干旱区土地利用/覆盖变化与生态环境效应研究——以渭-库绿洲为例

利用ARCGIS和ENVI软件,以2005年、2015年遥感影像Landsat TM/OLI为数据源,得到2期渭库绿洲土地利用/覆被类型图,在空间尺度上将研究区进行土地利用类型分级处理分析土地利用/覆被变化特征,并从时空分布和生态系统服务价值及区域环境质量3个方面进行生态效应研究,通过计算土地利用/覆被类型的面积,从而获得区域环境质量指数,最终建立渭-库绿洲土地利用类型与生态环境之间的变化关系,并对研究区进行生态环境质量动态分析。结果表明2005—2015年期间该地区土地利用变化主要表现为耕地、水体和未利用土地的面积呈现出逐渐减少的趋势,与此相反,草地、林地和盐渍地面积呈增加的趋势;10年间渭-库绿洲的生态系统服务价值从3.90亿元增加到5.50亿元,总价值增加的主要原因是草地和林地面积的增加;渭-库绿洲的区域生态环境质量指数从0.38上升至0.43。生态环境质量在维持着相对平衡的同时,呈现出一种上升态势。本文通过对干旱区土地利用/覆被变化定性定量分析,有助于干旱区生态脆弱区域水资源的合理利用。     

基于GIS的天山北坡荒漠绿洲景观格局变化的研究——以新疆巴里坤哈萨克自治县为例

利用2000和2007年Landsat TM影像资料,采用GIS技术研究了天山北坡荒漠绿洲区巴里坤哈萨克自治县（巴里县）的景观格局变化特征。结果表明,从2000到2007年,巴里坤县的水域和草地面积分别减少623.42和14 566.72 hm2,而未利用地、林地、耕地和居民及工矿用地分别增加9 397.30、3 090.15、259.57和2 443.12 hm2,但主要景观类型是草地和未利用土地的格局基本没有改变。8年内巴里坤县景观多样性指数从0.74增至0.80,均匀度指数从0.35增至0.40,景观构型指数从8.40增至9.40,说明景观多样性略有增加,景观构型逐渐变大,草地破碎度加剧。版块特征变化表现为景观分维数增高,而稳定性指数减小,各个景观类型的相对稳定性为：居民及工矿用地＞水域＞耕地＞林地＞草地＞未利用地,说明草地和未利用土地是目前主要开发利用的景观类型。     

甘肃祁连山国家级自然保护区水源涵养量的时空变化

基于水量平衡及水源涵养深度计算方法,研究了2000?2018年甘肃祁连山国家级自然保护区水源涵养深度的时空变化及其驱动力.结果表明,多年平均水源涵养深度为34.23 mm,水源涵养总量为8.56×108 m3·a?1.林地、草地和湿地的水源涵养深度显著高于耕地和未利用地(P<0.05).多年平均水源涵养深度的空间分布表现为中东部高而西北部低,水源涵养深度越高其年际变幅越大.研究时段内水源涵养深度总体呈不显著变化,显著增加区主要集中在中高海拔区,显著减少区主要分布在低海拔区(P<0.05).水源涵养深度的时空变化主要受降水量和土地覆盖类型的影响,其次是叶面积指数和温度.水源涵养深度与降水量显著正相关(P<0.05),与叶面积指数和气温负相关.建议将保护区中东部设为水源涵养保护优先区,强化对林地、草地和湿地的保护.在气候暖湿化背景下,未来保护区水源涵养深度将保持稳定态势.     

基于3S技术的荒漠绿洲土地利用/土地覆被变化特征——以新疆巴里坤县为例

利用1980年土地覆盖数据,1994年和2008年两期Landsat TM遥感影像资料, 采用3S技术研究了新疆巴里坤哈萨克自治县1980－2008年的土地利用/土地覆被变化的特征。结果表明,在过去的28年内巴里坤县居民及工矿用地、耕地和林地持续增加,水域持续减少,草地先减少后增加,整体增加,未利用地先增加后减少,整体减少。1994－2008年较1980－1994年的土地利用类型综合动态度增加,说明土地利用变化速度加快。气候变暖和各类生态工程是巴里坤土地利用/土地覆被变化的主要驱动因素。     

