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。     

区域土地利用变化图谱分析及其生态效应评价 ——以太原市城区及近郊区为例

 【目的】为太原市城区及近郊区土地资源的可持续利用以及生态环境保护提供决策支持,以促进研究区生态环境和社会经济的持续发展。【方法】运用地学信息图谱理论和方法，在RS和GIS的支持下生成了太原市城区及近郊区1990～2001年土地利用变化图谱，在此基础上，对研究区1990～2001年土地利用变化特征进行了分析并对其生态效应进行了测算。【结果】11年中，研究区耕地、草地、水域在不断减少，其中耕地减少最多;园地、未利用地、林地、建设用地在不断增加，其中林地增加最多;土地利用的变化导致了研究区生态系统的生态服务价值从1990年的1 202.15×106元增加到2001年的1 251.49×106元，年增加率为0.37％。【结论】土地利用类型变化最大的是耕地向未利用地的转化，其次为耕地向城镇用地的转化；草地、耕地的退化及未利用地的增加给研究区的生态系统服务带来了一定的负面影响；经过实证分析，利用地学图谱进行土地利用变化和生态效应定量研究是一种十分有效的方法。     

四川省土地利用变化对生态系统服务价值的影响研究

【目的】探究四川省2000—2018年土地利用/覆被变化(land use and cover change,LUCC)及其对生态系统服务价值(ecosystem services values,ESV)的影响,为四川省土地的高效利用、生态环境保护与管理提供参考借鉴。【方法】采用土地利用转移矩阵、当量因子法和空间自相关分析法,深入分析四川省18年来土地利用类型时空变化特征及其对ESV产生的影响。【结果】(1) 2000—2018年,四川省土地利用类型以草地、林地和耕地为主,三者共占区域面积的95%。期间建设用地大幅增加,耕地和草地持续减少,林地大量增加,未利用地与水域面积有所增加,但增幅不大。(2)四川省ESV净增值743.80亿元,保持土壤与维持生物多样性等单项生态系统服务贡献力度最大,林地与水域面积增加对ESV增值起着关键的作用。(3)四川省ESV的分布具有显著的空间正自相关性,呈西高东低的分布格局,各市州ESV变化明显。川西部地区森林葱郁,是ESV高—高聚集地。盆地地区城市密集,是主要的低—低聚集区域。【结论】林地与水域是ESV增值的主要支撑者。要因地制宜地在川西ESV高值聚集区域开展生态旅游,进一步提高生态效益;同时,在盆地ESV低值聚集区,加强耕地保护力度,提高城市空间利用率,推动土地利用结构朝着ESV增值和保值的方向发展。     

资源型城市耕地非农化及关联因子研究：以河北省邯郸市为例

【目的】以河北省邯郸市为例,研究资源型城市耕地资源的时空变化过程,为该区域土地资源合理利用提供理论依据。【方法】利用邯郸市1990、2000、2008年遥感影像、耕地调查资料及社会经济统计数据,分析邯郸市耕地非农化的时空变化特征,并利用转移矩阵进一步探讨邯郸市耕地与其他土地利用类型之间的转化关系;最后通过灰色关联分析,探讨2000-2010年来邯郸市耕地非农化的影响因素。【结果】1990-2010年,邯郸市耕地非农化面积在时间上呈现一定的波动性,在空间上表现出很强的地域性,城市中心耕地非农化程度最高,耕地非农化程度从市中心向外呈现先增加后降低的趋势,先后出现耕地缓慢非农化区、耕地增长区;转移矩阵分析表明,耕地转出量大于转入量,耕地面积呈减少趋势;最后经过灰色关联分析得出,人口因素、农民人均收入水平、科技水平、第三产业是影响2000-2010年邯郸市耕地非农化的主要因素。【结论】资源型城市耕地非农化问题日益严重,促进其耕地资源合理非农化,对保障该区域经济健康发展和社会稳定有重要意义。     

