2000-2020年新疆阿克苏地区土地覆被变化的研究

为解析阿克苏地区土地覆被变化及其影响因素,采用土地利用转移矩阵和景观格局分析法,通过解译遥感影像绘制了不同年份的土地覆被变化现状图。结果表明,阿克苏地区的土地利用类型发生了显著变化。2000-2020年,阿克苏地区的耕地和城乡、居民工矿用地明显增多,其他类型的用地逐渐减少;同期气候呈暖干特点。相关性分析表明,不同年份的景观格局指数与6类用地面积的相关性存在一定差异:斑块数量与地类面积的相关性由2000年的0.6下降至2020年的0.3;景观分割指数与不同类型用地面积的相关性由2000年的0.6上升至2020年的0.9。草地向未利用地转移6255 hm^(2),耕地向草地转移最多为3706.16 hm^(2),未利用地向草地转移11848.8 hm^(2)。景观格局分析表明,该区域景观呈现破碎化,土地承载力下降,抵抗生态风险的能力减弱。

土地利用/土地覆被变化(LUCC)模型研究进展

土地利用/土地覆被变化(LUCC)是全球环境变化的重要原因,LUCC模型研究始终是土地变化科学研究的重点。论文系统总结了近10年来国内外LUCC模型在理论、方法、实践应用等方面取得的新进展,指出了亟待解决的问题,并对今后的发展方向进行了展望。研究发现,①LUCC模型的功能和作用呈现多样化趋势,是了解、认识和解释土地利用系统的动态变化特征、过程和效应的有效工具,可以服务于土地利用管理和政策的制订。②模型的核心内容是研究LUCC时空变化格局,模型发展正经历从单一的非空间模型向非空间模型和空间模型融合的演进过程,但多数模型只重视空间变化机制研究,而对时间机制考虑不足。③反馈机制是LUCC系统的一个重要特征,现有模型在反馈机制方面的研究尚十分薄弱,研究不同时空尺度的反馈机制必将是未来LUCC模型的新焦点。④LUCC研究本质上是"人类—环境"关系研究,以往模型多为局部均衡分析模型,未来LUCC模型发展趋向应从系统观和整体观角度来综合考虑"人类—环境"相互作用机制,这也是LUCC模型的最高更次的科学难点问题。⑤多尺度、多层次的综合研究是LUCC模型的必然要求,模型空间尺度已经从早期的单一空间尺度转变到现今的多空间尺度,但尺度推移仍是模型研究中值得深入探讨的问题。⑥尽管LUCC模型验证方法趋于多元化,但目前还没有一个模型验证的统一标准和规范,参考数据的不足也大大限制了模型验证效果,如何对LUCC模型的可靠性和科学性进行合理验证始终是LUCC模型所面临的关键挑战之一。

气候变化对土地覆被变化的 影响及其反馈模型

气候变化对土地覆被变化影响及其反馈模型研究主要内容包括：中国土地覆被季相变化 的时空差异性；中国土地覆被特征参数ＮＤＶＩ年际变化与气候变化的关系；中国气候－植被判 别模型；气候－土地覆被变化的神经网络建模及土地覆被的气候预测；土地利用／土地覆被变化 （ＬＵＣＣ）对气候影响的反馈机制和ＬＵＣＣ对中国土壤碳库的可能影响；土地覆被变化对气候影 响的反馈数值实验。

流域土地覆被变化水文效应的模拟——以长江上游源头区梭磨河为例

为分析地表覆被变化的水文效应,以半分布式的地形指数模型(TOPOMODEL)为基础,对梭磨河流域1960～1999年逐日流量过程进行了模拟.结果表明,对于流域面积2536km2的梭磨河流域,该模型也能取得较好的模拟结果.模拟了流域40年来气候波动和地表覆被变化对流域水文的影响.最后在4种不同的流域土地覆被情景下模拟了1960～1999年逐日径流过程.对于实际蒸散发与潜在蒸发有300多mm差距的梭磨河流域,在其它条件不变的情况下,随着流域土地覆被和冠层最大截流量的增加,冠层截流蒸发和流域总蒸发增加,植被蒸腾和土壤表面蒸发减少,土壤水分增加而流域水分含量和饱和层含水量减少.地表径流、地表以下径流、总径流减小.重现期小于20年的洪峰流量减小,但对40年一遇的洪峰流量影响很小,甚至有增加洪峰流量的作用.