基于生态服务价值的农牧交错区土地利用变化对环境影响的评价—以内蒙古太仆寺旗为例

综合运用3S技术和实地调查的方法,对太仆寺旗1986—2009年间的土地利用变化情况进行分析,探讨土地利用变化背景下生态服务价值量的变化,以及土地利用变化对生态环境产生的影响。结果表明：1986—2009年,研究区林地和建设用地面积有所增加,其中林地面积增长速度最快;而耕地、草地和水域面积均有所减少。土地利用变化引起了生态环境的改变,对生态服务价值也产生了一定的影响。研究时段内生态服务价值呈上升的趋势。从不同土地利用类型来看,林地的生态服务价值增长最快,对总的生态服务价值贡献最大;从各单项服务功能价值来看,气体调节、气候调节、土壤形成与保护、生物多样性保护、原材料及娱乐文化功能价值持续增加,主要得益于退耕还林（草）政策的实施。2000年以来,研究区植被状况得到了明显改善,但区域所面临的土地退化和干旱缺水等主要生态问题还未得到根本解决,生态服务功能还未完全改善和恢复。在今后的生态环境建设中,应该结合研究区的实际情况,综合考虑各种因素,对土地资源进行合理的配置。     

甘肃祁连山国家级自然保护区水源涵养量的时空变化

基于水量平衡及水源涵养深度计算方法,研究了2000 ? 2018年甘肃祁连山国家级自然保护区水源涵养深度的时空变化及其驱动力。结果表明,多年平均水源涵养深度为34.23 mm,水源涵养总量为8.56 × 108 m3·a?1。林地、草地和湿地的水源涵养深度显著高于耕地和未利用地(P < 0.05)。多年平均水源涵养深度的空间分布表现为中东部高而西北部低,水源涵养深度越高其年际变幅越大。研究时段内水源涵养深度总体呈不显著变化,显著增加区主要集中在中高海拔区,显著减少区主要分布在低海拔区(P < 0.05)。水源涵养深度的时空变化主要受降水量和土地覆盖类型的影响,其次是叶面积指数和温度。水源涵养深度与降水量显著正相关(P < 0.05),与叶面积指数和气温负相关。建议将保护区中东部设为水源涵养保护优先区,强化对林地、草地和湿地的保护。在气候暖湿化背景下,未来保护区水源涵养深度将保持稳定态势。     

基于LUCC的甘肃省农牧交错带生态系统服务价值评估及时空演变特征研究

为理清土地利用变化对生态系统服务价值的影响效应，基于甘肃省农牧交错带2000、2010、2020年3个时期的土地利用/覆盖变化（LUCC）数据，运用改进的当量因子定量评估甘肃省农牧交错带生态系统服务价值，结合空间自相关分析法探究各乡镇级单位生态系统服务价值变化的时空格局演变特征。结果显示：1)2000-2020年甘肃省农牧交错带土地利用类型主要以草地、耕地、林地为主，其中，草地、林地和建设用地面积增加，而耕地和湿地面积减少。2)2000-2020年甘肃省农牧交错带生态系统服务总价值增加了11.2358×108元，调节服务在各时期占主导地位，水文调节和气候调节生态系统服务价值较大，草地和林地在维持水文调节和气候调节服务价值方面作用重大，是维持甘肃省农牧交错带生态系统服务总价值的关键土地利用类型。3）地均生态系统服务价值（ESV）呈较强的空间正相关性，在空间上整体表现为显著的集聚分布格局，高值集聚区和低值集聚区的空间演变保持平稳。研究结果可为甘肃省农牧交错带制定科学合理的生态保护政策、建立生态保护修复的长效机制提供科学依据。     