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。     

塔里木河上游典型绿洲土地利用时空格局分析

【目的】分析塔里木河上游典型绿洲土地利用类型的分布特征,为塔里木河上游合理规划绿洲土地资源利用、促进区域可持续发展及生态环境保护提供科学依据,同时也为全球变化及陆表过程模拟提供有价值的小尺度空间信息数据。【方法】基于RS和GIS技术,以位于塔里木河上游的阿克苏绿洲为研究对象,以1990,2002,2008,2017年4期遥感影像为数据源,系统分析了研究区4个时期6种土地利用类型的变化及其景观格局演变。【结果】1990-2017年阿克苏绿洲耕地和建设用地面积逐年增加,草地和未利用地面积逐年递减,林地面积呈先减少后增加趋势,水域面积呈先增加后减少趋势。土地利用类型单一动态度由大到小依次为建设用地耕地林地未利用地水域草地。1990-2017年,研究区土地利用类型均呈现不同程度的相互转化,其中耕地面积增幅最大,且主要由林地和草地转化而来;建设用地增幅次之,主要由未利用地转化而来。通过空间重心转移分析发现,重心迁移距离依次为耕地、林地、未利用地、草地、建设用地、水域。1990-2017年,阿克苏绿洲斑块个数、斑块密度、边缘密度、景观形状指数、蔓延度指数、香农均匀度指数总体呈下降趋势;聚合度指数、最大斑块指数、香农多样性指数总体则呈上升趋势。【结论】1990-2017年阿克苏绿洲耕地和建设用地面积呈增加趋势,其中耕地面积增幅最大且重心迁移距离最大,其他土地利用类型趋势与之相反;总体而言阿克苏绿洲景观格局的破碎化程度降低。     

基于CA-Markov模型的石河子垦区土地利用变化及预测

【目的】研究新疆石河子垦区绿洲人工化进程中土地利用时空演变规律以及驱动机制。【方法】以1990年、2000年、2010年和2020年的TM/ETM影像为基础数据,运用RS和GIS技术分析近30年垦区土地利用时空变化特征,利用CA-Markov模型和土地利用重心迁移模型,模拟预测2030年和2040年研究区的土地利用/覆被格局。【结果】(1)1990-2020年石河子垦区土地利用/覆被格局以未利用地为主,占总面积的41.18%以上,呈小幅波动变化状态;(2) 林地的重心迁移最显著,由北向南迁移了0.6°,耕地动态度变化最活跃,30年间平均每年增加2.72%,林地次之;(3) Kappa系数的一致性检验结果均高于80.36%。【结论】CA-Markov模型可信度较高,适合石河子垦区土地利用/覆被变化及空间格局预测。     

梅州市土地利用变化及生态环境效应分析

【目的】分析1999-2008年广东省梅州市土地利用变化情况及其生态环境效应,为梅州市土地资源可持续利用提供科学依据。【方法】运用土地利用结构变化、土地利用程度变化和土地利用多样化指数对梅州市土地利用变化进行分析,运用区域生态环境质量指数和生态环境变化强度指数对梅州市土地利用变化所产生的生态效应进行分析。【结果】梅州市土地利用以农用地为主,其中林地所占比例最大（＞70%）,建设用地的增加主要是居民点及工矿用地的增加;梅州市土地利用程度变化量和土地利用程度变化率分别为-0.64和-0.29%,土地利用类型多样化指数呈现明显的空间差异,并与梅州市经济和地形地貌的空间差异保持良好的一致性;梅州市生态环境质量指数从1999年的0.570上升到2008年的0.595。【结论】1999-2008年梅州市土地利用以农用地为主,土地利用的空间差异明显,土地利用正处于调整期,生态环境质量指数总体呈现上升趋势。     

基于能值分析的甘肃省耕地可持续利用时空分异研究

【目的】研究甘肃省耕地可持续利用的时间变化规律和空间分异特征,为甘肃土地利用总体规划及区域可持续发展提供决策依据。【方法】利用2005-2011年甘肃省及县(区)土地利用变更资料和社会经济资料,采用能值分析方法,在构建耕地可持续利用评价指标体系基础上,对2005-2010年甘肃省以及2010年甘肃省各县(区)的耕地生态经济系统进行可持续利用评价;在Geoda和Arcgis软件支持下,对甘肃省各县(区)耕地可持续利用综合指数空间格局进行分析,对耕地利用分区,探讨耕地可持续利用的空间分异特征。【结果】2005-2010年甘肃省耕地可持续利用呈波动性发展,其中生产稳定性指数、经济可行性指数、社会接受性指数总体提高,但生态合理性指数总体降低。2010年甘肃省各县(区)耕地可持续利用综合指数总体较低,且县(区)耕地可持续利用综合指数差异明显,将甘肃省划分为河西区、陇东区、陇南区、甘南区、陇西区5个耕地利用区,耕地可持续利用综合指数依次降低。【结论】时间和空间变化特征都说明甘肃省耕地的可持续利用主要受生态合理性限制,为提高耕地可持续利用,必须提高耕地自身质量等级,改善耕地外部环境,促进耕地生态经济系统由能值密集型向能值安全高效型转变。     

