我国东北地区土地资源变化态势分析

基于遥感和GIS技术,研究了1986-2000年东北地区土地资源变化趋势,并对空间差异和主要的驱动力进行了分析.结果表明,东北地区属于土地利用急剧变化型,由于人类活动的增加,导致耕地面积大幅度增加,林地、草地、水域和沼泽大量减少.从变化速率来看,水田增加最快,1986-2000年增长了20%,草地和沼泽减少最快,分别减少了17%和12%.分析东北三省土地利用特征的差异可知,辽宁省以水田和林地的减少及旱地的大面积增加为主,吉林省主要特征为水田和旱地的增加与草地的大幅度减少,黑龙江省主要特征为水田与旱田大幅度增加与林地、草地和沼泽的大面积缩减.东北地区耕地增加的分布区域是大兴安岭、小兴安岭、长白山地的山地丘陵,三江平原和黑龙江、吉林的半干旱、半湿润地区.林地减少的分布区域是大兴安岭、小兴安岭、长白山地的山地丘陵.草地减少的分布区域主要在黑龙江、吉林、辽宁与内蒙古东部交接地带的半干旱、半湿润的草原地区.气候变暖为耕地开垦提供了有利的前提条件,人口增加和区域经济的发展以及城市化进程的加快是重要的土地利用变化驱动因子.     

黄土高原土地利用动态变化及其生态效应

以黄土高原为研究对象,在遥感和GIS技术支持下,分析区域1986-1997年土地利用时空变化,并运用马尔可夫模型对未来土地利用进行预测,采用生态弹性度进行土地利用变化与生态效应研究。结果表明：黄土高原土地利用动态变化显著,相对变化量远远大于绝对变化量;土地利用类型转换非常剧烈,区域1986-1997年修正土地利用动态指数的变化趋势是高覆盖草地〉建设用地〉其他林地〉灌木林地〉水田〉水体〉未利用土地〉有林地〉旱地〉其他草地;土地利用的年均动态变化指数为2．17％,旱地、灌木林地、高覆盖草地、水体、建设用地和未利用土地垂直重心指数上升,水田、其他草地垂直重心指数下降;1986、1997、2008和2019年早地、有林地和其他草地面积一直在微弱减少,水田、高覆盖草地、水域、建设用地、未利用土地在缓慢持续增加,灌木林地和其他林地出现了先增加后少量减少的趋势;1986、1997、2008和2019年生态弹性度分别为5．17、7．30、7．60和7．65,区域生态弹性度整体呈现上升趋势,但上升幅度呈减小趋势。     

陕北水蚀风蚀交错带土地利用变化及生态效应

 在GIS技术支持下,分析陕北水蚀风蚀交错带1986—1997年土地利用时空变化,并运用马尔可夫模型对未来土地利用进行预测。采用生态弹性度,进行土地利用变化与生态效应研究。结果表明:区域1986—1997年土地利用类型变化主要是水田、旱地、其他林地、高覆盖草地、水体和建设用地增加,其他呈现减少趋势。土地利用的年均动态变化指数为2.4%,土地利用动态变化幅度远远高于绝对值变化量,土地利用类型内部转换非常剧烈。除水田、高覆盖草地和其他草地外的土地利用类型垂直重心下降。生态弹性度整体呈现下降趋势,但降解幅度减小。     

湖北省房县土地利用变化与土壤侵蚀评价

基于3S技术提取土地利用类型与土壤侵蚀相关信息,对湖北省房县1995~2000年的土地利用、土壤侵蚀状况及变化趋势进行分析评价,并利用ARCGIS的叠加分析功能,着重探讨了土地利用变化对土壤侵蚀强度的影响.结果表明,研究区内土壤侵蚀强度递增的用地类型依次为水田、林地、草地、旱田、裸地;土地利用变化总趋势为,林地面积减少,草地、农田、建设用地、裸地均有所增加;土壤侵蚀变化总趋势为侵蚀总面积有所减少,但侵蚀强度增加,治理难度增大.     

