京郊西北地区农地利用与景观格局时空特征

运用遥感与地理信息系统技术,对三年Landsat TM多光谱遥感图像（1989年、1996年、2005年）进行解译判读,获取京郊西北地区各土地利用类型数据。运用土地利用程度时空演变模型、土地利用动态度模型、土地利用重心模型和景观生态学方法,对研究区1989～2005年间农用地利用及景观格局变化进行了分析。结果表明：农用地频繁流转,以耕地流失最为显著,去向主要为城市及建设用地,林地面积增加缓慢,沙荒地向林地转移明显;农用地各类型的新增速率远小于同期的转移速率,而城市及建设用地则相反;1989～1996年间研究区的综合土地利用动态变化率较1996～2005年间的大,变化集中表现在西北城郊过渡区域,城镇用地扩张导致耕地的利用重心不断向西偏南方向转移;研究区农用地景观破碎化程度在增加,各景观类型的平均斑块形状趋于分散和简单,景观多样性、景观均匀度呈现增加趋势,而景观优势度在逐渐减小。以利用农业用地为鲜明特征的城市化过程是影响北京西北地区景观格局演变的直接因素,城市及建设用地的不断扩张使得林地、耕地斑块的平均面积逐渐变小,景观格局连通性降低。     

土壤侵蚀动态监测中的高分辨率影像土地利用解译精度分析

土壤侵蚀与土地利用有很大的相关性,土地利用直接影响土壤侵蚀的形式、空间分布和强度。高分辨率遥感影像是土地利用状况调查的主要信息源,是准确掌握土壤侵蚀动态的基础和前提。为进一步提高高分影像解译土地利用类型的判读正确率,全面支撑县域土壤侵蚀动态监测和水土保持规划,以河北省怀来县为例,基于高分影像解译和野外抽样调查获取的土地利用信息,将野外抽样调查所得的土地利用结果作为真值,从整个县域和抽样调查单元2个层面,通过土地利用变化转移矩阵,对比分析了遥感普查所得土地利用的类型、面积和分布等。结果表明:1)除园地和灌木林地比例相差较大之外,其他土地利用比例相当,因此遥感普查与野外抽样调查2种方法所得的土地利用结构具有较好的一致性;2)遥感普查土地利用的耕地、园地和草地精度较高,分别为85.3%、91%和89%,林地次之,为78.6%,灌木林地和其他土地再次之,分别为68.2%和64.2%;3)遥感普查灌木林地的解译正确率偏低,只有68.2%,是由于灌木林地和草地容易混淆导致误判,灌木林地误判为草地的比例高达30.5%。2种方法都可以作为获取土地利用信息的可靠手段,而且高分遥感影像在大比例尺水土流失调查与制图中具有较高的使用价值,灌木林地和草地二者之间的误判还需在解译时多加注意,可从纹理与明暗的分析,野外实地调查的增加和影像处理技术等方面提高其判读正确率。本文的研究方法及其结果,为提高土地利用高分遥感影像解译精度提供了定量的依据,为土地利用信息获取提供了可参考的技术路线与方法,对县域土壤侵蚀动态监测和水土保持规划具有重要意义。     

50年来黄土高塬沟壑区典型小流域土地利用动态变化及其驱动力分析

 以经过50多年水土流失综合治理的黄土高塬沟壑区西峰杨家沟小流域为研究对象,通过遥感影像解译并结合实地调查还原的6期土地利用图,根据土地利用面积变化及土地利用转移概率矩阵,对杨家沟小流域50多年来的土地利用动态变化进行分析。结果表明:1)杨家沟小流域1954—2008年土地利用变化总的趋势是林地面积大幅增加,未利用地面积大幅减少,牧草地、园地、居民点及工矿用地也有不同程度的增加;2)土地利用变化的主要方向为未利用地向林地转化,耕地、牧草地、居民点及工矿用地面积的增加也主要来自未利用地的开发利用,园地主要由耕地转化而来;3)政策变动、经济发展及人口增长在土地利用变化中起了重要的驱动作用。     

