2000-2020年丹江口库区植被覆盖与土地利用时空演变分析

厘清植被覆盖与土地利用变化关系对于区域人地关系协调发展具有重要意义。基于丹江口库区2000-2020年MODIS NDVI数据和土地利用遥感监测数据,利用像元二分模型估算库区植被覆盖度,分析其时空变化特征,并结合土地利用变化图谱和景观格局指数,揭示库区土地利用变化规律,探讨其对植被覆盖的影响。结果表明,1)2000-2020年丹江口库区植被覆盖度整体较高,呈增加趋势,增速为0.0014/a,呈极显著(P<0.01)、显著(P<0.05)增加趋势的区域分别占15.74%、14.16%,未来库区植被覆盖变化状况良好。2)库区土地利用主要以林地、草地、耕地变化为主,LPI、SHDI及AI整体以升高为主。3)库区林地、耕地、草地变化对植被覆盖的影响较大,土地利用类型变化促进了植被覆盖的增加,LPI、AI与植被覆盖变化呈正相关,而SHDI与植被覆盖变化呈负相关。丹江口库区植被覆盖受土地利用变化的影响显著,研究结果可为库区国土空间优化以及生态修复提供理论依据。

基于RS和GIS的陕西省洛川县土地利用类型和植被覆盖变化特征

明确土地利用类型转变和植被覆盖度变化的范围、幅度和归因是评估生态工程环境效应的前提。然而,在黄土高原塬区县域尺度类似的研究鲜有报道。基于长时间序列NDVI数据和Landsat系列卫星数据,探究黄土高原洛川县土地利用和植被覆盖度的变化状况。结果表明:退耕还林(草)工程实施以来,洛川县植被覆盖度从0.6(2000年)增至0.9(2020年),耕地面积减少了481.8 km2,其中231.3 km2为坡度≤15°的适耕区转为苹果园。由于坡耕地还林草的面积在洛川县土地变化总面积中仅占1.5%,远小于其他地类改种苹果的面积(占20.0%),因此,洛川县植被覆盖度的提升主要是政府大力推广苹果树种植的结果。研究结果可为黄土高原经济林建设提供基础数据和科学参考。

2000—2020年湖北省土地利用变化对植被覆盖度的影响

[目的]土地利用及其对陆地生态系统的影响是当前全球变化研究的重要内容。科学分析土地利用变化对植被覆盖度的影响,促进社会经济与生态环境质量的协调发展及地区经济的平衡发展,为政府部门对区域生态保护和恢复管理提供借鉴和参考。[方法]以湖北省为研究对象,利用2000,2020年2期Landsat遥感影像、土地利用遥感数据,利用遥感数据的空间处理、像元二分模型、土地利用转移矩阵等方法,分析研究湖北省植被覆盖的时空变化、土地利用类型变化特征及其对植被覆盖度的影响。[结果]①2000—2020年,湖北省耕地、草地和未利用地面积减少,水域以及建设用地面积增加,林地面积基本保持不变,其面积大小顺序为:林地>耕地>水域>建设用地>草地>未利用地。②湖北省植被覆盖度平均值上升了6.50%。林地、耕地、草地和未利用地的平均植被覆盖度均有所增加,建设用地的平均植被覆盖度有所降低。③湖北省植被覆盖度总体呈现增加的趋势。植被覆盖度增大的区域主要集中在湖北省的西部和东南部地区,局部地区也存在植被退化的区域,主要集中在湖北省中南部及襄阳北方部分区域。④不同土地利用类型FVC转移过程中,耕地较高植被覆盖与高植被覆盖之间的转移过程最为剧烈,林地不同等级植被覆盖的转移量占转移总量的47.87%,草地不同水平植被覆盖度的转移量占转移总量比例较小,仅为3.40%。[结论]2000—2020年湖北省土地利用变化较大,不同土地利用类型的植被覆盖度相互转移,尤其是林地、耕地及草地的平均植被覆盖度均有所增加,使得湖北省近20a来整体植被覆盖度呈现出上升趋势。