河南省土地覆盖变化的时空特征分析

以遥感与GIS为技术支撑,对河南省20世纪80年代至2005年的土地覆盖进行了动态监测,并分析了土地覆盖变化的时空特征及其驱动因子.监测结果表明,河南省土地覆盖变化的时空特征为:(1)变化数量.城镇建设用地显著增加,内陆水体面积增加明显,农村聚落和落叶阔叶林有所增加,常绿阔叶林略有增加;灌丛草地、水浇地、旱地和河湖滩地面积减少明显.(2)变化速度.城镇建设用地面积增速迅猛,内陆水体增速明显;沙地面积减速最快,裸地、沼泽和草甸草地减速较快,河湖滩地和灌丛草地减速明显,旱地和水浇地面积减速较小.(3)空间转换.以农田和聚落之间的转换为主,另外城镇建设用地的增加包括其扩展融人的农村聚落等;内陆水体增加主要由河湖滩地转变的;灌丛草地减少主要转变为旱地.驱动力分析表明,区域自然因素相对稳定,对土地覆盖变化的影响较小,而人口增长、经济发展、农业结构调整、政策和交通等社会经济因素是河南省土地覆盖变化的主要驱动力.河南省土地覆盖变化的总体特征与区域经济发展、产业布局及其工业化、城市化演变的特征十分吻合.     

珠江三角洲地区土地利用和景观格局变化研究

珠江三角洲是中国经济快速发展地区之一,土地利用发生剧烈变化。利用1990,2000,2006年3期遥感解译数据,借助GIS空间分析功能和景观格局指数,分析了珠江三角洲土地利用和景观格局时空演变过程。研究结果表明,1990—2006年,珠江三角洲土地利用发生变化的面积13 580.81km2,占土地总面积的32.93%,后6a变化速度明显快于前10a;城镇用地、农村居民点、其它建设用地快速扩张,水域面积显著增加,水田、旱地、林地面积快速减少;斑块数量显著增加,土地利用景观不断破碎,多样性增强。水田、旱地、林地、水域和城镇用地近圆指数较小,斑块形状复杂;分维数介于1.26～1.44,各地类形状趋向复杂,人类对其干扰不断增强;林地是整个区域土地利用格局的基质,分离度最小,水田、城镇用地、旱地和水域的分离度相对较小,呈现连片分布状态。     

坝上高原生态用地时空格局演变与生态系统服务价值分析

为了给当地的生态用地保护和区域间生态补偿提供科学依据,该研究在坝上高原地区1990、1995、2000、2005、2010和2015年6期土地利用解译数据的基础上,通过GIS等工具分析了研究区域1990-2015年间生态用地格局演变的基本特征,并对生态用地的生态系统服务价值进行了计算。主要结论如下:1990-2015年期间,研究区域生态用地数量呈减少趋势,其中林地和其他生态用地数量在增加,草地和湿地数量在减少。生态用地活跃程度在2000-2015年比1990-2000年期间更高。林地的空间稳定性最好,然后为草地和湿地,其他生态用地稳定性最差。生态用地生态系统服务价值由46.01亿元上升到428.26亿元,增加了8.31倍,林地和湿地提供的生态系统服务价值最大,其次为草地,其他生态用地最小,应当继续加强生态防护林建设,采取生物恢复技术,人工补水,科学禁牧、休牧、轮牧,调整产业结构等措施恢复和增加林地、湿地和草地的生态系统服务功能。     

