干旱区内陆河流域人口统计数据的空间化——以黑河流域为例

人口数据对于全球、洲际、区域尺度的人与环境交互作用研究的重要性已经被广泛地认知。研究人口数据与环境的关系不仅要关心人口的数量,更要分析其空间分布。遥感和地理信息系统是人口统计数据实现空间化的有效工具。结合干旱区内陆河流域特征构建适合黑河流域农村和城市人口分布的模型:基于土地利用数据建立回归模型,模拟黑河流域农村人口的空间分布;利用城市边缘距离来表征城市多中心情形,将不规则的城市虚拟成同心圆分布的城市,并将Clark模型和加幂指数模型转换成基于城市边缘距离的形式来模拟研究区城市人口密度。基于以上方法最终获得黑河流域25m格网的人口空间分布结果和尺度上推后的1km格网数据。在乡镇级别对人口空间化结果进行精度验证,并与已有数据库(GPW1995、UNEP/GRID 1995、LandScan 2002和cn2000pop)估计的黑河流域人口数据进行比较,结果均表明本研究采用的方法和模型可以获得更高精度的流域人口空间分布数据。     

土地利用/覆被变化模型研究面临的几个问题

文中主要针对模型研究的土地利用/覆被变化类型、模型分析的尺度与层次、建模的理论框架和模型的精度检验这4个方面,对当前土地利用/覆被变化模型研究所面临的问题进行了深入探讨和分析。结果表明:1)土地利用/覆被变化包括转换和渐变两种主要类型,而且通常的土地利用/覆被变化大多属于渐变类型,但是目前的模型多是研究土地利用/覆被变化的转换过程,而对渐变过程的研究相对较少,因而应该加强对土地利用/覆被变化渐变过程的模拟与分析。2)土地利用/覆被变化是一个多尺度过程,模型研究应该探索包括经济学中的均衡分析和统计学中的多层次分析在内的多种建模方法,而不是局限于某一种方法,以便更加深入地认识不同尺度或层次之间的相互作用及反馈关系。3)土地利用/覆被变化具有很强的复杂性,应该对复杂的土地利用/覆被变化过程进行分解和集成,多视角地探索建模的理论框架。4)精度检验是模型研究的重要组成部分,应该构建多时间尺度与多空间尺度的土地利用/覆被变化模型,探讨在多个时间尺度和多个空间尺度上进行精度检验及不确定性分析的方法与技术。     

多尺度矿区植被生态系统恢复力定量测度研究框架

矿山开采破坏生态环境,引发植被损伤并导致植被群落发生演替。但是迄今为止,仍然缺乏定量描述矿区植被受损状态的科学方法。研究拟对恢复力及其理论在植被生态状况评价中的应用进行初步探索。论文简单回顾了恢复力的发展应用过程,指出了目前恢复力研究存在的不足。然后对矿区植被生态系统的概念、内涵进行了初步探讨,构建了多尺度矿区植被生态系统恢复力概念模型。在此基础上,依据替代性、敏感性、综合性、客观性原则遴选恢复力胁迫因子和诊断因子,构建了基于不同空间尺度和生态组织维度的矿区植被生态系统恢复力定量测度概念模型,并进一步提出问题导向的矿区植被生态系统恢复力定量测度研究框架。框架将基于器官、栅格层次的微观指标与基于系统、区域层次的宏观指标相结合,评价结果即可在宏观上为生态系统服务管理决策提供科学依据,又可在微观上为物种选择与培育管理提供参考。     

新疆库车县灌区土地盐渍化时空演变影响因子分析

为了定量研究土地盐渍化时空演变影响因子相对影响力的大小,以新疆库车县灌区为例,基于现阶段土地盐渍化研究成果,在3个不同的空间尺度下,分别提取8个土地盐渍化时空演变影响因子,应用灰色关联方法分析。结果表明:人类活动引起的土地覆盖/利用变化是主导因素,地形、地下水埋深、地下水矿化度在较小的空间尺度上起主导作用;土地覆盖/利用变化、水体、灌溉和排水渠系统在较大空间尺度上起主导作用;灌溉系统对土地盐渍化过程的影响大于排水系统;气候条件不是土地盐渍化发生演变的主要影响因子。     

土地利用结构与布局优化研究述评

土地利用结构优化与布局优化是土地利用规划工作的核心,文中对国内外有关土地利用结构优化与布局优化的研究进行述评,以阐明目前的研究现状及未来研究重点.研究结论是:对土地利用结构优化,现有研究已相对全面,但未来要加强对多目标决策技术、不确定优化等方面的研究;对土地利用布局优化,目前研究还没有形成体系,但至少包括了宏观的土地利用分区与微观空间优化配置两部分,未来应加强土地资源空间优化配置模型研究,以提高配置效率与水平,为规划支持系统服务;对于两者的关系,理论上布局优化决定着结构优化,但由于理想的布局优化不具有可操作性,因此现有文献大多是在一定土地利用数量约束下对各用地的空间布局进行优化.     

