用地和沙漠的稳定性最强,在不同时间段内,其保持自身面积不变的比例均在85%以上.从土地利用类型的变化方向来看,最重要的转化方向有两个,一是林地、草地、水体、建设用地向耕地的转化;一是耕地、林地、水体和建设用地向草地的转化;另外盐碱地、沙漠和其他未利用土地之间的相互转化也非常重要.从不同时期土地图斑随时间的双向变化分析发现,该区域既有退耕还林还草、积极治理沙漠、改造盐碱地的事实,也同时存在着毁林毁草开垦荒地,以及荒漠化土地扩展的现实.该区域土地利用变化的驱动因素主要为降水、人口和牲畜数量,以及农牧业经济地位变动,同时大的政策因素影响也不容忽视.     

陕甘宁青草地变化的遥感动态分析

以陕甘宁青二十世纪八十年代中期和2000年的TM影像为信息源,运用遥感技术与地理信息系统技术结合建立了两期全区土地资源数据库,通过对从中提取的草地专题时空数据的分析得出:2000年全区有草地面积61694471hm2,占总面积的44.75%;14年间全区新增草地279028hm2,同期减少草地534071hm2,增减抵消草地净减少255043hm2,占草地面积的0.41%。全区草地减少的主要原因是草地被开垦为耕地,其次是为恢复植被而将部分草地植树变为林地以及草地沙漠化变为沙地和草地变为水域;而草地增加的主要来源是沙地变为草地,其次是林地变为草地以及耕地和水域变为草地。     

黄河源区土地利用和景观格局变化及其生态环境效应

基于TM/ETM卫星遥感数据,运用ArcInfo软件和景观生态学方法,对黄河源区1986～2000年土地利用和景观结构的时空变化特征进行了研究。结果表明:源区林地、湿地、草地和冰川面积减少,建设用地、耕地和未利用土地面积显著增加,土地综合利用程度下降。景观破碎化程度加剧,分维数和多样性指数增加,优势度提高,景观异质性增强。黄河源区脆弱的生态体系对土地利用变化响应强烈,造成水土流失与沙漠化程度加剧,导致大范围高寒草甸、草原植被退化,湿地萎缩。区域气候变化及其引起的冻土环境退化,以及所叠加的不合理的人类经济活动和较为严重的鼠虫害是黄河源区生态环境急剧恶化的主要成因。