FLUS-CSLE模型预测黄土高原典型流域不同土地利用变化情景土壤侵蚀

流域土壤侵蚀预测对于了解未来土壤侵蚀发展趋势,制定未来水土保持治理策略具有重要意义。为了提出一种适用于黄土高原地区的易于评估未来不同土地利用管理策略的土壤侵蚀预测方法,该研究基于地形、降雨、土壤、遥感影像数据,完成韭园沟流域2010-2020年的土地利用空间分布解译,并计算历史时期（2010-2020）的土壤侵蚀模数,基于未来土地利用模拟（Future Land Use Simulation,FLUS）模型完成流域2025年土地利用分布状况预测,以此为基础获得未来植被覆盖措施因子和耕作措施因子,结合CSLE模型预测2025年自然发展、经济增长、生态保护3种不同土地利用变化情景下土壤侵蚀状况。结果表明：1）韭园沟流域土地利用类型主要为草地（面积占比62.23%）和林地（28.41%）,其次是耕地、建筑物和水体,在2010-2020年期间土地利用空间分布格局经历了较大变化,林、草地面积增加8.36%,耕地面积减少30.3%。2）流域2010、2015、2020年这3 a间土壤侵蚀模数平均值分别为19.49、15.83、20.7 t/(hm2·a),整体呈现先降低后增加的趋势,不同土地利用类型的土壤侵蚀模数由大到小为耕地（40.56 t/(hm2·a)）、草地（18.79 t/(hm2·a)）、建设用地（10.25 t/(hm2·a)）、林地（8.02 t/(hm2·a)）。3）在积极的生态保护情景下,2025年林、草地面积较自然发展情景基本持平但林地面积比例有所增加,较经济增长情景林、草地面积增加5.06%,耕地面积较自然发展情景增加1.20%,较经济增长情景减少14.73%。4）2025年流域自然发展、经济增长、生态保护情景下土壤侵蚀模数分别为24.3、22.9、18.3 t/(hm2·a)。采取积极的生态保护情景发展模式,建设用地面积适度扩张可以兼顾生态保护和经济发展的需要。该研究为流域未来的土地利用规划以及水土保持治理提供参考。     

白洋淀近20年土地利用变化及其对水质的影响

土地利用变化对明晰和诊断人类活动对湖泊水环境的影响具有重要意义。本文以白洋淀为研究对象,综合运用遥感影像解译、马尔柯夫转移矩阵和相关性分析的方法,揭示了白洋淀1987—2007年的土地利用变化规律,探讨了土地利用变化对白洋淀水质的影响。结果表明：白洋淀土地利用类型以苇地、耕地和水域为主,占总面积比例分别为45.66%~52.62%,17.92%~29.82%和11.31%~18.52%;1987~1999年间耕地向苇地和水域转变,转移概率分别为12.84%和7.2%;1999—2007年间水域转化为耕地和林地,转移概率分别为12.76%和6.37%,苇地转化为耕地和建筑用地,转移概率分别为3.03%和2.31%;1987—2007年间干草地和水域的面积分别减少24.06 km2和19.92 km2,耕地、建筑用地和苇地的面积分别增加20.98 km2、9.94 km2和9.67 km2,变化趋势主要是由干草地和水域向耕地、建筑用地和苇地的转变;除干草地与BOD5的相关系数为-0.711,P=0.048外,其他各土地利用类型与水质指标的相关性均不显著。该研究为在流域尺度下揭示土地利用空间格局变化对白洋淀水环境的影响奠定基础,并为制定该流域水环境管理措施提供科学依据。     

基于马尔柯夫模型的漾濞江流域土地利用变化预测

为了掌握漾濞江流域土地利用的演变趋势,优化土地利用结构,实现土地的可持续利用,在遥感和地理信息系统技术的支持下,利用1990年和2001年的遥感影像作为信息源,获取漾濞江流域土地利用类型数据,结合马尔柯夫模型确定相应的转移概率矩阵,据此分析土地利用各类型间的相互转化情况,并应用马尔柯夫模型和单一土地利用动态度对土地利用的演变趋势进行分析。结果表明:土地利用类型之间的相互转化突出表现为耕地、林地、草地之间的相互转化以及耕地向城乡工矿居民用地的转化;林地面积将趋于稳定,仍为研究区的主要土地利用类型,耕地、草地面积继续减少,水域、城乡工矿居民用地面积稳步增加;必须采取有效措施,解决好耕地保护和城乡发展之间的矛盾,实现当地的可持续发展。     

