台兰河流域土地利用变化及其景观格局特征研究

在遥感和GIS技术支持下,获取了自1990年以来台兰河流域3期土地利用数据,在GIS空间分析模块下对台兰河流域土地利用及其景观格局特征进行了研究.结果表明:1990-2005年,土地利用变化表现出耕地和沙地明显增加,分别增加35 027.11 hm2和10 443.46 hm2,而草地和天然林地面积锐减,其中草地净减少59 965.95hm2,反映出流域有大面积拓荒的趋势.随着耕地面积的不断增大,引发农业用水和生态用水之间的矛盾,天然植被受到破环,生物多样性减少.老绿洲土壤盐渍化面积总体呈减小趋势,新绿洲及绿洲外围局部地区土壤盐渍化呈恶化趋势.     

近15年台兰河流域土地利用变化及其生态效应研究

利用 1990、2000 和 2005 年的 TM 影像数据,在 GIS 技术支持下,定量研究了近 15 年来台兰河流域的土地利用变化特征.结果表明:1990-2005 年,台兰河流域耕地和沙地面积均明显增加,分别增加 3.50万 hm~2 和 2.05万 hm~2,而草地和天然林地面积锐减,其中草地净减少 6.00万 hm~2,反映出流域有大面积拓荒的趋势.选择研究区 5 组自然条件相同而土地利用方式不同的代表性样区进行对比研究,结果发现不同土地利用方式对土壤有机质含量及总盐的影响主要发生在 0～25 cm 土层中,剖面中土壤有机质含量及总盐自上而下明显降低.人工甘草地和盐碱地的土壤总盐远高于其他土地利用类型,土壤表层(0～20 cm)有机质含量在几种土地利用类型之间的比较是:经济林＞耕地＞人工甘草地＞改良沙地＞盐碱地.随耕种年限的增加耕地总盐含量降低,有机质含量增加.     

基于GIS和分形理论的沱江流域土地利用结构动态分析

以沱江流域2000年、2020年土地利用空间数据库为基础,应用GIS技术及分形理论,定量分析研究区土地利用空间结构复杂性、稳定性以及空间分布规律。结果表明：(1)各种土地利用类型都具有分形特征,分形维数可以表征土地利用空间格局的变化。(2)20年间,沱江流域的土地利用类型以耕地和林地为主,占研究区总面积的90%以上,受人为活动影响,流域内不同土地利用类型之间存在相互转化的过程,主要的转化特点是耕地和林地大面积减少,而城乡建设用地迅速扩张。(3)流域2期土地利用的总分形维数分别为1.351、1.503,上升趋近于临界值1.5;土地利用整体空间结构稳定性指数从0.149下降到0.003,说明总体上流域土地空间镶嵌结构趋于复杂化,稳定性变差。(4)流域各地类的分形维数和稳定性指数变化存在一定差异,除未利用地外,其他土地利用类型的分形维数均呈变大趋势,空间镶嵌结构趋于复杂化;耕地、林地、草地、城乡建设用地稳定性指数均减小,减小的幅度分别达80.137%、52.439%、55.556%、26.957%,空间结构变得不稳定;水域稳定性指数变大,空间结构变得稳定。     

基于分维数和稳定性指数的苏州市土地利用类型变化分析

在苏州市1985年、2000年土地利用空间数据库基础上,利用分形模型,计算出耕地、林地、草地、水域、居住与工矿用地、未利用土地6种不同地类的分维数、稳定性指数以及平均分维数和平均稳定性指数,并对15年间土地利用类型的分维变化进行了分析.结果表明:苏州市各土地利用类型的分布具有分形结构.从1985年至2000年,林地、草地以及居住与工矿用地趋于规则、稳定;耕地、水域用地趋于复杂、不稳定;未利用土地没有变化;苏州市土地利用结构不够稳定,土地利用形态趋于复杂化.     

干旱内陆河流域平原区生态环境需水分析——以新疆自治区台兰河流域为例

从干旱区台兰河流域存在的环境问题出发,在确定流域平原区生态环境需水类型的基础上,构建了台兰河流域平原区生态环境需水定量模型,估算了流域平原区生态环境的规模。计算结果表明,台兰河平原区最大生态环境需水量为4.146×108m3,最小生态环境需水量为2.372×108m3,最适生态环境需水量为2.983×108m3,分别占台兰河平原区水资源总量(8.121×108m3)的51.05%,29.21%和36.73%。在不考虑河流输沙需水量的情况下,台兰河河流生态环境需水量平均为1.440×108m3。在考虑输沙需水量的情况下,河流生态环境需水量平均为2.604×108m3。明确了在确定流域生态环境需水量时,必须考虑研究区环境状况和生态保护目标,从而在不同区域和用水部门间进行调配,并针对流域不同的生态系统状况和对应生态系统类型确定了面向生态的水资源合理配置方案。     

