基于改进指数和法的地形因素对土地利用变化影响程度评价

土地利用变化影响因素研究是当前土地利用变化领域的热点。本研究拟探究地形因子对区域土地利用变化的影响程度,解释人地系统相互作用的内在机制,以期为区域土地开发与空间利用的结构、方向、模式等提供科学依据。根据研究区自然条件、土地利用特点和地形因素特征,从宏观地形因子和微观地形因子两个方面选取评价指标,建立地形因素对土地利用变化影响程度评价指标体系;在此基础上,采用熵权法和环比评分法相结合确定评价指标权重的方法,建立基于改进指数和法的地形因素对土地利用变化影响程度综合评价模型,基于河南省栾川县2005—2015年3期Landsat遥感影像和DEM数据,利用GIS和RS技术定量评价了研究区地形因素对土地利用变化的影响程度。评价结果显示,2005—2015年间地形因子中的高程、坡度、坡向、坡长、坡向变率和地表切割度对研究区土地利用变化的影响程度评价值增加,而坡度变率、平面曲率、剖面曲率、高程变异系数、地形起伏度和地形粗糙度的影响程度评价值减小。2005—2010年研究区地形因子对土地利用变化的影响程度评价变化值为0.000 978,变化率为7.06%;2010—2015年地形因子对土地利用变化的影响程度评价变化值为-0.001 705,变化率为-11.50%;2005—2015年地形因子对土地利用变化的影响程度评价变化值为-0.000 727,变化率为-5.25%。这些数据结果显示,2005—2015年地形因子对土地利用变化的影响程度呈现先增加后减少的趋势。研究结果表明,随着社会经济发展,在人类技术水平的提高、政治经济结构的合理化以及保护生态环境意识和政策等人文驱动因素条件下,地形因子作为影响土地利用变化的自然驱动因素之一,对土地利用变化的影响程度总体呈现减小趋势。该研究可为区域土地利用规划、城市建设和生态环境保护提供重要的数据参考与技术支撑。     

黄河三角洲土地利用及景观格局的动态分析

以1978年,1987年和2002年3期卫星遥感影像数据为基础,结合野外实地调查,利用ArcGIS等图像处理软件,完成影像的解译。通过景观指数,对黄河三角洲地区土地利用的景观格局进行分析,探讨了相关的人类活动对土地利用的影响。结果发现,农田是黄河三角洲主要的土地利用形态,构成景观的基质;湿地在景观格局中占有重要地位;在自然和人为因素的共同驱动下,黄河三角洲土地利用格局变化主要表现为破碎度增加,景观结构的多样性水平提高,各种土地利用类型均衡性空间分布特点不断提高。     

滇池流域土地利用格局变化的地形梯度效应

[目的]分析滇池流域的土地利用变化的总趋势和地形梯度格局及影响因素,为土地利用模式的优化配置和土地资源的可持续发展提供依据。[方法]采用土地利用幅度和动态度分析了土地利用变化的总趋势,从地形因子(地形起伏度、坡度、坡向、地形位)角度用地形分布指数法分析了土地利用的地形梯度格局,用定性分析法分析了地形梯度效应的影响因素。[结果](1)2000—2014年研究区土地利用类型以耕地、林地、草地和建设用地为主,建设用地增速最快,草地减速最快。(2)土地利用在不同地形梯度上有明显的层次分布格局和变化趋势。随着地形梯度的升高,水域、耕地和建设用地、草地和未利用地、林地的优势分布区逐渐升高,分别在最低、低和中低、中低、中高和高地形梯度上占绝对优势;水域、耕地和建设用地(除后两者最低一级梯度)分布指数随之减少,草地和未利用地分布指数变化不明显,林地分布指数则不断增加。(3)土地利用格局变化的地形梯度效应受基础的地形因素、起推动的社会经济因素和宏观调控的政策因素的共同影响。[结论]滇池流域土地利用地形梯度格局变化明显,并受地形、社会经济和政策因素共同影响。     

成都平原土地利用景观格局变化及驱动因素分析——以成都市龙泉驿区为例

利用GIS技术和景观生态学方法,以成都市龙泉驿区为例,研究成都平原的景观格局变化特征及其驱动因素。研究过程中主要以1996年和2004年土地利用景观格局为基础,采用景观类型面积指数、景观破碎度、景观分离度、景观多样性指数、景观优势度、景观均匀度、景观形状指数分析区域土地利用景观格局变化特点。发现1996-2004八年间,研究区土地利用景观变化剧烈,各景观类型面积比例差异增大,土地利用结构混杂,景观破碎化程度变大,景观形状不规则化程度加剧。区域内部由于自然、经济、社会条件的不同,土地利用景观呈现出不同的特点。分析研究区土地利用景观格局的变化驱动过程,发现人口增长和第三产业发展是导致研究区土地利用景观格局发生变化的重要驱动力;工业化、城镇化、果业和乡村旅游业的发展是另一主要驱动力。     

