冀西北间山盆地区土地利用变化地形梯度效应——以河北省怀来县为例

为探究不同地形差异下土地利用的变化特点,探索不同梯度下自然和人为因素在土地利用变化过程中所起的作用,该文以冀西北间山盆地区怀来县为研究区,选取1987年、2005年以及2013年的Landsat-TM/ETM影像以及DEM数据为数据源,运用地学图谱分析法,研究不同时期的土地利用变化特点,揭示土地利用变化的成因以及机理,将坡度和高程数据相结合确定区域地形位指数,并结合土地利用信息图谱,探索不同地形梯度的土地利用分布以及变化特点。结果表明:(1)研究区近20年土地利用类型并未发生较大改变,土地利用结构仍以耕地、园地、林地以及未利用地为主;(2)研究区近20年斑块个数总体呈现上升的特点,平均斑块面积持续下降,破碎度逐步上升,且各地类的变化特点存在明显的差异;(3)研究区的土地利用变化主要是以稳定型图谱和后期变化型图谱为主,稳定变化型主要表现为林地—林地—林地,这与区域的林地面积分布较多有很大关系,后期变化型主要表现为耕地—耕地—园地,主要是由于园地效益好,土地利用方式由耕地变为园地;(4)土地利用变化在不同地形梯度上的分布呈现很强的规律性,前期变化型和后期变化型在低地形梯度上分布面积较大,在中低地形梯度上则以"林地—林地—林地"为主的稳定型图谱为主,而以"水域—其他用地—水域"为代表的反复变化型在中地形梯度上占显著的优势,随着海拔地势的升高,以及受人为、自然因素的影响,只有前期变化型和反复变化型的分布指数较高,土地利用类型则仅局限在林地和其他用地之间的转换。该文为今后怀来县土地资源的合理利用和科学规划提供依据与指导。     

基于地形梯度的哈尔滨市土地利用格局变化分析

为揭示土地利用格局变化在地形差异上的演变过程,探讨不同地貌部位自然因素和人文因素在土地利用变化过程中的作用,以1989年、1995年、2001年和2007年Landsat TM/ETM+影像为主要数据源,在RS和GIS支持下获取土地利用数据。基于地学信息图谱分析理论,研究该区域不同时期土地利用空间格局变化进程,揭示土地利用变化成因和机理,并基于DEM(digital elevation model)探究土地利用图谱地形梯度的空间分异和时空演变规律。结果表明:土地利用结构以耕地和林地为主,耕地和未利用地面积持续减少,平均斑块面积分别由20.96km2减少到2.87km2和3.92km2减少到0.09km2,破碎化程度加剧,且未利用地(滩涂地和湿地)→耕地是其主要的转变轨迹,居民工矿用地呈现不平衡的增加态势,耕地是居民工矿用地和林地的主要转化来源,林地的破碎度由0.117个/km2增加到0.532个/km2,破碎化程度日益严重;前期变化型和持续变化型的分布指数在地形位等级2时最大,稳定型和反复变化型的在地形位等级1时最大,之后随着地形位的增加而减小;中间过渡型呈现一定的曲线变化。该文为城市化过程中的土地资源的合理规划和利用提供科学依据。     

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。     

基于地形梯度的河北省太行山区土地利用时空变异研究

地形在一定程度上影响着土地利用变化, 对土地利用空间格局的形成具有重要影响。利用GIS空间分析功能, 结合地形位指数、分布指数和土地利用程度综合指数, 系统分析了1990-2008年间河北省太行山区土地利用变化的地形梯度特征, 探讨地形因素对土地利用方式选择及空间格局的影响, 并定量分析了地形梯度上的土地利用程度状况。结果表明: 各种土地利用类型空间分布及其变化明显受到地形因子的影响和制约, 总的分布特征为: 随着地形位的升高, 耕地的分布指数呈现降低趋势, 草地、建设用地、水域和未利用地先升后降, 而林地则升高; 研究期间林地的优势地形位的上限增加了2个地形位, 草地已失去高地形位上的分布优势, 在中地形位上的优势分布区间增加了3个地形位, 水体的优势地形位在低地形位上有所扩展, 未利用地的优势地形位明显收缩, 而耕地、建设用地优势地形位基本保持稳定; 土地利用程度综合指数随着地形位的增加而不断下降。根据地形梯度上土地利用程度的定量表达, 将研究区地形位划分为3个区段: 耕地、水域、建设用地和未利用地的优势地形位区域、草地和林地的优势分布区、林地的优势地形位区域, 其面积分别占研究区总面积的45.79%、41.30%和12.91%。在此基础上对河北省太行山区土地资源的合理利用和生态环境恢复提出了相应建议和措施。     

