香溪河流域土地利用变化过程对非点源氮磷输出的影响

选取三峡库区香溪河流域(3150 km~2),根据1990、2000、2010年Landsat TM/ETM遥感影像,在Arc GIS支持下,应用景观特征分析和氮磷输出系数模型方法,在分析流域景观格局转变过程的基础上,研究了土地利用变化对非点源氮磷输出的影响。结果表明:1990—2000年土地利用变化较为缓和,2000—2010年土地利用转变较为剧烈,变化面积占到总面积的4.3%,为前10年变化量占比的3倍之多。1990—2000年和2000—2010年,土地利用转变量最为明显的均为林地转旱地和旱地转林地;从单位时间土地利用变化率来看,1990—2000年旱地变化最为剧烈,2000—2010年居民地变化最为剧烈;从土地利用相对动态度来看,1990—2000年和2000—2010年旱地均最高。1990—2000年土地利用的变化对非点源总氮(TN)和总磷(TP)输出影响较小,TN增加1.57 t·a~(-1),TP减少0.073 t·a~(-1);2000—2010年土地利用的变化显著降低了TN、TP的输出量,净值分别为78.5、6.1 t·a~(-1)。土地利用转变方式对TN、TP的负荷影响不同,旱地转变为林地时TN负荷表现为消减,林地转变为旱地时TN负荷增加;水田转变为林地时TP负荷减少,旱地转变为水田时TP负荷增加。在输出系数与各土地利用类型面积关系的建立中,使用土地利用状态量变化面积不能真实计算出其对非点源氮磷负荷输出量的影响,通过土地利用过程量面积的变增才能真实反映土地利用变化导致的非点源氮磷负荷输出量。     

北方典型草原区近30年土地覆被变化研究——以锡林浩特市为例

首次对锡林浩特市30年来土地利用/覆被变化情况进行系统研究,为锡林郭勒大区域内提供时间长跨度、空间小尺度的案例研究。采用定量分析与数学统计模型相结合的方法,采用土地利用数量变化模型、程度变化模型和结构的空间变化模型对分类系统中的Ⅰ级土地利用类型进行分析研究。1)锡林浩特市土地利用变化明显;2)测算得到各土地利用类型的变化幅度、单一动态度、综合动态度、土地开发度、土地耗减度等指标显示,锡林浩特市2000—2010年是土地利用变化较大的时期;3)影响锡林浩特市土地利用变化的主导因素是国家政策的调整。锡林浩特市30年来土地利用程度呈现逐年提高趋势,土地利用程度变化量指标和土地利用程度变化率指标均大于0,表明锡林浩特市土地利用正处于迅速发展时期。     

沿黄河下游湿地不同土地利用方式植物多样性

以沿黄河下游湿地林下草本,滩地中的花生地、玉米地,水稻田及湖滨湿地为研究对象,以样方法调查各利用方式下的植物群落,分析各个利用方式下的物种组成、优势种变化、植物多样性及群落物种相似度.结果表明,不同利用方式下的湿地由85个植物物种组成,分别隶属于26科66属,其中林地物种数最丰富,湖滨湿地次之;不同利用方式下除花生地与...     

文登市土地利用/覆被变化研究

主要利用1986年土地利用类型矢量数据和2000年TM影像,研究文登市城市快速发展所发生的土地利用/覆被变化,研究结果表明：文登市土地利用以旱田、建设用地及林地为主,14a来,随着经济建设的发展,水田、旱田、林地、草地面积增加,其中草地及林地面积增加最多,分别为7.61km2和6.20km2,建设用地及水域面积减少。土地利用转移过程中,旱田7.95 km2转为林地,8.40 km2转为草地,水域向旱田、草地和建设用地分别转化5.66 km2、0.69 km2和0.45 km2。最后提出了土地利用可持续发展建议。     