近22年叶尔羌河—喀什噶尔河三角洲绿洲土地利用结构变化及其驱因分析

为了探明叶尔羌河-喀什噶尔河三角洲绿洲土地利用结构变化规律及其归因,以研究区Landsat遥感分类数据、水文和气象数据、社会经济数据为主要数据源,综合运用动态度、时间序列追踪以及MK趋势检验等方法,探寻土地利用结构的变化过程和流向及其影响因素。结果表明,1)近22年,研究区土地利用类型变化显著,其中,城镇用地、植被和湿地面积分别增加240.09、3 908.22和539.73 km2;水域和未利用地面积分别减少464.60和4 223.44 km2;各土地利用类型后10年的变化速度均大于前10年的变化速度;2)土地利用类型随时间的变化轨迹结果显示,研究区66.22%的土地利用类型未发生变化,其中稳定性最强的是未利用地,然后依次为植被、城镇用地、水域和湿地;3)在22年内,研究区的气温呈上升趋势,并达到显著水平;相对湿度呈下降趋势,达显著水平;降水量呈波动式减少趋势,未达到显著水平;人口和GDP呈不断增长趋势,但不显著;气候的暖干化、人口及GDP的急剧增长在某种程度上导致研究区的城镇用地和植被面积的增加以及水域和未利用地面积的减少。     

基于CCI-LC数据的甘南和川西北地区土地覆盖类型时空动态分布及草地面积变化驱动力研究

土地覆盖变化是评价生态系统健康的关键,并对可持续发展有重要意义。遥感技术是实现快速动态监测大面积土地覆盖变化的有效方法。结合野外实测土地类型数据和Landsat 8 OLI影像,对欧空局全球土地覆盖产品(CCI-LC)在甘南和川西北地区分类精度评价的基础上,分析了研究区1992-2015年土地覆盖类型的时空动态变化特征,并从自然和人为两方面因素出发,研究了该地区草地面积变化的驱动力。结果表明:1)CCI-LC产品在甘南和川西北地区的总体精度为76.79%,在六大土地覆盖类型中(草地、林地、裸地、水体、永久冰雪和人类占用地),草地的用户精度最高(94.88%)。2)在1992-2015年,草地面积整体上呈减少趋势,且在1994-2001年发生了较大的变化,减少了6760.53 km²,动态度为-0.53%·年^-1。3)1992-2000年研究区主要发生草地、林地和人类占用地三者之间的相互转化,其中草地以转出为主;2000-2010年研究区土地覆盖类型的变化多样,草地仍以转出为主,但转出面积较上一时间段大幅度减少;2010-2015年间研究区地物类型的转换关系更加复杂,其中草地以转入为主,转入来源仅为林地和人类占用地。4)农业GDP和牧业GDP是甘南和川西北地区草地面积变化的主要驱动因素,且两者均与草地面积呈负相关关系。提供了一种宏观、快速、低成本分析长时间序列土地覆盖类型动态变化的遥感监测方法。     

基于CCI-LC数据的甘南和川西北地区土地覆盖类型时空动态分布及草地面积变化驱动力研究

土地覆盖变化是评价生态系统健康的关键,并对可持续发展有重要意义。遥感技术是实现快速动态监测大面积土地覆盖变化的有效方法。结合野外实测土地类型数据和Landsat 8 OLI影像,对欧空局全球土地覆盖产品(CCI-LC)在甘南和川西北地区分类精度评价的基础上,分析了研究区1992-2015年土地覆盖类型的时空动态变化特征,并从自然和人为两方面因素出发,研究了该地区草地面积变化的驱动力。结果表明:1)CCI-LC产品在甘南和川西北地区的总体精度为76.79%,在六大土地覆盖类型中(草地、林地、裸地、水体、永久冰雪和人类占用地),草地的用户精度最高(94.88%)。2)在1992-2015年,草地面积整体上呈减少趋势,且在1994-2001年发生了较大的变化,减少了6760.53 km~2,动态度为-0.53%·年~(-1)。3)1992-2000年研究区主要发生草地、林地和人类占用地三者之间的相互转化,其中草地以转出为主;2000-2010年研究区土地覆盖类型的变化多样,草地仍以转出为主,但转出面积较上一时间段大幅度减少;2010-2015年间研究区地物类型的转换关系更加复杂,其中草地以转入为主,转入来源仅为林地和人类占用地。4)农业GDP和牧业GDP是甘南和川西北地区草地面积变化的主要驱动因素,且两者均与草地面积呈负相关关系。提供了一种宏观、快速、低成本分析长时间序列土地覆盖类型动态变化的遥感监测方法。     

基于土地利用的内蒙古牧区生态系统服务时空变化(2000-2015)

内蒙古牧区是我国北方生态安全屏障,生态脆弱,近年来开发强度大,土地利用变化明显.本文以内蒙古牧区为研究区,利用遥感地理信息系统和模型模拟的方法,通过2000—2015年土地利用转移矩阵和变化动态分析,了解生态系统服务碳固定、土壤保持演变特征,开展土地利用变化及碳固定、土壤保持评价,为牧区土地资源管理提供科学支撑.结果表...     

