鲁北平原（黄河以北）土壤盐渍化环境质量及防治分区研究

【目的】研究鲁北平原(黄河以北)土壤盐渍化现状。【方法】采用二级模糊综合评判法,构造了隶属土壤环境条件、地下水环境条件和自然地理条件3个层面,盐渍土面积占比、土壤盐渍程度、土壤含盐量、包气带岩性、地下水埋深、地下水矿化度、地形地貌与蒸降比8个指标的综合评价指标体系,对鲁北平原(黄河以北)区域进行了土壤盐渍化环境质量评价研究。【结果】(1)将鲁北平原(黄河以北)盐渍化土壤环境质量划分为优等、良好、中等、较差和差5个等级。(2)其中,盐渍化土壤环境质量差区面积5 277.49 km²,盐渍化土壤环境质量较差区面积6 564.76 km²,盐渍化土壤环境质量中等区面积4 383.79 km²,良好区面积5 995.52 km²,盐渍化土壤环境质量优等区面积4 919.29 km²。针对不同的盐渍化环境质量条件。将土壤盐渍化的防治分区划分为3个防治区8个亚区。【结论】鲁北平原(黄河以北)地区土壤盐渍化程度和空间差异较大。本研究可为改善该地区土壤管理措施提供技术支持,促进该地区农业和农村...     

松嫩平原土地盐碱化时空动态变化及影响因素分析

【目的】探究黑龙江省松嫩平原土地盐碱化时空动态变化及其影响因素。【方法】利用遥感数据解译、土壤反射率反演、相关分析和相对贡献率分析研究松嫩平原土地盐碱化面积的时空演化特征并识别土地盐碱化面积变化的主要影响因素。【结果】松嫩平原2000—2020年土地盐碱化面积总体呈下降趋势,下降速率为-13.67 km²/5 a。随着农作物播种面积与GDP的增加,齐齐哈尔市土地盐碱化程度加剧;GDP、农作物播种面积和人口数量增多加剧了绥化市盐碱化程度;哈尔滨市土地盐碱化正逐步改善,主要影响因素为GDP、农作物播种面积和牲畜数量。【结论】松嫩平原土地盐碱化面积变化主要促进因素为社会经济发展、农牧业发展,直接影响因素为气候变化,在盐碱地改良与治理过程中,应针对以上因素提出有针对性的治理措施,减少盐碱化土地面积,提高土地利用效率;同时地下水埋深呈缓慢上升趋势,因此应建立完备的灌溉和排水设施,以避免土壤次生盐碱化。     

城市化影响下区域水文要素演变特征研究

城市经济的发展和城市化进程的加快,使得地表硬化面积增加,加之城市建筑群密度增加,改变了区域水文循环和能量循环特征。为进一步摸清城市化影响下区域水文要素演变特征,选取北京市城区作为研究区域,在实测资料的基础上,采用数理统计方法,结合ArcGIS软件,分析1980-2018年间土地利用变化特征;探索在城市化影响下区域降水、气温的变化及相关性。主要得出以下结论：在土地利用方面,1980-1990年北京市城区土地利用类型变化不大,说明该时期土地利用开发较为平稳。1990年以后进入城市化发展的快速时期,土地开发活动较为活跃,土地利用类型变化剧烈,耕地面积和建设用地面积变化明显,主要表现为耕地面积大幅减少,建筑面积显著增加,绿地面积和水面面积略有增加。其中,耕地面积由635 km²缩减到137 km²,面积减少了498 km²,占总面积比重由46.1%减少到9.9%,总变幅为78.4%;建设用地面积由563 km²增加到1 049 km²,面积增加了486 km²,占...     