绵阳官司河流域土地利用/覆被变化特征及驱动力分析

利用1995年TM卫星照片和2005年IKONOS卫星照片作为遥感数据源,阐述了长江上游防护林重点建设区官司河流域10年来土地利用/覆被在数量、结构和空间上的变化特征.明确了土地利用变化的主要类型和变化趋势,并分析了官司河流域土地利用/覆被变化的驱动因子.结果表明:研究区土地利用类型以耕地和林地为主,1995～2005年耕地和农村宅基地面积大幅减少,其余类型都得到一定程度上的增加.各土地利用类型中交通运输用地动态度最大,其次是有林地.在短期内,社会经济进步和宏观政策的制订是影响土地利用变化的主要因素.     

新疆渭干河—库车河三角洲绿洲耕地时空变化特征分析

【目的】耕地资源的变化特征是土地利用与土地覆被变化研究的重要内容,也是关系到耕地安全与粮食安全的重大问题。新疆作为中国农业用地较多和后备耕地资源较大的省区,在中国耕地资源保护和持续利用中具有突出地位。渭库绿洲是新疆最典型的荒漠绿洲区,是阿克苏地区最大的灌溉区及新疆重要的产棉区之一,深入了解该绿洲耕地分布及其变化过程,对指导该绿洲农业发展,保障生态安全至关重要。【方法】本研究以遥感资料为数据源,选取动态度、区位指数和板块密度等地理计量模型揭示渭库绿洲近21 a来耕地的时空变化特征,分析其变化的主要原因。【结果】(1)近21a年渭库绿洲耕地发生了显著的时空变化。耕地面积从1994年的2 488km2增加到2015年的3 931 km2,研究期间增加了1 443 km2,耕地面积的比例从17%上升到26%,年均变化量68.71km2,年均变化率2.7%;耕地扩展中心逐渐由绿洲中上游转移到下游,并延伸到绿洲外围,主要表现以耕地为主的农业用地和建设用地为主的非农业用地增加,以及盐渍地和水域大面积减少;(2)从区位指数来看,各县的区位指数存在一定的差异,其中新和县的耕地区位指数均排在第一位,耕地聚集程度远高于全区平均和其他地区,沙雅县的耕地区位指数位于第二,聚集程度也高于全区平均值,库车县的耕地区位指数最小。【结论】经过近21 a的耕地扩展,耕地景观由已杂乱破碎斑块逐渐连接成片,耕地景观的优势进一步增加。降水和径流的增加为渭库绿洲耕地扩展提供了相对有利的气候条件,水利建设与人口增长是影响该绿洲耕地面积变化的主要原因。本研究提出的分析方法能快速、客观反映区域耕地格局的动态变化过程和差异特征,为耕地时空变化研究提供了一种新思路。     

基于TM影像的永济市土地利用变化分析

利用永济市1990年和2008年两期TM数据,在遥感图像处理软件ERDAS IMAGINE的支持下,采用RS和GIS相结合的技术方法,通过土地利用动态度模型、土地利用程度时空演变模型的引入,定量分析了18年来永济市土地利用的时空演变。研究表明,该地区城乡居民建设用地增加非常快,耕地面积增加,未利用地大幅减少,林草地减少幅度不大,水域面积呈现萎缩的现象。18年间土地利用动态度变化较小,其综合土地利用动态度为1.73%,耕地和林草地年变化速度最慢,建设用地年变化速度最快,未利用地和水域年变化速度相对居中。土地利用综合指数分别是252.52和263.87,土地利用指数逐渐增大,从土地利用程度指数极限来看,该区域的开发程度已达到中等水平状态。1990~2008年土地利用程度变化量都大于零,反映该区域土地利用处于发展期。     

