2000—2015年西南区县域土地利用变化特征及驱动力分析——以重庆市奉节县为例

综合分析重庆市奉节县土地利用格局时空演变及其驱动力,为优化西南区县域尺度的土地利用规划、生态大保护和区域可持续发展提供理论参考和数据支持。基于RS和GIS技术,利用四期（2000、2005、2010和2015年）土地利用基础数据,从土地利用动态模型和地学信息图谱等方面出发,揭示区域2000—2015年的土地利用动态变化特征及时空演变规律。依据主成分分析模型和线性回归分析模型,并基于奉节县社会经济统计数据,探究研究区土地利用驱动机制。研究期内,研究区土地空间格局呈现以林地和耕地为主体,同时交错分布其它土地类型的特点。耕地、草地和未利用地土地面积分别减少 78.84 km²、3.73 km²、2.54 km²,而林地、水域和居民工矿用地面积分别增加23.36 km²、46.67 km²、9.03 km²。受三峡移民影响,区域土地利用分布格局由整体无序向局部有序的方向发展。研究期的前10年间,土地利用类型转移主要发生在林地、草地和耕地之间,林地→耕地和草地的面积总和分别为849.38 km²和425.17 km²;2010—2015年间林地和居民工矿用地新增面积分别为9.93 km²和7.09 km²。从产业结构调整、政策影响和社会发展等方面探究区域城镇化的驱动机制,城镇化因素、政策因素、经济因素、社会发展因素和农业因素是影响奉节县土地利用类型变化的主要驱动力。     

石羊河流域土地利用变化分形特征研究

利用石羊河流域1980、1995、2000、2006、2012年5期遥感影像,应用分形理论和GIS方法研究石羊河流域土地利用变化分形特征,定量分析流域不同土地利用类型变化的复杂性、稳定性以及变化趋势。结果表明：总体上流域耕地、城乡工矿居民用地、林地和水域呈现增加趋势,未利用地和草地呈现减少趋势,不同时段土地利用类型都具有空间分形结构,不同土地利用类型复杂性和稳定性呈现波动变化趋势。1980、1995、2000年石羊河流域不同土地利用类型分维数排序均为：水域＞耕地＞林地＞草地＞未利用土地＞城乡工矿居民用地。2006、2012年分维数由高到低依次为：水域、耕地、草地、林地、未利用土地和城乡工矿居民用地。1980、1995、2000、2006、2012年石羊河流域总平均分维值分别为1.5296、1.5025、1.5445、1.5631、1.5676,不同土地利用类型平均分形维排序为水域(1.8317)＞耕地(1.5678)＞林地(1.5351)＞草地(1.5315)＞未利用土地(1.4413)＞城乡工矿居民用地(1.3411)。总平均稳定性指数分别为0.1083、0.0997、0.1228、0.1167和0.1186,不同土地利用类型平均稳定性排序为水域(0.3317)＞城乡工矿居民用地(0.1589)＞耕地(0.0635)＞未利用土地(0.0587)＞林地(0.0351)＞草地(0.0315)。通过对流域土地利用变化复杂性、稳定性以及动态变化研究,为区域土地资源合理开发与生态环境协调发展提供技术支撑与决策依据。     

基于RS和转移矩阵的区域生态风险强度指数测算——以庆阳市西峰区为例

为了反映庆阳市西峰区1990—2010年土地利用的生态风险的演变,最大限度地降低土地利用风险水平,笔者运用RS与GIS技术,引入生态风险强度指数与转移矩阵的方法,并用转移矩阵来反映土地生态风险的转换。结果表明：1990—2010年庆阳市西峰区林地的生态风险转向草地、建设用地、耕地、水域、未利用地的生态风险中,林地生态风险主要转向了耕地;草地、建设用地、未利用地的生态风险也分别主要转向了耕地;而耕地的生态风险主要转向未利用地;水域的生态风险主要转向草地。通过引入转移矩阵更加直观地反映出生态风险的流向,表现出各种土地类型之间生态风险的转换,为生态环境的保护提供依据。     

基于地形梯度的陕西省土地利用变化研究

笔者利用2000、2010 年土地利用现状和DEM数据,基于地形位梯度指数、分布指数和土地利用程度综合指数等,探讨了陕西省土地利用分布变化的地形梯度特征。研究结果表明：陕西省土地利用现状以林地、耕地和草地为主,三者土地面积占区域总面积的95%以上;2000—2010 年土地利用变化特征是耕地面积逐渐降低,大量耕地退耕为草地(3761.33 km2)和林地(1198.61 km2),而建设用地面积明显增加,主要源于对耕地(729.66 km2)和草地(225.86 km2)的侵占;土地利用类型在地形位梯度上的变化特征是随着地形位的增高,草地、耕地、园地、水域、建设用地和未利用土地的分布指数逐渐降低,而林地与之相反。土地利用程度显示,在地形位指数较低的区域土地利用程度较高,土地利用类型转换剧烈,而随着地形位指数增高土地利用程度随之降低。     

基于遥感与GIS的土地利用变化对生态服务价值的影响?

