皖南区域土地利用长时间序列时空变化分析

采用1980—2020年共8期土地利用数据,结合土地利用动态度指数,揭示了皖南区域近40年的土地利用时空演变特征与变化趋势。结果表明,1980—2020年皖南区域土地利用结构基本稳定;林地、耕地面积总体呈减少趋势;建设用地、草地、水域和未利用地面积总体呈增加趋势,这是区域自然环境与社会经济发展共同作用的结果。随着时间的推移,各种土地利用类型发生着不同程度的变化,耕地、林地、草地和水域的变化速度较缓慢,而建设用地和未利用地的变化速度较快。青弋江流域土地利用类型变化速度最快,秋浦河与新安江次之,阊江最慢。皖南区域在安徽省具有重要的生态战略地位,发展过程中应合理规划土地,实现土地动态平衡。

甘谷县土地利用动态变化与影响因素分析

本文以2009年和2019年甘谷县土地利用现状年度变更调查数据为基础,采用土地利用类型转入转出率、土地利用变化速度、土地利用动态度、土地利用类型变化程度和土地利用类型相对变化率等算法模型,对甘谷县土地利用10年间变化的特征进行了分析,并探讨了影响土地利用动态变化的各个因素。结果表明,甘谷县经济的快速发展和城镇化进程的加快,以及乡村振兴战略的实施,加快了土地利用类型的变化速度,但在甘谷县大力发展蔬菜、果椒和养殖等主导产业后,土地利用类型变化程度整体上放缓,土地利用结构进一步趋于合理化。

反现实分析下生态保护对土地利用变化的影响——以武汉城市圈为例

选取武汉城市圈,采用反现实法构建两种情景:反现实情景(考虑生态系统服务价值)和现实情景(不考虑生态系统服务价值)。基于2010-2018年土地利用数据,运用CA-Markov模型模拟2025年土地利用变化,以其为生态用地保护提供科学指导。结果表明,(1)2018-2025年,反现实情景和现实情景下建设用地规模均增加,增幅分别为3.61%和42.39%,反现实情景下耕地、林地、草地和水域向建设用地转换的面积均小于现实情景。(2)2025年反现实情景下闲置建设用地复垦为生态用地的规模约为现实情景的1.72倍。(3)现实情景下,林地、草地、水域表现为向耕地的过度转换,不利于生态安全,而反现实情景更能同时确保粮食安全与生态安全。

广州市土地利用变化特征及驱动力分析

基于2014—2021年的Landsat遥感影像分析广州市土地利用变化及其驱动力,以期优化土地利用现状,为资源可持续利用及生态环境保护提供依据。运用最大似然法进行监督分类,通过土地利用类型动态度和转移矩阵,从数量、速度、转移、空间方面总结变化特征,并结合主成分分析法与定性方法探究驱动因素。研究期内,各地类呈交替扩张和缩减特点。耕地减少1 308.42 km^(2),年变化率-8.55%,大部分变为城镇村及工矿用地、林地。城镇村及工矿用地增加1 016.38 km^(2),年变化率8.29%,主要从耕地、林地转变而来。林地增加313.22 km^(2),年变化率1.46%,多数由城镇村及工矿用地、耕地转变而来。水域及水利设施用地减少21.18 km^(2),年变化率-0.75%,主要变为耕地、城镇村及工矿用地。社会经济、自然地理、政策环境是引起广州市土地利用变化的核心驱动力,社会经济驱动力的影响最显著,包括人口因素、经济因素、产业因素和城市化因素。相关部门应控制人类活动对土地的开发利用强度,减少非农业用地对耕地的占用,积极开展环境保护与生态修复工作。