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。     

基于地形梯度的高原山地区土地利用格局时空特征——以贵州省盘县为例

地形因子在一定程度上制约着土地利用空间格局的形成及变化,高原山地区更为明显。该文选取贵州省盘县作为研究区,运用地学信息图谱理论、地形分布优势指数、地形位指数和土地利用综合程度指数分析了2000—2010年研究区土地利用在地形梯度上的空间分布和内在演变特征。结果表明:研究期间,盘县耕地大幅度减少,林地、草地、建设用地和水域大幅度增加,未利用地不甚明显.不同土地利用时空分布及其变化受地形因子的影响呈现一定的垂直分布特征。低级别区耕地优势位增强,水体优势位出现显著萎缩,中级别区林地和草地优势位基本保持稳定。高级别区林地和草地优势分布范围拉宽,建设用地和水体优势位出现退缩。土地利用图谱以稳定型和前期变化型为主,不同图谱变化类型均是不同级别区耕地向林地、草地及建设用地转化为主要特征。土地利用综合程度指数随地形级别区的增加呈现先下降后趋缓特征。高原山地区土地利用结构调整应充分统筹区域地形结构及土地利用格局垂直梯度特征,对不同土地利用类型优化布局进行因地制宜的安排与协调,实现区域土地资源在空间结构上的合理配置与可持续利用。     

大清河流域土地利用变化的地形梯度效应分析

地形对于土地利用具有重要制约作用.该研究选取1974-2019年的Landsat影像,从地形起伏度、坡度、地形位等级的角度,分析大清河流域土地利用类型、结构变化在地形梯度上的分布效应,对影响研究区土地利用变化的驱动力进行讨论.结果表明:1)大清河流域土地利用类型分布具有显著的地形梯度.建设用地、耕地与水体在低地形梯度地...     

黄土丘陵区土地利用变化与地形梯度关系研究

土地利用/土地覆被变化(LUCC)是人类活动与自然环境相互作用最直接的表现形式,是反映人类活动程度的重要因子。以彭阳县为例,应用1995年和2014年25m×25m的DEM数据和土地利用现状数据,运用GIS空间分析功能,采用地形位指数以及分布指数定量分析了1995—2014年彭阳县土地利用基于地形梯度的变化特征。结果表明:(1)1995—2014年,彭阳县耕地和未利用地面积大量减少,草地面积大量增加,林地、水域和建筑用地面积均有不同程度的增加;(2)随着地形位的升高,耕地、水域、建筑用地的分布指数逐渐降低,林地和草地的分布指数逐渐升高,未利用地的分布指数先升后降。草地的优势分布区间增加了2个地形位,未利用地的优势分布区间降低了2个地形位;(3)水域的优势度区间集中在低地形位区间,耕地和建筑用地的优势度区间集中于低中地形位区间,林地、草地和未利用地的优势度区间集中于中高地形位区间。     

