浑善达克沙地土地沙漠化时空演变规律研究

通过建立京津风沙源核心地带-浑善达克沙地土地沙漠化程度五级分类体系和遥感影像解译标志,并对1980年代中期、1990年代末期成像的Landsat-TM数字影像以及1970年代中期成像的Landsat-MSS数字影像进行人机交互式解译,并应用空间分析和转移矩阵的方法对该区土地沙漠化的演变过程进行分析,应用土壤分布图、地形图等相关环境条件数据进行叠加分析该区土地沙漠化演变过程的空间分异规律.结果表明,该区1970年代中期、1980年代中期、1990年代末期土地沙漠化面积占区域土地总面积分别占到50.8%,56.6%和64.7%,1970年代中期至1980年代中期、1980年代中期至1990年代末期土地沙漠化扩张平均速度分别为235km2/a和335 km2/a.在10～15 a的时间尺度上土地沙漠化程度加重与减轻过程中存在渐变与跃变两种变化方式,因此该区的土地开发利用需要极其慎重,防止措施不当导致土地在短时间内发展成为重度或极重度沙漠化土地.在沙漠化演变过程中,土地沙漠化程度加重的区域主要分布在半固定风沙土土壤类型区域内、在坡地与坡脚地形区域内、在沿河谷与河岸地貌区域内,土地沙漠化程度减轻的区域主要分布在河流沿岸、湖泊周围、沙地中的地势较低处;土地沙漠化程度始终保持稳定的区域地形多为山地、丘陵、河岸.土壤类型多为栗钙土和黑钙土.在土地沙漠化的治理过程中,应该针对该特征规律采取相应的开发利用或者治理措施.     

基于GIS的甘肃省土地沙漠化敏感性评价

以甘肃省为对象 ,选择了湿润指数、大风天数、土壤质地和冬春季地表植被覆盖度做为土地沙漠化敏感性评价因子 ,采用地理信息系统技术进行土地沙漠化敏感性评价。并对单因子敏感性和综合敏感性的空间分布格局进行了分析 ,结果表明河西地区以高度敏感为主 ,陇中、陇东黄土高原以中度和轻度敏感为主 ,祁连山地、陇南山地和甘南高原为轻度敏感或不敏感     

塔里木河下游沙漠化土地时空变化遥感分析

为对应急输水工程实施前后塔里木河下游地区沙漠化土地的变化状况进行监测,选择研究区1999年TM、2002年ETM+和2004年ASTER遥感影像及基础地理数据,通过沙漠化土地分类体系划分、信息提取模型构建及动态变化类型建立等方法,对研究区沙漠化土地的时空变化趋势进行了定性定量分析。结果表明：应急输水工程实施后,研究区内非、轻沙漠化面积逐年增加,分别由1999年的14 768.33、153 261.03 hm2增加至2004年的19 994.23、159 953.76 hm2;中度沙漠化面积年均减少2 981.58 hm2;强度沙漠化面积仅增加1.07 hm2。研究期间,部分沙漠化土地发生了较为明显的逆转,土地持续退化局面有所遏制和缓解,但由于来水量有限及采用线性输水等原因,远离河道区域的生态环境依然恶劣,流域整体生态环境仍不容乐观。     

内蒙古多伦县沙漠化土地时空变化特征

研究以内蒙古多伦县1960年、1975年的航片和1987年、1995年、2000年、2005年的陆地卫星TM影像等6个不同时相的遥感数据为数据源,提取研究区沙漠化土地信息,与研究区的其他数据进行叠加分析,建立数据库,分析沙漠化土地时空变化规律.结果表明:1960-1995年沙漠化土地共增了639.88 km2,1995-2005年间沙漠化土地面积减少了427.18 km2.1960-1995年沙漠化土地发生扩大的区域主要分布在3条沙带两侧.由于这些地区毁林开荒、草场超载,导致沙漠化土地面积有所扩展;1995-2005年沙漠化土地发生减少的区域主要分布于城南沙带、黄柳区.自从京津风沙源治理、退耕还林、禁牧舍饲和生态移民四大工程实施以来,多伦县沙漠化土地逆转很快,流沙多被固定,从而使本区出现沙漠化土地面积逐步缩小的局面,其中城南沙带地区尤为明显.     

