吉林西部土地利用/覆被时空变化驱动力分析

针对吉林西部土地利用/覆被情况,基于TM影像,借助人机交互解译方法,结合1∶10万地形图获得1986年、1996年、2000年和2004年的4期土地利用/覆被变化(LUCC)矢量数据,利用土地利用动态度模型、土地利用转移矩阵,全面揭示研究区15年的LUCC时空变化特征,结果表明,盐碱地扩张,湿地、水域萎缩和草地退化已经成为吉林西部生态环境恶化的突出表现。结合研究区的实际情况选取总人口数、农业人口数、粮食总产量等12个指标作为LUCC变化的社会经济驱动因子,借助多元线性回归模型,建立主要土地利用类型的驱动力模型,结果表明吉林西部土地利用变化的最主要社会经济因子是农业人口数、农民人均纯收入、农业生产技术(农业机械总动力、化肥施用量)和农村用电量,同时提出相应的生态环境保护和社会经济措施。

三峡工程实施十年间库区土地利用/覆被时空变化研究——以开县为例

在总结了目前使用较广泛的土地利用类型动态度模型的基础上,提出了转出速度、转入速度、综合动态度、状态指数等模型,并指出唯有将这些模型综合运用,才能更好地理解土地利用动态变化。应用遥感和GIS技术及数理统计学的方法,运用建立的模型以及LUCC的幅度、区域差异模型,深入而全面的研究了三峡工程实施十年间开县LUCC的过程。

黄土水蚀风蚀交错区土地利用/覆被时空变化研究——以陕西省神木县六道沟流域为例

以陕西省神木县窟野河流域的六道沟为例,探讨利用景观格局数量指标计算法,并运用马尔可夫链转移矩阵研究不同时段土地利用/覆被的时空变化。其步骤如下:首先,数字化三期利用图,并在ARC/INFO下统一坐标系统;其次,遴选景观格局数量化指标;然后,在统计软件下计算各指标值;最后进行研究区域土地利用/覆被时间-空间变化的分析和讨论,得出土地利用/覆被经年经年变化趋势。其结果可为黄土高原水蚀风蚀区的土地资源合理利用、土地利用规划和控制水土流失等提供科学依据。

2012—2015年中缅油气管道重要节点土地利用/覆被时空变化分析

"中缅油气管道"是我国陆上第三大能源通道,该项目的建设将改变其沿线周边的土地利用/覆盖现状,同时对沿线地区的自然环境和社会经济发展产生重要影响。本文选取中缅油气管道沿线的国内11个重要节点和缅甸境内4个重要节点作为研究区,以2012年和2015年2期Landsat7 ETM+和Landsat8 OLI影像数据作为数据源,利用决策树分类算法提取2012年和2015年2期中缅油气管道沿线重要节点的土地利用/覆被信息,分析2012年和2015年2个时期的中缅油气管道沿线15个重要节点土地利用/覆被的时空变化。研究结果表明:(1)15个节点中,除德宏芒市、保山隆阳区、缅甸若开邦外,其他11个节点的土地覆被变化均在20%左右;(2)15个节点中,最主要的土地覆被变化为植被和裸土的相互转换,其次为其他土地覆被类型向建筑的转换;(3)由于中缅油气管道项目的辐射作用,带动当地经济发展,改变当地的经济作物结构,因此造成大量的植被和裸土的相互转换,并造成建筑用地需求增加,出现大量的其他地表覆被类型向建筑的转换。

中亚典型绿洲土地利用/覆被时空变化研究

以中亚土库曼斯坦的穆尔加布-捷詹绿洲为研究区,利用遥感影像进行土地利用覆盖变化信息进行定量提取,并在此基础上探讨了该区域土地时空演变特征.结果表明：1976 ～2011年该地区各类型土地利用情况变化显著,各土地覆盖类型间转换频繁.研究结果为中亚地区资源环境的利用保护和社会经济的可持续发展提供了科学依据,同时也对我国西北干旱区的生态环境演变及可持续发展研究提供一定的借鉴,也是对全球变化问题研究的重要补充.