台兰河绿洲灌区土地利用变化与水资源动态研究

基于2000年和2005年的遥感影像,利用RS,GIS及景观生态学方法,对台兰河绿洲灌区2000-2005年的土地利用进行监测,并分析了不同时期台兰河绿洲灌区水资源开发利用程度.对研究区土地利用与水资源动态变化关系进行了分析.结果表明,2000-2005年耕地面积和水域面积年均增加分别为3 603.8 hm2和151.4 hm2;绿洲林地和草地大面积减少,减少量分别为2 247.07 hm2和14 325.9 hm2,相应地绿地面积减少了165 72.97 hm2;草地和林地等生态用地的减少是灌区耕地增加的主要来源,转移比例分别为13.97%和5.93%.地表来水量不断减少的情况下,灌区地下水开采量从1989年的5.91×106m3增加到2003年的1.39×107m3,灌溉面积和机井数量不断增大,地下水开采强度日益增加,地下水水位呈日益下降的趋势.农业用水所占比例过大,生态用水逐渐缩减.     

晋江西溪流域土地利用结构变化的分形研究

基于晋江西溪流域1985与2001年两期土地利用遥感解译数据,运用周长—面积分形方法计算获得了西溪流域两期主要地类的分形维数和稳定性指数,并对土地利用空间格局的变化进行了分析。研究结果表明,西溪流域土地利用的整体分形维数从1985年的1.255减少到2001年的1.169,整体空间结构向着简单、规则的方向发展;林地和水域的分形维数有所增加,其余用地类型均表现为减小。西溪流域土地利用的整体稳定性指数从1985年的0.245增加到2001年的0.331,用地的整体空间结构更加稳定。土地利用空间结构最稳定的地类在1985与2001年分别为林地和草地,两期最不稳定的地类均为耕地。1985—2001年,人类活动对占西溪流域面积近50%的林地的利用趋于无序,空间结构趋于不稳定,今后应重点加强对林地有序利用的规划管理。     

基于SWAT模型的丹江流域土地利用变化对径流影响研究

为定量分析土地利用类型变化对径流的影响,基于SWAT模型,通过分析丹江流域近20年来的土地利用变化,并设置3种不同土地利用情景模式,探究了土地利用类型对流域径流的影响作用。结果表明:SWAT模型率定期和验证期的决定性系数R²和纳什效率系数NS分别为0.8,0.73和0.86,0.78,适用于丹江流域径流模拟。2000—2020年,丹江流域土地利用变化引起的径流变化为-0.18%; 情景1中,把林地、草地全变为耕地的情况下,模拟的年均径流变化率为61.65%,情景2中,把耕地和草地全转换为林地的情况下,模拟的年均径流变化率为-12.69%,情景3中,把耕地和林地全转换为草地的情况下,模拟的年均径流变化率为24.24%。耕地对径流深度的影响系数为0.26 mm/hm²,林地对径流深度的影响系数为-13.35 mm/hm²,草地对径流深的影响系数为-0.01 mm/hm²。由此得出,耕地对产流起促进作用,草地和林地对产流起抑制作用。为维护丹江流域生态环境,增强丹江流域径流供给,应科学开发耕地资源。     

流沙河流域土地利用变化研究

流域土地利用/土地覆被变化是区域土地利用变化研究的重要内容。通过数字化1965年的地形图和对1976年、1988年、2003年三期L andsatM SS/TM/ETM卫星影像的解译得到西双版纳流沙河流域土地利用信息,进而在A rc G IS的支持下,采用土地利用转移矩阵和几种景观指数,结合该区域民族分布和传统习俗对流域土地利用变化进行分析。结果表明:流域的自然条件决定了土地利用的空间分布格局,但民族传统习俗的影响也很大:靠近坝区的山区居民以傣族为主,人口密度较大,森林覆盖率却较高;距离坝区较远的山区,主要是山地民族,人口密度小,但森林覆盖率也小,民族因素对森林以及其他土地利用类型的影响要大于人口因素。政策对土地利用的时间变化影响较大,从1965~2003年,流域的土地利用/土地覆被发生了很大变化,1965年、1976年、1988年和2003年4年中流域的主要土地利用类型都是有林地,但有林地面积在减少,受人类活动影响较大的土地利用类型面积在增加,人类活动对土地利用的干扰增强,土地开发利用强度有增大的趋势。     