“三生空间”视角下西部绿洲城市土地利用功能转型的时空格局演变分析--以乌鲁木齐市为例

以西北地区典型的绿洲城市乌鲁木齐市为例,采用数理统计法和空间统计分析法,选取2004年、2011年和2018年3个时段分析乌鲁木齐市“三生空间”用地功能在时序方面的转型速度和方向,空间格局的分布情况和重心偏移方向,探寻导致其转移的因素及优化建议。结果表明:(1)乌鲁木齐市生活生产空间呈现出集中向外急剧扩张的趋势,面积增加437.91 km²,重心位于城市中心且转移轨迹最短,前后期的开发度持续超出耗减度,占用耕地、未利用地和园地的现象较为明显,占用面积分别为131.43 km²、194.82 km²、18.47 km²。(2)生态空间整体呈现不断萎缩的态势,受环境保护意识逐渐增强后期转出速度放缓,因自然资源的固定性和不易恢复性,致使空间内部各类用地相互转换为主要方向,有林地增长量最大为206.99 km²,空间整体处于生态恢复期,未来仍是需要着重关注的方向。(3)生产生态空间呈片状分布,后期对土地利用结构进行适当调整,面积为798.66 km²,使得耕地重心后期出现反向偏移,园地开发度急剧上升至8.30%,适度协调与生活生产空间的结构联系。生态生产空间呈零星状分布,转型速度表现为波动式下降态势。为此本研究基于“三生空间”视角下,对协调乌鲁木齐多样化的土地生态系统,提高土地资源的整体效益和可持续利用发展水平提出建议。     

基于Sentinel-2的青铜峡灌区春小麦和苜蓿早期识别

【目的】基于决策树分类算法对青铜峡灌区春小麦和苜蓿进行早期识别。【方法】在实地调研的基础上,结合Sentinel-2遥感影像,构建能够不断融入遥感数据的决策树分类算法,对青铜峡灌区春小麦和苜蓿进行早期识别。【结果】4月上旬,由于春小麦和苜蓿生长特征较为相似,春小麦和苜蓿的总体分类精度分别为69%和75%。此后,随着观测数据的不断融入,分类精度逐步提升,5月14日二者的分类精度即可达到90%以上。5月31日利用全部5期卫星影像数据时,春小麦的总体精度可达到94%,Kappa系数为0.75,苜蓿的总体精度可达到97%,Kappa为0.86。2023年青铜峡灌区春小麦种植面积为24 000 hm²,苜蓿种植面积为2 000 hm²。其中,春小麦种植结构较为复杂,既存在集中连片的大规模种植,也存在大量面积较小的碎片化种植带。【结论】基于Sentinel-2遥感数据的决策树分类方法,可在4月上旬获取初步分类结果,在5月中旬苜蓿第1次收割之前对青铜峡灌区春小麦和苜蓿进行较为准确的识别。     

1990-2020年阿根廷门多萨流域冰川变化研究

冰川是南美洲阿根廷门多萨流域(33°S)重要的淡水资源,冰川作为气候变化的敏感指示器,对于理解和评估全球和区域气候变化具有重要意义。为了解门多萨流域冰川分布及变化趋势,探讨其对区域水资源和生态系统的影响,为应对气候变化提供科学依据,研究基于1990-2020年Landsat遥感影像,参考RGI冰川编目数据和阿根廷国家冰川清单,通过比值阈值法和人工解译法得到7期冰川边界,研究了门多萨流域冰川面积分布与变化特征。并结合Terra Climate气候数据,揭示了该区域在研究期间的气候变化趋势,探讨了区域气候变化对冰川变化的影响。结果表明：(1)2020年门多萨流域冰川面积为134.09±11.86 km²,1990-2020年冰川总体呈极显著波动下降趋势(p<0.01),面积共减少了86.87±21.30 km²(39.31±10.14%),其中,2010-2020年冰川面积退缩速率最高。(2)门多萨流域冰川规模>10 km²占比最大,<0.1 km²占比最小,>10 km     