为了认识和理解土地利用变化对生态服务价值的影响,以1992、2000、2008年的Landsat TM影像为基础,应用遥感与GIS技术获取了土地利用信息,分析了双流县16年来土地利用/覆被变化,采用中国陆地生态系统的服务价值测算方法对区域土地利用类型的生态系统服务价值进行评估,为研究区土地持续利用和生态环境保护和建设提供参考。结果表明：（1）1992—2008年间双流县土地利用变化显著,耕地（水田）和林地分别减少28207.249 hm²和1752.915 hm²,建设用地（城镇、工矿交通用地）增加17034.99 hm²;土地利用类型主要由耕地（水田）和林地向建设用地（城镇、工矿交通用地）转移。（2）区域生态系统服务价值增加4508.859×104元,但不同时段变化趋势不同,其中1992—2000年的系统服务价值下降10.59%,而2000—2008年增加16.024%。（3）林地、耕地（水田和旱地）向建设用地（城镇、工矿交通用地）的转移导致生态系统服务价值减少,为负流向,总值分别达2197.233×104元、5317.460×104元。（4）生态价值系数变化变化对生态系统服务价值的变化缺乏弹性,相对敏感性为：林地＞耕地（水田和旱地）＞水域;土地利用变化对区域生态系统服务价值变化的影响,水域的影响最大,耕地（水田和旱地）和林地相对较小。     

韩江流域土地利用时空变化特征及其生态安全评估

本研究旨在揭示韩江流域的土地利用时空变化特征及其生态安全评估状况，为韩江流域土地资源的可持续利用提供相关科学依据。采用转移矩阵和主成分分析法分析土地利用变化和驱动力概况，在此基础上运用压力—状态—响应模型框架构建土地生态安全评价指标体系，并评估其土地生态安全状况。结果表明：1980—2020年间，建设用地增加1301.61 km²，耕地减少1013.89 km²，是韩江流域变化最显著的2种土地类型，两者相互转化，在空间上主要集中于流域东南部的潮汕平原地区；两大主要因素——经济发展和人口增长驱动流域的城市化进程，加剧建设用地与生态用地之间的矛盾；2000—2019年韩江流域的土地生态安全等级变化为“较不安全级—不安全级—较不安全级”，土地生态环境呈现恶化后逐渐改善的过程。韩江流域的土地生态安全状况与土地利用变化密切相关，并长期处于不稳定的态势，需要通过调整土地利用格局来缓解土地生态安全压力。     

1990-2013年洋河流域土地利用景观格局的粒度效应

为测度景观格局指数在时空上随粒度变化的特征,总结相同景观在不同粒度下的景观特征差异,基于1990、2000、2013 年洋河流域的土地利用数据,在斑块类型与景观水平上选择景观格局指数,利用GIS 技术和Fragstats 软件,在20~400 m粒度范围内探讨流域不同时期景观格局指数的粒度效应,并对景观格局指数进行敏感度与函数拟合分析。结果表明：在斑块类型水平上,随粒度增大,1990—2013年洋河流域6 种土地利用类型的归一化形状指数(NLSI)、聚合指数(AI)、聚集度指数(CLUMPY)均呈二次多项式函数减小,耕地、林地、城乡建设用地的斑块密度(PD)呈二次多项式函数减小,未利用土地的PD呈线性函数减小;对粒度响应最敏感的景观格局指数是水域的有效粒度面积(MESH)与城乡建设用地的NLSI,受粒度影响最大的土地利用类型是水域;2013 年洋河流域未利用土地的AI、CLUMPY、MESH与平均形状指数(SHAPE_MN)皆小于1990、2000 年,但其NSLI 值却高于1990、2000 年,城乡建设用地的这些景观格局指数的年间差异与未利用土地相反;2013 年洋河流域未利用土地和城乡建设用地的PD 值均高于1990、2000 年。在景观水平上,洋河流域的PD 与LSI 对粒度响应最敏感,景观丰度(PR)不随粒度变化而变化,但是香农多样性(SHDI)、香农均匀度(SHEI)、形状变异系数(SHAPE_CV)随粒度变化而变化复杂。在景观水平上,1990—2013 年洋河流域的SHAPE_MN、平均分维数(FRAC_MN)、AI、蔓延度(CONTAG)、PD、景观形状指数(LSI)与凝聚度(COHESION)随粒度变化的曲线较接近。洋河流域的景观指数具有明显的粒度效应,不同时期的景观格局指数对粒度变化的响应不同,景观类型对空间粒度变化的响应也有所不同,本研究可为流域景观格局变化研究提供参考。     