泾河中上游流域土地利用格局变化与驱动因子分析

利用RS和GIS技术和景观生态学的方法，对泾河中上游流域1986～2000年的景观特征及其动态变化进行了研究。通过计算多样性指数、优势度、破碎化指数、分离度等指标，进行了土地利用格局变化分析，并对该区域土地利用变化的主导因子进行了分析，认为该区土地利用／土地覆被变化的驱动力主要为：自然因素、经济因素、人口压力及宏观政策等，并互相影响、互相制约，共同影响流域景观格局的变化。     

七台河市土地利用景观格局动态变化分析

近年来土地利用驱动机制研究成为研究的热点,煤矿区是土地利用景观格局变化显著区域,该文主要研究土地利用景观格局动态变化及其调控原理。以2000—2010年遥感影像为基础,采用ERDAS软件对土地利用景观格局进行分类,研究景观格局的动态变化、转移矩阵及特征,结合七台河市煤矿区社会经济情况,确定影响景观格局因子的驱动力因素。结果表明:林草地、未利用地减少,耕地、矿业用地增加,动态变化度较大成为该时期土地利用景观格局动态变化的主要特征。第一产业总产值、人口数量是决定耕地的主要因子,林草地、矿业用地与第一、二产业产值及最终消费等经济驱动因素密切相关,同时市政府的环境保护及土地复垦、整治和恢复措施使矿业用地增长速度减慢。     

基于景观尺度的艾比湖保护区LUCC变化及其驱动力分析

利用Landsat遥感数据解译得到的四期土地利用/覆被变化遥感数据(1972年、1990年、1998年、2011年)结合流域近40a气温、降水量、径流量等气象水文数据,通过景观格局分析与统计学方法研究了近40a典型山盆—绿洲—荒漠(MODS)耦合系统——新疆艾比湖保护区LUCC演化及其驱动力分析。结果表明:(1)近40a研究区景观类型格局的空间转移情况变化明显,且各景观类型间的面积转换频繁。(2)40a内斑块数量呈现先增后减的趋势,景观的异质性程度、Shannon多样性指数、Shannon均匀度指数都呈现出先减后增的趋势。(3)在影响研究区景观格局演变的自然驱动因子中,自然因素中年均、月均降水量的变化对LUCC的影响不明显,人为因素是驱动LUCC变化的重要因素。     

西藏自治区土地利用/覆被变化时空演变特征及驱动因素

精准把握西藏自治区土地利用/覆被变化特征,探究其驱动因素,对科学预测西藏土地利用变化趋势、节约集约利用土地资源具有重要意义。以2000—2020年5期LUCC数据为基础,从动态度、转化趋势等方面分析西藏自治区LUCC特征。结果表明:(1)研究区LUCC以草地、林地、未利用地为主,时间上2015-2020年变化频率最高,空间上城乡建设用地、耕地及水域用地变化区域较为集中。(2)城乡建设用地持续增长,草地持续缩减,其余地类波动式增长。(3)一江三河流域LUCC种类丰富,成因复杂,其余地区以草地和未利用地变化为主。(4)过去20年间西藏LUCC驱动因素较多,自然因素对耕地、水域的分布等起决定性作用,而社会经济及政策因素对西藏近年来的LUCC起较大影响作用。研究发现,西藏土地利用类型转换复杂,各地类变化特征存在显著差异,其中变化量最大的是草地与未利用土地的相互转换。西藏LUCC的驱动因素较为复杂,气候变化和人类活动对研究区土地利用变化驱动作用显著。     

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。     

2003—2018年瑞兴于地区土地利用景观格局时空演变及驱动因素

为了解近15年来瑞兴于地区土地利用景观格局时空变化特征及其驱动因素,基于4期遥感影像,结合RS和GIS技术,运用土地利用动态度、土地利用转移矩阵、景观格局指数等分析了瑞兴于地区土地利用、景观格局时空演变特征,选取11项社会经济因素进行主成分分析并结合相关统计信息及政策法规分析其驱动因素。结果表明:林地是瑞兴于地区最主要的土地利用类型,约占研究区域总面积的70%,2003—2018年建设用地呈持续增加趋势,而耕地则呈持续减少趋势,草地和水域处于波动状态; 类型转换以林地与草地、草地与耕地、耕地与建设用地之间的相互转换为主,耕地是建设用地最主要的转入源; 研究区内景观破碎化程度降低,优势性提高,整体多样性及均衡性略有提高,研究区内景观类型区域均衡化、多样化发展。瑞兴于地区土地利用景观格局变化在一定程度上受到地形地貌因素的影响,主要驱动因素为经济发展、人口增加、产业结构调整以及相关政策法规的实施。     