基于地形梯度的河北省怀来县山地生态系统空间分布及变化特征分析

[目的]从地形梯度角度,对区域生态系统空间分布及变化特征进行分析,提出基于地形梯度的区域生态系统保护对策建议,为制定山区生态规划及实现山区生态系统的持续、健康发展提供参考。[方法]以遥感解译获得的1993,2003,2013年生态系统类型空间分布数据为基础,选取高程级别、地形起伏度和坡度变率为地形梯度表征指标,采用分布指数,对区域农田、水域与湿地、森林、草地、聚落和荒漠6类生态系统的地形梯度差异分布情况及优势位进行分析,并结合1993—2013年各生态系统的服务价值变化特征,探讨区域生态系统的保护对策。[结果]农田、水域与湿地、聚落、草地生态系统集中于低地形梯度区;森林集中于高地形梯度区;荒漠生态系统分布特征随地形梯度差异不明显;在低地形梯度区,农田、水域与湿地的生态系统服务价值降低,草地、聚落生态系统服务价值有明显的增加趋势;在高地形梯度区,虽然森林生态系统服务价值变化较为剧烈,但总体呈现出持续增加的趋势。[结论]在制定针对山地的区域生态规划时,应考虑对位于优势位上的生态系统实行特殊保护,禁止被侵占为生态系统服务功能较弱的生态系统服务类型,以保证生态系统能够持续、健康地提供生态服务。     

快速城镇化地区土地利用变化的地形梯度特征分析——以榆次区为例

为探讨快速城镇化地区——山西省晋中市榆次区不同地形梯度上的土地利用变化特征,本研究以2000年、2008年和2016年3期影像和ASTERGDEM为数据源,分析2000—2016年间土地利用变化的时空特征,选用坡向、坡度变率、地形起伏度、地形位指数和土地利用类型分布指数对土地利用的地形梯度分布特征和变化过程进行分析。结果表明:1)2000—2016年,榆次区建设用地主要向西北方向扩张,主要分布在地形起伏度30m、坡度变率2°、阳坡和半阳坡及地形位为1～3级的地区。土地利用以建设用地、耕地和未利用地为主,其中耕地所占面积最大,2000年、2008年和2016年的平均比例为46.91%。2000—2008年建设用地面积增加43.07 km2,未利用地面积减少37.33 km2; 2008—2016年未利用地面积减少221.00 km2,而耕地面积和建设用地面积分别增加170.61 km2和37.36 km2。2)在坡度变率、地形起伏度和地形位梯度上,建设用地、耕地和水域主要分布于低梯度带,而林地和未利用地分布于中高梯度带;建设用地和耕地在平地、阳坡和半阳坡呈分布优势,林地在阴坡和半阴坡具有分布优势,而未利用地的优势分布区为阳坡和半阳坡;2000—2016年耕地的主要分布区向地形起伏度30 m、坡度变率为2°～15°、地形位为4～11级的区域扩张。榆次区土地利用变化地形梯度差异明显,地形因素、人类活动、政策因素、交通和区位为其主导因素。该研究结果为区域城镇化过程中的土地合理规划利用提供科学依据,为生态环境治理提供决策支持。     

基于GIS的土地利用变化的地形梯度分析——以韶关市大塘镇为例

地形是影响土地利用格局动态分布的因素之一。以韶关市大塘镇为研究区,基于DEM生成坡度图和高度图,利用遥感影像提取2009—2013年土地利用类型,计算研究区高度梯度和坡度梯度的分级指数及地形位指数。结果表明:(1)耕地、水域和园地分级指数和地形位指数逐渐下降,林地逐渐上升,草地、城镇村与工矿用地、交通用地和未利用地的坡度分级指数先上升后下降,高度分级指数多呈先下降后上升,地形位分级指数先下降后上升;(2)城镇村与工矿用地的分级指数和地形位指数数值上升,其余土地利用类型数值均下降,但下降数值较小;(3)除林地外,其他土地利用类型的分级指数和地形位指数均集中于低地形位区间。高度、坡度和地形位对土地利用类型分布格局演变有重要影响,同时城镇化的发展对土地利用类型分布格局演变也有较大影响,但一定程度上遵循分级指数和地形位指数。     