黄土丘陵沟壑区典型流域土地利用/土地覆被变化对径流产沙的影响

该文以黄土丘陵沟壑区第三副区内的桥子东、西沟为例,分析不同土地利用/土地覆被变化对流域径流输沙的影响.研究结果表明,土地利用/土地覆被对年径流输沙有显著影响,治理流域比未治理流域在丰水年、平水年和枯水年的年输沙率分别减少约44%、75%和86%;流域在土地利用后期(1995—2004年)比前期(1986—1994年)在平水年和丰水年的输沙量减少较大.从年内径流输沙变化来看,治理流域比未治理流域的减沙效应在5月和9月更为显著;而对于治理流域的两期土地利用时期,各月降水越多,后期时的流域月均输沙量比前期减少越多.暴雨洪水过程线和输沙过程线分析表明,土地覆被对流域暴雨洪水过程和输沙过程具有较强的调控作用.降雨和洪水流量频率分析表明,治理流域在前后两期土地利用时期,若具有相同频率分布的雨强,则任一重现期下流域后期土地利用时期的洪水平均含沙量小于前期.

干旱区典型流域近30年土地利用／土地覆被变化的分形特征分析--以玛纳斯河流域为例

利用1976、1989、2005年三期遥感影像,运用GIS和分形理论研究干旱区典型流域——玛纳斯河流域近30年的土地利用/土地覆被变化的复杂性和稳定性。结果表明:玛纳斯河流域各时段的土地利用/土地覆被类型分布具有分形结构,土地利用/土地覆被类型形状复杂性和斑块的稳定性波动变化,1976、1989、2005年三时期的各种土地利用/土地覆被类型总平均分维值分别为1.394 0、1.363 4和1.389 9。总平均稳定性指数分别为0.606 0、0.636 6、0.610 1。三期土地利用/覆被类型平均稳定性排序为:沙地>未利用土地>居民点工矿用地>水域>林地>草地>耕地>盐碱地。耕地、林地、草地、盐碱地稳定性相对较差。通过对流域土地利用/土地覆被类型变化复杂性和稳定性的研究,可以为政府协调水土开发和调整土地利用结构提供支持。

1990～2015年韩国土地覆被变化及其驱动因素

以中等分辨率Landsat系列影像为数据源,利用面向对象的图像分析(OBIA)方法,研究1990~2015年韩国土地覆被变化的主要特征与驱动因素。研究发现:近25 a来,韩国人工表面、林地、湿地、耕地和水体面积变化较大。人工表面扩张最为明显,面积增加了1 847.24 km2(+38.97%),主要发生在以首尔为中心的首都圈地区,多由耕地和林地转化而来。林地、湿地和耕地面积分别减少776.71 km2、707.32 km2和426.65 km2。过去25 a间韩国土地覆被变化主要集中分布在海拔较低(<100 m)和坡度较小(<3°)的区域。人类活动因素,如人口增长、城市扩张、经济发展及政策调控等是造成韩国土地覆被变化的主要原因。

土地覆被变化对陆地碳循环的影响——以黄河三角洲河口地区为例

土地利用 /土地覆被变化是全球变化研究的重点 ,是影响陆地碳循环的一个重要因子。该文对黄河三角洲河口地区 1992年和 1996年 9月份的TM影像进行非监督分类 ,做出该地区土地覆被类型分布图 ,以及估算土地覆被类型的变化面积 ,计算结果显示 1992年该研究地区植被碳库和土壤碳库分别为 11.43× 10 5t和7.2 4× 10 6t,而 1996年林地面积增加了 146 .76× 10 2 hm2 。使用已经公开发表的植被和土壤碳储存数据估算 ,黄河三角洲河口地区植被碳储量增加 7.43× 10 5t,表明在不考虑土地覆被变化对土壤有机碳的影响下 ,研究区是一个小净碳汇区。

洮河流域土地利用/土地覆被变化及其驱动机制研究

系统收集和整理1970s后期至2000s洮河流域土地利用/土地覆被、水文气象和经济社会发展数据,采用综合利用指数、转移矩阵、动态度、相关性和主成分分析方法及多元线性回归方法,得到结果表明,过去30 a,洮河流域总体表现为林、草面积减少、耕地面积增加、土地开发利用程度进一步提升。驱动因子相关性及主成分分析表明,洮河流域LULCC受"区域经济+农耕因素+城镇化和气候"3个主成分大类的交互影响和驱动;基于此构建的LULCC多元回归驱动模式,在率定期和验证期精度良好,能够反映洮河流域经济社会发展及区域气候对LULCC的驱动和影响。

面向对象的湖北省土地覆被变化遥感快速监测

为了快速监测湖北省土地覆被变化,以HJ-CCD、TM以及ETM影像为数据源,探索出了集成面向对象技术与"3S"技术的中尺度土地覆被变化遥感流程和方法。该方法首先基于HJ-CCD影像和面向对象技术进行2010年湖北省土地覆被信息的提取,并用野外采样点对结果进行验证。在保证高精度的情况下利用向量相似性函数对湖北省2000-2005年以及2005-2010年进行变化检测,从而获得2个变化时期影像的变化区域,然后利用面向对象技术中的最邻近分类器对变化区进行自动化分类。最后分别将2期的变化结果与未变化结果融合后获得湖北省2000年、2005年和2010年的土地覆被图,在GIS中处理后建成县、市、省3级行政级别的湖北省土地覆被变化本底数据库。试验表明分类结果的总体精度为93.24%,Kappa系数为0.914;2000-2005年与2005-2010年变化检测的总体精度分别为90.88%和90.75%。同时研究发现景观破碎的地区应用面向对象技术有一定的局限性。