承德市接坝地区土地利用变化及驱动因素分析

为了探究承德市接坝区土地利用时空变化特征及原因,本文以2000、2010、2019年三个时期土地利用数据以及各类社会经济数据为基础,通过土地利用动态度、变化轨迹法、核密度分析法、地理探测器等方法分析了该区近20年土地利用变化时空特征及驱动因素。结果表明接坝区主要土地类型为耕地、林地、草地。近20 a耕地、草地面积分别减少了230.889 km^(2)和2099.745 km^(2),林地、建设用地面积分别增加2240.749 km^(2)和86.857 km^(2)。地类转移总体表现为耕地、草地的相互转化、草地对林地的转移和耕地、草地两种地类对建设用地的转移;所选两个时期中前一时期的地类变化更具方向性,后一时期变化更剧烈、范围更广;人口、高程、社会消费品零售总额、GDP等四种因子是承德市接坝区20 a间主要地类变化的主要驱动因子。

景电一期灌区土地利用变化及驱动力分析

研究利用2000、2010、2020年3期Globeland 30土地覆盖数据,结合资料收集、现场调研、土地利用转移矩阵法、土地利用动态度法等研究方法,分析2000、2010、2020年土地利用变化特征;根据2007—2020年景电一期灌区社会经济数据,运用SPSS主成分分析法对土地利用变化及驱动力进行分析。结果表明:灌区地类主要以耕地和裸地为主,占总面积的85%以上;2000—2010年,人造地表、湿地、水体面积分别减少14.74 km^(2)、0.97 km^(2)、0.13 km^(2);2010—2020年,人造地表面积增加36.35 km^(2);整个研究期(2000—2020年),灌区综合土地利用动态度为0.25%,人造地表和水体面积分别增加21.61 km^(2)和0.48 km^(2);景电一期灌区土地利用变化主要驱动力为产业、经济和人口变化。研究成果可为灌区水土资源高效利用奠定基础。

皖江城市带近20年土地利用变化及其生态环境效应

分析区域土地利用变化及其对生态环境的影响,能为区域土地利用结构优化及生态环境保护提供理论依据.以皖江城市带为例,基于2000年、2010年、2020年土地利用数据集,运用土地利用转移矩阵模型,分析了该地区土地利用时空变化特征;同时结合生态环境质量指数、网格单元分析方法及土地利用转型的生态贡献率,探究了土地利用变化的生态环境效应.结果表明:(1)皖江城市带土地利用转移主要为耕地和森林之间的相互转移,以及人造地表对耕地的侵占;(2)皖江城市带森林的生态价值重要性最大,最高达到55.29%,人造地表用地的变动对该区域的生态影响较大,生态价值贡献率为28.20%;(3)皖江城市带生态环境质量指数稳定且有下降趋势,区域生态环境质量指数呈现“南高北低”的空间格局;(4)耕地向森林及草地的转换是导致生态环境改善的主要原因,森林转向耕地及耕地转向人造地表是导致生态环境恶化的主要原因.

1980-2015年江西省土地利用迁移变化分析及驱动机制研究

厘清江西省土地利用转换时空特征,明晰驱动因子,可为该区土地资源的合理开发和生态环境保护提供科学依据。基于Landsat遥感影像,利用ArcGIS空间分析和SPSS主成分分析等方法,通过土地利用单一和综合动态度、土地利用转移矩阵和土地利用程度综合指数,以及土地利用重心迁移等,研究了1980—2015年江西省土地利用时空变化,并探究了驱动机制。结果表明:(1)1980—2015年江西省土地利用综合动态度为0.168%/a,类型主要为林地和耕地,两者面积占总面积的89.85%,其中建设用地面积变化最大,期间共增加了2241.01 km^(2),为主要变化类型。(2)1980—2015年江西省土地利用转出和转入面积最大的分别是耕地3190.67 km^(2)和建设用地2325.20 km^(2),而林地和草地也分别转出2830.77 km^(2),885.18 km^(2),迁移变化总体上为居民建设用地大量扩张,耕地和林地面积均大为减少。(3)江西省土地利用重心随土地利用变化发生相应改变,其中建设用地和耕地重心变化较大,建设用地向东北方向迁移,耕地向西南方向迁移,二者变化轨迹相反。(4)江西省建设用地的驱动力为城镇发展水平和人口数量与结构两个方面,耕地的驱动力为农业水平和产业机构以及自然条件。综上,近35 a江西省土地利用变化较大,其中耕地和建设用为主要变化类型,其变化主要受社会因素影响。