潮河上游土地利用/覆被变化对年径流影响模拟

该文以北京潮河密云水库上游流域为研究对象,分析了1961—2000年期间降雨、径流以及土地利用和覆被变化情况,利用一个集总式的水文模型(IHACRES模型)模拟土地利用和覆被变化对年径流的影响。结果表明,40年来,潮河上游流域降雨--径流的演变过程可划分为3个阶段:1961—1978年(第一阶段)、1979—1993年(第二阶段)、1994—2000年(第三阶段)。相对第1阶段而言,第2和第3阶段流域降雨的产流能力总体上呈减少趋势。20世纪80年代末以来,流域内土地利用和覆被变化比较明显,主要变化趋势是林地面积持续增加,耕地、草地及未利用土地向林地的转换构成了土地覆被变化的主导过程,成为影响流域年径流的主要因子。第2阶段,耕地和林地的面积分别增长了7.47%和7.78%,流域内水库和塘坝等水利设施的修建及大规模利用也发生在这一阶段;第3阶段,土地利用和覆被变化主要表现为林地面积的大幅度增加(11.81%)。利用IHACRES模型模拟了第2和第3阶段的"基准年径流",通过对比实测年径流和基准年径流的差异,得出了土地利用和覆被变化减少了流域年径流的结论。其中第2阶段土地利用和覆被变化的影响程度为27.76%,第3阶段为26.15%。     

长江沿岸芜湖区段景观格局演变及生态系统服务价值分析

以芜湖区段1995-2016年遥感影像为数据源,运用景观指数、动态度模型、景观转移矩阵和生态系统服务价值（ESV）评价模型等方法研究其景观格局和ESV动态变化,定量分析景观格局演变特征及其对ESV的影响,以期为芜湖区段景观格局优化和长江沿岸生态环境保护提供一定依据。结果表明:1）20多a间,研究区景观破碎度和异质性增强,趋于均匀分布。2）耕地和林地面积显著减少,耕地斑块数增多,趋于破碎化;建设用地面积不断增加,最大斑块指数和斑块结合度指数呈增加趋势,趋于集中连片分布;湿地面积先减少后增加,优势度和连通性趋于减弱。3）耕地、林地和建设用地的动态度较明显,耕地减少部分主要流向建设用地,达48 414 hm²,占耕地变化量的55.53%。4）研究期内总ESV呈持续下降趋势,减少了10.87%,生态功能衰减。生态服务功能主要为废物处理、水源涵养、气候调节、土壤保持和生物多样性保护。耕地对维持芜湖区段ESV起比较稳定的作用,而林地和湿地起主导作用。研究认为,必须重视对林地和湿地的保护,加强对自然山体林地的保护与修复和以长江为主的湿地生态保护,对提高芜湖区段生态系统服务功能和保护长江生态环境起着重要作用。     

黄河三角洲滨海湿地退化过程的时空变化及预测分析

以1991、1995、1999、2004、2009年和2013年Landsat TM/ETM+/OLI遥感影像作为数据源,从景观和土地利用角度分析黄河三角洲大尺度范围的滨海湿地退化状况,并利用马尔科夫过程模型模拟2021年研究区滨海湿地的演变趋势。结果表明：1999-2004年和2004-2009年是黄河三角洲湿地退化较严重的两个时段,退化湿地占自然湿地总面积近40%,2009年以后,研究区退化得到一定的缓解。预计至2021年,湿地占区域陆地面积的比例将下降至60%。与2013年相比,自然湿地和人工湿地面积占比将分别下降4.52个百分点和3.08个百分点,草本沼泽、灌丛湿地、森林湿地和盐沼面积将分别减少32.21、15.76、19.33 km²和74.86 km²。由此可见,未来黄河三角洲滨海湿地的生态保护与修复工作仍十分艰巨。     