基于CLUE-S模型的吴忠市土地利用时空演变及多情景模拟预测

【目的】研究不同情景下的未来土地利用时空演变格局,为合理利用土地资源、科学规划国土空间开发格局和区域高质量发展提供助力。【方法】研究团队以宁夏回族自治区吴忠市为研究对象,选取2000年、2010年和2020年3期土地利用数据,运用土地利用转移矩阵、CLUE-S模型,分析研究区2000—2020年土地利用变化特征,模拟自然增长情景、生态保护情景和经济增长情景下2030年吴忠市土地利用演变特征。【结果】1)2000—2020年吴忠市草地面积占比最大,其次是耕地和未利用地,建设用地面积不断增长;建设用地面积变化最快,并以耕地转化为建设用地为主。2)2030年建设用地面积在自然增长情景下将会减少,生态保护情景下林地面积增幅较大,经济增长情景下各土地利用类型变化较小。3）在3种情景下,吴忠市2030年土地利用结构仍然以耕地、林地、草地为主,建设用地面积在生态保护情景和经济增长情景下将呈增长的趋势,在自然增长情景下将呈减少趋势。【结论】生态保护情景下的预测结果更符合国土空间规划要求和经济社会发展的需求。该研究成果对推动吴忠市未来土地利用格局规划具有重要意义。     

卫星遥感估产技术在大豆区域收入保险中的应用

本研究针对中国近年来重点发展的创新型区域收入保险缺少第三方实时客观产量数据的问题,引入了卫星遥感估产技术,探讨其应用模式和适用性。以山东省嘉祥县大豆区域收入保险为例,基于哨兵2号卫星遥感数据提取大豆种植地块,计算归一化植被指数（NDVI）和作物生理参数,结合气象卫星遥感数据与实地抽样测产数据,建立了多参数线性回归模型估算大豆产量。研究结果显示,卫星遥感获取的研究区大豆种植面积为124 km²,与当地农业局上报的127 km²相差3 km²;采用实测地块验证,种植分布地块遥感识别精度达90%;产量估算结果显示,2018年8月23日大豆结荚期的NDVI和9月7日大豆鼓粒期的NDVI对大豆单产的解释度最佳,多参数回归模型计算全区平均产量为244,500 kg/km²,与常年299,800 kg/km²相比,体现了受灾严重的农情;产量估算数据与实测数据之间的回归系数达0.92,可满足应用需求。结果表明,基于哨兵2号卫星遥感数据能够准确识别研究区大豆种植分布,并能在大豆收获后最快一周完成产量估算,指导保险公司的理赔工作。     

2000—2019年毛乌素沙地地表温度演变规律及影响因素分析

【目的】明晰全球气候变化和退耕还林还草工程实施背景下的毛乌素沙地的地表温度的演变规律及其影响因素。【方法】基于地理空间数据云提供的2000—2015年MOSLT1M中国1 km地表温度和在NASA下载的2016—2019年MODIS/TERRA卫星的MOD11A2地表温度数据集,利用线性回归斜率法对2000—2019年毛乌素沙地的地表温度时空特征进行分析,并探究了地表温度与气候、土地利用类型和植被指数的相关性。【结果】毛乌素沙地的地表温度在空间分布上存在明显差异,从西北到东南逐渐降低,西部高于东部的总体变化趋势,在时间序列上,总体呈下降趋势,下降速率为0.59℃/(10a);毛乌素沙地年均地表温度与气温波动趋势大体一致,二者在2000—2005、2005—2009、2009—2013年时间段均出现先降低后升高的规律,且2003、2012年同为极小值点;地表温度受土地利用类型变化影响较大,不同土地利用类型的地表温度差异明显,建设用地和未利用地的地表温度最高,其次是草地和林地,最后是耕地和水域;地表温度与NDVI的变化趋势呈负相关,决定系数为0.5131;毛乌素沙地的地表温度的时空变化趋势...     