基于RS和GIS的天津市滨海新区土地利用变化特征分析

为了揭示快速发展的天津市滨海新区近年来土地利用模式及集约化程度,利用1987年、1993年、2001年、2006年影像资料,借助GIS空间分析和数理统计方法,分析了近20年天津市滨海新区土地利用时空变化特征。结果表明,近20年间该区域土地利用模式的改变最明显的是建设用地的增加和水域的减少,二者均在不同时段表现出一致的变化趋势,而耕地、草地、林地和未利用地在20年间的不同时期增加或减少;建设用地的增加主要源于水域,其次为草地和林地;水域的减少除被建设用地占据外,部分水域变成草地、未利用地、耕地;1987-2006年滨海新区土地利用程度综合指数逐年提高,且不同时期土地利用程度变化量和变化率均大于0,表明该区域正处于土地利用发展时期,集约程度将会进一步提高,有利于城市可持续发展。     

2000-2014年抚仙湖流域土地利用动态变化研究

笔者以抚仙湖流域为研究区域,根据2000—2014 年土地利用现状数据及2000、2014 年2 期影像资料,运用GIS 空间分析技术和数理统计法从土地利用变化幅度、土地利用动态度、转移方向及景观格局4个方面系统分析研究区15年来土地利用时空变化特征。结果表明：（1）研究区主要土地利用类型为耕地、林地、水域和未利用土地。除水域外,其余各类土地面积均发生了较大变化,未利用土地不断减少,耕地先减少后增加,其余5 种地类逐年增加。各乡镇土地利用综合动态度在0.75%~7.64%之间,总体呈现流域北部大于流域南部,湖滨区大于山区的特征。（2）研究区土地利用转换类型有23 种,面积共18834.33 hm2,占流域总面积的12.15%。土地利用变化集中于未利用土地、耕地、林地、城镇村庄及工矿用地、交通用地五者之间的相互转换,主要位于青龙镇和龙街镇。（3）研究区景观破碎指数、多样性指数、均匀度指数呈上升趋势,优势度指数呈下降趋势,土地各利用类型面积更趋于平均化和多样化。人类活动对土地利用格局的形成影响强烈,人口增加、经济发展和城市化是研究区土地利用变化的主要原因。     

湖北汉江生态经济带土地利用与覆盖变化研究

中国区域经济带的空间演变与经济社会的可持续发展具有密切的相关性,探索土地利用与覆盖变化对于未来发展具有重要意义。以中国中部地区产业发展与生态保护典型区域湖北汉江生态经济带为例,基于RS技术,在对湖北汉江生态经济带2000年、2007年、2013年3期遥感影像监督分类的基础上,运用土地利用动态度指数、土地利用综合程度指数、单一土地利用相对变化率等数学模型,定量分析了湖北汉江生态经济带13年间土地利用的时空格局及演变特点。研究表明：2000—2013年湖北汉江生态经济带土地利用结构稳定性较差;13年来,湖北汉江生态经济带耕地减少了10256.4756 km²,从土地利用转移矩阵分析,耕地主要是转向了林地,从遥感影像对比发现,城市周围的耕地被建设用地侵蚀,水域的变化幅度最小;从单一土地利用动态度分析,建设用地在2007—2013年变化最为剧烈,其动态度是4.826%;区域变化方面,各地级市（省辖市）土地利用变化显著,汉阳与潜江的水域变化率较大,从总体而言,神农架林区各类土地利用类型变率均较低。     

基于GIS与RS的肇源县土地利用变化分析

为了合理地开发利用及保护肇源县土地,笔者依据1988年、1996年和2001年3期遥感图像和其他辅助资料,运用人机交互解译方法获取肇源县的土地利用数据,利用地理信息系统空间分析和统计功能,研究了1988-2001年肇源县的土地利用动态变化情况。结果表明：肇源县耕地、草地和沙地增加,水域和沼泽湿地减少,其他土地类型变化不大;从变化速度来看,前一时段（1988-1996年）的变化速度明显大于后一时段（1996-2001年）;土地利用变化导致生物多样性减少、土地沙漠化和草场退化等环境问题。     