湖南省土地利用/覆盖变化的生态服务价值时空响应特征

基于1985—2019年长时序遥感数据,定量核算湖南省生态服务价值(ESV),系统解析土地利用/覆盖变化(LUCC)的影响方式,模拟2030年多情景下ESV的时空演变。结果表明:湖南省LUCC显著,草地面积总体呈现持续下降的趋势,面积减少852.91 km^(2),不透水面面积持续上升,面积增加3013.77 km^(2)。湖南省ESV整体呈现先上升后下降的倒“V”形变化,总体下降了86.07亿元,主要来自废物处理、土壤形成与保护等功能变化的贡献。LUCC对ESV具有显著影响,主要增益来自退耕还林和退耕还湖,分别增益837.73亿元和111.62亿元;2030年多情景预测显示,在自然发展和经济发展情景下ESV呈现持续下降趋势,在生态保护情景下呈现上升趋势。

2000、2010和2020年中国广西土地利用/土地覆盖融合数据集

本研究选取全球/中国广泛应用的6大土地利用/土地覆盖遥感数据产品,包括欧空局全球土地覆盖产品(ESAGC)、ESRI全球10米土地利用/土地覆盖数据(ESRI-LULC)、清华大学高分辨率全球土地覆盖产品(FROM-GLC)、武汉大学中国土地覆盖数据集(CLCD)、全球30米高分辨率系统土地覆盖产品(GLC_FCS30)以及Globe Land30(GLC30),通过对多个数据产品进行重分类,提出基于一致性评估的多源数据产品融合方法,合成新的广西区域2020年度土地利用/土地覆盖数据产品,与地方统计年鉴数据相关系数大于0.94。研究进一步选用有长时间序列的三套数据(CLCD、GLC_FCS30和GLC30)融合形成广西2000、2010及2020年共三期土地利用/土地覆盖融合数据产品。本研究可以为区域土地利用/土地覆盖数据产品的融合应用提供方法基础,融合数据可以更好的支持广西区域的环境保护、农业生产规划和城市发展规划等相关研究。

青海省2000—2020年土地利用方式改变对植被覆盖的影响

青海省近二十年的土地利用方式改变较大,但关于土地利用方式改变及其对植被覆盖影响的研究较少。为了研究土地利用方式改变对青海省植被覆盖的影响,本文通过土地利用数据与归一化植被指数(NDVI)相结合,分析了不同土地利用方式之间的变化及其对植被覆盖的影响。结果发现,青海省NDVI在2000—2020年呈现增加趋势(0.030)。在土地利用方式未发生变化的地方,农田的植被覆盖增加最大;在土地利用方式发生变化的地区,未利用土地转化为农田的植被覆盖增加最大,未利用土地转化为草地的面积最大,所以未利用土地转化为其他土地利用方式是植被覆盖增加的主要原因。

太原市PM_(2.5)浓度与土地利用及植被覆盖的关系

为探究太原市大气环境污染问题的根源,改善城市空气质量,通过对太原市2020-2021年9个全自动污染监测分站PM_(2.5)浓度数据、PM_(2.5)网格数据、Landsat影像进行处理,分析PM_(2.5)与土地利用以及植被覆盖的关系。结果表明:太原市PM_(2.5)浓度随季节变化,在冬春两季呈浓度高峰,在夏秋两季呈相对低谷;城市发展、城市化扩张、耕地面积增加会导致PM_(2.5)浓度增加,而林地面积增加会导致PM_(2.5)浓度降低;通过建立的PM_(2.5)与植被覆盖度的回归模型,得出二者有极强的相关性。

廊坊市土地利用类型及植被覆盖度的时空动态变化研究

廊坊市的土地利用变化对当地土地资源优化布局和生态环境保护具有明显作用。通过对廊坊市2000年、2005年、2010年、2015年及2020年5期土地利用数据进行分析,得到廊坊市土地利用变化相关数据和当地的植被覆盖指数,并利用该数据对研究区土地利用的合理性进行评价。结果表明:该研究区土地利用类型的数量和结构都在不断地变化和演变。2000—2020年综合土地利用动态度为0.42%,各土地类型之间也存在着不同程度的转化。土地利用类型间的多维向转化是引起土地利用时空分布变化的直接表现形式。2000—2020年廊坊市植被覆盖度变化也呈现出了下降趋势。