中国土地集约利用与区域生态效率耦合协调度时空格局

土地集约利用与区域生态效率的耦合协调发展对城市可持续发展和生态文明建设意义重大。该文采用熵权法和非期望产出的超效率SBM模型分别评价了2004—2016年中国284个地级市土地集约利用程度和区域生态效率;在此基础上,分别运用耦合协调度模型和空间自相关分析方法研究了两者耦合协调度及空间关联格局的时空演变特征。研究结果表明:当前中国城市土地集约利用与区域生态效率协调性整体处于轻度失调阶段,但耦合协调度随时间呈逐步增强态势。协调度空间分布整体呈现“东部和中部高,西部低”的格局,且随时间推移发生较小改变。全局空间自相关结果表明:耦合协调度存在显著空间正相关性,且随时间推移关联程度先增强后减弱。局部空间自相关结果显示:正相关类型高高集聚(HH)与负相关类型低高集聚(LH)主要分布在东部地区,而正相关类型低低集聚(LL)和负相关类型高低集聚(HL)主要分布在西部地区,其中,HH、LH和LL型主要以“组团”形式出现,聚集性强,HL型则散乱分布。随时间推移,除HL型外,其余类型空间分布的整体格局较为稳定。应制定科学的环境经济和环境技术政策,加强对城市的差异化监控与管理,合理进行分区管控并推进市域之间的技术与创新合作等来增强土地集约利用与区域生态效率的协调性,促进城市可持续发展。     

黄土高原地区土地覆盖类型的时空格局

[目的] 构建黄土高原地区长时序、高精度的土地覆盖数据集,对该区2001—2020年土地覆盖的时空格局进行分析,并为该地区生态环境保护和可持续发展提供科学依据。[方法] 利用多源、多时期土地覆盖产品和地面特征数据构建训练样本,并使用谷歌地球引擎（Google Earth Engine,GEE）平台和随机森林分类模型生成黄土高原地区土地覆盖（land cover of Loess Plateau,LCLP）数据集。在此基础上,通过空间分析和一元线性回归模型对黄土高原地区土地覆盖类型的时空格局进行分析。[结果] 基于随机森林验证集的结果显示,LCLP产品的总体精度和kappa系数均高于90%。基于独立验证集的精度验证结果显示,LCLP的总体精度较现有产品提高了0.58%～20.23%。同时,耕地、林地、草地、不透水面和裸地的分类精度均得到了提升。[结论] 本研究构建的LCLP数据集分类精度相较于其他产品有了显著提升,适用于反映黄土高原地区土地覆盖的变化。2001—2020年,黄土高原地区耕地和灌木呈现下降趋势,而林地、水体和不透水面呈现为极显著的上升趋势。从土地覆盖的变化情况来看,耕地和草地是其他土地覆盖类型新增的主要来源。     

新疆艾比湖地区土地沙漠化时空演变及其成因

基于RS和GIS技术,对1990—2010年艾比湖地区沙漠化动态变化进行了监测。研究表明,艾比湖地区分布着大面积的沙漠化土地,主要分布在其东部和西岸地区。20a间沙漠化土地面积明显减少,沙漠化土地面积从1990年的4 426.49km2减少到2010年的637.33km2,减少了3 789.16km2。经历了强烈逆转—稳定发展—基本稳定3个阶段,1990—2001年沙漠化土地面积从4 426.49km2减少到3 713.2 5km2;2001—2007年沙漠化土地总面积保持基本不变,但沙漠化程度稍有加重;2007—2010年沙漠化土地总面积略微增加,沙漠化程度在持续加深。近20a来沙漠化转变尤为显著,气候变化和不合理的人类活动共同导致了研究区东部的沙漠化程度的加剧。     

