限制开发生态区土地利用景观格局变化环境效应研究

选取宁夏限制开发生态区中部干旱带为研究区,利用1989、1999、2006和2016年4期Landsat TM影像数据,以土地利用变化数据为基础数据源,采用土地利用/覆被变化幅度、土地利用转移矩阵、景观格局变化、生态环境质量指数,定量分析研究区土地利用变化方向与速度、土地利用转型特征、景观格局时空特征、生态环境综合指数大小及空间分布格局与生态环境效应.结果表明:①水浇地、建设用地面积呈现稳步增长趋势;旱地面积呈现先增长后下降的倒"V"型趋势;林、草地面积呈现先下降后增长的"U"型趋势;水域面积变化呈先增长后下降再增长的"N"型趋势;未利用地面积持续减少.三个阶段中,促使土地利用类型发生变化的驱动力分别是:对粮食的基本需求,对经济发展的需求和对生态环境限制开发的需求.②景观格局空间异质性在减小,景观形状不断复杂化,破碎度加深.③生态环境质量指数在各期有波动,但整体呈增长趋势,表明退耕还林(草)与生态移民政策得到了很好的响应.     

西北旱区土地利用变化的时空异质性研究——以陕西铜川耀州区为例

【目的】从土地利用变化程度、过程及空间转移3个维度揭示西北旱区典型县域土地利用时空变化过程及特征,为区域土地政策的制定与实施提供参考依据。【方法】以陕西铜川耀州区为例,用2000年5月、2008年7月以及2015年8月的Landsat遥感影像为主要数据源,根据土地资源及其利用、自然属性状况,将研究区土地利用类型共分为7种（林地、耕地、草地、农村居民点、城镇用地、其他建设用地和水库坑塘）,采用土地利用程度指数、土地利用转移矩阵和土地利用重心迁移模型,分析2000-2015年陕西铜川耀州区主要土地利用类型的时空格局变化特征。【结果】(1)从利用程度来看,2000,2008及2015年耀州区土地利用程度综合指数依次为252.65,247.69和250.66,其中2000-2008年耀州区土地利用程度变化量为－4.97,处于调整期;2008-2015年耀州区土地利用程度变化量为2.97,处于发展期;2000-2015年,耀州区土地利用程度变化量为－2.00,土地利用总体处于调整期,仍有较大开发利用空间。2000-2015年,耕地利用程度变化量间呈持续下降趋势,开发利用水平较低,呈衰退趋势;林地利用程度变化量先上升后下降,总体呈持续发展趋势;而农村居民点、城镇用地及其他建设用地的利用程度变化量则呈持续增长趋势,处于发展阶段;水库坑塘和草地的利用程度变化量呈先下降后上升趋势。(2) 从转移过程来看,在2000-2008和2008-2015年耀州区不同土地利用类型之间发生转移的面积分别为23 362.44和21 579.20 hm²,其中耕地和林地发生转移面积占总转移面积的比例均最高,其次是农村居民点用地、草地、其他建设用地和城镇用地,水库坑塘转移面积占比最小;各土地利用类型均进行了一定程度的相互转移,其中耕地与林地相互转化以及耕地向农村居民点、其他建设用地和城镇用地转化成为主要趋势。(3)从空间变化来看,在2000-2015年,耀州区各土地利用类型重心均进行了一定程度的空间迁移,其中其他建设用地和草地的重心转移距离均较大,林地的重心转移距离最小。【结论】2000-2015年陕西铜川耀州区土地利用变化存在明显的空间分异特征,土地利用格局演变加速。     

宁夏沙坡头区土地利用景观格局变化及其驱动力分析

以宁夏沙坡头区为研究对象,以1995、2000、2007年和2013年遥感数据为基础数据源,运用土地利用动态度、土地利用程度模型、土地利用多样性、均匀度模型对研究区土地利用景观格局变化状况进行分析研究。结果表明,1995-2013年沙坡头区土地利用结构变化显著,其中林地、草地、水域以及建设用地面积增加,耕地和未利用地面积不断下降;而耕地和未利用面积向其他土地利用类型转化成为该区域土地利用变化的主要特征之一;沙坡头区不同时期的土地利用变化速度不同,且存在较大差异;研究区土地利用程度由159.326 8增加至212.094 4,表明人类活动对土地利用的程度加深;而土地利用程度变化量和变化率均>0,说明土地利用处于发展阶段;从景观多样性来看,研究区景观格局结构趋于多样化;从景观均匀度来看,研究区景观均匀度指数整体水平不高,且研究期内呈下降变化趋势,说明研究区土地利用景观格局结构复杂化程度较低。从土地利用景观格局变化的驱动因素来看,沙坡头区气温和降水等自然因素对研究区土地利用景观格局的变化具有较大的影响作用,而人类社会经济活动强度以及政策导向是沙坡头区土利用景观格局变化的主要原因。     