基于层次分析法的干旱内陆河流域生态环境需水评价——以新疆台兰河流域为例

干旱内陆河流域生态环境需水综合评价是一个多层次,多目标的综合决策问题,同时是干旱区水资源合理配置与管理,生态环境保护与建设中最为关键的科学问题之一。根据台兰河流域的实际情况和环境问题,构建评价干旱内陆河流域生态环境需水状况的指标体系;该指标体系由3个层次38个评估因子组成;通过分级量化指标,用层次分析法对指标进行权重分析,提出了内陆河流域生态环境需水状况评判标准和具体的评价方法。结果显示,水资源因素对台兰河流域生态环境需水的影响最大,生态环境因素和经济社会因素次之,影响最小的是自然因素。水资源因素、生态环境因素、经济社会因素和自然因素之间相互关联,共同作用导致流域生态环境需水综合状况。评价结果与实际情况基本相符,证明层次分析方法在评价干旱内陆河流域生态环境需水状况中具有一定的应用价值。     

土地利用变化对盘古河流域径流的影响

[目的]分析大兴安岭地区盘古河流域土地利用变化情况,研究流域径流对不同土地利用情景的响应,为合理规划土地利用提供依据。[方法]利用盘古河流域1987,2000和2011年3期土地利用数据和1988—2012年的水文气象资料,结合SWAT(soil and water assessment tool)模型,分析盘古河流域土地利用变化的径流响应。[结果]1987—2011年盘古河流域主要土地利用变化为裸地向林地、草地转化,林地面积增加,裸地面积减少;汛期径流量占年总径流量的比例随着林地的增加而减少;林地的增加使得多年平均年径流量、汛期径流量和最大月经流量均呈减少趋势。[结论]SWAT模型能够较好地模拟盘古河流域的月流量过程;流域径流随着林地面积的增加而减少。     

泥石流频发区土地利用分形特征及稳定性研究

应用GIS技术及分形理论,以云南省小江流域为研究区,将土地利用类型划分为6类：耕地、林地、草地、水域、城乡工矿居民用地及未利用地,并进行各土地利用类型图斑分形维数分析。结果表明：小江流域土地利用方式在区域分布上相对集中,土地利用类型以草地、林地和耕地为主,分别占全流域面积的52.78%,28.07%和15.77%,土地利用结构相对单一;土地利用类型的分布具有分形结构,各土地利用类型分维值为1.197 2～1.498 4,平均分维值1.327 9;根据分维值对各土地利用类型稳定性排序：林地〉未利用地〉城乡工矿居民用地〉耕地〉草地〉水域;稳定性指数介于0.2～0.5之间的土地利用类型面积占研究区土地总面积的42.66%,总体稳定性较差。说明在人为和自然因素影响下,小江流域土地利用总的发展趋势不稳定,人为扰动因素的实施欠合理。分维值较好地反映了各土地利用类型的复杂程度及稳定性。     

1990-2018年东江流域土地利用变化及其驱动力

[目的] 分析东江流域1990-2018年土地利用时空变化特征及驱动机制,为该流域土地利用优化提供科学参考。[方法] 利用流域土地利用数据及统计年鉴数据,结合土地利用评价指标、主成分分析法及灰色关联分析法分析流域土地利用变化特征及其驱动机制。[结果] ①东江流域1990-2018年土地利用以耕地和林地为主,流域建设用地面积持续增加,其余地类面积均呈减少趋势,耕地和林地是建设用地面积的主要来源;②流域土地利用综合指数逐年增加,变化率为0.038,土地利用处于上升发展阶段;③流域土地利用变化驱动力主要为经济增长、人口增长、社会富裕程度和农业发展;各类驱动因子对各土地利用类型的驱动作用不同。[结论] 1990-2018年,东江流域土地利用结构不断优化,土地利用集聚程度增加,随着粤港澳大湾区的建设开发,未来流域内土地开发利用活动将更加频繁。     

修河中上游流域土地利用变化对径流的影响

[目的]土地利用的变化对流域水文过程产生了重要的影响,研究土地利用变化下的水文响应已成为水文学科研究的一个热点。[方法]以修河中上游流域作为主要研究区域,分析了35年来修河中上游流域各种土地利用类型的变化特征,并利用1987—2000年水文气象数据资料,构建了SWAT模型,通过设置1980年、1990年、2005年和2015年4种土地利用情景,定量分析了修河中上游流域土地利用变化对径流的影响。[结果]SWAT模型在研究区具有较好的适用性。1980—2015年,修河中上游流域主要用地类型为林地、耕地和草地,三者面积之和占流域的98%。其中高利用城市用地和耕地对径流的影响系数是正值,说明高利用城市用地和耕地对径流起促进作用;林地、草地对径流的影响系数均表现为负值,说明林地和草地对径流有抑制作用,且草地的抑制作用更加显著。此外,林地和草地在丰水季会减少径流,在枯水季却会增加径流,有类似海绵的作用。[结论]模拟研究土地利用变化对修河中上游流域径流的影响在合理规划水土资源、改善生态环境方面具有十分重要的现实意义。     