甘肃省土地资源承载力格局的时空演变分析

以人粮关系为基础,构建了土地资源承载指数(LCCI)模型,从时间和空间2个尺度定量评价了1985-2010年甘肃省土地资源承载力的时空格局,并以1985、1990、2000、2010年为代表年份,讨论了全省14地州(市)、86县(区)近26年来土地资源承载力的发展趋势.研究结果表明:①1985-2010年全省粮食产量稳中有升,土地资源承载力指数逐年降低,土地资源承载力略有增强,但全省人粮关系总体形势依然严峻.②河西走廊绿洲农业区是全省主要粮食盈余区,土地资源承载力稳居全省之首;陇东高原区以低水平的人粮平衡为主,土地资源承载力年际变化较大;人口压力较大的陇中高原以及粮食生产水平较低的陇南山地、甘南高原区主要表现为粮食短缺,人口超载,土地承载力状况不容乐观.③河西走廊和陇东高原区所辖县域中,粮食盈余县域在增加,人口超载县域在减少,局部区域人粮矛盾得到缓解;陇中高原和陇南山地所辖各县的土地资源承载力指数在逐年降低,土地资源承载力在逐步增强,但绝大部分县域仍然处于不同程度的人口超载状态.④1985-2010年全省土地资源承载力格局在时间和空间上都发生显著变化,但是基于自然、经济层面的区域人粮关系在相当长的时间内无法扭转和改变.随着城市化进程加快,粮食短缺地区的人粮矛盾会进一步加剧,粮食调配和贸易趋势也就会越发明显,此时粮食主产区的空间集聚效应对本区域和全省的人粮平衡作用也就日益突出.     

中国省域土地利用可持续性评价及时空格局特征

为了揭示中国省域尺度土地可持续利用程度及其时空格局特征。该研究运用基于"国家公顷"改进的生态足迹模型构建土地利用可持续性系数,对中国31个省区1998-2008年土地利用可持续状态进行综合评价,借助ArcGIS 10.0软件平台,绘制出研究期内中国土地利用可持续程度的空间格局地图,并以此进行时空分析。结果表明:从时序变化特征看,各地区土地利用可持续性总体偏低且出现不同程度的赤字现象,近71%的省区土地利用可持续性呈上升态势但增速不平衡,部分省区变动幅度较大;从空间格局及其演变特征看,土地可持续利用程度从高到低排序依次为东部沿海地区东北地区中部地区西部地区,局部省区虽有变化,但总体格局变幅较小,土地利用处于Ⅱb、Ⅲc、Ⅲb的省区分别下降了4、6和13个百分点,而处于Ⅲa的省区则上升了23个百分点,上升的省区中大都为中西部地区,土地利用可持续性的空间格局不断优化且呈良性演变趋势;人均生态足迹的本底基数较大,且人均生态足迹和人均生态承载力的变化率相差较小是导致土地利用产生赤字的主要因素,人口较快增长也是一个重要因素,贸易和区域互补可为减少或消除土地利用产生的赤字提供重要的解决路径。该研究可为中国省域尺度土地开发与可持续利用战略、政策与对策制定提供科学依据和决策参考。     

新疆艾比湖地区土地荒漠化时空格局的变化

新疆艾比湖地区在我国内陆荒漠自然生态系统中具有典型性和较高研究价值。利用RS及GIS手段对新疆艾比湖地区不同时期的卫星数据进行分析处理,提取各类土地荒漠化类型的时空分布特征信息。结果表明：艾比湖地区的荒漠化土地以盐渍荒漠化和风蚀荒漠化2大类型占绝对优势,按2000年分析结果,风蚀荒漠化土地面积占32．35％,盐渍荒漠化土地面积占54．49％,复合荒漠化土地面积占12．68％,水蚀荒漠化土地面积占0．48％;2000--2005年,艾比湖地区的总土地荒漠化面积减少了4．5％,其中,风蚀荒漠化土地面积减少了41．58％,盐渍荒漠化土地面积减少了2．85％,而复合荒漠化土地面积增加了82．9％;新疆艾比湖地区土地荒漠化的时空格局变化特征是,风蚀、盐渍化土地面积减少,复合荒漠化土地面积增加;土地荒漠化程度加重,复合荒漠化类型土地增加并向其他土地类型扩展。     