土地利用变化对农业旱灾影响研究进展与展望

土地利用是人类与自然联系的重要纽带,对自然灾害具有复杂影响。本文从土地利用的3个方面:土地利用格局、土地利用结构和土地利用水平梳理了土地系统与农业旱灾的关系,并总结了研究中常用的5种方法:空间叠加分析方法、统计分析方法、实验方法、作物模型方法和遥感方法的优缺点及实际应用;最后提出采用多尺度、多因子、多种方法相结合的综合定量分析方法是理解土地利用变化对农业旱灾复杂影响的有效手段,并展望提高土地利用数据精度,开发与完善区域作物模型以及整合区域社会经济指标,采用景观尺度上的情景建模,通过多目标的权衡与优化,从不同土地利用类型下的作物品种改良和利用作物模型及统计方法,从多尺度土地利用变化研究其农作物旱灾的关系,找到区域减灾与可持续发展并重的土地利用策略是未来研究的重点。     

基于克里金插值的耕地表层土壤有机质空间预测

基于环境变量与耕地表层土壤有机质的相关分析,分别采用普通克里金(OK)、逐步回归克里金(SWRK)和地理加权回归克里金(GWRK),对吉林省扶余市耕地表层土壤有机质进行了空间预测。结果表明:扶余市耕地表层土壤有机质分布存在中等空间自相关性,受资源开发、耕作方式等随机因素影响较小;受曲率和植被长势影响大,受一阶微观地形、复合宏观地形及汇流和沉积物运移影响小;在海拔高、植被少且土壤水分不足的阳面通风山丘区含量低;空间分布以西南部为低值中心向四周升高,高值区出现在东部边界。GWRK中环境变量参与了局部回归,其模拟精度最高且揭示了更多空间变化细节。本研究的结果可为较大空间尺度的耕地表层土壤有机质空间变异与预测研究提供可靠的方法借鉴。     

中国土地生态安全研究进展与展望

在剖析我国土地生态安全发展脉络的基础上,从概念、理论、研究尺度、指标体系与评价方法五个方面进行综述,阐明现有研究的主要规律、特点、不足及未来发展方向.结果表明:我国土地生态安全理论与方法的研究均表现出长足发展,但理论发展相对滞后;基于不同学科研究的侧重点有所差异,但目的具有高度的一致性;长期发展趋势变化主要体现在研究尺度、指标选取、评价方法及研究思路上.未来的研究可在理论的探讨与整合、评价指标权重与安全阀值的确定、研究对象的综合对比等方面进行深入研究,同时,应适时在土地资源安全整体框架下探讨土地生态安全问题,进行整体系统的评价.     

基于GIS的甘肃省土地利用程度高程模型构建

土地利用垂直分异规律是土地利用空间分异规律研究的重要内容之一,其定量研究可为模拟和预测土地利用程度变化提供理论基础和途径。以甘肃省土地利用程度垂直分异为研究对象,运用GIS空间分析技术对土地利用数据和数字高程模型(DEM)数据进行处理,结合数理统计分析方法构建了甘肃省土地利用程度高程模型。研究表明:甘肃省土地利用程度随高程变化呈现出4个趋势:1)海拔高度600～1120m之间,土地利用程度随海拔增高表现为线性递减趋势;2)在1130～3600m高度带内,土地利用程度呈先增后减趋势,且在2600m附近达到最大值;3)在3610～5530m高度带内,土地利用程度呈先减后增趋势,即土地利用程度与海拔高度呈"U"型关系,且在4550m附近达到最小值;4)在海拔高度5530m以上,土地利用类型单一且均为水域,因此土地利用程度保持不变。最后,结合各区域自然条件和经济发展水平对土地利用垂直分异规律成因进行了探讨,分析发现数量众多的未利用和难利用土地是导致土地利用程度整体较低和呈现不同垂直分异特征的主要原因。     

基于项目驱动的藉河流域土地利用时空变化动态分析

根据1997年、2001年和2005年三期TM影像资料,运用遥感非监督分类的方法提取土地利用信息.利用地理信息系统空间分析和数据统计的方法,分析藉河流域1997～2005年间土地利用数量变化和空间变化特征,研究该地区主要土地利用类型数量变化、空间变化以及在不同坡度的动态变化特征.结果表明:耕地、林地和草地三种主要土地利用类型占该研究区土地利用面积的97%以上,是该研究区主要的土地利用类型.以1997年为基数,到2001年和2005年耕地减少幅度分别为1.2%和11.1%,因此 1997～2001年的退耕程度小于2001～2005年;在不同坡度上,土地利用变化主要发生在5°～40°,而且在15°～25°之间变化最大.     