黑龙江省土地利用/覆被变化及生境质量特征变化分析

土地利用/覆被变化(Land use and land cover change,LUCC)是全球环境变化重要驱动因素,高纬度寒温带大陆性季风气候地区土地利用/覆被及生境质量特征变化研究较少.文章以1980～2018年黑龙江省为例,通过土地利用动态度及区域土地利用程度综合指数,分析1980～2018年土地利用时间变化特征,运用CA-Markov和InVEST模型分别模拟黑龙江省土地利用空间格局和生境质量变化,预测2030年黑龙江省土地利用情况和生态环境质量.结果表明,研究区土地利用格局以林地和耕地为主,分别占研究区总面积42.37％和38.57％;多年来除建设用地和未利用地面积呈增加趋势,其余土地利用类型面积均有不同程度减少;预测2030年土地利用格局,除草地和水域外其他土地利用类型仍与原变化趋势相同;生境退化度高的区域多集中在生态脆弱带,如城市边缘和河流附近等;研究时段内黑龙江省生境质量整体呈下降趋势,具有区域差异性.黑龙江省未来生态环境质量整体上有所提高.研究结果旨在为东北季节性冻土地区土地资源合理利用、生态环境保护及黑龙江省经济发展策略提供可靠的理论依据.     

基于CA-Markov模型的贵州山区2022年土地利用格局模拟

【目的】为探讨快速发展的山区未来土地利用变化规律。【方法】利用CA-Markov模型,以贵州省麻江县为例,利用1992年、2002年和2012年三期土地利用数据,模拟了2022年土地利用格局,并分析了土地利用格局演变特点。【结果】结果表明:到2022年研究区耕地、未利用地、草地不断下降,而林地、建设用地和水域将持续增加。耕地、林地、草地和未利用地破碎化下降,建设用地破碎度增加,水域破碎度变化不大;耕地、林地、草地、建设用地的景观形状趋于规则化,而未利用地景观形状复杂化增强,水域景观形状复杂性变化不大;除未利用地聚合度下降外,其他地类聚合度都呈增加趋势。研究区景观破碎度降低;景观形状复杂性下降,各景观类型面积比重不断趋于均衡化,聚集度增强。【结论】该模型对山区土地利用模拟具有较高精度,研究结果可为土地优化研究奠定基础。     

土地利用时空格局演变及影响因素分析：以惠水县为例

【目的】探明土地利用时空格局演变及其影响因素,为惠水县土地利用调控提供理论参考。【方法】以贵州省惠水县为例,利用1990年、2000年、2010年、2016年的遥感影像资料和地形图,依托人机交互目视解译及地理信息系统的空间分布和统计功能,根据收集到的惠水县的土地利用动态度、土地利用空间分布图、土地利用综合指数图等数据,结合人口增长和经济发展分析惠水县土地利用时空分布情况。【结果】惠水县耕地面积持续下降,未利用地和水域面积呈先增后略减少趋势,且变化比例相对较小,草地与建设用地呈持续增加趋势;1990－2016年,主要的土地利用变化是林地与草地、林地与建设用地、耕地与草地、耕地与建设用地间的相互转换。【结论】不同种类用地的需求量,随人口数量不断增多呈上升趋势,土地利用变化的速度和人口数量发展呈正相关性;经济发展会促进惠水县土地利用变化。【建议】优化土地利用结构,促进经济健康发展;加强土地整理,提高土地利用率;关注人口变化,促进城镇土地集约利用,以利于惠水县土地利用调控。     