河西走廊荒漠化地区景观格局的动态变化

 根据1996年沙漠化普查资料,结合TM影像数据和各县、市1:10万的土地利用现状图,采用景观指数对河西走廊荒漠化地区景观格局动态变化进行研究。结果表明:戈壁、暂难利用地、流动沙地和半固定沙地等嵌块体面积与人类活动强度成正相关;林地、固定沙地、水域和耕地等嵌块体的平均斑块面积与人类活动强度成反相关;全区景观多样性指数和均匀性指数呈增加态势,而景观优势度指数则呈减小态势;景观斑块破碎化指数与最小斑块面积有关;在各类型斑块中,耕地、潜在沙漠化土地、流动沙地、半固定沙地和戈壁的景观分离度有减小态势,而林地、水域的景观分离度有增加态势。     

北京土地沙化现状分析与综合治理

土地沙化是北京地区四大环境问题之一,给首都的生态安全带来严重影响,目前北京沙化面积为54 621 hm²,和1999年相比总体呈减少的趋势,但部分地区沙化面积仍在扩大,北京市防沙治沙工作依然任重而道远。因此,必须坚持人与自然和谐共存的原则,并辅之以限制人为过度经济活动的配套措施,才能有效地防治北京土地沙化。     

甘肃省土地沙化敏感性及生态空间网络优化

[目的] 从宏观视角探究甘肃省沙化土地的生态修复策略,为区域的生态空间网络构建及优化提供基础。[方法] 将土地沙化敏感性指标与生态网络相结合,通过度中心性和介数中心性分析,筛选敏感性较高地区的节点并对其增边优化,最后通过增边前后鲁棒性的对比,验证优化结果。[结果] ①甘肃省土地沙化敏感性呈现由西北逐渐向东南依次降低的空间格局,西北地区土地沙化情况严重。②甘肃省东南地区生态源地与廊道密集而西北地区的源地和廊道稀少,表明西北地区生态网络连通性差,生态本底有待加强。③增边优化后的生态网络节点鲁棒性和连接鲁棒性有明显的提升,网络边的鲁棒性略有提升但不明显。[结论] 通过增边优化策略可以提高甘肃省生态空间网络的稳定性,并提高生态自我恢复能力,但模拟出的生态修复路径可能由于地理条件限制,无法进行适宜的改造或建设廊道的实际成本很大,应结合实际情况具体考虑。     

甘肃省土地荒漠化时空演变及驱动力分析

[目的] 对甘肃省的荒漠化状况及驱动因素进行分析,为该地区荒漠化综合防治及“三北”防护林等生态工程的推进提供科学依据。[方法] 基于植被指数及地表反照率构建了荒漠化差值指数,使用趋势分析、空间自相关分析等方法分析了甘肃省2000—2022年23 a间的荒漠化时空分布特征,并利用地理时空加权回归法对其影响因素进行了分析。 [结果] ①甘肃省荒漠化整体呈现出“西北荒东南绿”的特点,西北区域同时受风蚀荒漠化和盐渍化影响,荒漠化最严重,向东南方向荒漠化程度逐渐减轻,中部地区受水土流失影响荒漠化程度较严重,南部区域荒漠化程度较轻;时间上,23 a间,甘肃省荒漠化程度逐渐改善,且南部区域改善程度强于北部区域; ②从空间自相关看,甘肃省荒漠化主要表现出聚集特性,即荒漠化程度表现出明显的空间正相关性; ③降雨对缓解荒漠化最有益处,且对西北的影响大于东南,风速和人口会加剧荒漠化的发生,西南部气温升高荒漠化程度会加重,其余区域则相反。 [结论] 2000—2022年甘肃省荒漠化整体呈改善趋势,西北部荒漠化仍较严重,甘肃省荒漠化的驱动因素存在较明显的时空异质性,最主要的因素为降雨。     