1987—2017年民勤绿洲面积时空演变规律及驱动因素解析

【目的】确定影响民勤绿洲面积演变的主要驱动因素。【方法】基于GIS和RS技术,采用面积变化、土地利用转移矩阵等方法,定量分析了民勤绿洲面积1987—2017年的时空变化特征。【结果】①1987—2017年,民勤绿洲面积呈"平稳增加-相对稳定-急剧增加-急剧减少-迅速增加"的态势,除2012年面积明显退缩外,绿洲规模基本一直处于扩张状态,2007年绿洲面积最大,为1 359.51 km2。②1987—1992年、1992—1999年、1999—2002年、2002—2007年、2007—2012年、2012—2017年6个时段内土地利用类型发生变化的面积分别为500.99、510.66、625.70、611.67、672.38和514.66 km2,主要是耕地、荒漠和草地之间的转化。③水资源开发利用的程度对于绿洲的演变起到决定性因素,其次,人口数量的变化会影响人工绿洲(耕地和居工地)的演变。【结论】1987—2017年期间民勤绿洲基本呈现逐步扩张的态势,人口的增长有利于人工绿洲面积的扩大,但水资源开发利用的程度仍是影响绿洲整体演变的主要因素。     

河套灌区农业深度节水的思考和建议

【目的】综合现有河套灌区现代化改造成果,探讨当前形势下灌区在农业深度节水方面的潜力及问题。【方法】采用数理统计的方法,对河套灌区2015—2022年的生态引黄用水量、农业引黄用水量、春汇秋浇用水量及灌溉面积等历年水情数据资料进行统计分析。【结果】截至2022年高效节水灌溉面积占有效灌溉面积的22.7%,灌区农田灌溉水有效利用系数达到0.457,较2015年明显提高;2015年至2022年以来,灌区每年生态需水量在4亿m³左右,秋浇年平均水量为14.77亿m³,占年平均用水量的34.1%,有近一半秋浇水量补充地下水;每年秋浇面积40.8万hm²,约占灌区灌溉面积的53%,折算后的田间净秋浇水量为1 980 m³/hm²,较推荐秋浇净定额多用约300 m³/hm²。【结论】灌区节水阈值为40亿m³,另外每年还应引入约4亿m³的生态用水;灌区的节水潜力主要在秋浇,可以通过压缩秋浇面积、分区域、分年...     

黄河流域中原城市群生态环境质量遥感动态监测与分析

【目的】分析1985—2021年黄河流域中原城市群生态环境质量。【方法】以1985—2021年陆地卫星Landsat-5TM和Landsat-8OLI遥感影像作为数据源,基于谷歌地球引擎,利用改进型遥感生态指数（ERSEI）对黄河流域中原城市群生态环境质量进行遥感动态监测与分析。利用Theil-Sen趋势分析和Mann-Kendall检验分析ERSEI变化趋势的方向和显著性。【结果】1985—2021年,黄河流域中原城市群ERSEI的平均值介于0.48～0.62,增速为0.024/10 a。ERSEI在空间上呈四周区域高、中部区域低的分布模式,中原城市群的西部、中部和西南部地区的ERSEI较低,而南部和东北部地区的ERSEI较高。大部分地区的ERSEI表现出增加趋势,其中显著增加趋势的面积比例为11.48%,仅有5.76%的区域表现出显著下降趋势,33.16%区域的ERSEI相对稳定。【结论】研究区城镇建设用地不断增加,导致耕地面积持续减少,在中原城市群核心城区,受城市扩张、热岛效应的影响,生态环境质量变差,出现了显著退化趋势。     

基于CLUE-S模型的煤矿城市土地利用变化模拟

以淮南市为研究区,选择1985、1995、2005、2016年土地利用数据,在分析土地利用动态变化特征的基础上,利用CLUE-S模型模拟预测了未来土地利用格局。结果表明：1985—2016年,研究区耕地面积减少11.62%;建设用地和水体面积百分比分别增加7.98个百分点和4.29个百分点。2005—2016年是各地类变化最强烈的阶段,其综合土地利用动态度最大,为13.46%。建设用地变化速率最快,其土地利用动态度为5.19%。土地转移主要发生在耕地、水体和建设用地之间,以耕地向建设用地和水体的转换为主。耕地转为建设用地的面积达207.61 km²,新增水体集中分布在潘谢矿区。加入空间自相关性和土壤质量因子后,耕地和建设用地的Logistics回归效果显著改善,ROC分别增加0.201和0.133。年均降水量是影响耕地变化的主要驱动因子,与耕地分布概率呈负相关;而建设用地变化主要驱动因子为GDP。土地利用模拟的Kappa系数为0.74,CLUE-S模型在研究区域具有较好的模拟能力。运用CLUE-S模型预测了研究区2028、2034、2040年土地利用空间分布,未来...     