晋城市土地利用变化及植被覆盖度研究

对土地利用类型和植被覆盖度变化的研究能反映一个城市的发展,为城市生态规划和土地利用结构的调整提供科学依据,本文选用2010、2016和2021年晋城市的遥感影像对该市自2010年以来的土地利用变化情况和植被覆盖度变化进行了统计分析。结果表明:2010年以来晋城市土地利用类型有明显变化,其中建设用地和林地类型明显增加,耕地、水体和未利用地有所减少,而植被覆盖度也呈现逐年下降的趋势。本文对晋城市土地利用及其植被覆盖度变化的研究为接下来该市进一步的土地规划和发展方向提供了科学的参考依据。

基于遥感技术的农村地区森林覆盖和土地利用变化监测——以兰州榆中县为例

随着农业扩张、工业化进程及气候变化等多重因素的影响,农村地区面临着土地退化、森林覆盖减少等严重问题。文章通过分析多时相、多源遥感数据,监测了农村地区土地利用类型的变化和森林覆盖状况的动态变化。研究采用了地理信息系统(GIS)与遥感数据的集成分析,对土地利用变化和森林覆盖状态进行了精确的定量评估。结果显示,遥感技术能有效地监测农村地区的土地利用状态和森林覆盖变化,为地方政府和决策者提供科学依据,有助于制定更为合理和可持续的土地管理政策。

黄河水源涵养区土地利用变化的区域分异特征及未来格局

解析黄河水源涵养区历史和未来的土地利用/覆盖变化(LUCC)对于保护黄河流域水土资源和维系生态系统服务功能等具有重要意义。在研究区及其三大子区(Ⅰ黄河上游水源区、Ⅱ渭河南山区、Ⅲ伊洛河区),基于1990—2020年的土地覆盖产品数据,采用转移矩阵、地理探测器、CA-Markov模型等方法,分析LUCC特征、探测驱动因素和预测未来期(2025年)空间格局。结果表明:自2000s以来,研究区及分区地类呈现退耕还林还草和建设用地快速增长的2条主线变化趋势,其中,全区LUCC主要受到粮食产量、高程和人口密度驱动,Ⅰ区、Ⅱ区和Ⅲ区LUCC的主导驱动因素分别是高程、人口密度和粮食产量。未来生态保护情景相对于自然发展情景,耕地和建设用地扩张将受到约束,能更好地保障生态用地面积以支撑水源涵养等生态服务功能。

华北平原土地利用/覆盖对CO空间分布的调控作用

CO不仅是中国主要的空气污染物之一,还是温室效应的贡献者。农业用地每年消耗了大量的CO通量,土地利用/覆盖格局对于调控CO空间分布发挥了较大的作用。针对土地利用/覆盖调控CO空间分布开展研究,以华北平原为例揭示人类活动对CO空间异质性的影响。研究发现2010至2020年华北平原CO排放量由4964×10^(4) t降低至2683×10^(4) t,大部分耕地CO浓度由90 t/km^(2)下降至45 t/km^(2)以下。CO浓度空间集聚程度呈现先降低后升高趋势,Moran′s I指数由0.25增加至0.41。经济发展迅速的地区CO污染较为严重,北京和周边城市形成了CO污染高-高集聚区,周口和淮北等城市则形成了低-低集聚区。总体来看,CO浓度呈低-低集聚分布的区域不断扩大,反映出CO减排措施已经初见效果。研究表明土地利用/覆盖在类型与结构方面的差异影响了CO的排放、扩散以及氧化消耗,增加了大气CO收支的不确定性,对CO空间分布具有一定的调控作用。通过分析土地利用/覆盖与CO空间分布的关联性,探究土地利用/覆盖及景观格局对区域CO的调控作用,为实现有效防控CO污染、推进减污降碳协同治理、改善区域环境质量以及提高人居环境水平提供决策参考。