东北地区土地利用转换及其生态效应分析

基于1990、1995、2000年3期Landsat TM影像数据,在遥感与GIS支持下分析了东北地区1990～2000年土地利用转换特征与格局,以及耕地内部水田与旱地转换态势和成因。研究表明：农业土地利用内部及其非农化转换趋势明显。耕地、草地年均减少4.99×10⁴和1.40×10⁴ hm²,水域、林地、建设用地年均增加2.39×10⁴、1.93×10⁴和1.44×10⁴ hm²;不同时期的土地利用类型转换差异较大,以1990～1995年间变化为主,耕地、林地和建设用地变化量分别占总变化量的93.5%、85.8%和75.8%。耕地内部水田和旱地的转换频繁,主要是政策调控和市场调节综合作用下实施农田改造工程的结果。退耕还林草与林草地开垦的逆向发展,以及水田与旱地频繁的转换过程,已带来土地退化、水资源浪费和环境恶化等严重负面效应。     

局地气候条件下的土地利用空间格局分析——以湖南醴陵市为例

利用Landsat7 ETM+影像、土地利用现状图、地形图及多年平均的降水、气温、≥0℃积温、日照时数等气候指标的空间分布数据,借助RS/GIS软件,通过对各气候指标进行分级处理、空间叠加分析等过程,研究了局地气候条件下土地利用的空间分布特征.结果表明:①研究区林地覆盖率为54.7%,耕地占区域总面积的29.0%,其中水田和旱地的面积比为7.7:1;其他土地利用类型占研究区总面积的比例分别为园地1.7%,城乡居民用地7.4%,工矿用地0.8%,水域4.3%,未利用地2.1%.②局地气候条件下土地利用的空间分布具有较明显的规律性,表现为随气温升高和积温增加,林地分布比例减少,水田、旱地、园地、城乡用地等均呈增加趋势;降水分布对土地利用格局的影响相反,即随降水增加,林地比例增加,水田、旱地、城乡居民用地、工矿用地等则减少;日照时数对区域土地利用格局的影响并不显著,但在流域尺度上对土地利用结构的差异有贡献.     

干旱高原湖泊湿地土地利用变化与驱动因素分析——以泊江海子湿地闭流区为例

鄂尔多斯高原湖泊湿地土地利用变化及生态趋势研究,可为干旱区资源管理、环境保护和生态规划提供科学依据和决策支持。基于Landsat卫星系列影像及气候数据,采用支持向量机(SVM)方法对1986—2019年的16期影像进行监督分类,通过变化检测、叠加分析,获得土地利用转移矩阵及各土地利用类型空间变化,定量描述了不同时段土地利用数量及空间转化特征。结果显示:(1)研究期间裸地、低覆盖度草地和高覆盖度草地是流域主导土地利用类型,占整个研究区的93%～99%,水体、建设用地及林地在总体面积中所占比例很少,分别为1%,1%和2%;(2)34年间土地利用状况发生了较大的变化,主要表现为裸地、水体面积减少,低覆盖度草地、高覆盖度草地、林地和建设用地面积增加,其中建设用地面积增幅最大,增加了44.3倍;(3)研究区土地类型的转换主要发生在裸地、低覆盖度草地、高覆盖度草地之间,裸地转入转出主要为低覆盖度草地,总体转出速度高于转入速度,裸地面积大幅减少31.79%,低覆盖度草地分两个阶段持续转化为高覆盖度草地,使高覆盖度草地占比从14.63%增加到35.98%。(4)受气候变化和人类活动共同影响,研究区土地利用变化剧烈,且人类活动影响占主导地位。     

基于GIS技术的土地利用变化对表层土壤有机碳储量的影响——以富锦市为例

采用地统计学和GIS相结合的方法,利用1980年和2010年富锦市土壤有机碳数据,研究土地利用变化对表层（0—30 cm）土壤有机碳储量和空间分布的影响。研究结果表明:富锦市土壤有机碳库（0—30 cm）在1980—2010年期间呈现降低趋势,1980年富锦市土壤有机碳库为107.12 Tg C,2010年富锦市土壤有机碳库为94.39 Tg C,三十年间减少了13.49%。研究区土地利用变化主要表现为分布在中部和西南部的沼泽湿地、旱地和草地减少。而分布在北部地区水田、林地和水体的面积均有所增加。两期不同土地覆被类型土壤有机碳密度大小顺序为沼泽湿地 > 林地 > 草地 > 水田 > 旱地。沼泽湿地开垦和旱地改水田是影响富锦市土壤有机碳储量时空变化的主要因素。     