Processes and trends of the land use change in Aksu watershed in the central Asia from 1960 to 2008

Land use change (LUC) in trans-boundary watersheds is of great importance to environmental assessment. The Aksu River is the largest trans-boundary river crossing Kyrgyzstan and China,but there was little information on the LUC of the watershed. We quantitatively investigated the processes and trends of its LUC by using analytic models based on the land use data derived from the remote sensing images and topographic maps. The LUC was in the quasi-balanced status with a slight difference between the loss and the gain of the area for most land use types during the period of 1960-1990,whereas transferred to the unbalanced status with significant difference between the loss and gain of the area during the period of 1990-2008. At the same time,land conversion direction changed from two-way transition to one-way transition for the most land use types. The integrated rate of net change of land use during the period of 1990-2008 is 2.1 times of that during the period of 1960-1990. Information on the processes and trends of LUC is valuable for better understanding the environmental changes across the whole trans-boundary watershed,and helpful to decision-making management for Kyrgyzstan and China.     

Spatiotemporal evolution and prediction of habitat quality in Hohhot City of China based on the InVEST and CA-Markov models

With the acceleration of urbanization, changes in the urban ecological environment and landscape pattern have led to a series of prominent ecological environmental problems. In order to better coordinate the balanced relationship between city and ecological environment, we selected land use change data to evaluate the habitat quality in Hohhot City of China, which is of great practical significance for regional urban and economic development. Thus, the integrated valuation of ecosystem services and tradeoffs (InVEST) and Cellular Automata-Markov (CA-Markov) models were used to analyze, predict, and explore the Spatiotemporal evolution path and characteristics of urban land use, and forecast the typical evolution pattern of land use in 2030. The results showed that the land use types in Hohhot City changed significantly from 2000 to 2020, and the biggest change took place in cultivated land, grassland, shrub, and artificial surface. The decrease of cultivated land area and the increase of artificial surface area were the main impact trend of land use change. The average value of habitat quality had been decreasing continuously from 2000 to 2020, and the values of habitat degradation were 0.2605, 0.2494, and 0.2934 in 2000, 2010, and 2020, respectively, showing a decreasing trend. The decrease of habitat quality was caused by the needs of economic development and urban construction, as well as the impact of land occupation. During this evolution, many cultivated land and urban grassland had been converted into construction land. The simulated land use changes in 2030 are basically the same as those during 2000-2020, and the habitat quality will still be declining. The regional changes are influenced by the urban rapid development and industrial layout. These results can provide decision-making reference for regional urban planning and management as well as habitat quality evaluation.     

疏勒河中游土地利用动态变化分析

以疏勒河中游为研究区,利用ArcGIS9.2和ERDAS9.1平台,对1990年、2000年和2010年3期Landsat TM遥感影像进行目视解译,获取流域20年间土地利用/覆被变化遥感资料,通过土地利用动态度方法,分析流域20年主要土地利用类型的数量变化和土地利用/覆被变化的驱动力。结果表明:(1)1990-2010年间,疏勒河中游地区土地覆被类型主要为未利用地、牧草地、耕地,三者面积占研究区总面积的98.22%,20年间土地利用整体特征并未发生重大变化。(2)疏勒河中游主要土地利用类型变化发生在耕地、建设用地和牧草地,其土地利用动态度分别为13.60%、7.97%和7.68%。(3)政策和人口增长可能是促进土地利用/覆被变化的主要驱动因素。     

全球变化研究进展和面临的挑战及应对策略

全球变化是地球系统演化过程的客观事实,已成为当前地球科学研究所关注的热点问题之一.通过回顾全球变化研究主要进展和中国学者在全球变化研究中做出的重要贡献,对全球变化的适应研究进行论述,指出全球变化及其适应研究面临的挑战主要来自地球系统的复杂性,并提出应对策略:在空间尺度上,采用整体观研究方法;在时间尺度上,使长短时间尺度的环境研究相结合;在人地关系方面,使全球环境变化对人类的影响研究和社会经济活动对全球变化的适应研究相结合.     