典型绿洲土地利用/土地覆被变化的可视化模拟初步分析

新疆绿洲集中了全疆90%以上的人口和95%以上的社会财富。绿洲土地利用和覆盖变化(LUCC)在新疆生态环境变化中起到主导作用,它直接影响着新疆社会经济的稳定与可持续发展。充分认识绿洲环境变化需要成熟的技术和有效的方法,规划与决策同样需要有效的交流途径和方式。目前,地图、遥感和GIS结合的应用方法,已经非常普遍应用到地理要素的空间分布研究中,并有效地揭示景观要素的空间分布、相互关系和时空模式。由于这些方法表现三维景观时,容易产生空间信息的丢失和理解的困难,且不易再现环境的动态变化。GIS结合虚拟现实技术(VR)可以充分利用两者的优势,可模拟真实景观和再现时空变化过程。本文以三工河绿洲为例,针对新疆典型绿洲的LUCC,对GIS与VR技术结合的方法进行了探索,提出了新的认识典型绿洲LUCC的途径,为有效地认识和研究绿洲环境变化、设计和规划它的未来,提供了动态交互的可视化模拟分析手段。

嫩江流域土地覆被变化对径流量的影响分析

以泥鳅河和科洛河流域为例分析了土地利用/土地覆被变化与河流径流量的关系。森林覆被变化导致了流域用水量的减少,而这部分并没有形成地表径流,而是存储在了森林和草地转变成的沼泽湿地中。科洛河流域耕地和林地面积的减少增加了地表径流,而且林地变化的影响大于耕地的变化。流域土地覆被变化与流域河流径流量的关系复杂,并非单一的覆被类型变化起主导作用,而是各种变化耦合作用影响了河流径流,但其中影响最为显著的是沼泽湿地的变化。

三门峡水库回水变动区土地利用/土地覆被变化及其景观格局分析

该文针对三门峡水库回水变动区水位变动情况,借助RS、GIS技术对潼关以下库区1987～2002年间典型年的汛期和非汛期土地利用/土地覆被变化情况进行了分析;并基于景观生态学理论和方法,对研究区生态系统景观格局随水位变动的变化情况进行了分析.其结果表明：研究区内河流与耕地面积在汛期和非汛期均呈减小趋势,而裸地的面积却逐渐增大,林地面积不论是在汛期还是在非汛期,其波动都不大.季节性淹水区内各生态系统除砾石滩地面积略有增加外,其他类型的面积均有所减少,受水位变动的影响较大;台地和阶地区内耕地面积有所减少,但草地和裸地面积有大幅度的增加,表明在水位变动的影响下草地分布的高程有所升高;其他生态系统类型受水位变动的影响不大.景观格局分析表明：研究区景观多样性、景观均匀度均呈下降趋势,生态系统正朝单一性、不均匀化的方向发展;景观破碎度略有增加;相对优势度也有一定的增加,研究区受阶地上各生态系统类型的支配程度正在增强.

土地利用与土地覆被变化的分形分析——以郑汴间沙岗地为例

文章应用盒子计数法计算了郑汴之间沙岗土地各种土地覆被类型空间分布的分维值,讨论了土地利用与土地覆被变化(LUCC)的分形性质。结果表明,土地利用与土地覆被是一种分形事物。分维是综合表征LUCC空间分布状况的一个特征参数,其值域为0<D<2。分维值越大,表明土地覆被空间分布愈不规则、愈复杂;分维值的变化可以反映出土地利用与土地覆被类型的空间结构在时间维上的变化。

黄土丘陵区小流域土地覆被变化对径流产沙量的影响

为探讨黄土丘陵区小流域土地覆被变化特征及其对流域径流产沙量的影响,以黄土丘陵区吕二沟、罗玉沟及其嵌套流域（桥子沟）等3个小流域为研究对象,运用数理统计学、配对流域等方法定量分析了3个小流域不同研究时段内土地覆被变化对径流产沙量的影响.结果表明,1982∽2004年间,林地面积以1.07%/a的速率快速递增是吕二沟流域土地覆被变化的最明显特征,而罗玉沟流域在国家坡改梯工程影响下,坡耕地面积大幅减少,1986∽1995年间约73%坡耕地转化为梯田;结合配对流域法可知,土地覆被变化是导致流域径流和产沙减少的主要原因,在相同降雨条件下,径流深、泥沙量分别减少43.76%和35.23%.流域年径流模数与年降水量和流域森林覆被率均呈指数关系,流域森林覆被率增加5%,径流模数可减少18.43%∽37.58%.