鸭绿江流域跨国界地区水土保持功能时空格局研究

以跨境的鸭绿江流域为研究区,基于多源数据,采用遥感解译、InVEST模型等手段,定量分析1988—2018年鸭绿江流域水土保持功能的变化,探讨二者间权衡/协同关系。结果表明：林地及耕地为流域内主要用地类型,2018年中国一侧、朝鲜一侧林地覆盖率分别为76.78%和75.84%;而耕地覆盖率分别为20.02%和21.63%。近30年来,流域水田面积变化率最大,中国、朝鲜两侧分别增长了330.63 %和127.52%。1988—2018年间流域中国一侧产水量增加118.40×10⁸ mm,朝鲜一侧产水量增加33.76×10⁸ mm;1988—2018年间流域中国一侧土壤保持量增加111.71×10⁸ t,朝鲜一侧土壤保持量增加102.61×10⁸ t。流域中国一侧水土保持功能呈现明显的协同关系,朝鲜一侧水土保持功能呈现协同—权衡—协同的变化态势。本研究为流域生态系统服务功能提升、可持续发展提供重要数据支撑。     

基于土壤和地形约束的耕地识别方法研究——以锦西灌区为例

为探讨土壤特性和地形特征这2个最为核心的耕地资源限制因子影响下的可用于耕地的土地资源,在前人研究的基础上,综合考虑土壤类型及其性质和地形影响,以ArcGIS分析工具为平台,构建耕地资源识别模型,对锦西灌区内可用于耕地的土地进行识别分析。结果表明:在锦西灌区1 200.59km~2的土地中,568.33km~2适宜耕地,较适宜耕地的面积为5.92km~2,改良后适宜的面积为564.15km~2,仅62.19km~2不适宜耕地,不适宜耕地部分包括受土壤因素限制的34.19km~2和受地形影响的32.00km~2,综合考虑两方面的因素所得面积为62.19km~2。与传统的识别方法比较,本研究所构模型对最核心的限制因素进行综合考虑,可更全面、更客观、更精准的识别可用于耕地的土地资源。     

亚热带低丘区氮磷流失浓度和形态的季节性变化特点*

为了解不同利用方式土地氮磷流失的规律,对位于亚热带低丘区的3种不同土地利用方式小沟谷中不同季节的溪流水样进行了动态分析。结果表明,地表径流中氮磷的化学形态和浓度因流域土地利用方式、地表径流强度和季节的不同有较大的变化。总磷(TP)浓度一般是旱地>水田>林地,非雨期(地表径流强度较低)地表径流磷主要以溶解态排出,雨期(地表径流强度较高)磷主要以颗粒态(PP)排出;地表径流中TP浓度：雨期>>非雨期,夏季>秋季>春季>冬季,TP的流失具冲刷型特征;可溶性总磷(DTP)：水田>旱地>林地,雨期略高于非雨期,夏、秋季>春季>冬季;PP／TP：雨期>非雨期。可溶性全氮(DTN)浓度：水田>旱地>林地,夏、秋季>春季>冬季,非雨期>雨期;有机氮(OM－N)浓度：水田>林地>旱地;NH₄－N占DTN的比例：水田>旱地>林地;NO₃－N占DTN的比例：旱地>林地>水田。     

基于RS和GIS的西藏林芝地区土地利用类型动态变化

根据1990、2005和2015年共3期Landsat卫星影像资料及其他辅助资料,运用遥感(RS)人机交互目视解译方法进行监督分类,并应用地理信息系统(GIS)的空间分析和统计功能,分别制作3期土地利用转移矩阵及1990—2015年的土地利用类型动态变化图,分析西藏林芝地区土地利用的动态变化特征,以及各类型之间的转化情况。结果表明:研究区土地利用类型主要以林地、未利用土地、草地和水域为主,其中林地面积最大,占林芝地区总面积的52.5%;其次为未利用地,占25.9%。1990—2015年,林芝地区林地面积减少118.4 km~2,变化面积最大,主要转化为草地和未利用地;水域和未利用地次之,面积分别增加32.65和32.06 km~2,水域主要由未利用地和草地转化而来,未利用地的增加主要由草地和林地转化而来;耕地面积增加26.89 km~2,主要由林地转化而来;城乡、工矿、居民用地和草地面积分别增加16.96和9.84 km~2,变化幅度相对最小。土地利用变化存在明显的区域差异,林芝地区北部变化明显强于南部变化。     