山西省土地多功能利用水平及动态变化研究——基于综合分析法

以山西省107个县域为研究单元,基于全排列多边形综合图示法计算土地多功能利用水平值,采用空间解析几何模型测度土地多功能耦合度、协调性、综合发展程度,并以轨迹分析法进行分区,探究2005—2020年土地多功能综合发展程度及区域协调发展情况,厘清县域土地多功能利用水平综合情况。结果表明:(1)山西省土地多功能利用水平时空演化阶段特征明显,2005—2020年生产功能优势区由点状分布逐步扩散、联结,呈现集聚态势,且随着能矿经济衰退和经济转型,导致2020年集聚度较2010年明显降低;生活功能与生产功能空间格局基本一致,呈现分区集聚、南强于北的特征;生态功能相对稳定,与生产、生活功能鲜明互补。(2)土地多功能空间协调偏离度与耦合度空间分布有异但格局特征趋同;而综合发展程度与耦合度空间分异均呈阶段性变化。(3)生产与生活功能的耦合度、综合发展程度总体提升,但提升幅度小,整体水平低;生态功能微弱恢复,整体水平趋于中等;协调偏离度整体较优,但存在低水平协调。

黄河流域上游煤矿区土地利用类型变化及其对固碳服务的影响

明晰矿区土地利用变化及其对区域碳储量的影响,是“双碳”目标背景下推进矿区低碳减排和绿色高质量发展的重要手段.基于多源数据集,使用InVEST模型、土地利用动态度、转移矩阵、缓冲区分析和灰色关联度等方法,识别了1990-2020年黄河流域上游13个大中型煤矿区的土地利用类型时空变化,评估了不同矿区及其周边不同距离缓冲区的固碳服务能力,并对二者的关联度进行分析,旨在厘清矿区土地利用变化对固碳服务的影响.结果表明:(1)1990-2020年煤矿区土地利用类型主要以草地、未利用地、林地和耕地向城乡工矿居民用地转移为主,城乡工矿居民用地面积以288.8 hm^(2)/a的速度持续扩张.(2)1990-2020年不同时段城乡工矿居民用地的单一动态度均为正值,草地和未利用地则均为负值,其中2010-2015年各土地利用类型的综合动态度均较高,2015-2020年则均相对较低,并且露天开采方式矿区土地利用强度远高于井工开采方式.(3)1990-2020年各矿区内单位面积年固碳量在0.7~4.1 Mg/hm^(2)之间,在时间上呈先下降后升高再下降的趋势,并且在距离矿区50 km范围内,距离越远,平均单位面积年固碳量越高,影响程度逐渐下降.(4)不同土地利用类型与单位面积年固碳量的平均关联度从高到低表现为未利用地>耕地>草地>林地>水体.研究显示,黄河流域上游煤矿区开发过程中未利用地和耕地面积的变化是矿区生态系统固碳服务变化的重要原因.