快速城市化背景下的乌鲁木齐市土地利用变化人文驱动力定量研究

选取自然环境和人文环境比较典型的干旱区绿洲城市-乌鲁木齐市作为研究区域,以2000-2008年乌鲁木齐市社会经济和土地利用统计资料为依据,开展了快速城市化背景下的乌鲁木齐市土地利用变化的人文驱动力研究。作者首先从变化幅度和变化速度两个方面对乌鲁木齐市近10年的土地利用变化状况进行分析,然后采用主成分分析法和回归分析法建立不同用地类型的多元线性回归模型,研究了影响乌鲁木齐市土地利用的人文因素,定量分析了主要因素的影响程度。研究结果表明:经济、人口、城市化水平和农业科技水平是影响乌鲁木齐市土地利用变化的主要因子,在短时间尺度上对土地利用变化的影响较为显著。     

乌鲁木齐市土地利用变化及其驱动因素分析

利用1996-2004年乌鲁木齐市土地利用现状年度变更调查数据,采用土地利用变化速率和土地利用动态度等模型,对乌鲁木齐市土地利用8年间变化的特征进行了分析,并探讨了土地利用变化的驱动因素。结果表明:乌鲁木齐市农业用地总面积整体上增加,其中耕地面积减少较多,8年减少了4601.85hm2;园地增长速度最快,2004年是1996年的近2.29倍;林地略有增加;牧草地基本稳定;建设用地面积始终呈上升趋势,8年累计增加2873.52hm2。人口的增长、经济的快速发展、土地利用效益的差异与政策是促进其土地利用变化的主要驱动因素。     

南疆典型绿洲土地利用空间格局变化特征分析——以疏勒县为例

利用新疆疏勒县三期遥感影像解译得到的数据,对疏勒县土地利用空间格局变化进行深入分析。分析结果表明:(1)研究区内耕地、林地、草地和建设用地四者之和面积占该区总面积的52.97%,盐碱地和沙地等未利用地占44.35%。1990～2006年间,林地、草地、建设用地面积大幅度增加;盐碱地和沙地面积大幅度减少。其充分说明人类活动对土地利用/覆被类型变化影响越来越强烈。(2)研究区土地利用/覆被类型转移的主要方向是耕地转化为林地和草地,草地和沙地转化为耕地,耕地和草地转化为建设用地,草地转化为沙地。土地利用变化经历了"显著变化-缓慢变化-显著变化"的过程。(3)景观格局分析表明,在人类活动的影响下,研究区景观破碎度、多样性增大,优势度减小。驱动力分析表明,人口增长和经济发展因素是研究区土地利用/覆被变化的最直接驱动力,同时还受产业结构和政策因素及人类干扰强度的影响。     

科尔沁沙地的土地利用与沙漠化

根据1985年和2000年的土地利用数据和从相同时期的TM影像上提取的土地沙漠化数据,运用ARC/INFO软件和Access统计软件,分析科尔沁沙地近20年来土地利用和沙漠化土地的构成及变化特点、土地利用与土地沙漠化之间的关系。主要结论草地和耕地是土地利用的主要类型,未利用地面积较大,其它利用类型面积较小;15年来,耕地和林地增加幅度最大,草地减少幅度最大,土地利用转移的主要方向是草地变为耕地和林地。科尔沁沙地沙漠化土地比例大,占一半左右,以中度类型为主;变化趋势是沙化面积增加,程度减轻。在持续强度利用条件下,面积广大的草地和耕地发生退化,由潜在沙漠化土地发展为轻度和中度为主的沙漠化土地;而土地利用方式变化所形成的沙漠化土地面积较小,在新增沙漠化土地中的比例亦很小。所以,草地、耕地等土地利用强度的增大是沙漠化土地面积扩大的最主要原因,而土地利用方式的改变能加快土地沙漠化的进程。     

政策因素对局地家庭土地利用决策的影响

通过对内蒙古乌审旗农牧民家庭的问卷调查，从局地尺度上探究禁牧政策对家庭土地利用决策的影响，以及家庭土地利用方式对政策变化的响应。结果表明：① 在政策作用下，农牧民家庭根据其传统的土地利用方式，采取不同的土地利用决策；② 禁牧政策通过限制家庭土地利用活动，在该地区的生态恢复过程中起了很大的作用，家庭对政策的适应是一种有限的“主动适应”过程；③ 家庭的年龄结构对土地利用决策产生影响，年轻家庭的决策比较大胆，年老家庭的决策趋于保守。因此，在制定政策时，应充分考虑农牧民家庭土地利用方式不同及自然环境条件的差异，如对人工草场应进行适度的补贴，提供圈养舍饲相关的技术培训和服务。