山东省不同土地利用方式土壤颗粒组成及其分形维数特征

选取山东省120个不同土壤剖面,应用分形理论研究不同土地利用方式的土壤颗粒分形特征以及与土壤养分的相关关系。结果表明:（1）不同土地利用方式土壤铵态氮、硝态氮、速效磷、全磷、全氮、有机质含量均表现为林地和草地显著高于耕地和农地（p < 0.05）,其中林地和草地土壤铵态氮、硝态氮、速效磷、全磷、全氮、有机质含量差异均不显著（p > 0.05）。（2）不同土地利用方式土壤粒径分布中,黏粒含量占主导地位,黏粒含量百分比45.98%～67.12%,粗砂粒含量相对较低。（3）不同土地利用方式土壤颗粒分布的分形维数随着土层深度增加逐渐增大,0—10 cm土层土壤颗粒分布分形维数变化幅度较小,而40—50 cm变化幅度较大。（4）回归分析表明不同土地利用方式土壤颗粒分形维数与土壤粒径呈显著或极显著的线性负相关。（5）相关分析表明不同土地利用方式土壤分形维数均与土壤有机质含量呈显著负相关,与土壤铵态氮、硝态氮、速效磷、全磷、全氮呈正相关。综上所述,不同土地利用方式下土壤颗粒组成差异较大,草地和林地相对于耕地和农地大颗粒含量明显增多,小颗粒明显减少,土壤颗粒分布的分形维数可以作为表征土壤肥力的状况指标。     

基于马尔柯夫模型的漾濞江流域土地利用变化预测

为了掌握漾濞江流域土地利用的演变趋势,优化土地利用结构,实现土地的可持续利用,在遥感和地理信息系统技术的支持下,利用1990年和2001年的遥感影像作为信息源,获取漾濞江流域土地利用类型数据,结合马尔柯夫模型确定相应的转移概率矩阵,据此分析土地利用各类型间的相互转化情况,并应用马尔柯夫模型和单一土地利用动态度对土地利用的演变趋势进行分析。结果表明:土地利用类型之间的相互转化突出表现为耕地、林地、草地之间的相互转化以及耕地向城乡工矿居民用地的转化;林地面积将趋于稳定,仍为研究区的主要土地利用类型,耕地、草地面积继续减少,水域、城乡工矿居民用地面积稳步增加;必须采取有效措施,解决好耕地保护和城乡发展之间的矛盾,实现当地的可持续发展。     

基于马尔科夫模型的大凌河流域土地利用/覆被变化趋势研究

本文通过对大凌河流域2010年、2013年和2016年三期遥感影像进行分类,得到流域土地利用分布现状。对分类结果进行叠加分析可以获得大凌河流域2010~2013年的地类转移概率矩阵,再运用马尔科夫原理预测出2016年流域土地利用分布情况,将其与实际情况对比分析,证明马尔科夫模型适用于大凌河流域未来土地利用/覆被变化趋势的预测。进而本文分别对大凌河流域2019年、2022年和2025年的土地利用情况进行预测,发现未来近10年流域建设用地面积持续增长,变化率为38.96%;农林用地面积从2016年开始减少,总体下降了0.77%;水域面积稳定增长,到2022年之后趋于稳定值,变化率为17.21%;旱地及其他未利用地面积继续缩减,到2019年开始趋于稳定,整体下降了1.71%。研究结果明晰了大凌河流域农林用地和建设用地之间的矛盾,可以为流域水土资源管理有关部门提供科学依据。     

开都-孔雀河流域土地利用转型及其功能变化特征

[目的]探讨开都—孔雀河流域(以下简称"开孔河流域")土地利用功能转型特征及生态环境效应,揭示土地利用转型对区域生态环境造成的影响,为该区生态环境保护和可持续发展提供科学参考。[方法]基于1990,2000,2010和2015年开孔河流域土地利用遥感解译数据,根据"生产—生态—生活"用地(以下简称"三生用地")的主导功能分类,通过土地利用转移矩阵、区域生态环境质量指数和土地利用转型的生态贡献率等方法定量分析开孔河流域土地利用转型、时空格局特征以及生态环境效应。[结果](1)1990—2015年,开孔河流域的土地利用转型表现为生产用地、生活用地的快速增加,生态用地的迅速减少。(2)1990—2000年开孔河流域生态环境质量指数从0.465 4下降为0.453 9,2010—2015年上升到0.455 9。生态环境质量保持相对平衡,并呈现先下降后上升的发展趋势;(3)1990—2015年,开孔河流域上游生态环境质量较高但存在恶化趋势,中游地区生态环境质量持续得到改善,流域下游主要为低质量区和较低质量区。[结论]农业生产用地、城乡生活用地面积增加与草地退化和水域生态用地被占用是造成流域生态环境退化的主要原因,中游地区生态环境质量持续得到改善的原因是大量其他生态用地转型为林地生态用地。