青海祁连山地生态现状及恶化原因分析

近几十年来,青海祁连山地的生态环境日趋恶化,主要体现在草地退化、沙化、草地盖度和生产力下降、生物多样性面临严重威胁,沼泽湿地萎缩,森林功能弱化、水土流失加剧、土地荒漠化扩大、雪线上升、冰川减少等诸多方面。分析其原因是全球气候暖干化和人类无序干扰共同作用的结果。前者的影响是渐进式的,但却是明显的,后者的影响是直接的,且起着加速逆行演替的作用。     

祁连山自然保护区人口变化及其对森林草原的影响

以甘肃省肃南县和天祝县为例,研究了祁连山自然保护区人口变化及其对森林草原的影响。结果表明,1949-2009年,天祝和肃南两县人口由7.7万余人增加到25.3万余人。伴随着人口的增长,两县保护区内耕地面积从20世纪50年代初的2.3万hm2增至1999年的4.38万hm2,随后降至2008年底的4.1万hm2。目前两县草地退化面积达129.2万hm2,前山区土地荒漠化面积49.6万hm2,水土流失面积88.33万hm2。鉴于此,本文提出了祁连山自然保护区退化森林草原的恢复策略,包括正确的人口政策,实施生态移民工程,减少保护区内人口数量,和降低农牧业生产活动。     

贵州省不同土地利用方式对土壤理化性质及其有效性的影响

为探明生态脆弱区土地利用方式对土壤性质的影响,以喀斯特山区林地、草地、经果林和农田为研究对象,对比分析了中国西南山区4种典型土地利用方式下的土壤性质。结果表明：研究区不同土地利用方式对土壤容重、孔隙度、毛管持水力等物理性质影响不显著,经果林与其他3种土地利用方式相比显著降低了土壤pH。林地土壤有机质和有效氮含量显著高于其他3种土地利用方式,农田中有效磷、草地中有效钾含量在4种土地利用方式中均为最低。不同土地利用方式改变了研究区土壤微量元素特征,整个研究区土壤有效锌及硼、林地中的有效铜、农田中的有效铜及钼的丰度处于低水平,不能满足植物生长发育需要。通过土壤养分有效性综合评价指数得出,研究区4种土地利用方式下土壤质量顺序为草地>林地>经果林>农田,建议喀斯特山区大力开展退耕还草工程,以实现土地资源的可持续发展。     

近30年黑河流域草地变化分析及分布格局预测

草地是人类生存的基本资源和条件,在全球变化、全球循环和生态系统功能等方面起着非常关键的作用。本文基于GIS技术和1986、2000和2011年黑河流域草地分布数据,采用转移矩阵、草地动态变化度、空间动态度和CA-Markov模型等方法,分析了黑河流域近30年的草地变化,并对其未来分布格局做出预测。结果表明,(1)黑河流域1986年草地面积为32997.71km~2,高覆被草地、中覆被草地和低覆被草地面积分别为4290.02、6371.80和22335.89km~2;2000年草地面积为23939.46km~2,高覆被草地、中覆被草地和低覆被草地面积分别为5508.78、5540.01和12890.67km~2;2011年草地面积为24272.50km~2,高覆被草地、中覆被草地和低覆被草地面积分别为5561.31、5715.01和12996.18km~2,近30年间黑河流域草地面积呈现先减后增的趋势。(2)1986-2000年期间,黑河流域草地面积大幅减少,且退化严重,高覆被草地主要向中低覆被草地转换,中覆被草地主要向低覆被草地转换,低覆被草地主要向未利用地转换。(3)2000-2011年期间,黑河流域草地面积小幅增加,各类型草地转化面积较少,保持小幅缓慢上升趋势。(4)在现行趋势下,预测2022年黑河流域草地面积为24449.58km~2,高覆被草地、中覆被草地和低覆被草地面积分别为5560.28、5657.65和13231.65km~2,与2011年相比呈增加趋势,但下游地区草地面积和覆盖度依然较低。