河南省冬小麦种植面积遥感监测及其时空特征研究

【目的】准确实现河南省冬小麦种植面积的遥感提取,并探索河南省冬小麦种植面积的变化过程。【方法】将遥感监测与统计数据结合,以多时相MODIS遥感影像作为数据源,分析制定了冬小麦信息的提取规则,利用统计数据辅助确定规则中的阈值选取,以减少阈值选取的主观性,提取出河南省2004—2013年冬小麦种植面积,并分析了河南省2004—2013年冬小麦种植面积的时空变化。【结果】遥感监测结果与各地市统计值具有较高的相关性(R2=0.938 5),在平原地区具有较高的精度,监测精度为89.5%,而在受到地形等因素影响的地区,冬小麦种植面积的分布相对破碎,监测精度具有较大误差,个别地区甚至不足50%。从空间上看,河南省冬小麦种植面积的空间分布总体较为集中,主要分布在河南中东部的黄河平原和淮河平原地区和豫西南的南阳盆地地区。从时间上看,河南省冬小麦种植区域总体变化较小,种植年份较为稳定的区域主要分布于豫东平原地区,累积种植年数显著增加地区主要分布于南阳盆地地区,累积种植年数显著减少地区的分布较为分散,无明显的分布趋势。【结论】基于遥感和统计数据相结合的方法可准确监测平原区冬小麦种植面积,河南省冬小麦种植面积的时空变化均较为稳定,为保障我国粮食安全发挥着重要作用。     

农业现代化视角下的灌溉困境研究——以莒南县为例

【目的】破解小农水工程因缺乏建设和管理所导致的实灌面积减少的困境,补齐农田灌溉在农业现代化进程中的短板。【方法】以莒南县为例,调查了全县最大的平原灌区(陡山水库灌区)和全市最大的丘陵灌区(相邸水库灌区)多年实灌面积,分析其变化规律。【结果】陡山水库灌区自2006年以来,实灌面积呈衰减趋势,冬小麦和夏水稻种植面积2013年较2006年分别下降了59.4%和50.2%,2014—2016年因水源工程加固灌区停运,之后实灌面积在低位波动。相邸水库灌区自2007年开始,实灌面积迅速衰减,并在2012—2021年停灌。【结论】“农业自来水”在技术装备、组织管理方面已具备实施条件,符合水利现代化的发展趋势,并迎来了机遇期,应在运行机制方面考虑农民的机会成本和支付意愿,对基层管水组织予以经费扶持。     

基于高分辨率影像的河套灌区乡镇尺度作物种植面积监测北大核心CSCD

【目的】有效、精确地获取乡镇尺度农作物种植面积信息。【方法】利用高精度遥感影像信息,采用最大似然法进行地物分类,对研究区主要农作物种植面积进行了估算,并通过地面抽样调查信息作为辅助参量进行了精度评价。【结果】采用高精度遥感图像结合最大似然法可以有效、精确地提取乡镇尺度农作物种植面积,玉米和葵花的用户精度均高于91%,在遥感影像受天气影响较小的2013年和2015年,各用户精度达到95%左右,Kappa系数达到0.94。研究区玉米的种植面积逐年扩大,而葵花的种植面积逐年缩小。同时由于农田改造,使得非种植区的面积有一定程度的减少。【结论】高分辨率卫星图像能帮助农民和政府低成本地估算农作物种植面积,进而调整耕地,优化种植结构。     