川中丘陵区不同利用方式的土壤养分特征研究

通过实地调查、土壤采样分析和数理统计结合的方法，对川中丘陵区5种土地利用方式（水田、旱地、菜地、林地和荒草地）的土壤养分状况进行对比分析，结果表明．土地利用方式对土壤有机质、全氮、全钾、全磷、碱解氮、速效钾和速效磷含量的影响达极显著（或显著）水平；在5种土地利用方式中．土壤有机质和全氮含量由高到低的顺序为：水田〉林地〉菜地〉旱地〉荒草地；土壤全钾和速效钾含量由高到低的顺序为：水田〉菜地〉旱地〉林地〉荒草地；土壤全磷含量由高到低的顺序为：菜地〉旱地〉林地〉水田〉荒草地。     

喀斯特流域水源涵养功能时空分异及其对景观格局的响应

针对喀斯特地区景观格局驱动水源涵养功能演变机制的相关研究较少,而水源涵养功能是岩溶石漠化治理等生态修复工程生态效益的关键指标之一,具有重要的研究意义。以地处西南喀斯特中心的野纪河流域为研究对象,基于InVEST模型、偏最小二乘模型(PLSR)、景观生态学理论等,探究野纪河流域2005—2020年水源涵养功能的时空分异特征及其与景观格局的耦合关系。结果表明：(1)野纪河流域景观类型以旱地、草地和灌木林等为主,各类型之间相互转化较为频繁,总体特征表现为旱地、灌木林和草地之间的转化以及建设用地对其余地类的挤占。(2)研究期间,旱地景观趋于破碎化,建设用地呈集聚性的扩张趋势,其他景观类型相对稳定。总体上,景观格局呈破碎化发展趋势,景观连通性呈小幅上升趋势。(3)研究区水源涵养量年际变化呈现持续增长趋势,在空间分布上呈现中部低、南北两侧高的态势。水源涵养深度由高到低排序为灌木林>有林地>疏林地>草地>旱地>建设用地>水田>湖泊>水库坑塘。(4)景观破碎化的增加及斑块质量的提高,可提升喀斯特流域水源涵养功能,但过高的景观破碎化程度可能导致水源涵养功能...     

近40年来贵阳市“两湖一库”地区土地利用/覆被变化

在对"两湖一库"(红枫湖、百花湖和阿哈水库)地区1973,1993,2001和2010年的4期卫星遥感影像进行解译的基础上,利用RS和GIS技术,建立区域土地利用/覆被类型空间数据库,定量分析了研究区域近40a来土地利用/覆被时空变化特征及其生态环境效应。结果表明:(1)该地区土地利用/覆被类型以旱地、水田和林地为主。(2)与1973年相比,2010年荒草地急剧减少,只占区域面积的1.02%;建设用面积急剧增加,比1973年增加了207.93%;林地面积增加了13.51%;耕地面积(旱地、水田)减少了18.41%;水域面积增加42.06%。(3)耕地主要向林地和建设用地转移,荒草地主要向林地和水域转移,林地则主要向建设用地转移。     

多方法支持的重庆市土地利用格局时空演化及驱动力

[目的]研究重庆市土利用格局时空演化规律,为促进该地区土地资源可持续利用及社会经济可持续发展提供科学依据。[方法]以位于山地高密度区的重庆市为例,基于1995—2020年土地利用遥感监测数据,从数量结构和空间布局两个方面定量分析重庆市土地利用时空演化特征,并通过地理探测器分析不同时间尺度下重庆市土地利用变化驱动力。[结果]研究期内重庆市土地利用变化速度加快,城乡居民用地、工矿建设用地持续增加,草地面积大幅缩减并集中向林地转化;25 a以来,重庆市土地利用程度逐年提高,整体处于发展期,热点区主要集中在主城及其周围地区;渝西水田密度降低,渝东南林地高值密度面积增加,但草地高值密度区大幅缩减;城镇及农村居民用地高密度核心位于主城区,工矿建设用地高密度核心为星点状分布,增长幅度大;社会经济因素对重庆市土地利用变化影响显著,其中人口密度为主导性因子。[结论]重庆市土地利用变化区域间差异明显,土地利用变化主要受社会经济因素的影响。     