台兰河绿洲灌区土地利用变化与水资源动态研究

基于2000年和2005年的遥感影像,利用RS,GIS及景观生态学方法,对台兰河绿洲灌区2000-2005年的土地利用进行监测,并分析了不同时期台兰河绿洲灌区水资源开发利用程度.对研究区土地利用与水资源动态变化关系进行了分析.结果表明,2000-2005年耕地面积和水域面积年均增加分别为3 603.8 hm2和151.4 hm2;绿洲林地和草地大面积减少,减少量分别为2 247.07 hm2和14 325.9 hm2,相应地绿地面积减少了165 72.97 hm2;草地和林地等生态用地的减少是灌区耕地增加的主要来源,转移比例分别为13.97%和5.93%.地表来水量不断减少的情况下,灌区地下水开采量从1989年的5.91×106m3增加到2003年的1.39×107m3,灌溉面积和机井数量不断增大,地下水开采强度日益增加,地下水水位呈日益下降的趋势.农业用水所占比例过大,生态用水逐渐缩减.     

近20年厦门市土地利用动态变化及预测

基于RS与GIS技术,提取1994,2000,2006和2013年4期遥感影像土地利用信息,利用土地利用转移矩阵、动态度模型、概率转移矩阵及马尔可夫模型,研究了近20 a厦门市土地利用动态变化特征,并预测其未来10 a的土地利用变化趋势。结果表明,近20 a厦门市土地利用变化速度前期较快,后期趋缓,变化面积高达46.75%;土地利用变化的总体特征与建设海峡西岸经济区龙头及加强海洋经济的城市发展战略相符;建设用地变化仍为该区域未来10 a土地利用变化的主导类型,需加强对耕地和林地的保护以促进土地利用可持续性发展。     

基于加权马尔可夫模型的土地利用预测——以徐州市为例

以正在进行功能转型的徐州市区为研究对象,通过遥感影像解译将该区域内土地分为水体、林地、建设用地、农田、未利用地5种用地类型,并计算了2001年、2005年和2008年的转移矩阵概率,利用加权马尔可夫方法预测徐州市未来9年内的土地利用变化。研究结果表明:徐州市在2009—2017年内,建设用地将增加7.363km2,水体和林地略有上升,耕地面积持续减少9.61km2;采用加权马尔可夫链进行修正,能提高预测结果的准确性。     

贵州省耕地质量时空格局及变化趋势分析

为深化对贵州省耕地质量空间格局及变化趋势的认识,合理制定省级耕地质量保护制度及决策提供依据,基于1989年、1995年、2000年3期贵州省土地利用规划条件下的耕地数据,定量分析了耕地质量时空变化规律及发展趋势,组合耕地模糊优选模型与理想点法构建评价模型评价了各年的耕地质量,并运用CA-Markov模型和GIS空间分析技术模拟了贵州省2020年耕地空间分布状况。结果表明:（1）贵州省6类土地利用类型间均有相互转移,耕地转移为其他的土地利用类型中63.6%仍然为农业用地,如林地、草地,土地利用性质变化不大;（2）其他土地利用类型均有向耕地转移的趋势,转移的面积以耕地为主,且转移面积大于耕地转移出去的面积,耕地面积保有量在逐渐上升;（3）贵州省耕地所处环境在不断的优化中,优质耕地资源得到了有效保护和利用,优等地的面积有逐渐扩大的趋势;（4）预测得到的2020年贵州省耕地优等地、高等地、中等地、低等地的面积占总耕地面积的比例分别为46.9%,42.2%,10.8%,0.1%,其中优等地主要集中于水系较为发达和农业资源丰富的地区。     

