过去40年兰州市榆中县土地利用景观格局变化及驱动力分析

兰州市榆中县作为兰州市城市副中心,过去近40年土地利用景观格局发生了显著变化。本研究基于榆中县5期土地利用/覆盖数据,采用状态转移矩阵和景观生态学方法分析了1980-2018年榆中县土地利用景观格局变化。结果表明,(1)土地利用景观格局发生显著变化的地区主要集中在中部川塬河谷区,且主要集中在2010-2018年。(2)大面积耕地、草地、未利用地被建设用地置换,耕地、草地、未利用地和建设用地的面积分别从1980年的988.99 km^(2)、1971.94 km^(2)、40.05 km^(2)和62.27km^(2)变更为2018年的962.11 km^(2)、1963.29 km^(2)、36.58 km^(2)和102.18 km^(2)。(3)景观多样性和优势度未发生显著变化,草地和耕地始终是优势景观类型且两者面积占比接近景观总面积的90%,但是景观破碎性增加、斑块形状趋于复杂。(4)工业园建设、科教城建设、优势/特色农业基地建设和县域人口增加是榆中县区域近40年土地利用格局变化的主要驱动力,促使过去的耕地、草地、未利用地被建设用地类型所取代。

鄂尔多斯土地利用变化及驱动力分析

土地利用/覆被变化(Land-Use and Land-Cover Change, LUCC)的监测及其驱动因素分析是土地变化科学的基础和关键。分析研究土地利用变化及其驱动力,是理解土地利用变化过程、调整优化土地利用结构、完善土地管理体制,推进多元化生态治理,促进区域可持续发展的重要科学基础。本文选取鄂尔多斯为研究区,基于2000、2010、2020年的CLCD土地利用数据和共15个驱动因素为支撑,厘清研究区土地利用变化时空脉络,刻画草地退化和恢复动态过程,分析研究区重大生态治理工程、驱动因素、土地利用变化和草地退化/恢复之间的关系。研究结果表明:在过去二十年期间,约有20%的研究区国土面积发生土地利用转化,主要表现为草地面积增加、裸地面积明显缩减、农田面积增加和不透水面面积扩张;草地退化面积明显大于草地恢复面积,退化过程集中在研究区西部旗县,恢复过程集中在东部欠发达旗县;研究区土地利用变化是由研究区重大生态治理工程和研究区社会经济驱动因素进程造成的。

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。

基于Agent的土地利用/土地覆盖变化模型的研究进展

在查阅国内外大量LUCC模型应用研究文献资料的基础上,重点对基于Agent的土地利用/土地覆盖变化模型(ABM/LUCC)的研究进展进行了详细论述。首先指出ABM/LUCC模型提出的背景,并对模型的基本理论和概念进行简要介绍;其次,重点论述ABM/LUCC模型的主要研究问题以及该模型在城市土地利用、农业土地利用以及自然资源管理等领域的国内外研究进展;最后,分析总结目前模型应用中存在的主要问题,并探讨模型未来发展的主要方向。

土地利用变化对生态系统服务价值的影响——以武汉市为例

分析了1996～2001年武汉市快速城市化区域土地利用／土地覆盖变化，并计算由此导致的生态系统服务价值变化。应用Costanza生态系统服务价值计算公式，采用谢高地等人的中国陆地生态系统单位面积生态服务价值表进行计算，结果发现：①在研究期内，研究区耕地、草地、水域和未利用地在减少，其中耕地减少最多，达12．32×10^3hm^2，林地、湿地和建设用地在增加，建设用地增加最多，为11．70×10^3hm^2；②ESV由1996年的457．74×10^7元减少到2001年的456．14×10^7元，5年减少1．61×10^7元；③生态系统单项服务功能价值中的气体调节、气候调节、原材料和娱乐文化在增加，气候调节增幅最大，达8．51％，水源涵养、土壤形成和保护、废物处理、生物多样性保护和食物生产在减少，食物生产减幅最大，达7．42％;④敏感性分析表明，ESV对生态价值系数（Value Coefficient，VC）缺乏弹性，研究结果可信。