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。     

黄河三角洲耕地变化及其驱动力的卫星遥感分析

Taking Kenli County in the Yellow River Delta, China, as the study area and using digital satellite remote sensing techniques, cultivated land use changes and their corresponding driving forces were explored in this study. An interactive interpretation and a manual modification procedure were carried out to acquire cultivated land information. An overlay method based on classification results and a visual change detection method which was supported by land use maps were employed to detect the cultivated land changes. Based on the changes that were revealed and a spatial analysis between cultivated land use and related natural and socio-economic factors, the driving forces for cultivated land use changes in the study area were determined. The results showed a decrease in cultivated land in Kenli County of 5321.8 ha from 1987 to 1998, i.e., an average annual decrement of 483.8 ha, which occurred mainly in the central paddy field region and the northeast dry land region. Adverse human activities, soil salinization and water deficiencies were the driving forces that caused these cultivated land use changes.     

Changes in Agricultural Land Use Affecting Future Soil Redistribution Patterns: A Case Study in Southern Tuscany (Italy)

Land‐use changes (LUCs) can be defined as the result of the direct action of the stakeholders in a particular area and natural or human driving forces. LUCs can influence various processes within the landscape and can have an impact on landscape functions. An analysis of the impact of LUCs on landscape processes can help to focus future rural policies. LUCs in Mediterranean areas particularly affect landscape functions because of their agro‐pedoclimatical characteristics. The aims of this work are as follows: (i) to characterise LUCs in the last 11 years in a typical Mediterranean area, the Trasubbie river basin (southern Tuscany, Italy); (ii) to extrapolate these changes and create spatially explicit LUC scenarios for the near future; and (iii) to simulate how and where the predicted LUCs may affect soil redistribution. We carried out an analysis of LUCs within the study area and used the trends to propose alternative scenarios for 2013. For these years, we spatially allocated land use (using the Conversions of Land Use and its Effects model) and used a landscape process model (landscape process modelling at multi‐dimensions and scales) to assess soil redistribution patterns. Land use in the study area changed almost linearly between 1996 and 2007, with cereals and annual fodder crops decreasing, and vineyards, perennial pastures and land abandonment increasing. Our LUC scenario extrapolates these dynamics to make predictions for 2013. A comparison of LAPSUS results between LUC and baseline scenarios for 2013 showed an increase in terms of net soil loss and total erosion, and a decrease in terms of sediment delivery ratio. Copyright © 2013 John Wiley & Sons, Ltd.     

云南西双版纳基诺巴卡土地利用/土地覆盖时空动态研究

该研究以地理学为理论依据，以3S技术、PRA访谈、田野社区调查为主要手段，对基诺山土地利用/土地覆盖时空演变进行了35a跨度的分段对比研究和驱动因子分析。研究表明：轮作周期的缩短，将直接影响到植被自然演替的方向和群落的恢复；土地利用的高破碎度加大空间异质性，给地段性生态环境增加压力；森林组分的变化，将直接影响到山地生态系统的稳定性，生物多样性的保护；研究区人口目前未对耕地产生较大压力，人地矛盾主要是在农业耕作的方式上而不是土地对人口的承载能力上；国家政策和市场经济是土地利用/土地覆盖变化的决定因素，基诺族土地价值观是土地利用/土地覆盖变化的内核。     

Effects of roads on landscape structure within nested ecological units of the Northern Great Lakes Region, USA

Road development is a primary mechanism of fragmentation in the northern Great Lakes Region, removing original land cover, creating edge habitat, altering landscape structure and function, and increasing access for humans. We examined road density, landscape structure, and edge habitat created by roads for eight land cover types at two ecological extents within a 78,752 km² landscape. Road density ranged from 0.16 to 2.07 km/km² within land type associations. Between 5 and 60% of a land cover type was affected by roads, depending on the assumed depth-of-edge influence (DEI). Roads increased number of patches and patch density, and decreased mean patch size and largest patch index. Changes in patch size coefficient of variation and measures of patch shape complexity depended on ecological level (i.e. scale) and land cover class. Limited additional change in landscape metrics occurred as road DEI was increased from 20 to 300 m. Land cover type occurred in buffers at the same percentages as in the landscape as a whole. At finer extents, areas with greatest road densities did not always parallel those with greatest changes in landscape structure. Interactions of scale and variation in the distribution of roads across the region emphasize the importance of examining landscape metrics and road impacts within specific cover types and at appropriate, or multiple, scales. Although this region is densely forested, the fragmentation effects of roads are pervasive, significantly altering landscape structure within multiple forest cover classes and at differing ecological extents.     