人类活动对渭干—库车河流域土地利用变化的影响

【目的】以渭干-库车河流域为研究靶区,探究人类活动对土地利用变化造成的影响,为干旱区土地资源利用与可持续发展提供科学依据。【方法】结合1990、2000和2014年TM遥感影像数据进行解译,研究流域内各土地利用时空格局的变化,通过主成分分析法和重心迁移模型,进一步分析人类活动对土地利用变化产生的影响。【结果】1990-2014年期间耕地和草地变化显著,耕地面积共增加1755.87 km~2,草地面积以每年255.70 km~2速度减少,耕地和草地动态度分别为3.23%和-1.64%,土地利用综合指数总体呈下降趋势;影响研究区土地利用变化的主要因素是人口和经济,25年来,人口重心累计迁移15.85 km,重心由西北向东南方向迁移,经济重心则是自西南向东北方向迁移。【结论】在当今社会经济的快速发展下,人类活动会对土地利用造成影响,人类活动强度的增大会导致耕地扩张和草地锐减,甚至退化,从而加深人地关系之间的矛盾,引发生态环境问题。     

典型内陆盆地生态系统服务价值对土地利用变化的响应

[目的]研究塔里木河流域1990～2018年间土地利用变化下生态系统服务价值时空演变趋势,为干旱区土地资源的可持续发展提供科学依据.[方法]基于1990、2000、2010和2018年4期Landsat TM遥感影像,提取土地利用数据并采用修正后生态系统服务价值系数、空间相关性分析等方法,以典型内陆盆地塔里木河流域为研...     

奎屯河流域土地利用/覆被及生态系统服务功能变化

[目的]分析25年来奎屯河流域土地利用/覆被与生态系统服务功能的变化,以期为该区域资源管理和生态经济协调发展提供理论基础.[方法]在3S技术的支持下,以1975年和2000年的TM 图像解译数据为基础,采用谢高地的评价方法分析了25年来奎屯河流域土地利用/覆被与生态系统服务功能的变化特征.[结果]1975～2000年,奎屯河流域耕地、城乡建设用地、盐碱地和沙地有所增加,其他林地、草地、水域和沼泽的面积均减少;区域生态系统服务功能从1975年的3 108.68×106元减少到2000年的2 953.91×106元,减少量为154.77×106元,减少率为4.98;;[结论]生态系统服务价值降低说明该区域生态环境趋于恶化,将来区域发展必须加强生态环境保护力度.     

基于自组织特征映射神经网络的中国耕地生产力分区

【目的】耕地生产力的高低直接关系到国家粮食安全,科学分析不同区域耕地生产力构成要素及其影响机制、摸清耕地资源状况,对于把握耕地资源利用的科学决策、实现耕地产能提升,特别是支撑省域土地整治以及高标准基本农田划定、保障国家粮食安全战略具有重要意义。【方法】基于中国31个省（自治区/直辖市）的土壤肥力、气候条件、地形地貌等自然条件及经济投入、效益反馈等社会统计数据,建立构成自然要素及社会经济要素的指标体系。根据粮食作物单产对耕地生产力分级,并结合以往区划确定耕地生产力区。在深入剖析耕地生产力与其构成素要素之间的复杂、高维、非线性关系基础上,采用自组织特征映射神经网络模型,通过U-矩阵面板以及变量位面对评价单元耕地生产力6个自然要素、5个社会经济要素构成的高维复杂数据进行可视化和空间聚类,识别不同空间格局下耕地生产力的差异性和相似性,直观反映耕地生产力构成要素变化的敏感分布区域,并基于耕地压力指数校正。最后,将聚类结果与耕地生产力分级结果叠加,并结合综合性、相对一致性、区域共轭性、行政单元完整性等原则进行适当调节,确定耕地生产力亚区。【结果】不同省域的土壤肥力、气候条件、地形地貌及经济投入、效益反馈方面有显著的空间差异性和发展的非均衡性,进而将自然要素、社会经济要素均聚为6类。以此为依据,将中国耕地生产力划分为10个耕地生产力区、24个亚区,其中耕地生产力区包括东北平原区、华北平原-丘陵区、黄土高原区、四川盆地、长江中下游平原区、华南丘陵区、云贵高原区、内蒙古高原区、西北内陆区、青藏高原区。耕地生产力亚区是根据自然要素、社会经济要素的可视化特征和空间聚类结果对耕地生产力区的区域优势及限制因素的细化及简要说明,并基于耕地压力指数校正,最终建立起中国耕地生产力分区系统。【结论】分区综合考虑了由自然要素、社会经济要素及耕地压力指数共同构成的区域耕地生产力主导因素及关键问题,分区系统与客观实际相吻合,表明自组织特征映射神经网络模型是一种耕地生产力要素分区与敏感区域识别的科学有效方法,通过空间可视化与要素聚类分析,揭示了不同区域的耕地生产力现有优势、限制因素。     