干旱区绿洲土地利用与覆被变化过程

应用遥感和GIS技术及数理统计学方法,以新疆三工河流域冲洪积扇-冲积平原型绿洲为研究区,利用1978年、1987年和1998年的遥感数据,深入研究了70年代中后期以来干旱区绿洲LUCC的过程和趋势。结果表明:(1)遥感和GIS在绿洲土地利用与覆被变化数据获取和空间分析方面是一种非常强大而有效的技术手段;(2)通过建立绿洲LUCC的幅度、速度、区域差异和变化趋势数学模型,可以较好的研究绿洲土地LUCC的过程和趋势,如变化的双向性、单向性、正向性和反向性,变化的涨势或落势等,在三工河流域绿洲应用取得良好效果;(3)自70年代中后期以来三工河流域绿洲LUCC趋缓,并存在显著的时空差异:前期绿洲LUCC处于单向转换过程的非平衡状态,并呈现一定的地段分异,其中绿洲上部处于准平衡状态,而绿洲中部和下部处于非平衡状态。后期绿洲LUCC呈现双向转换为主的发展态势,使绿洲LUCC处于准平衡状态;绿洲上部和中部处于非平衡状态,绿洲下部处于平衡状态,均表现出不同的变化过程和趋势。

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。

遥感技术在区域土地利用/覆被变化中的应用——以福建省为例

研究目的:运用遥感技术快速查明福建省的土地资源状况与分布及其动态变化,为国土部门与政府决策提供科学依据。研究方法:采用人机交互式解译并结合自动分类对2001年LandsatTM影像进行解译。研究结果:(1)在自动分类基础上,运用人机交互式目视解译可获得较好的效果与精度。(2)福建省遥感调查土地利用总面积12398515.09hm2,林地和耕地为主要土地利用类型。(3)从土地利用变化分析,1996-2001年耕地面积减少11.78%,未利用地减少23.55%,而园地、林地、水域和城乡居民点及工矿用地增加。不同土地利用类型间也发生转移,耕地转化为林地和城镇工矿及交通用地面积突出。研究结论:运用遥感技术进行土地资源的调查与变化研究,能较准确、及时地为有关部门提供依据,并节省费用。

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。

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。

山区土地利用/覆被变化对土壤侵蚀的影响

本文以福建省山区为例 ,在对福建省水土保持实验站、建瓯市牛坑龙水土保持试验站长期观测、实验资料深入分析对比的基础之上 ,探讨了土地利用 /土地覆被变化对土壤侵蚀的影响规律。分析结果表明 ,土地利用 /土地覆被变化对径流的产生和土壤侵蚀有重要影响 ,植被的覆盖度的变化直接影响着径流系数和土壤侵蚀模数 ;植被的覆盖度和径流系数呈负线性关系 ,随着覆盖度的增加径流系数逐渐减小 ;植被覆盖度和土壤侵蚀模数为负指数关系 ,随着植被覆盖度的增大 ,土壤侵蚀模数急剧下降。

甘肃省土地利用变化的基本特征及其格局

在"3S"技术支持下,以人机交互图像处理方式获取甘肃省1990、2000、2005、2010年的土地利用数据,从土地转移方向、土地变化速度、信息熵以及土地利用程度方面,分析1990-201 0年人类不同活动强度下,甘肃省土地利用空间格局及其动态特征.结果表明:耕地与草地、未利用地之间的转换关系是甘肃省土地利用转换关系的关键,决定着甘肃省土地利用变化的特征;1990-2010年草地、林地以及水域以2000年为分界点呈现出先减后增的趋势,耕地则表现出相反趋势,建设用地呈持续增长趋势,未利用地表现为持续减少趋势;甘肃省土地利用变化对耕地扰动最大,其次为林地及水域,草地以及未利用地相对较小;甘肃省土地利用变化存在明显的阶段性,2000-2005年土地利用变化速度明显高于其他阶段;1990-2010年甘肃省土地综合开发水平总体处于下降趋势,主要表现为耕地与草地以及林地相互转换,影响区域主要分布在甘肃中东部地区.

黄河三角洲土地利用/土地覆盖变化研究现状与展望

土地利用/土地覆盖变化是全球环境变化研究的3个核心主题之一。黄河三角洲是我国乃至世界造陆速度最快的河口三角洲之一。伴随着人口的不断增加,黄河流域经济的发展,河口地带油气的开发,黄河三角洲土地利用/土地覆盖发生了迅速的变化,从而引发了土壤盐渍化、水污染严重、湿地资源保护受到威胁等一系列生态环境问题。论文以黄河三角洲为典型样区,把其土地利用/土地覆盖变化的研究作为全球环境变化研究的一个缩影,为全球性土地利用/土地覆盖变化模型的建立提供依据。论文首先介绍了黄河三角洲概况,其次对该地区土地利用/土地覆盖变化探测方法、结果进行了对比、归纳,接着回顾了该地区对土地利用/土地覆盖变化的驱动力分析以及模型预测,然后介绍了土地利用/土地覆盖与环境变化交互作用等的研究状况,最后总结了目前黄河三角洲土地利用/土地覆盖研究所取得的成绩和存在的不足,同时为进一步开展该地区的研究工作提出了若干建议。