大余县土地利用空间格局变化分析

利用遥感技术与G IS技术,对遥感解译得到的大余县1990、2000年2期土地利用数据,在空间图形库系统支持下,从数量及空间变化两个方面对其进行分析,以及通过景观空间格局特征指标、空间转化类型及强度等,分析该区土地利用空间格局变化。结果表明：研究时段内,耕地、林地和水域面积减少,草地和城乡建设用地面积增加;景观多样性指数、破碎度指数和斑块伸长指数上升,同期景观优势度指数和均匀度指数下降;土地利用空间变化内在过程基本以耕地、林地、草地、水域、建设用地间相互转化为主导。     

青藏高原东缘贡嘎山地区土地利用与景观格局演变

根据1995年和2000年土地利用数据,运用ArcGIS 8.1软件和景观生态学方法,研究了青藏高原东缘贡嘎山地区的土地利用变化和景观格局变化. 主要结果如下:①1995—2000年间,研究区土地利用变化显著,其中林地、水域和未利用土地面积下降,而草地、耕地和建设用地面积增加;②景观破碎化程度加剧,分维数、多样性指数和景观破碎度均增加;③建设用地和未利用土地优势度变化不大,耕地和林地的优势度减小,草地和水域优势度增加, 表明研究区景观格局由耕地、林地向草地和水域转变; ④交通干线（公路）附近的土地利用和景观格局变化显著,加强这些区域的生态环境保护与建设势在必行.      

环巢湖地区乡村景观格局的动态变化

将研究区土地利用类型分为耕地、林地、草地、水域、城镇用地、农村居民点及未利用土地共7类,通过ENVI、GIS、Fragstats等软件对研究区1998年、2008年和2018年3个年份土地利用变化过程及乡村景观格局指数分析,结合研究区相关历史资料探究其动态变化过程.结果表明:在过去20年间,农村居民点发展用地主要由耕地和林地转化而来,耕地和林地转化农村居民点面积占比共计其增长总面积90％以上,是农村居民点土地演变的主要影响因素;研究区农村居民点核密度呈现不断增长的趋势,高值核密度区域所占比重不断升高,且有相互连接的趋势,其他区间核密度区域也呈现出相同的趋势;环巢湖地区农村居民点斑块面积及斑块密度整体处于增加趋势,平均最邻近距离不断缩小,聚集度指数近些年呈现下降趋势,景观破碎化指数近些年处于上升趋势.     

宁夏泾源县土地利用景观格局变化及驱动力分析

以2000至2015年四期的遥感解译数据为基础,运用土地利用程度模型、土地利用动态度、土地利用多样性、均匀度模型分析研究了泾源县土地利用景观格局的变化状况,采用主成分分析法从自然、社会经济、政策等方面进行驱动力分析。结果表明:2000—2015年间泾源县土地利用结构变化显著,其中耕地和未利用地面积减少,而林地、草地、水域以及建设用地面积增加;泾源县不同时段的土地利用变化速率差异较大,其中2000—2005年土地利用程度明显下降,研究区域土地利用程度由222.26降至219.23,表明土地受人类活动的影响程度降低。而土地利用程度变化量与变化率均小于0,说明土地利用处于衰退期;从土地利用多样性来看,研究区土地利用结构多样化水平逐年降低,土地利用结构较为单一;从景观均匀度指数来看,景观均匀度呈下降趋势,表明研究区土地利用结构复杂化程度逐年降低,整体水平较低;从影响土地利用景观格局的驱动力来看,气温、降水量和地形对泾源县土地利用变化有重要的影响,而区域经济发展、人口数量、产业结构及政策法规是影响泾源县土地利用变化的主要原因。     

不同土地利用类型土壤含水率与热导率相关性研究

[目的]研究自然条件下不同土地类型土壤含水率与热导率的相关性。[方法]选取露天状态下农耕地、裸地、草地、灌木地4种土地利用类型作为供试地块,在0~15 cm深度土层取样,通过烘干法测量土壤含水率,利用非稳态探针热脉冲技术测量土壤热导率。[结果]4种土地利用类型下,土壤含水率变化范围为12.79%~25.08%,土壤热导率的变化范围为0.481~1.291 W/(m·K);农耕地和裸地采样带相邻点间数据的波动性较大,灌木地和草地采样带相邻点间数据的连续性较好。[结论]农耕地、裸地、草地、灌木地4种土地利用类型中,自然状态下的土壤含水率与热导率表现为正相关性关系。     

基于GIS和RS的小江流域景观格局动态变化分析

以小江流域不同时期遥感数据为基础,应用多种景观格局指数,对小江流域的景观格局效应进行了分析与探讨.结果表明,各种土地利用类型的斑块形状都极不规则,而且还呈明显增大趋势;小江流域的景观类型多样性在研究期间呈递增趋势,但增幅不大,同时景观优势度指数则表现出递减趋势,表明该研究区中各景观类型所占比例的差异在不断减小,这从景观均匀度指数上也得到了验证.在各种土地利用类型中,居民点与工矿用地的破碎度最大,草地的破碎化程度最低,这与居民点与工矿用地的分布比较分散有关.     