基于SWAT模型的济南南部山区土地利用优化研究

【目的】维护南部山区水源补给区良好的水循环条件和功能并建设济南水生态文明城市。【方法】应用SWAT分布式水文模型,选择Re、Ens和R2三项指标进行模型率定分析,再以20 km~2为步长模拟土地利用变化与径流和泥沙的关系,在此基础上建立以水文、水保和经济为目标的多目标土地利用结构优化模型。【结果】SWAT模型3项率定指标均满足要求,模型对研究区的径流和泥沙模拟具有较好的适用性;年径流变化量和年泥沙变化量与土地利用转化面积关系可以用二次函数式表示,单位面积林地转变为建设用地时,径流和泥沙流失量增加最大,草地转变为建设用地和耕地对径流影响最小,耕地转变为建设用地对泥沙流失影响最小;现状年和规划年的土地利用结构还应该进一步优化,林地、草地、耕地和建设用地面积分别为370.70、158.35、375.92和45.21 km~2,为最优土地利用结构。【结论】模型在济南南部山区适用性良好,能为南部山区合理利用土地资源、保护生态环境,保证济南水生态文明城市建设提供决策依据。     

基于DE-PSO模型的土地资源优化配置研究

以丹江流域（河南段）2008、2018年Landsat遥感影像数据为主要数据源,采用差分演化算法对研究区2028年的土地利用结构进行优化,并对优化结果进行分析验证,然后将得到的土地利用结构优化结果作为数量约束条件嵌入粒子群算法,设置基本栅格、空间集聚度、土地类型转换、地形坡度规则等多种约束条件进行粒子更新优化,构建了土地资源优化配置的DE-PSO模型。研究结果表明,优化后的2028年土地利用空间格局与研究区实际相符合,且优化后的土地利用空间集聚程度增加,土地利用空间格局在总体上趋于合理;水域面积由406.61 km²增长到448.07 km²,主要表现为丹江口库区库容扩大,其发展趋势符合丹江口水库调水规划和水源地相关政策;模型总体精度为89.54%,Kappa系数为0.859 3,说明建立的模型具有良好的性能。研究结果可为研究区土地资源可持续利用、水源地保护与管理、生态环境保护提供科学依据。     

基于高分辨率影像的河套灌区乡镇尺度作物种植面积监测

【目的】有效、精确地获取乡镇尺度农作物种植面积信息。【方法】利用高精度遥感影像信息,采用最大似然法进行地物分类,对研究区主要农作物种植面积进行了估算,并通过地面抽样调查信息作为辅助参量进行了精度评价。【结果】采用高精度遥感图像结合最大似然法可以有效、精确地提取乡镇尺度农作物种植面积,玉米和葵花的用户精度均高于91%,在遥感影像受天气影响较小的2013年和2015年,各用户精度达到95%左右,Kappa系数达到0.94。研究区玉米的种植面积逐年扩大,而葵花的种植面积逐年缩小。同时由于农田改造,使得非种植区的面积有一定程度的减少。【结论】高分辨率卫星图像能帮助农民和政府低成本地估算农作物种植面积,进而调整耕地,优化种植结构。     

珠海市农村宅基地整治潜力测算与土地整理

【目的】随着新型城镇化的快速发展,农村宅基地用地需求日益增长,土地资源紧缺,用地矛盾日趋突出,为了缓解宅基地用地问题,急需测算宅基地整治潜力,提高农村宅基地整治潜力测算的准确度。【方法】课题组基于真实完整的农村地籍调查数据,利用准确详实的宅基地房屋信息和权属调查信息,用宅基地整治潜力模型对珠海市宅基地进行潜力估算,分析宅基地潜力空间分异特征,并由此划分了宅基地整治的分区类型。【结果】1)珠海市农村宅基地的整治潜力占整个珠海市宅基地总面积的58.67%,整治潜力巨大,2个区平均每户拥有1.62宗宅基地,户均宅基地面积为177.42 m²,是标准面积(120m2)的1.48倍。2)从潜力来源看,一户多宅的宅基地整治潜力最大,占整个珠海市宅基地整治潜力的46.76%,闲置、废弃等宅基地的潜力次之,分布零散的宅基地潜力最小。3)从潜力分布看,珠海市宅基地整治潜力具有明显的空间分异特征,总体呈现“北密南疏”的空间分布格局,斗门区的整治潜力远远大于金湾区。4)珠海市宅基地可划分为重点整治区、一般整治区、弹性整治区3类整治时序分区,重点整治区是宅基地整治的重点,主要集中在斗门区...