基于SWAT模型的涪江流域土地利用变化的水沙响应研究

[目的]分析涪江流域水沙对土地利用类型变化的响应情况,为流域水土资源规划管理和生态环境建设提供科学依据。[方法]应用SWAT分布式水文模型,采用情景模拟方法构建3期自然情景以及3种极端情景,分析流域1990—2010年的土地利用变化情况以及量化不同土地利用类型对流域水沙的作用程度。[结果](1) 1999—2010年,流域上游以林草地为主,约占流域总面积的46%;中下游主要为农业用地和居民用地,耕地占流域总面积的51%左右;居民用地与未利用地扩张率分别为95.86%和434.43%。自然情景下,流域径流变化率小于5%,侵蚀产沙变化率小于15%。(2) SWAT模型在涪江流域具有较强的适用性,径流率定期和验证期的R~2和NSE分别为0.86,0.85;0.80,0.78,泥沙分别为0.68,0.67;0.68,0.43。情景模拟分析得出具体土地利用类型对径流的影响程度:林地>草地>未利用地,相对于基准期,林地覆被情景减少了35.66%的产流量。对流域侵蚀产沙的影响程度:未利用地>林地>草地,未利用地情景下增加了56.74%的侵蚀产沙量,林地和草地情景分别减少了43.57%和30.04%。(3)基于随机森林算法的自变量影响程度重要性排序结果表明:影响产流量的前3个土地利用类型是耕地、林地、草地,权重系数分别为2.057,2.030,1.148;影响侵蚀产沙量的是草地、耕地、林地,权重系数分别为1.753,1.208,1.003。[结论]除耕地外,径流对林地变化的响应最显著,侵蚀产沙量对草地变化的响应最显著,当土地利用类型向林草地转化时,对流域具有显著减水减沙效果。该研究可为涪江流域未来土地利用结构优化和水土资源的合理规划提供科学依据。

浏阳河流域土地利用变化特征及其与关键水文要素的关系

探究流域土地利用类型与水文过程的相互作用关系可为变化环境下流域水土资源管理和旱涝灾害预防提供科学依据。基于浏阳河流域1990-2019年土地利用、降雨以及蒸发数据,采用动态度、新型土地利用变化模型、交叉小波分析等方法,分析了流域土地利用的变化特征及其与关键水文要素的相互关系。结果表明:森林面积占流域总面积的69.12%~76.64%,且呈现减少的趋势,而城镇用地则逐年扩张,土地利用的转移主要发生于森林、耕地和城镇用地之间;新型土地利用变化模型可有效挖掘浏阳河流域土地利用类型转化过程中抑制性和倾向性等深层次特征规律,其中,森林向耕地的转化呈现绝对倾向性的转化特征;年降雨量与流域主要土地利用类型无明显线性关系,而蒸发与森林、耕地和城镇用地均存在较显著线性相关关系,年降雨量、年蒸发量与主要土地利用类型之间的灰关联度指标在0.4982~0.8097范围内变动,非线性相关关系均较为显著;耕地面积的变化会显著促进年降雨量和年蒸发量的变化,而森林面积则受到流域关键水文要素的显著影响。浏阳河流域土地利用类型发生了变化,且土地利用类型与关键水文要素之间相互作用,相互影响,优化流域土地利用模式,可为缓解流域气象水文灾害开辟新途径。

贵州省土地利用变化频数分布及驱动因素

[目的]研究贵州省土地利用动态转移变化频数的空间格局及驱动因素,为该区土地调查工作与相关政策提供理论参考。[方法]基于2000—2020年贵州省土地利用数据,采用土地利用变化频数统计、核密度分析、空间自相关性等方法分析贵州省土地利用变化频率的时空分布特征,并借助地理探测器对其影响因素进行研究。[结果](1)贵州省2000—2020年土地利用变化频数中土地发生变化的面积仅为2%,但资金和人力的投入却相对较高,因此两者的投入关系极不协调。(2)贵州省2000—2020年土地利用变化频数中已变化的土地在空间分布上具有显著的空间异质性。(3)贵州省2000—2020年已变化土地核密度结果呈现“西高东低”的分布特征,土地变化1次的分布密度最大,土地变化3次的分布密度最小。(4)贵州省2000—2020年已变化土地和未变化土地皆呈显著空间集聚特征,已变化热点区域为赫章、大方等,未变化热点区域为威宁、从江等地区。(5)2000—2020年贵州省土地利用变化频数驱动因素的交互探测结果显示,坡度和坡向的交互作用对贵州省土地利用变化频数空间分异的解释力最强。[结论]贵州省土地利用变化频率分布具有显著的空间异质性,应建立贵州省土地利用变化频数监管机制,实现有效利用社会资源和减轻社会财政负担。