不同土地利用方式对陕西黄河湿地土壤水分物理性质的影响

[目的]研究不同土地利用方式对陕西黄河湿地土壤水分物理性质的影响。[方法]以陕西黄河湿地为研究区域,通过对不同土地利用方式下湿地土壤水分物理性质的比较,研究了湿地退化过程中土壤水分物理性质及其变异规律。[结果]在不同土地利用方式下,黄河湿地从河滩湿地、开垦湿地（农田）到因盐碱化最终废弃后的退化过程中,土壤容重均随着土壤深度的增加而增大,土壤容重的平均值分别为1.474、1.522、1.593g/cm3。土壤变得更紧实;土壤孔隙状况（总孔隙度、毛管孔隙度、非毛管孔隙度）的各项指标也随着土地利用方式的改变有所降低,其中毛管孔隙和总孔隙随着土地利用方式的改变达到极显著水平,非毛管孔隙也达到显著水平。土壤孔隙度状况的改变而改变,加剧了土壤的退化;3种不同土地利用方式下,土壤最大持水量、毛管持水量、非毛管持水量,表现出相同的规律。与湿地土壤相比,开垦湿地（农田）和废弃盐碱地的最大持水量平均值分别减少了5.7%和22.3%。毛管持水量平均值分别减少了0.2%和19.4%。最小持水量平均值分别减少6.1%和22.2%;3种不同土地利用方式中,河滩湿地的蓄水能力和排水能力均优于开垦湿地（农田）和废弃盐碱地,与河滩湿地相比,开垦湿地（农田）和盐碱化荒地总土壤蓄水能力分别降低了12.4%和15.2%。总的排水能力分别降低了2.7%和15.9%。[结论]采取合理措施安排湿地周边集体林地、农田及湿地资源开发关系对黄河湿地保护区涵养水源,调节水分循环和抵御旱涝灾害的能力具有重要作用。     

土地利用/覆被变化(LUCC)研究进展综述

在对土地利用/覆被变化(LUCC)的最新研究进展进行综述的基础上,总结分析了LUCC研究的主要方向及关键问题。国内外LUCC研究包括4个方面:①LUCC的动态研究;②LUCC驱动力及驱动机制分析;③LUCC的环境效应;④LUCC模型研究及3S技术在LUCC研究中的应用。LUCC研究的基础在于数据的来源及整合,难点在于尺度的转换,焦点是模型的建立和完善。     

气候变化对豫西旱地冬小麦生育的影响及对策

以豫西伊川县为例,分析丘陵区旱地冬小麦生育期气候变化规律。观测资料表明,冬小麦生育期气温呈上升而降水呈减少趋势,以春季气温增幅和降水减幅最大。气候变暖,使冬小麦发育进程加快,除分蘖期、越冬开始期和抽穗期推迟外,其余发育期均有所提前,以成熟期表现最为明显,每10年提前4．90d,其次为返青期,每10年提前3．30d。生育前期,播种至起身期发育间隔日数明显缩短,越冬期推迟,开花至乳熟期间隔日数稍有缩短。起身至开花期发育期间隔日数延长,全生育期每10年缩短了9．05d。产量结构因素表现为：有效穗数每10年减少44．65茎／m2,穗粒数每10年减少3．70粒,千粒重每10年增加2．24g。针对气候变化对豫西旱地冬小麦生长发育、产量因素的影响,提出了适应气候变化的对策。     