基于地形梯度的汾河流域土地利用时空变化分析

地形在一定程度上影响着土地利用变化,对土地利用空间格局的形成具有重要作用,因此,分析土地利用类型与地形因子的动态关系可以反映土地利用变化的合理性,对后续的土地利用管理和水土保持有重要的意义。基于汾河流域1986年、1995年、2005年和2010年土地利用矢量图,构建土地利用变化图谱和地形位指数,系统分析了土地利用在地形梯度上的分布特征和变化历程。结果表明：1986－2010年,土地利用类型以耕地、林地和草地为主,其中耕地减少和建设用地增加是主要变化类型。各地类在地形梯度上呈明显的层级分布,耕地、建设用地和水域主要分布在低地形梯度,草地分布在中区段,而林地集中分布在中高区段。土地利用变化以稳定型和反复变化型为主,两者占研究区总面积的98.4%,其中,稳定型以低地形梯度的耕地和中高地形梯度的林地为主,反复变化型以低中地形梯度的草地与耕地间的反复转化为主;其余图谱类型的比例均在1%以下,主要变化类型均为中低地形梯度下耕地向建设用地的转化。在自然因素、人类活动和政策的共同作用下,汾河流域的土地利用结构和空间格局发生了改变,整体趋于合理,但仍存在部分不合理利用现象,需要加强规划管理。     

基于地形梯度的高山峡谷区土地利用时空格局及功能分区

[目的] 分析高山峡谷区土地利用情况及其地形梯度分布格局,并进行功能分区,为类似区域土地资源的可持续利用提供参考。[方法] 以云南省泸水市为例,采用地形位指数和分布指数系统分析高山峡谷区土地利用在地形梯度上的分布变化特征。[结果] ①泸水市土地利用具有显著的优势分布特征,2000-2018年,林地作为主导地类,其比例从77.50%增长至84.49%。建设用地也快速增长,由2 804.49 hm²增加到4 785.65 hm²。未利用地、耕地、草地逐渐向林地转变,面积分别减少了14 368.38,5 171.68和4 049.54 hm²,水域面积稳定在900 hm²左右。②泸水市土地利用格局在地形梯度上的层级差异十分显著,林地在整个地形梯度上具有统治地位,水域、建设用地、耕地广泛分布于中、低地形位,草地的优势区间位于坡度高但高程较低的中地形位,未利用地则在高地形位占据主导优势。③基于地形分异规律,泸水市可分为4大功能区：河谷集约发展区、陡坡综合治理区、中高山生态提升区、山顶生态封禁区。[结论] 高山峡谷区在地形梯度上形成了多层级独特的土地利用分布格局,具有分区发展的潜力,不同分区对应着不同的土地利用发展策略。     

基于地形因子的鄱阳湖地区土地利用格局变化分析

为研究土地利用空间格局变化地形特征,采用1990年、2000年、2010年、2013年4期鄱阳湖地区Landsat TM解译数据及DEM数据,借助地形位、分布指数、地学信息图谱方法,深入探讨了1990—2013年鄱阳湖地区不同地形下土地利用格局的变化特征。结果表明:(1)1990—2013年,鄱阳湖地区土地利用类型以耕地、林地、水域为主,三种类型面积占比均在90%以上,建设用地快速增长,由1990年的1 387.42km~2增加到2013年的2 413.98km~2,增加了1 026.56km~2,耕地、未利用土地、林地面积分别减少513.39km~2,399.04km2,123.75km~2;(2)1990—2013年,土地利用格局变化具有地形效应,低地形范围优势分布耕地、建设用地、水域,高地形范围林地优势分布,未利用土地、草地零散分布对地形变化适宜性较强;(3)1990—2013年,研究区土地利图谱以稳定型和中期型为主,面积分别为48 457.44km~2,2 014.56km~2,稳定型图谱的优势区域位于高、低地形范围,耕地、林地、建设用地变化稳定;低、中高地形范围是中期变换型的优势分布区,主要表现为未利用土地—未利用土地—水域—水域、耕地—耕地—建设用地—建设用地。     