黄淮海平原城镇化对耕地变化影响的差异性分析

为了有效保护耕地资源,该文通过研究城镇化进程与耕地变化的内在联系,揭示不同城镇化进程的差异化规律。采用土地利用变化分析方法,对黄淮海平原1997-2008年城镇化进程中耕地的数量和质量变化进行分析;选取4类城镇化指标（人口城镇化指标、空间城镇化指标、经济城镇化指标、生活方式城镇化指标）,构建城镇化对耕地变化的驱动力模型;运用主成分分析法和多元回归模型,对研究区城镇化进程中耕地变化的差异性特点进行分析。研究结果表明,人口城镇化驱动因子、空间城镇化驱动因子对研究区影响显著,而经济城镇化驱动因子和生活方式城镇化驱动因子因各研究区域所处城镇化阶段和发展特点而呈现不同规律。该文以数据分析和实证对比为中国城镇化的可持续发展提供政策建议：城镇化的发展完全可以适时适度推进,避免大量占用耕地牺牲粮食安全和生态环境;产业拉动、用地集约、环境友好的新型城镇化发展模式是城镇化健康发展的明智选择;城镇化的发展应与产业政策和产业规划紧密衔接,通过优化用地布局,既发展经济又保护耕地和生态环境,从而真正促进城镇化的和谐发展。     

县域耕地后备资源与规划期内数量质量并重的占补平衡分析

耕地后备资源是耕地的重要补充来源,在耕地占补平衡中具有重要作用,但在补充耕地能力上长期存在偏主观、重数量等情况。利用国土部新一轮耕地后备资源调查评价试点县成果,在新增耕地系数和等级折算系数的基础上提出了耕地数量与耕地数量质量并重的平衡测算方法,分析县域规划期内实现耕地占补平衡的能力。以湖南省沅江市为例,测算至2020年实现数量平衡和数量质量平衡需开发的耕地后备资源面积。结果显示,满足耕地数量平衡需开发耕地后备资源面积为1 083.37 hm2;满足数量质量并重平衡,最低需开发耕地后备资源面积1 083.37 hm2,最高需开发1 351.65 hm2。通过测算,沅江市耕地后备资源开发可满足县域耕地占补数量、质量平衡的需要,但存在较大压力,尤以数量质量并重平衡为甚。因此,明晰县域耕地后备资源补充耕地的能力有利于合理安排新增建设项目,确保实现土地利用总体规划保护耕地的目标。     

基于多智能体的土地利用变化模拟

建立土地利用变化模型,模拟多种情景下的土地利用变化过程,能够为科学的土地利用决策提供辅助支持。以常州市新北区为研究区,从政策特征因子、全局特征因子和空间特征因子3个方面构建土地利用情景特征因子体系;运用多智能体建模方法构建基于主体的土地利用情景模拟模型;设定快、中、慢3种经济社会发展条件下的土地利用情景(I、II、III),模拟研究区2006-2020年土地利用变化。结果表明:3种土地利用类型的空间全局拟合度都相对较高,城镇用地、农村居民点用地和耕地的空间全局拟合度分别为78.45%、99.85%、98.35%;空间变化拟合度较低,分别为55.18%、0.02%、69.11%。在3种土地利用情景下,城镇用地增加面积分别为3788.44、2922.83和2114.64hm2,农村居民点用地减少面积分别为1106.60、858.61和592.35hm2,耕地减少面积分别为5378.72、4817.03和4238.97hm2。说明情景I下城镇化速度较快,城乡用地转换明显,农村居民点整治力度较大;情景II下城镇用地空间扩张和人口增长都减缓速度,耕地资源的流失得到一定程度控制;情景III下城乡用地变化速度显著放缓,耕地资源流失得到有效控制。     