应用MODIS数据监测福州地区土地利用/覆盖变化

应用新一代对地观测卫星EOS的MODIS数据，在地理信息系统的支持下，对2001—2005年福州地区不同地表类型的归一化植被指数年际动态变化进行计算分析，在此基础上开展福州地区土地利用／覆盖变化的监测研究，并初步分析了土地变化的驱动力。结果表明：基于MODIS的归一化植被指数对区域土地利用／覆盖的年际变化反映是敏感的，应用MODIS数据可以监测区域土地利用／覆盖变化的空间分布和面积大小。     

基于遥感影像数据的建设项目区域土地覆被变化分析

利用遥感影像数据分析区域土地覆被变化,目前在开发建设项目环境影响调查中已得到广泛应用。选取水电站工程（天生桥一级水电站工程）和天然气开发工程（孝新合气田开发工程）两类建设项目作为分析对象,利用TM遥感影像进行项目区域土地覆被变化分析。通过FRAGSTATS方法,对6个有代表性的景观空间结构与异质性的定量指标进行计算,研究建设项目周边区域景观结构与景观格局变化。研究结果表明,两类项目周边区域土地覆盖类型均发生较大变化,景观格局呈破碎化,多样化发展。水电站项目建设通过水库蓄水和工程占地直接影响库周土地覆被变化,天然气开发项目通过带动经济发展,对区域土地覆被变化主要是间接影响。     

不同轮作制度下土壤中不稳定有机碳组分的变化

Taking Kenli County in the Yellow River Delta, China, as the study area and using digital satellite remote sensing techniques, cultivated land use changes and their corresponding driving forces were explored in this study. An interactive interpretation and a manual modification procedure were carried out to acquire cultivated land information. An overlay method based on classification results and a visual change detection method which was supported by land use maps were employed to detect the cultivated land changes. Based on the changes that were revealed and a spatial analysis between cultivated land use and related natural and socio-economic factors, the driving forces for cultivated land use changes in the study area were determined. The results showed a decrease in cultivated land in Kenli County of 5321.8 ha from 1987 to 1998, i.e., an average annual decrement of 483.8 ha, which occurred mainly in the central paddy field region and the northeast dry land region. Adverse human activities, soil salinization and water deficiencies were the driving forces that caused these cultivated land use changes.     

Land Use and Cover Dynamics Since 1964 in the Afro‐Alpine Vegetation Belt: Lib Amba Mountain in North Ethiopia

Human‐induced land use and land cover (LUC) changes threaten the ecosystem services of the vulnerable tropical afro‐alpine vegetation. Several LUC change studies are available for the Ethiopian highlands, but relatively little is known about LUC change in the afro‐alpine zones. In this study, LUC changes between 1964 and 2012 were mapped for the afro‐alpine zone of Lib Amba Mountain, part of the Abune Yosef Mountains in North Ethiopia. Historical LUC was derived from georeferenced aerial photographs of 1964 and 1982, and the present LUC (2012) from Bing Map satellite imagery. Based on these successive LUC maps a time‐depth map, LUC proportions, LUC transition matrices and LUC change trajectories were calculated. Two main phases of LUC change could be distinguished linked to the neo‐Boserupian perspective. (i) Between 1964 and 1982, there were large‐scale deforestation and general degradation of the vegetation above 3500 m, in a period of low population pressure; (ii) Between 1982 and 2012, an intensification of land use prevailed accompanied with a slight regeneration of the vegetation and the Erica arborea L. forest, under increased population pressure. Depth interviews indicated that local and governmental land management measures are very important for the protection against vegetation depletion and soil degradation. Quick recovery of the forest on Lib Amba provides confidence that degraded afro‐alpine areas would benefit in a short time from complete protection, given the vicinity of remaining patches of afro‐alpine vegetation. Management interventions are thus vital to restore the important ecosystem services of the afro‐alpine vegetation belt. Copyright © 2015 John Wiley & Sons, Ltd.     

鄱阳湖区土地利用景观格局特征研究

在RS与GIS技术的支持下，该文对鄱阳湖区1990～2002年间的土地利用景观变化进行了分析。研究结果表明，1990～2002年鄱阳湖区面积变化的趋势是耕地减少、林地增加、草地减少、水体增加、居民点与工矿用地大幅度增加，未利用地维持不变。利用二级土地利用景观类型，对景观变化的原因进行了分析。利用多样性指数、优势度、分维数、破碎度等景观指数对鄱阳湖区土地利用景观格局特征的研究表明，1990～2002年鄱阳湖区土地利用景观格局总体变化趋势是多样性增加、优势度减少、分数维减少、破碎度增加。最后，该文利用典型相关分析法对鄱阳湖区景观格局变化的社会经济驱动力进行了定量分析，认为导致景观分维数、景观破碎度变化的主要驱动力是人口与国内生产总值，导致景观多样性和优势度变化的主要驱动力是境内公路里程与农村居民年均纯收入。