重庆龙溪河流域水生态系统服务时空演变及对土地利用变化响应

探究区域水生态系统服务时空变化状况及其与土地利用的关系,有利于区域水生态环境保护和国土资源合理开发利用,帮助决策者通过合理的土地利用方式提高区域生态系统服务能力,平衡区域生态功能与农业生产功能。选择位于长江上游重要生态屏障的重庆市龙溪河流域作为研究对象,利用InVEST模型,对龙溪河流域近20年产水、水质净化、土壤保持服务等水生态系统服务的时空变化特征和其受不同土地利用类型的影响进行了研究。结果表明:(1)近20年龙溪河流域水生态系统服务总体呈增强变好的趋势,但存在一定的空间差异性。虽然产水与水源涵养服务在整个流域空间上相差不大,但水质净化服务在流域林地密集区较场镇和工业集聚区强,土壤保持服务在流域中部南北向水域、建设用地、农地集中区较流域东西两侧坡地强。(2)不同土地利用类型对流域水生态系统服务贡献呈现较大差异性。产水服务由强到弱表现为耕地>林地>建设用地>草地>水域,水源涵养能力表现为耕地>草地>水域>林地>建设用地,水质净化服务表现为林地>草地>建设用地>耕地>水域,土壤保持服务表现为水域>建设用地>耕地>林地>草地。(3)为平衡供给与调节服务,宜以乡镇为单元将龙溪河流域划分为生态修复区、农业生产区、城镇发展区,并针对各分区采取相应生态措施。     

基于InVEST模型重庆市建设用地扩张的碳储量变化分析

建设用地的扩张是影响陆地生态系统碳储量变化的重要驱动因素。以重庆市为研究区域,基于重庆市土地利用数据、土壤数据、植被数据,从建设用地扩张的视角,采用InVEST模型,结合收集的碳密度数据,对重庆市2000年、2005年及2010年碳储量的变化进行了分析。结果表明:2000-2010年重庆市土地利用变化显著,建设用地是主要的转入者,共增长1 505.58 km²,其中90%以上的区域来自耕地以及阔叶林,造成碳净损失1.796 Mt。2005-2010年重庆市建设用地变化更加剧烈,这期间建设用地共扩张998.19 km²。建设用地主要是由西部中心逐渐向四周扩张,且增长速率加快。建设用地由2000年的598.88 km²增加到2005年的1 097.27 km²,扩张导致总碳储量减少了1 169 982.18 t,其中阔叶林的碳损失达到72%;2010年建设用地增加至2 095.46 km²,占用耕地以及阔叶林是主要的扩张形式,扩张导致总碳储量减少了1 169 982.18 t。可见,建设用地扩张过程中,碳损失的主要来源为耕地及阔叶林,其次是针叶林、草原、草地等。选择固碳能力较弱的裸地与草甸作为建设用地的扩张目标,有利于重庆市碳储量的保护与增长。     