快速城镇化地区的耕地撂荒空间格局、影响机理与治理路径

揭示快速城镇化地区耕地撂荒的空间格局特征和影响机理对保障中国城镇化和工业化进程下的国家粮食安全和社会稳定具有重要意义。该研究通过构建快速城镇化地区耕地撂荒影响机理的理论框架,以溧阳市为研究区,实证分析其耕地撂荒的程度、空间格局等特征,并探究其影响机理与治理路径。结果表明：1）2019年溧阳市耕地撂荒面积1 344.48 hm2,撂荒率为3.03%,各村撂荒率介于0.01%～54.26%,快速城镇化地区的耕地撂荒现象普遍存在。2）溧阳撂荒高密度区主要聚集在工业、商业和旅游业等发展水平高和旱地比例高的区域,快速城镇化地区耕地撂荒在空间上具有一定的集聚和带动效应。3） 快速城镇化地区的乡村非农产业发展和劳动力流失加剧了耕地撂荒程度;而高比例水田、道路密度等基础条件和土地流转、基本农田保护政策能有效抑制耕地撂荒。快速城镇化地区的耕地撂荒应引起决策部门的重视,未来一方面应该继续推进土地整治工程,吸引农业资本下乡,创新\     

基于组合模型的安徽省城镇化演进对耕地影响前景研究

[目的]探索安徽省城镇化演进对耕地影响的前景,为管理层制定协调城镇化发展与耕地保护政策提供依据。[方法]运用LMDI分解模型对城镇化进程引致的耕地面积减少份额进行了计算;借助SPSS分析软件,采用最佳拟合优度曲线估计方法,对城镇化与耕地变化间耦合函数关系进行了考察;基于Logistic模型对城镇化演进趋势进行了预测;依据城镇化与耕地耦合关系及城镇化演进趋势,测算了城镇化发展对耕地影响的前景。[结果]1996—2011年,安徽省城镇化进程引致耕地面积年均减少1 097.87hm2,人口城镇化率每提升1个百分点,耕地面积减少795.20hm2;城镇化与耕地变化间以二次曲线拟合最优;安徽省2020,2030年人口城镇化率分别达到58.44%,68.25%;2020年前,城镇化发展将导致耕地年均减少3 804.94hm2,城镇化水平每提升1个百分点,将导致耕地减少2 549.37hm2,2021—2030年,城镇化演进将导致耕地年均减少11 179.42hm2;城镇化水平每提升1个百分点,将导致耕地减少11 395.94hm2。[结论]未来城镇化演进对耕地的影响将日趋激烈,耕地保护与生态安徽建设将面临较大挑战。     

人口和经济增长对耕地资源影响的计量分析

在对贵州省毕节地区耕地面积、城镇化率、区域经济增长趋势变化分析的基础上,运用多元回归分析,探讨耕地面积与固定资产投资额、工业生产总值及城镇化率之间关系。结果表明,该区耕地面积从1988年的4.02×105hm2下降到2008年的3.65×105hm2,年平均递减率为0.48%。人均耕地面积由1988年的0.069 hm2下降到了2008年的0.047 hm2,年均递减率为1.90%;固定资产投资、工业发展、城镇化率对耕地面积的减少都有显著影响,弹性系数分别为-0.030,-0.002和-0.046,其中人口城镇化对耕地面积减少的影响最大。20 a间毕节地区城镇化的发展导致耕地非农化的产生,仍然是以牺牲耕地资源为代价,城市土地的集约节约利用水平有待提高。     

基于CA-Markov模型的乌江下游地区土地利用变化情景分析

以乌江下游的涪陵等6个区县为研究区,基于1995年、2005年、2015年的Landsat影像解译数据,综合运用GIS空间分析技术、CA-Markov模型和MCE模型,实现研究区土地利用时空格局模拟。结合情景分析方法,探讨在"快速城镇化情景"、"现状延续情景"和"生态保护情景"三种模式下研究区2020年、2035年、2050年的土地利用格局。结果表明:(1)在"快速城镇化情景"下,建设用地急剧扩张,35年间其面积增加了一倍,达到1 390.46km2,且主要来源为耕地,约占转出耕地面积的一半;林地增长十分缓慢,草地和未利用地持续减少,到2050年分别减少了186.58km~2和69.40km~2,未利用地减少了一半。(2)在"现状延续情景"下,建设用地增长仍然较快,2050年增加了347.92km~2,增幅达37.92%;耕地减幅有所下降,林地增加也比"快速城镇化情景"要快,但草地和未利用地仍在持续减少,35年间分别减少了25.9%和44.3%。(3)在"生态保护情景"下,林地、草地、未利用地等生态用地不断恢复和增加,到2050年,生态用地总面积占研究区的64%;建设用地无序扩张得到限制,到2050年其总面积为1 171.42km~2,比同期"快速城镇化情景"减少了219.04km~2;耕地虽有减少,但逐渐趋于平衡,始终保持在6 000km~2以上。因此,"生态保护情景"是研究区未来经济、社会和环境协调发展较为理想的模式。研究结果可为该地区土地规划、区域可持续发展提供科学参考。     