基于GIS的西北农牧交错带土地利用/覆被时空变化分析

土地利用/覆被变化(LandUse/Cover Change,LUCC)是区域及全球变化研究的重要热点问题。西北农牧交错带位于我国干旱半干旱地区,土地荒漠化严重,生态环境极其脆弱。本研究利用1986-2015年间的土地利用数据,应用GIS技术、数理统计、相关性分析及空间分析等方法,对研究区近30年来的土地利用时空变化进行分析,结果表明:该区域土地利用类型主要以耕地、草地、未利用地为主,其余类型面积占比较少。从土地类型之间的转换来看,耕地转入的部分主要来源于中低覆盖度草地及沙地,转出的部分主要是变为林地、草地。草地是研究区变化最为剧烈的土地利用类型,草地与其它类型均发生了明显转换。从变化空间来看,呈现区域北部变化大南部变化小的特征,总体来看,整个区域生态环境状况呈改善态势。该研究对区域未来的土地规划、社会经济的可持续发展及生态环境建设等有重要参考意义。

青藏高原土地利用/覆被时空变化特征

在对公开的土地利用数据集精度评价的基础上,选用较高精度的青藏高原科学研究所300 m土地利用数据(简称TPDC_LUCC),采用土地利用时空分布和变化率等指标,分析青藏高原1992—2015年土地利用变化特征,并结合气候数据集及社会经济数据对土地利用变化归因进行了分析。结果表明:(1)公开数据集中,TPDC_LUCC数据集序列最长,精度最高,尤其是对耕地、城镇用地及水体分类精度较好;欧洲航天局300 m土地利用数据(ESA_LUCC)对草地的分类精度最高,耕地精度最差;中国科学院空天信息创新研究院30 m土地利用数据(CASearth_LUCC)对冰川和城镇用地的分类较准确,未利用土地误差较大;(2)青藏高原草地分布最广,多年平均占比约70.02%,其次是沙地、裸地等未利用土地,约占15.81%;城镇用地扩张较快,1992—2005年、2005—2015年两期增长率分别是2.34%、4.69%;1992—2015年,青藏高原未利用土地的9.14%转为草地,灌丛和耕地的3.27%转为林地,冰川的5.5%转为水体;(3)1992—2018年,青藏高原平均气温上升了1.17℃,降水和气温增加,是东部区域草地、灌丛、林地增加的主要驱动因素,气温明显上升致使西北部冰川融化,城市化促使城镇用地增加、耕地减少,实施生态保护政策对青藏高原草地、林地的恢复有显著推动作用。

1990—2015年东北三省土地利用/覆被时空变化特征及其驱动力分析

为研究东北三省土地利用/覆被变化特征和变化驱动力,以1990—2015年东北三省土地利用/覆被变化为研究对象,借助土地利用/覆被变化定量分析统计模型、土地利用/覆被稳定映射变化轨迹、探索性空间数据、土地经济属性的对比分析和趋势分析方法,分析了1990—2015年东北三省土地利用/覆被变化趋势和状态、变化轨迹的空间自相关性、对比分析东北三省和中国其他地区部分省(市)的土地经济属性以及东北三省人口经济耦合指数的时空变化趋势。结果表明,从研究前期(1990—2000年)到后期(2000—2015年),东北三省地区经历了土地利用/覆被由变化频繁到变化速度急剧降低、各土地利用/覆被类型由平衡发展到发展极不平衡2个阶段;东北三省地区1990—2015年土地利用映射变化轨迹呈显著空间自相关,土地利用/覆被变化区域差异明显,区域间土地利用/覆被变化发展极不平衡;1990—2015年东北三省地区土地的经济属性和人口经济耦合水平时空差异显著,人口经济耦合指数逐渐发展为西高东低、南高北低,土地的经济属性中地均固定资产投资额和区域人口经济耦合水平对土地利用/覆被变化有重要的驱动作用。