北洛河上游县域土地利用时空变化及其对水沙的影响

【目的】探究土地利用变化有利于识别水沙变化原因,对流域水土保持及生态保护政策的实施与改进具有指导意义。【方法】以黄土高原北洛河上游为研究区,基于GEE与PIE-Engine平台获取1990—2020年土地利用、植被覆盖度数据,从地类转移、植被覆盖度(FVC)、土地利用强度(LUI)及景观格局(平均斑块面积AREA_MN、聚合度指数AI、最大斑块指数LPI、景观形状指数LSI)4方面描述北洛河上游各县域土地利用情况,并结合水沙数据探究土地利用与水沙的相关关系。【结果】(1)2000年后北洛河上游农田向草地、森林转移,其面积减幅达79.05%,其中“农田→森林”集中分布于吴起县东南部,“农田→草地”在定边县分布最为密集。(2)2000—2020年流域FVC迅速增加,吴起县整体FVC高于定边县同期水平;定边县LUI变化较吴起县存在滞后性,但二者均在2010—2020年间明显下降。(3)2000年前后年径流、输沙减少率分别为46.68%、81.83%;2000—2020年来沙系数0.42小于1990—2000年来沙系数0.80。(4)FVC与水沙量呈显著负相关,森林AREA_MN、AI分别与径流量、输沙量呈显著正相关,森林LPI、LSI与径流量、森林LSI与输沙量呈显著负相关。【结论】北洛河上游水沙与土地利用结构布局关系密切,不同县域地表覆被与用地强度差异明显,在退耕还林(草)驱动下该地区土地总体变化趋势有助于削减径流泥沙。研究结果将为流域土地利用与黄土高原径流泥沙关系研究提供参考。

基于GeoSOS模型的金华市土地利用变化动态模拟

为进一步认识土地利用/覆盖变化的内在机制和政策宏观调控的理论依据,以金华市为例,选取GeoSOS中ANN-CA,DT-CA,Logistic-CA共3种元胞自动机模型,建立转换规则,并基于2000年、2010年和2020年3期土地利用专题信息开展动态模拟,通过对比3种模型并选取性能最优者预测金华市2030年土地利用情况.结果表明:1)ANN-CA,DT-CA,Logistic-CA模拟的Kappa系数分别为0.801,0.798,0.800,误差较小且均能正确反映金华市土地利用变化;2)模型内部机制不同使所得结果存在一定的差异,综合模拟时间、精度和效果考虑,最优模型为Logistic-CA;3)预测得到的金华市2030年土地利用表明,2020—2030年间,城市扩张趋势与前10年保持一致,进一步向中部地区延伸.利用GeoSOS对金华市土地利用变化进行模拟及预测,能够直观地反映城市扩张现状及未来发展趋势,可以为地区发展规划提供决策支持.

基于土地利用/覆盖的甘肃省景观生态风险时空变化特征

甘肃省景观类型丰富多样,在中国西部地区的生态安全中起关键性作用,也为当地发展提供着重要的物质基础和生态服务。由于气候变化和人类不合理活动的影响,甘肃省部分地区生态环境的安全与稳定遭到严峻挑战。本研究基于欧洲航空局全球土地利用/覆盖数据(CCI-LC),利用动态度、转移矩阵方法分析了2005-2019年甘肃省土地利用/覆盖变化特征;通过构建景观生态风险指数并运用空间自相关分析法分析了景观生态风险的空间分布特征。结果显示:1)2005-2019年间,裸地面积减少最多,变化率1.88%,耕地次之,变化率2.31%;草地面积增加最多,变化率1.83%,建设用地次之,变化率191.08%。2)所有土地利用/覆盖类型中,建设用地的动态度最高且在整个研究时期内变化速率都保持在较高水平,综合动态度最大的时期为2010-2019年。3)土地利用/覆盖转移矩阵主要表现为耕地、林地、草地、裸地之间的转入与转出以及其他土地类型向建设用地的转入。4)2019年整体的生态风险值较2005年明显上升。其中低风险区和较低风险区面积最多,转化最频繁;中等风险区、较高风险区和高风险区面积虽然较少,但都存在不同程度的增长。5)2005-2019年间,Moran’s I维持在较高水平,景观生态风险的空间分布呈正相关,聚集效应强。本研究旨在为西北地区土地利用规划和生态风险管控提供科学依据。