国家重点生态功能区生态系统服务价值对土地利用变化的时空响应

【目的】研究国家重点生态功能区用地结构转变对生态系统服务功能的影响,对编制地方经济社会发展计划和调整国土资源合理配置有重大参考价值。【方法】利用安徽省太湖县2000、2010、2020年3期土地利用数据,建立转移矩阵分析土地利用变化规律,在600 m×600 m格网尺度下计算生态系统服务价值的空间定量,并运用空间自相关探究生态系统服务价值对土地利用变化的时空聚集特征与冷热点分异规律。【结果】(1)2000—2020年太湖县土地利用面积变化的速度总体缓慢,建设用地增长了1.43%,耕地减少了1.00%,草地、林地、耕地面积逐年下降,建设用地逐年增加;(2)土地利用综合变化指数高于0,全县的土地利用变化结构正处于成长期;(3)20 a来,太湖县各土地利用类型的生态系统服务价值均出现一定程度的下降,其中水域和林地对研究区生态系统服务价值总量的贡献率最高;(4)土地利用变化对生态系统服务价值空间分布呈正相关,以低-低聚集区和高-高聚集区为主,随着土地利用结构的改变,集聚的相关度也随之增加。从冷热点分布状况看,太湖县生态系统服务价值变化量在总体上呈现“中热北冷,南部冷热分异明显”的分布特征。【结论】太湖县不同土地利用类型生态系统服务价值的数量和空间分布差异明显,需要关注水体面积保护与南部建设用地扩张两者的土地资源配置优化问题,加强对土地利用结构的优化和生态用地空间格局的提升。

2000—2020年阿克苏河流域土地利用强度变化及其对蒸散发的影响

深入挖掘土地利用类型内部转换过程信息,衡量土地利用变化强度对蒸散发的影响,准确评估实际蒸散发时空变化规律对流域水资源科学管理和高效利用具有重要意义。基于强度分析模型揭示2000—2020年阿克苏河流域不同层次土地利用类型强度变化特征及对流域实际蒸散发的影响,结果表明:(1)时间间隔层次上流域土地利用变化强度呈先增加后减小的趋势,2000—2005年变化最为活跃。地类层次上耕地、建设用地、水域、林地面积增减变化表现较为活跃。转移层次上耕地面积的增加主要来源于草地(占比54.31%)和未利用地(占比26.26%);(2)流域多年平均蒸散发为166.56 mm。年际波动较大,整体呈增加趋势,年增长率为3.68 mm·a^(-1)。年内4—10月蒸散发占全年蒸散发的71.76%。实际蒸散发高值区分布在山区林地和平原区耕地,低值区分布在山前荒漠区及绿洲与荒漠过渡带地区;(3)主成分分析结果表明,阿克苏河流域实际蒸散发变化的驱动力为草地、耕地、未利用地的转化强度,土地利用变化强度与实际蒸散发之间的相关系数为0.87,二者存在较强的相关关系。

青藏东缘若尔盖高原土地利用时空变化特征及其驱动因素分析

土地利用时空变化是全球环境变化的重要影响因素,直接影响生态系统结构和功能,而生态恢复工程对不同土地利用类型时空变化特征的影响尚未明晰。以若尔盖高原为例,采用2000、2010和2015年3期影像资料,对2000—2010和2010—2015年土地利用时空变化特征及其驱动因素进行系统分析。结果表明:(1)2000—2015年土地利用变化面积为289.90 km^(2),主要表现为草地和建设用地面积增加,分别增加37.29和105.27 km^(2),以及湿地面积减少129.57 km^(2);(2)社会经济发展与人口增长促使其他土地利用类型转变为建设用地,建设用地面积显著增加,生态恢复工程促进湿地的恢复,减少了耕地面积,使灌丛和林地面积保持相对稳定;(3)生态恢复工程是若尔盖高原湿地面积增加的关键因素,防沙治沙工程是减缓若尔盖县和红原县沙地面积扩张的影响因素之一,气候变化是该区域土地利用变化的次要因素。加强土地利用时空变化及其驱动因素研究可为区域土地利用优化管理和政策制定提供科学依据。