基于景观格局指数的天津市蓟州区耕地细碎化评价与预测

[目的] 评价与预测耕地细碎化程度,为缓解蓟州区耕地细碎化问题提供借鉴。[方法] 采用评价指标体系构建、因子分析赋权等方式对2000—2020年耕地细碎化时空演变特征进行分析,基于CA-Markov模型得到的2025年土地利用数据,评价、预测未来耕地细碎化发展,并对多年耕地评价结果进行空间自相关分析,由此判断耕地细碎化水平空间分布特征。[结果] ①2000—2005年,耕地细碎化呈现出由南部平原向北部山地递增的态势;②2005—2020年,南部细碎化加深程度较北部更为明显;③2025年蓟州区18个乡镇耕地细碎化均有不同程度的缓解,但总体来看,北部耕地细碎化程度仍比南部严重;④2000—2025年蓟州南部乡镇耕地细碎化持续保持低—低集聚特征,偶有高—低型出现,蓟州北部于桥水库周边乡镇除2020年出现了低—高集聚特征外,其余年份呈现出高—高集聚的空间分布特征。[结论] 天津市蓟州区耕地细碎化时空演变特征明显,其量化结果存在集聚性规律,应进行南北分治与重点引导。     

西北地区荒漠化防治与生态恢复若干问题的探讨

气候的干旱化倾向是西北地区荒漠化发生、发展的背景条件,人地关系矛盾突出是土地荒漠化加速扩展的内在根源。因此,荒漠化防治的根本措施就应该从控制人口和提高土地承载力人手,逐步缓解和消除人口对环境的压力。针对以往荒漠化防治和生态恢复中存在的问题,讨论了需要进行思路创新和制度创新的有关内容,并提出了荒漠化防治需要重视和研究解决的重大问题。     

岩溶山地石漠化地区不同土地利用方式下的土壤物理性状分析

分析研究了重庆市北暗区岩溶槽谷鸡公山地区不同土地利用方式下的土壤主要物理性质,认为随着岩溶地区土地由自然林地向草坡地、人工林地、菜地、耕地转换,土壤砂化严重,土壤容重增加,总孔隙度,尤其是非毛管孔隙度明显降低,用干筛测得的各不同土地利用方式下土壤团聚体结构相差不大,而用湿筛测得的土壤水稳性团聚体相差较大,团聚体结构破坏率较大。随着岩溶地区土地由菜地、耕地向撂荒地转换,土壤各项物理指标都有改善。在此基础上认为,土壤物理性质的变坏与石漠化形成过程有相互促进的正反馈关系,在退化方向和阶段上具有一致性和同步性,但土地撂荒后可以较大程度的减少水土流失。     

重点地区沙化土地地理信息系统（GIS）的建立

利用重点地区沙化土地详查数据,建立了具体到小斑地块的沙化土地属性数据及空间数据档案,并使之成为一个可视的多元化信息系统。该系统将沙化土地信息纳入其所在空间环境当中,使其更加直观、形象,便于应用分析,同时为沙化土地监测和规划提供一个辅助决策手段。     

喀斯特山区土地利用演变与石漠化分布格局

喀斯特山区石漠化是制约区域社会、经济、生态发展的重要因素之一,人类活动是石漠化形成的主要因素,而土地利用是人类活动的基本载体,探究不同用地类型石漠化响应情况,对喀斯特山区石漠化治理及可持续化发展具有重要意义。基于三期土地利用和石漠化数据,辅以GIS空间分析技术和转移矩阵模型,对黔西南州2000年、2010年、2020年土地利用格局及石漠化景观的时空演变进行综合分析。结果显示:研究期间,黔西南州主要土地利用变化类型是草地转有林地和耕地,耕地转有林地和草地,灌木林地转草地和耕地,依次占全州国土面积的8.79%,5.82%,4.91%,4.08%,4.75%,3.85%。2000—2010年草地、灌木林地、耕地和有林地石漠化等级明显改善,改善面积依次为2 703.7 km²,1 347.8 km²,2 219.1 km²,2 532.8 km²; 2010—2020年草地、灌木林、耕地、有林地、裸地石漠化改善面积分别为557.14 km²,318.78 km²,819.35 km²,665.60 km²,244.48 km²。过去20年间,黔西南州石漠化状况持续恢复改善,但局部区域仍存在不稳定的恶化风险,此部分地区应作为黔西南州后期石漠化土地治理工作中的重点。对黔西南州长时间序列的石漠化演变情况进行研究,分析其在不同土地利用情况下的变化,可对研究区生态恢复以及土地利用规划提供决策依据。