黑龙江省PM_(2.5)浓度与土地利用的相关性分析

基于2010-2020年黑龙江省PM_(2.5)浓度数据及土地利用/覆被变化(LUCC)数据,对该省PM_(2.5)及LUCC进行了时空分布特征分析,并利用Arc GIS空间分析、地理加权回归等手段探讨PM_(2.5)变化与LUCC的相关性。结果表明,(1)黑龙江省11年来PM_(2.5)年均浓度的空间格局均为西南高、东北低。时间格局呈先上升、后下降的趋势;(2)2010-2020年黑龙江省土地利用类型/覆被以耕地、林地为主。土地利用类型面积变化主要为林地、草地转为人造地表;(3)通过GWR进行响应分析发现,PM_(2.5)变化对土地利用/覆被变化有显著的响应作用。当林地草地转化为人造地表时PM_(2.5)浓度上升,而耕地及人造地表转为林地草地时PM_(2.5)浓度降低。因此,增加绿地面积对于防止PM_(2.5)浓度上升具有重要作用。

京津风沙源治理工程区土地利用/覆盖变化对生态系统水源涵养服务的影响

【目的】水源涵养服务是与人类关系最为密切的生态系统服务之一,也是评估区域生态环境效益的重要指标。本研究以水源涵养量为指标,探究京津风沙源治理工程实施的生态效益。【方法】采用区域土地利用/覆盖和气象数据,量化了2000−2018年土地利用/覆盖变化和同期水源涵养量动态,进而评估了土地利用/覆盖变化对水源涵养服务的影响。【结果】(1)京津风沙源治理工程区自西北向东南依次以草地、耕地、林地覆盖为主,水源涵养量自西北向东南递增;(2)2000−2018年,林地总体增加了14.22%,区域水源涵养量总体也呈现增加趋势,晋北山地丘陵区、燕山丘陵山地水源保护区、科尔沁沙地、鄂尔多斯高原和大兴安岭南部区等增幅相对较大;(3)区域生态系统水源涵养服务随不同时期、亚区分布和地类转换而存在差异,林地水源涵养服务量最高,且在各亚区均占主导地位;(4)2000−2010年,全区内草地向林地转移对水源涵养量增加的贡献最大,达49.32×10^(8) m^(3),大面积草地转为林地使大兴安岭南部区水源涵养量增加最为显著,达16.11×10^(8) m^(3);(5)2010−2018年,全区内仍是草地向林地转移对水源涵养量增加的贡献最大,达3.87×10^(8) m^(3),荒地开垦、造林、种草对涵养水源的贡献集中作用于鄂尔多斯高原南部区,增加了1.31×10^(8) m^(3),退耕还林和草地向林地转移对燕山丘陵山地水源保护区贡献最大,达1.84×10^(8) m^(3)。【结论】京津风沙源治理工程实施以来,退耕还林、荒地造林、草地治理等措施使研究区水源涵养服务有效提高,引起水源涵养量增加的土地利用/覆盖转移类型主要为未利用土地向林、草地转移和草、耕地向林地转移,地类转移对水源涵养量增加贡献最大的区域主要为大兴安岭南部区、燕山丘陵山地水源保护区和晋北山地丘陵区等东南部区域。区域土地利用/覆盖格局有待进一步优化,下一阶段的工程实施应当根据各区生态特点分区施策,因地制宜,对耕地水源涵养服务能力较弱区域实施退耕还林还草工程,对有必要保留的耕地改进水土保持耕作栽培措施,未利用土地面积较大区域根据水资源承载能力科学实施封沙育林育草或进行人工造林,并加强管护,使研究区高生态效益区持续稳步发展,低生态效益区重点治理,高效发展。