近20年中国土地利用变化影响区域气候的数值模拟

区域尺度土地利用/土地覆盖变化(LUCC)的气候效应以及土地覆盖数据的不确定性,一直是LUCC研究不可忽视的关键问题。本研究基于最新的遥感资料,采用新的区域气候模式Reg CM4.0,探讨了1990年至2010年中国LUCC对区域气候的影响。结果表明,中国区域LUCC使得局地气温和日较差发生了显著改变,而降水及低层环流场变化不显著;LUCC的影响存在季节性差异,其中,夏秋季响应程度较大且主要体现在边界层内。就LUCC对气候影响的机理各地区有所不同,华北地区LUCC的气候效应主要受蒸散发作用主导,而长江流域则由反照率与蒸散发共同作用。这些结果均说明,较短时间尺度的LUCC气候效应主要体现在其局地范围,且在不同的季节有所差异。

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.

最近50年来莱州湾东部典型砂岸潮上带土地利用变化研究

以不同时期测量和成像的地形图和高分辨率遥感影像为数据源,综合使用野外调查、遥感(RS)、全球定位系统(GPS)和地理信息系统(GIS)等方法,对最近50多年来莱州湾东部砂岸典型岸段(界河口—刁龙嘴)的土地利用变化进行研究。结果表明,最近50多年来,莱州湾东部海岸土地利用/土地覆被变化显著,土地利用类型转化的总趋势是风沙地、林地、耕地向养殖池及居民地转化。从20世纪90年代初以来,该岸段潮上带风沙地大部分已为养殖池(塘、大棚)等所覆盖,在沿海防护林和海域之间新出现了一条平行于岸线、基本连续展布的水产养殖设施带,其外侧建有高出当地最高潮位的防浪堤。潮上带土地覆被的如此深刻变化,必然深刻地改变风暴潮作用时的水动力边界条件,导致风暴潮作用过程中沿水下岸坡—海滩—潮上带方向的能量分布发生调整,进一步会对海岸地貌及冲淤发生的范围、强度、性质和形式等带来变化。因此,大面积的潮上带土地利用可能是莱州湾东部砂岸,最近30年来海岸地貌冲淤演变的重要影响因素之一,这为今后深入研究并预测该段海岸地貌冲淤变化提供了新的视角。

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。

基于Landsat影像的土地利用/覆盖变化研究——以吉林省汪清县为例

基于Landsat TM/OLI_TIRS遥感影像数据,以汪清县为研究区域,利用RS和GIS技术,通过土地利用动态度模型、土地利用转移模型,以2004年为时间节点,分析1994-2014年间汪清县的土地利用/覆盖变化状况,利用灰色关联度模型对该变化的驱动力进行分析。结果表明,2004年以前,综合土地利用动态度为0.62%,空间变化差异明显,2004年后综合土地利用动态度降为0.56%,但空间变化差异逐步扩大,总体变化趋势放缓。1994-2014年间,林地面积总体减少,但2004年后呈增长趋势,变化程度较高的有裸地、草地及居民用地,每种土地类型都有不同数量的相互转化。驱动力分析表明,汪清县土地利用和覆盖变化是人口、经济等因子综合驱动的结果,不同土地类型变化的最主要的驱动因子有所差异。

土地利用/覆被变化与土地资源优化配置的相关分析

土地资源优化配置已成为土地科学领域前沿的重要课题,而近年来受到国内外学术界重视的土地利用/土地覆被变化研究正可为此提供支持,并相互促进。如何正确认识二者之间的关系,并有效的利用这种关系,无论对我们研究土地利用/土地覆被变化,还是实现土地资源优化利用都异常重要。本文对二者的研究目标及内容进行对比分析,并在此基础上详细阐述了二者的结合方式和途径,提出土地利用/土地覆被变化能为土地资源优化配置提供数据、理论、研究方法支持,同时土地资源优化配置研究有益于土地利用/土地覆被研究的深化,二者的结合可促进土地可持续利用。