黄河三角洲土地利用时空变化及驱动力研究

黄河三角洲是保持山东省耕地总量动态平衡、增加耕地面积的重要区域之一,是研究土地利用变化的热点地区。以东营市为研究区,分析了该区域1992—2010 年土地利用时空变化特征,探讨了引起土地利用时空变化的驱动因素。结果表明：（1）研究区土地总体趋势是建筑用地、水体、盐田、林地的面积不断增加,而耕地、滩涂、草地、未利用地的面积减少,其中建筑用地增加了5.92%;（2）研究区耕地、盐田、建筑用地、水体之间频繁地转换关系,1992—2010 年耕地355.79 km2转为了建筑用地, 225.75 km2的滩涂转为盐田;（3）研究区8 种土地类型斑块个数51650 减少为32892,且耕地7 个景观指标均减少;（4）研究区土地利用变化宏观影响因子是政策导向,直接驱动力为人口的不断增长以及快速的城市化进程。     

神府矿区土地利用与NDVI时空变化及其驱动因素分析

旨在研究矿区人类活动引起的土地利用变化及其对植被指数变化影响。以陕西省神府矿区为研究范围,应用线性趋势法和相关系数,结合土地利用和MODIS NDVI数据,分析了神府矿区土地利用与NDVI时空变化过程及其驱动因素。结果表明,2000—2010年神府矿区土地利用变化特征表现为耕地大面积转为草地和建设用地迅速增加。2000—2015年神府矿区NDVI总体呈线性增加趋势,线性增加速率为0.105/10a(P<0.001)。NDVI显著增加区域占矿区总面积的95.95%,仅有河流谷地、城镇附近区域NDVI呈减少趋势。耕地面积下降和建设用地面积扩张,导致NDVI降低,草地和林地面积增加,引起NDVI升高。神府矿区2000—2015年NDVI与气温以负相关为主,与降水以显著正相关为主,占区域总面积的97.79%,负相关以斑块状和线状集中在城镇附近和河流谷地。研究认为退耕还林还草工程实施和社会经济发展引起的城市扩张是神府矿区土地利用变化的主要驱动因素,而气候变化尤其是降水增加和草地、林地面积增加有力促进了NDVI的升高。     

基于InVEST模型的土地利用变化对生境质量的影响研究──以松嫩平原为例

以半湿润半干旱的松嫩平原为例,利用InVEST模型对松嫩平原生境质量进行评估,同时,分析了松嫩平原土地利用变化对生境质量的影响。研究结果表明:1995—2015年,松嫩平原耕地和未利用地面积增长,其他用地面积减少,另外,草地、建设用地和未利用地向其他地类的转变剧烈;1995—2015年,耕地是松嫩平原的优势景观,景观破碎化程度升高;松嫩平原生境质量整体在0.6以下,大部分地区生境质量处于中、低等级,东部生境质量处于良、优等级,生境质量优于松嫩平原其他地区。对策建议:需优化耕地、未利用地和建设用地等景观格局,此外,经济增长必须与生境质量提升同步。     

松花江流域1950年代至2015年土地利用的分形动态

通过GIS技术,在分析松花江流域1950年代至2015年65年间土地利用结构变化和分型动态基础上,结果表明：①流域内的土地利用类型主要为农田、林地、草地和沼泽地,林地、草地和沼泽地呈减小趋势,沙地和盐碱地呈增加趋势,且动态度最大。②松花江流域分型维数65年来逐渐逼近临界值1.50,结构稳定度下降。流域内农田、林地、河流、居民地和盐碱地的稳定性较好,而流域自然植被类型草地、湖泊、沙地和沼泽地的稳定性较差,容易受到外界的干扰。农田、林地、河流、居民地、盐碱地和沼泽地等呈下降的趋势,草地、湖泊和沙地等呈上升的趋势。     

基于RS的崇明岛土地利用变化及驱动力分析

对区域某时段内土地利用变化进行研究,并分析引起变化的驱动力因素,可以了解该区域土地资源利用的合理性,并为进一步制定符合土地资源可持续发展的经济发展规划,尤其为发展低碳产业提供科学依据。笔者运用遥感软件ENVI 4.8对崇明岛2000年、2005年、2010年3期Landsat ETM+遥感影像进行解译分类,对土地利用变化的特征和速率及驱动力因素进行分析。结果表明：崇明岛总面积不断增加,各土地利用类型的面积不断变化,表现出耕地及林地面积呈减少趋势,其中,林地降幅最大;建设用地、水体及未利用地面积呈增加趋势,其中,建设用地增幅最大;土地利用变化的速率不断提高。引起崇明岛土地利用变化的主要驱动力因素为社会经济因素,具体包括农业发展、人口增长及以工业为主的经济发展等;表现为碳源的土地利用方式面积减少,而表现为碳汇的土地利用方式面积则增加。