基于InVEST和PLUS模型的江西省土地利用碳储量时空变化与预测

土地利用变化是驱动碳储量变化的主要因素,评估土地利用变化对碳储量的影响对于碳平衡具有重要意义。以江西省为例,基于InVEST-PLUS模型,探究1990—2020年江西省土地利用变化和碳储量时空演变,测算2030年多情景碳储量。(1)江西省1990年、2000年、2010年和2020年的碳储量分别为12.7594、12.7600、12.6912、12.5800亿吨,总体呈现减少态势。林地的减少是造成碳储量损失的主要因素。地上生物量碳库和土壤碳库碳储量最多,占总碳储量的88.82%。(2)至2030年,较2020年,在自然发展与城镇发展情景下,碳储量分别减少380、1330万吨,在生态保护情景下则增加125万吨,表明采取生态保护措施,优化土地利用结构,能有效控制碳储量的减少。(3)碳储量明显较高的地区位于生态用地连片的赣南山区,而碳储量明显较低的地区位于碳密度值较低以及建设用地呈斑块状分布的赣北区域。研究结果将为江西省生态文明建设作出合理生态决策、实现高质量发展提供科学依据。

基于国土变更遥感监测的土地资源利用分析:以贵州省铜仁市为例

以贵州省铜仁市为研究对象,采用遥感技术和地理信息系统(GIS)空间分析方法,结合土地变化趋势分析以及核密度分析等可视化分析手段,对贵州省铜仁市2021—2022年的国土变更进行全面监测和定量分析。通过分析得出,随着铜仁市城市化进程的加快,2021—2022年全市发生变化的区域面积达167.862 km^(2),其中,新增建设用地变化达80.348 km^(2),占总变化的47.87%,整体呈现扩增趋势;耕地变化达66.283 km^(2),占总变化的39.49%,整体呈现流失趋势。同时表明,铜仁市变更主要集中在城市扩张和农业用地变化方面,但随着城市化进程的快速推进,农业用地持续减少,整体生态经济的发展处于下调趋势。

榆林地区土地利用/覆被变化区域特征及其驱动机制分析

利用榆林地区1986、1995年土地利用现状图,在地理信息系统支持下建立土地利用变化转移矩阵,结合多年社会统计资料分析榆林地区10多年来的土地利用动态变化特征。研究结果表明:土地利用类型变化幅度大、流转方向较为集中,具体表现为农田总面积下降、耕地质量局部改善,林草覆盖面积增长、其它用地类型面积减少;从区域角度分析,南部黄士丘陵沟壑区耕地面积减少、成熟林地面积增加幅度大与西北部风沙区耕地面积轻微增加、天然草地优势地位增强形成鲜明对比,这种区域特征符合“因地制宜”规律,与“退耕还林还草”政策导向吻合。全区总人口及其区域分布、农民年均收入和农业人口比重为该区土地利用,覆被变化的主要驱动力,同时人们的环境保护意识和相应的土地政策也对该区土地利用/覆被变化产生较大影响。

巨型城市区域土地利用变化的人文因素分析——以珠江三角洲地区为例

在评述国内外相关研究的基础上,利用遥感土地利用数据和统计资料,应用定量分析和GIS空间分析技术从定性与定量的角度系统全面地开展了珠江三角洲巨型城市区域土地利用变化的人文因素研究。定性分析结果表明:珠江三角洲土地利用变化与人口、经济发展、城市化与工业化及政策因素密切相关,这些因素深刻影响着该区域的土地利用变化。定量分析是对定性分析的验证,定量分析结果表明:影响珠江三角洲巨型城市区域土地利用变化的因子可归纳为人口、经济发展水平、城市化与工业化、农业产业结构调整、区域产业结构调整和外资等6个因子,并且各因子的影响作用大小不同。