铜仁市万山喀斯特地区石漠化演变及其对土地利用变化的响应

为了解万山典型喀斯特地区石漠化演变与土地利用变化的相关性,采用监督分类方法解译2000、2010年和2015年万山区土地利用现状图,与构建的岩性及同期石漠化叠加分析,探明每种岩性土地利用分布特征和每种土地利用类型石漠化发生百分比,以此揭示各土地利用类型对石漠化影响的程度。结果表明：从岩性空间上看,林地（有林地、灌木林地）在非碳酸盐岩组合上分布面积最广,其中林地面积最多为142.89 km²,在灰岩与白云岩混分布最少,面积最少为13.37 km²;2005—2010年的石漠化在灰岩与白云岩混上变化最大,变化速率为-1.87 km²·a^-1,其中,在灰岩与白云岩混上发育的轻度、中度石漠化比例最高,白云岩夹碎屑岩上发育的重度石漠化比例最高,整体上来说石漠化更容易在碳酸盐岩（灰岩与白云岩混、白云岩夹碎屑岩）上产生。根据典型石漠化的分级情况和各地类石漠化分布的占比得出,研究区发生石漠化的土地类型主要为旱地和林地（有林地、灌木林地）,这两类土地类型对石漠化的贡献和响应最大,两地类石漠化发生比例最高分别为20.87%和4.32%,而旱地主要以发生轻度石漠化为主,且发生机率高达93.61%。研究结果为研究区内石漠化发生区域的定位和治理提供了科学参考。     

1980—2018年江苏里下河平原景观格局时空变化及其热点分析

  目的  探讨景观格局时空变化及其冷热点,为区域生态安全与高质量发展提供科学依据。  方法  以江苏里下河平原1980、1990、2000、2010与2018年共5期景观类型数据为基础,采用景观格局指数、景观转移矩阵、景观综合动态度等方法,分析里下河平原近40 a景观格局的时空变化特征,基于热点分析探究景观变化的冷热点区域。  结果  研究区耕地、湖荡湿地和建设用地为优势景观类型,耕地是面积占比最多的景观,但整体上持续减少了1 000.67 km2,湖荡湿地和建设用地面积不断扩张,建设用地扩张面积达679.83 km2,草地和未利用地面积有所减少,林地面积有所增加。近40 a来,研究区各景观类型之间发生了复杂的相互转化,最显著的是耕地与湖荡湿地、建设用地之间的相互转化。研究期间格网景观综合动态度变化幅度为0~5.43%。里下河平原景观变化具有明显的方向性和聚集性,以“东南—西北”方向为主轴发生倾斜,兴化市、高邮市、盐都区及江都区是景观变化的热点区域。  结论  里下河平原景观格局变化显著,景观多样性增加、破碎化加剧,人类活动对景观格局的影响增强。自然湿地恢复政策的实施对研究区景观生态安全产生了积极影响。图4表4参32     

基于MCE-CA-Markov和InVEST模型的伊犁谷地碳储量时空演变及预测

陆地生态系统碳源与碳汇的变化与土地利用/覆被变化（LUCC）的演变密切相关,为探讨土地利用变化对陆地生态系统碳储量的影响机制,基于1980—2020年LUCC数据集,通过多评价准则（Multi-criteria evaluation,MCE）的元胞自动机（Cell automata,CA）和马尔科夫链（Markov chain）模型,模拟伊犁谷地2030年的LUCC时空动态,耦合InVEST模型探讨土地利用变化下伊犁谷地1980—2030年陆地生态系统碳储量的时空演变格局。结果表明,MCE-CA-Markov模型预测LUCC数据集与2000、2010年和2020年实际LUCC精度检验的Kappa系数分别为0.929 1、0.875 5和0.929 7,模型模拟普适性较高,可对后续碳储量时空演变格局进行精准评估。利用InVEST模型估算的伊犁谷地1980年总碳储量约为1 114.95 Tg,预计至2030年总碳储量呈逐期下降趋势,累计净减少65.94 Tg,其中林草地面积的退缩是致使碳储量下降的主导因素。伊犁谷地碳储量空间分布总体上表现为高值区域环绕低值区域,呈嵌套分布。碳密度的高值区域分布在南部和北部山区林草地,而低值区域仅集中在中部河谷平原附近。研究土地利用变化对陆地生态系统碳储量的影响可为研究区碳库管理提供数据支持,为制定碳固存和环境保护政策提供理论参考。