哈尼梯田遗产核心区土地利用信息图谱及地形梯度效应

地形因子深刻制约山地型遗产区土地利用时空变化和资源配置。基于Google Earth 0.55m×0.55m 高精度历史影像,目视解译更新和野外验证得到哈尼梯田遗产核心区2005、2010、2015、2020年4期土地利用数据,通过计算转移矩阵、信息图谱、分布指数、地形位指数（TI）、面积-高程积分指数（HI）、坡长坡度指数（LS）、地形湿度指数（TWI）,以期从较长时间尺度和完整空间范围揭示区内土地利用时空变化特征及地形梯度效应。结果表明：1）研究区土地利用类型以乔木林和水田为主,平均占比分别为33.79%、25.28%,从2005－2020年,园地、水域、道路、人工林、房屋建筑、乔木林面积持续增加,增长率分别为148.32%、147.27%、138.76%、118.68%、70.58%、12.73%,减少最多的是裸地,其次是草地、旱地、水田和灌木林地,减少率分别为-54.01%、-29.58%、-28.56%,-16.56%、-10.87%。2）土地利用信息图谱类型以稳定型、持续变化型和反复变化型为主,占比分别为37.43%、25.36%、18.41%,对应的最大图谱类型分别为水田→水田→水田→水田、草地→草地→灌木林→乔木林、水田→旱地→水田→水田。3）研究区土地利用图谱在表征地表演化动力、侵蚀强度和潜在土壤水分空间分异的HI、LS、TWI指数上具有显著地形梯度效应,有效揭示了地形梯度影响土地利用信息图谱的动力机制。结合土地利用信息图谱的地形梯度效应特征,未来应进一步引导遗产区土地利用类型向增强\     

三峡库区开县蓄水前后景观格局变化特征

三峡工程是世界上举世瞩目的大型水电水利工程,其建成后具有巨大的综合效益,但水库蓄水完成后,也引起库区内的土地覆被与景观格局的变化。为了及时掌握水库蓄水后库区土地覆被及景观格局变化情况,该文以三峡库区重庆市开县为研究对象,基于2002、2007和2010年3期遥感影像资料,运用遥感与GIS技术和景观格局分析方法,利用ArcGIS9.3、Ecognition8.0、Fragstats3.3等软件分析了研究区土地覆被与景观格局动态变化特征。研究表明:由于受2002-2010年间水库蓄水影响,开县土地覆被与景观格局均有剧烈变化。该地区景观优势类型是森林、灌木、旱地、草地和水田。景观类型水平上,旱地、水田、草地景观面积减少且破碎度增加,但森林、水体、建设用地面积增加,同时连通性增加;景观格局水平上,景观总体破碎度增加,景观优势度降低,但景观多样性增加,有利于该地区生态系统稳定。开县2002-2007年和2007-2010年2期景观格局变化表现出不同的特征。研究结果及时反应了水库蓄水前后的土地覆被与景观格局变化特征,为水库未来土地利用合理规划与生态景观设计提供依据。     

基于InVEST模型的门头沟区生态系统土壤保持功能研究

人类不合理的土地资源开发所导致的土壤侵蚀成为山区生态系统关注的热点和焦点问题。选择生态涵养与土壤侵蚀并存的北京市纯山区门头沟区为研究区域,在分析2005—2013年门头沟区土地利用与土地覆被变化的时空差异的基础上,采用了InVEST模型对区内生态系统的土壤保持功能进行了定量分析和动态评估。研究表明:（1）2005—2013年,门头沟区耕地、林地和水域、未利用地面积减少,园地、草地、建设用地增加;耕地和园地变化显著,耕地主要转为园地、林地和建设用地;园地主要由耕地和林地转化而来。（2）2005—2013年,门头沟区土壤保持能力和保持量均呈增加趋势,单位面积土壤保持能力由87.41 t/（hm²·a）增加到113.56 t/（hm²·a）,土壤保持量增加了377.38万t,土壤侵蚀量减少了23.42万t;受土地利用与土地覆被变化、降雨侵蚀力以及植被覆盖度影响,西北、东北地区土壤保持功能增强,西南地区减弱,东部地区基本不变。（3）不同土地利用与土地覆被类型的土壤保持能力排序为:林地 > 草地 > 未利用地 > 建设用地 > 耕地 > 园地 > 水域;2005—2013年,不同土地利用/覆被类型的单位面积土壤保持能力均呈增加趋势;除耕地外,其他地类的土壤保持总量均呈增加趋势。