南方红壤水土流失区土地利用动态变化——以长汀河田盆地区为例

福建省长汀县曾是我国南方红壤地区水土流失最严重的县份之一,经过20多年的艰辛努力,长汀已成为中国水土流失治理的典范.采用遥感技术和景观格局分析技术,基于1988、1998、2004、2009和2011年的遥感影像,对长汀县水土流失最为严重的河田盆地区进行土地利用动态变化检测与景观格局变化分析.结果表明,研究区在这23a间的土地利用发生了很大变化,其中最主要的特征就是以针叶林为主的林地面积的快速增长和地表裸土面积的大幅下降.景观分析表明,水土流失治理新增的小块林地正逐渐形成连片分布,而裸土面积在大幅减少的同时,其斑块也趋于破碎.总的看来,这23a间的水土流失治理已使得研究区的生态明显趋于好转.     

不同干扰强度下林分空间结构对灌草层物种多样性的影响

为了解不同干扰强度下林分灌草层植物物种多样性的关键因子,对关帝山柴禄沟内的不同干扰下林分空间结构进行分析,在Shannon-Wiener多样性指数、Margalef丰富度指数和Pielou均匀度指数的3个物种多样性指数的基础上,利用Pearson相关系数与灰色关联度分析讨论不同干扰强度下林分空间结构与灌草层物种多样性的关系。结果表明：1)混交度与林下灌木的Shannon-Wiener多样性指数和Margalef丰富度指数呈显著性相关(P<0.05)。2)林分内的大小分化度以及分布均匀程度,对3种林分灌木物种多样性的影响最大;林分内的分布均匀程度对3种林分草本物种多样性的影响最大。因此,在对柴禄沟林分的管理中,应培育针阔混交林,运用择伐、间伐调控林分内空间格局,适当砍伐大径阶林木,调整林分空间结构,为该地区灌草层植物物种多样性的增加提供一定的理论基础和参考依据。     

东江源红壤丘陵区土地利用与覆盖变化研究

采用RS和GIS技术,以红壤丘陵典型案例区东江源为例,利用遥感影像解译,运用土地利用程度综合指数、单一土地利用类型动态度及状态指数等模型,研究了1986～2005年东江源区土地利用变化特征,揭示红壤丘陵区20年来土地利用变化的时空格局.结果表明,研究区土地利用结构基本稳定,土地利用发展平缓,总体相比而言,1995～2005年土地利用类型变化幅度大于1986～1995年的变化幅度;就土地利用类型的转移模式来讲,研究区的林地转为耕地分布最为广泛;状态指数结果表明未来研究区的土地利用变化呈现耕地、水域和建设用地面积增加,其余地类面积减少的趋势.     

北京山地不同密度侧柏人工林林分生长及灌草多样性研究

[目的]研究不同密度侧柏人工林林分生长及灌草多样性.[方法]以北京市八达岭石佛寺浅石山区5种不同密度(1 500、2 000、2 550、2 700、2 900 株/hm2)侧柏人工纯林为研究对象,对其生长状况及灌草多样性进行初步研究.[结果]林分生长因子排序为:树高＞冠幅＞胸径＞枝下高.灌草物种数目均随林分密度增大先增加而后减少,灌草各多样性指数值和总和均随林分密度增加先增大后减小,在密度为2 550株/hm2时达最大值;灌木Menhinick值变化范围为0.40～1.49、草本Menhinick值在1.05 ～1.51、灌草Simpson指数分别在0.66 ～0.82和0.65 ～0.79、灌草Shannon-wiener值分别在2.68 ～ 5.66和3.40 ～4.95、灌木Jsu值在1.29 ～2.46、草本Jsw值在1.64～2.38.[结论]密度为2 550株/hm2的林分生长最好、灌草多样性指数值最大,林分最优.     