土地利用和植被覆盖变化对长汀县30多年土壤侵蚀变化的定量影响

土地利用和植被覆盖是人类活动对大自然改造的直接体现,为研究人类活动对土壤侵蚀的定量影响,以中国南方红壤典型水土流失区——福建省长汀县为研究区,利用每间隔3~4年的11个年份的遥感影像,基于USLE模型评估该县1988—2020年30多年来的土壤侵蚀时空变化特征,定量分析不同土地利用和植被覆盖度(fractional vegetation cover,FVC)变化对土壤侵蚀的影响。结果表明:(1)长汀县土壤侵蚀严重区域主要集中于县域中部河田镇、三洲镇和策武镇等地,30多年来,土壤侵蚀强度呈先增后减的趋势,1988—1994年土壤侵蚀状况逐渐严重,1994年的水土流失率高达30.49%,90年代中期后开始逐渐好转,至2020年水土流失率降为6.22%。(2)1988—1994年和1994—2001年2个时期,林地转化成裸地的面积最大,导致土壤侵蚀增加量平均约占每个时期增加量的93%;2001—2010年和2010—2020年2个时期,裸地转化成林地的面积最大,引起的土壤侵蚀减少量平均约占每个时期减少量的73%。(3)30多年来长汀县FVC呈先减少后增加的趋势,1988—1994年平均FVC从44%减少到35%,随后开始增加,至2020年,FVC增加至79%;土壤侵蚀量与FVC呈反比,FVC减少对土壤侵蚀量的影响更大,FVC平均每降低1%,土壤侵蚀量增加7.49万t;而FVC平均每增加1%,土壤侵蚀量减少3.75万t。(4)FVC对土壤侵蚀的敏感性与坡度呈正比,低坡度下土壤侵蚀随FVC变化较均匀,高坡度等级下,FVC低于60%时,对土壤侵蚀的敏感性高,FVC每增加10%,土壤侵蚀模数平均减少262.73 t/(km^(2)·a)。研究结果有助于分析长汀县土壤侵蚀在长时间序列上的时空变化及人类活动对土壤侵蚀的影响,为长汀县未来的土地利用规划和生态保护提供重要的科学支持。

基于土地利用变化的忻州市生态格局时空变化分析

为了厘清改革开放以来忻州市各类生态系统及生态系统格局的时空特征,使用忻州全市1980、2000、2018年的土地利用和覆盖(LULC)二级分类数据,经过土地转移矩阵和景观格局指数计算,探讨分析了忻州市改革开放以来近40年的LULC及格局的长时间序列时空变化特征,以揭示忻州市的生态环境变化态势。研究区近40年来以城镇用地和其他建设用地增加为主,其他各类减少,城镇化和人口增长带来的土地和生态压力主要集中在草地、耕地以及湿地上;其中2000—2018年的变化更剧烈,人类活动对自然的干扰加剧,但同时在这一阶段已经开始了森林、湿地的保护,开展经济发展与生态文明同步建设。

基于Landsat影像的雄安新区2013−2021年土地利用变化检测和生态政策评估

利用2013−2021年共9期Landsat8影像,采用面向对象的监督分类方法,得到新区逐年土地利用与覆盖分类结果,进行LUCC分析及生态品质评价.结论:1)分类结果总体精度>86.8%,K为0.81~0.88,优于同期FROM-GLC及GLC_FCS全球分类产品;2)雄安新区设立至今耕地面积减少,不透水面和林地面积增长,蓝绿空间面积占比由12%增加至30%,雄安3县(雄县、容城县和安新县)建设严格遵循了新区《规划纲要》中植树造林、城市发展、湿地涵养3项不同的建设任务,各县主要土地利用覆盖变化分别为耕地向林地的转变、耕地与不透水面的相互转变以及耕地向水体和水生植被的转变;3)不透水面扩张与城市建设对生态品质的负面影响正逐步被森林覆盖率、蓝绿空间面积增加带来的正面影响所抵消.总体看,雄安新区土地利用/覆盖变化遵循新区规划要求,体现了经济社会发展和生态建设的成果.