黔西北喀斯特区域土地利用/覆盖变化对土壤侵蚀的影响

利用黔西北地区1974,1992和2008年共3期遥感影像解译的土地利用图,结合修正的通用土壤流失方程,分析和模拟了该区土地利用/覆盖变化前后的土壤侵蚀状况,以及主要地类转化类型的土壤侵蚀效应。结果表明,黔西北地区土地利用结构变化显著,1974—2008年灌木林和旱地面积变化剧烈,且呈现相反的变化趋势。1974—1992年,随旱地面积的显著增加,灌木林的显著减少,黔西北土壤侵蚀模数由29.55t/(hm2.a)上升到37.76t/(hm2.a),随旱地面积的显著减少,灌木林、有林地的显著增多,2008年下降到30.39t/(hm2.a);旱地和其他地类发生土壤侵蚀最为剧烈,大面积的灌木林转为旱地是1992年土壤侵蚀加剧的主要原因,而大面积的旱地转为灌木林和有林地使2008年土壤侵蚀状况显著改善,灌木林转为旱地仍是近期土壤侵蚀加剧的主要原因,应加强对灌木林的使用管理。     

北京市耕地后备资源开发适宜性评价

根据北京市自然、社会、经济资料及图件资料,在考虑各种影响耕地后备资源开发因素的基础上,结合GIS的空间分析功能,分别从自然适宜性和生态安全性角度构建了北京市耕地后备资源开发评价体系,通过对评价要素的空间叠加、计算,评价北京市耕地后备资源在不同条件下适宜性开发的面积和空间分布情况,并从经济可行性方面探讨北京市耕地后备资源开发的适宜性。结果表明：从自然适宜性评价上来看,北京市耕地后备资源能够开发的面积为 11 675.25 hm2,考虑生态安全因素后,适宜开发且不引起生态退化的耕地后备资源面积为11 221.14 hm2,如纳入经济可行性因素,北京市耕地后备资源全部不适宜开发。综合指数法与限制条件相结合的评价方法能够有效提高评价结果的合理性,评价结果可为北京市土地开发整理政策的制定提供理论参考依据。     

基于系统动力学模型的扬州市土地利用结构多情景模拟与实现

[目的]对江苏省扬州市未来土地利用结构进行多情景预测模拟,并探索不同情景下各目标土地利用结构的实现路径,为土地利用规划方案制定与管理提供科学依据。[方法]采用系统动力学(SD)模型模拟土地利用系统开展研究。[结果]在不同情景下几类主要用地差异明显,耕地面积在耕地保护情景下较高,而在生态保护与经济发展情景下耕地缓慢下降;城镇工矿用地与交通水利用地面积在3种情景下均获得稳定增长,但经济发展情景下的增长快于其他2个情景;林地面积在生态保护情景下出现大幅上升,在另外2个情景下则基本保持不变甚至小幅下降。结合各情景指标设定可得出,耕地保护情景下,除控制城镇扩张占用耕地外,还要加强未利用地开发与农村居民点整理以补充耕地;生态保护情景下,则需加强植树造林、保护好具有丰富生态服务价值的水域、滩涂用地。[结论]SD模型不仅可模拟不同情景下土地利用变化,还可将土地利用与社会经济系统之间的复杂非线性关系显化,有利于土地资源可持续利用调控。