漳州市土地覆被变化的遥感动态监测及驱动力分析

遥感技术以其宏观快速、准确、准实时、周期性重复观测等优点在区域土地利用/覆被变化的监测中具有明显的优势。在漳州土地覆被分类体系基础上,应用2000年的LandsatTM和2003年的SPOT影像进行配准与融合,并采用自动提取技术发现变化图斑,运用光谱直接比较法和分类后比较法提取变化图斑,经外业核查,并辅以土地详查和变更资料,对变化图斑进行人机交互处理,确定其变化类型、位置和范围。结果表明,果园、迹地、建设用地的范围在扩大,水田、旱地、未利用土地的范围在缩小,水域、林地等面积变化不大。在减少的耕地中,水田一般转变为果园、建设用地,而旱地一般转变为果园、林地、未利用地。漳州土地覆被变化的一个重要特征是果园的面积在不断地扩大,其主要的来源是耕地和部分未利用地。最后,结合漳州市社会经济统计资料对其变化驱动因素进行探讨与分析,认为其主要驱动因素是人口增加、城镇化的加快、工业的发展、特色规模农业的形成和政府政策的导向。

大渡河上游地区土地利用/土地覆被变化与驱动力分析

本文以1967年、1987年、2000年三期遥感资料和1∶25万数字高程模型(DEM)及多种历史文献资料为基础,分析了大渡河上游地区18665km2范围内的土地利用/土地覆被变化与驱动力。结果显示:1967～2000年,研究地区以林地为主导的覆被格局转变为以草地为主。其中,有林地面积的大幅度减少发挥着关键作用。33年间,有林地面积减少了319774hm2,所占比例从30.92%下降为13.78%。通过对景观格局变化特征的分析,尤其是有林地斑块在破碎化过程中规则性的增强,同时结合历史资料分析,论证了政策因素在该地区土地利用/土地覆被变化中所发挥的主导作用。文中应用Logistic逐步回归方法,通过空间分析,在15个生物物理和社会经济因素中筛选出对不同地类具有重要影响的关键因素,并确定了它们之间的定量关系和影响大小。

青藏高原关键区域土地覆被变化及生态建设反思

青藏高原独特而敏感的生态系统,是中国生态安全屏障的重要载体,也是区域经济发展的必要基础。生态建设是生态文明的需求,也是社会经济可持续发展的保障。由于青藏高原内部自然条件差异显著,各区生态功能及区域问题也不尽相同,生态建设亟需因地制宜地提出建设与保护的对策和措施。本文从生态系统的主要功能、脆弱程度、变化趋势及面临风险等特征,辨识出阿里西部、那曲中南部、三江源地区和三江并流区等4个生态建设的关键区;并在分析各区环境和生态特征与土地覆被变化及其原因的基础上,提出了稳定和提升青藏高原生态安全屏障功能的措施与建议,对于高原生态安全屏障保护与建设具有重要的参考价值。

土地覆被变化的水文响应模拟研究

采用近年来快速发展的水文模型模拟的手段 ,应用SWAT模型模拟了长江上游梭磨河流域不同土地覆被情景下的多年降水径流关系 ,定量地评估了梭磨河流域的土地覆被变化对径流、蒸发和洪峰流量的影响 .结果表明 ,随着土地覆被状况由无植被到全是有林地覆被 ,径流深减小 ,蒸发量增加 ,枯季径流深减小幅度明显小于雨季的减小幅度 ,而且雨季初期径流深减小的幅度大于雨季后期 .相同的洪水重现期 ,流域全为有林地覆被的情景比无植被的情景洪峰流量减小 31 2 % .现状覆被与未来最佳覆被之间在较大洪水上的差别不大 ,在较小洪水上的差别稍大 .

基于Patch-Dynamics模式的土地覆被变化预测——以北京市为例

利用北京市土地利用变化数据建立了Patch-dynamics动力模型。模拟结果表明了在不同的时间尺度上耕地所占比例都持续下降,城镇建设用地、林地所占比例继续上升。由于该模式考虑了模拟对象的变化过程以及不同土地利用类型之间的相互影响,其模拟结果比一般的简单动力模型模拟效果好。通过与实际情况的比较检验,用1996年数据对2001年的模拟结果与实际差别不大,误差在0~0.05之间,对于面积较小地类的模拟误差较小,说明这个方法可以用来对未来的土地利用变化状况进行模拟、预测。然而,这个模型只适应于十年尺度的预测,模拟时间越长,误差越大。在此基础上,提出协调土地利用矛盾,维持一定规模的城市绿色空间,实现首都城市定位目标的建议。