基于地形梯度的冀西北间山盆地生态系统服务价值评估——以河北省怀来县为例

为从地形梯度上对怀来县生态系统服务价值进行评估,利用2003年、2013年土地动态度和DEM数据,定量分析了怀来县生态系统服务价值的空间分布及变化特征,并对怀来县敏感性指数进行了分析。结果表明:怀来县生态系统服务总价值在2003—2013年共增加了0.38亿元,其中园地和林地的生态系统服务价值分别增加了7 077.63万元、4 331.36万元,水域和耕地的生态系统服务价值分别减少4 190.84万元、3 292.74万元;生态系统服务价值在高程上呈南北高、中部低的分布趋势,生态系统服务价值在高程梯度上主要集中于600~900 m范围内,在坡度梯度上主要集中在15°~25°范围内;在单项生态系统服务价值中,水源涵养、废物处理和食物生产生态系统服务价值由于水域和耕地面积的减少而明显减少,共减少2 451.3万元;通过对怀来县各地类敏感性指数进行计算,得出的敏感性指数均小于1,说明怀来县生态系统服务价值(ESV)对于生态价值系数(VC)是缺乏弹性的,文章采用区域生态价值系数核算结果是可信的。     

渭北旱塬小流域土地利用空间分布与地形因子的关系——以陕西省淳化县秦庄沟流域为例

以渭北旱塬秦庄沟流域为例,以土地利用现状为基础数据,结合ArcGIS技术,对地形因子数据和土地利用数据进行了叠加并提取,采用地形分布指数(LDI)分析了土地利用空间分布与地形因子的关系。研究结果表明,不同地类空间分布与地形因子坡度、高程、沟壑密度存在密切关系,并呈现一定的规律性。耕地优势分布主要在海拔900~1 100m,坡度为5°~25°,沟壑密度为0~4km/km2的区域;在海拔800~1 200m,坡度为0°~15°,沟壑密度为0~2km/km2和4~6km/km2的区域是园地优势分布区;林地优势区主要在海拔1 100~1 250m,坡度为15°~25°和25°,沟壑密度为2~6km/km2的区域;裸地的优势区在海拔800~1 000m和1 100~1 200m,坡度为25°,沟壑密度为4~8km/km2的区域;居民点用地优势区在海拔900~1 000m,坡度为0°~5°,沟壑密度为0~2km/km2的区域。     

基于地形梯度的皖南地区土地利用分布特征

以安徽省皖南地区为例,利用GIS空间分析技术,通过计算高程、坡度和地形位指数等地形梯度上的土地利用分布指数,分析了3种地形梯度上不同土地利用类型的分布特征,探讨了该区土地利用分布特点与地形间的关系。结果表明:(1)研究区在高程0~600 m、坡度0~21°和地形位指数0~1.575 0区域内的面积占皖南地区总面积的93.10%、83.11%和93.89%,影响着该区的土地利用类型分布;(2)土地利用类型分布分层明显,耕地、水域和建设用地主要分布在海拔较低、坡度平缓和地形位指数较小的区域,相应的土地利用分布指数随地形梯度的增大而减少直至趋于0;林地、草地分布则与之相反;(3)依据土地利用和地形的关系,皖南地区土地利用格局趋于合理,但不合理的土地利用方式仍然存在,需要加强其土地利用的规划管理。     

黄土丘陵区纸坊沟流域60年来土地利用格局变化研究

以黄土丘陵区纸坊沟流域为研究区,对其60年来的土地利用格局变化进行系统的分析研究,结果表明,土地利用格局变化与人类活动密切相关。农业用地的扩张,是导致林草植被破坏和土地利用格局变化的重要原因。从1938～1958年,坡耕地在土地利用格局中的优势度由低到高,而林草植被的优势度则降至最低点。之后,林草植被随着坡耕地的变化经历了缓慢变化期(1958～1973年)和较快增长期(1973年后)。其中1958年和1995年,是土地利用格局的质变点,也是生态环境变化的重要转折点。而景观形状复杂性变化的转折与景观基质基本一致;景观多样性指数1938年和1958年基本相近,1975年以后,多样性指数逐渐增大,至1995年达到最大值,之后有所降低;由一个利用类型支配(1938年和1958年)的土地利用格局逐渐演变为多个利用类型共同支配的土地利用格局。     

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。     

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。