基于移动视窗法的红河流域景观格局分析

以RS和GIS为技术手段,基于FRAG-STATS软件平台,先后采用标准法和移动窗口法获得红河流域的整体景观格局特征以及空间梯度分布特征,生成了景观指数空间分布图。分析结果表明:整体而言,流域范围内各指数分布很不均衡,暖温性针叶林及暖温性灌丛和灌草丛斑块数多,占景观面积百分比大,最大斑块指数值较大,为该流域的优势景观类型;耕地的破碎化程度最高,这与城市化进程的加快,人类活动对土地的开发与利用有关。就横向和纵向梯度变化而言,两样带上各个景观格局指数呈现不同幅度的上下波动,SHID、LSI、ED和PD 4个指数表现出相似的变化趋势,而AREA_MN、CONTAG和LPI指数则表现出与之相反的变化趋势。     

喀斯特小流域不同土地利用方式土壤物理性状分析

以广西都安澄江喀斯特小流域为研究单元,分析了流域不同土地利用方式下土壤主要物理性质的变化。结果表明:随着自然林地向灌丛地、灌草丛地、草地、人工林地、梯化旱地、旱地、坡耕地转变,土壤容重、pH呈增加趋势,而土壤含水量、土壤总孔隙度、电导率逐渐降低。土壤电导率对不同土地利用方式的响应程度最强烈,土壤容重、含水量和总孔隙度的响应程度居中,pH最小。在不同土地利用方式下,土壤总孔隙度、含水量、电导率及pH的变化均与土壤容重的变化有关。随着土壤容重的增加,总孔隙度和含水量均减少,电导率降低,而pH升高。综合分析土壤物理性质各项主要指标,发现自然林地土壤物理性质最优,灌丛地、灌草丛地、草地、人工林地、退耕地的土壤物理性质次之,梯化旱地、旱地、坡耕地最差。     

齐齐哈尔市土地利用生态安全预警研究

以黑龙江省齐齐哈尔市为研究区,基于RS和GIS技术,揭示1990~2015年土地利用变化特征及规律,运用"压力-状态-响应"模型构建生态安全预警指标体系,在500 m×500 m栅格单元内实现齐齐哈尔市土地利用生态安全预警测度及评价。结果表明,(1)研究区耕地、林地及未利用地面积持续增长,草地、建设用地面积呈波动式增长,水域面积大幅度缩减,土地利用变化过程由剧烈趋于平缓;(2)1990~2015年,研究区生态安全水平总体呈上升趋势,警情级别由中警转化为轻警,逐渐向预警区间过渡,退耕还林还草、水土流失治理等生态建设性投入取得成效;(3)区域生态安全警情时空分异特征显著,市辖区安全水平较低,中部地区、主要流域及林区水平较高,25年间警情综合指数低值分布范围逐渐缩减,高值范围持续扩张,轻警面积逐渐取代中警居于优势地位。研究结果可为区域土地生态安全监测治理、构建生态安全格局以及土地利用规划提供依据。     

红水河梯级开发18年间库区景观格局变化及其生态环境效应——以广西大化县为例

以19881、9921、9992、006年遥感影像作为基本信息源,在RS和GIS技术的支持下,运用景观生态学原理,选取相关景观指数,定量分析红水河梯级开发18年间广西大化县库区景观格局的动态变化,揭示了景观格局对区域生态环境的影响。结果表明:裸岩砾石地和灌草地是库区的主要景观类型,整体景观多样性指数和均匀度指数持续增长,优势度则动态递减;景观破碎化程度加剧;平均斑块形状指数递增发展;斑块面积变异系数不断递长。各类景观要素也发生了较复杂的结构变化,1988~2006年间研究区各类景观格局时间序列上存在明显差异性变化。自然条件制约与人类干扰活动的加强,区内耕地、林地、灌草地、裸岩砾石地之间的转换关系复杂,生态恢复与生态退化同时存在,整体景观处于不稳定状态。人类活动在改造和利用景观的同时带来了石漠化、水土流失、生态退化、植被破坏等一系列不良的生态效应。提高喀斯特山区的土地生产潜力应对退耕与库区人口不断增加所带来的粮食需求压力,将生态建设与社会环境有机相结合来调控人类不合理的开发方式,将有助于库区的生态环境恢复与可持续发展。