1978~2018年喀什地区土地利用及其生态服务价值变化

【目的】 研究土地利用变化背景下生态系统服务功能改变对干旱区生态建设与区域可持续发展的影响,为新疆喀什地区土地利用规划提供依据和参考。【方法】 以1978、1988、1998、2008和2018年5期的土地利用遥感解译数据为基础,采用我国陆地生态系统服务价值测算方法,估算新疆喀什地区1978~2018年41a间各土地类型变化及其生态系统服务产生的影响。【结果】 (1)41a间,耕地、林地、湿地、建设用地和沙地面积扩大,而草地、水域、未利用地和盐碱地面积缩小;(2)41a间喀什地区总生态系统服务价值呈“减少—增加—减少”的变化趋势,呈现减少趋势。总生态系统服务价值从1978年的593.23×10⁸元减少到1988年的585.06×10⁸元,在1998年增加到592.89×10⁸元,而到2018年的生态服务价值又减少到552.70×10⁸元;(3)水源涵养和废物处理功能的价值贡献最大,而食物生产和原材料的价值贡献最小,新疆喀什地区生态服务功能属于调节性功能;(4)41a间,新疆喀什地区各土地类型各年份的生态系统服务价值敏感性指数均小于1,新疆喀什地区总生态系统服务价值对其价值系数缺乏弹性。【结论】 近41a来喀什地区土地利用变化与社会经济建设活动相吻合,引用生态服务价值系数运用于喀什地区土地利用变化对其生态系统服务功能变化的研究,有助于定量的分析喀什地区土地利用结构变化的生态效应。     

库尔勒市城市化与土地利用变化关联性分析

[目的]以城市化发展与土地利用结构之间的相关分析为基础,探讨库尔勒市城市化水平的提高对该市土地利用变化的影响.[方法]利用1996～2007年库尔勒市土地利用现状年度变更调查数据、国土资源综合统计资料和库尔勒市市志等为数据来源,在统计软件SPSS的支持下,采用土地利用变化速率及土地利用动态度等模型,利用主成分和多元回归分析方法,对库尔勒市12年间的土地利用变化及城市化与土地利用结构变化之间的关系进行了分析.[结果]随着城市的快速发展,农业用地总面积整体上增加,其中耕地面积增加较多,12年增加了17 577.81 hm2;园地增长速度最快,2007年比1996年增加了24 142.72 hm2;林地略有增加(7 376.2 hm2);牧草地基本稳定;居民点及工矿用地始终呈上升趋势,12年累计增加3 218.27 hm2.[结论]经济的快速发展、城市化水平的提高是促进其土地利用变化的主要因素.     

基于RS与GIS石河子垦区土地动态变化分析

[目的]研究石河子垦区近年来土地动态变化,为该地区生态环境保护提供依据.[方法]以土地资源调查数据为基础,利用遥感和地理信息系统相结合方法,采用各类指数模型方法,研究石河子垦区近5a土地利用类型的数量变化、空间变化特征以及各地类的转移情况.[结果]石河子垦区近5a来各类土地利用类型增减变化较大,耕地变化较快,园林地、建设用地、水域呈增长趋势,草地、未利用地面积减少.[结论]影响石河子垦区土地利用变化的主要驱动因素是近几年降水增多的自然因素和经济快速发展、政府决策等社会因素.     

基于马尔科夫模型的石河子垦区土地利用动态变化研究

【目的】研究石河子垦区近年来土地动态变化,为该地区生态环境保护提供依据。【方法】以遥感数据、土地资源调查数据为基础,基于马尔科夫模型,研究石河子垦区土地利用动态变化。【结果】2010年后土地利用变化的趋势是草地和未利用地减少明显,其中未利用地减少幅度仍为最大;耕地、建设用地逐年增加,其中耕地的增长幅度最大,建设用地变化速度缓慢;其他土地面积均有所增加,只是增幅也较缓慢。【结论】影响石河子垦区土地利用变化的主要驱动因素是经济快速发展和政府决策等社会因素。     

阿勒泰市耕地资源动态变化及驱动力分析

[目的]通过对1995～2009年阿勒泰市耕地数量和质量变化的探究,分析耕地数量变化的驱动力因子,为合理利用、因地制宜管理耕地资源提供依据.[方法]用灰色关联度分析方法对影响耕地数量变化的因素进行了探索性研究.[结果]阿勒泰市近15年耕地数量呈波动变化态势,影响耕地数量变化的因素主要是经济和社会因素.[结论]综合分析影响耕地数量变化的社会、经济因素,工业建设投资、农业建设投资、农业总产值以及城市化水平是影响耕地数量变化的主要驱动力.