1991-2011年新疆于田绿洲土地利用/覆被时空变化特征分析

根据于田绿洲1991、2001和2011年的Landsat TM/ETM+影像数据,利用RS和GIS技术,对于田绿洲土地利用/覆被类型时空变化特征进行深入分析.结果表明:在1991-2011年间,耕地面积净减14.41%,主要转为林地和草地,表明近20 a来农业产业结构有了很大调整,退耕还林还草政策逐渐生效;水体面积净增64.86%,主要来自林地、草地和未利用地,表明为保证绿洲灌区合理利用水资源,进一步完善了水利基础设施;林地面积净减20.28%,可见忽略森林的生态功能,林地面积的逐年减少无疑会对当地的生态环境产生影响;草地面积净增26.07%,主要来自耕地、林地和未利用地,表明退耕还草政策和遏制破坏草地盲目开垦,使有效的增加草地面积;建设用地面积净增440.21%,主要来自耕地、林地和未利用地,表明随着人口的迅速增长和社会经济的快速发展,建设用地面积日益扩展;未利用地面积净减4.75%,主要转为耕地、草地和水域,表明盲目的开垦仍然存在,使严重破坏的天然植被,本来就极为脆弱的生态环境雪上加霜,同时水资源的短缺,开垦后因无水灌溉而弃耕撂荒.

1990年～2015年晋南地区土地利用/覆被时空变化及基于灰色关联的驱动因素研究

基于Landsat遥感影像提取晋南地区1990年~2015年4期土地利用/覆被变化信息,并结合1990年~2015年研究区七种自然和人为因素,发现气候变化和人口、GDP增长都会对晋南地区土地利用变化产生影响.研究表明:(1)2000年~2015年,晋南地区水体、耕地、林地呈减小趋势,建筑用地和裸地呈增加趋势.1990年~2000年,水体和裸地增加,建筑用地、耕地和林地减少.2000年~2007年,水体和裸地减少,建筑用地、耕地和林地增加.2007年~2015年,水体和林地减少,耕地大幅减少,建筑用地大幅增加,裸地增加.(2)水体、耕地和林地变动的主要影响因素是平均气温、降水、相对湿度、风速和人口,其中平均气温、降水为影响水体的首要因素,降水和相对湿度为影响耕地和林地的首要因素;人口与水体、耕地和林地的关联度明显大于GDP、人均GDP与各地类的关联度.

近40年济南南部山区土地利用/覆被的变化特征及影响因素研究

基于济南南部山区1980、1995、2005、2010、2015、2020年6期土地利用/覆被数据,结合土地利用/覆被变化的转移矩阵、单一动态度和综合动态度等指标,研究近40年济南南部山区土地利用/覆被的时空演变特征,采用主成分分析法,探究了研究区土地利用变化的影响因素。结果表明:南部山区的主要土地利用类型为耕地、林地和草地,其占比为90%左右,林地、草地主要分布在上游河源区及海拔较大的中部地区,城乡用地及耕地主要分布在河流两岸及下游地区;1980—2010年,由于经济社会发展以及城市扩张,耕地逐渐减少,林地、草地、水域有略微的减少,且基本转化为城乡用地,城乡用地逐渐从下游向上游河源地区扩展,其中,2005—2010年各土地利用类型变化最为剧烈,其综合动态度为0.49%;2010年以来,南部山区禁止一切与水源保护、生态保护无关的建设活动。2010—2015年,只有水域面积存在明显变化。2015—2020年各土地利用类型基本保持稳定,城市扩张速度得到了减缓。经济社会发展是引起城市快速扩张的重要原因,积极的保护政策有利于南部山区生态格局的优化和生态环境改善。

巢湖流域土地利用碳排放时空变化及影响因素研究

文章基于夜间灯光数据估测巢湖流域土地利用碳排放量,从县域尺度上分析土地利用碳排放时空分布特征及空间相关性,探究其影响因素作用机理。结果表明:2012—2018年,巢湖流域土地利用特征较为显著,主要以耕地为主,建设用地和林地次之,水域、草地和未利用地较少;2012—2018年,巢湖流域碳源主要集中于合肥市区、肥东县和肥西县,碳汇主要集中于舒城县、巢湖市和庐江县,土地利用净碳排放总体呈增长趋势,且存在着显著的空间正相关关系;区域投资、经济发展、人口规模和土地利用结构对巢湖流域土地利用碳排放都有较大影响,且双因子交互作用均超过单个指标影响。研究结果可为制定合理的区域碳排放优化方案提供参考。

咸阳市土地利用及生态系统服务价值时空变化

为掌握咸阳市土地利用变化特征及生态系统服务价值变化规律,采用土地利用转移矩阵分析咸阳市土地利用变化,并对其生态系统服务价值进行评估分析,结果显示:(1)土地利用占比由大到小依次为:耕地>水域>林地>建设用地>未利用地;(2)人类活动对土地利用的影响程度在逐渐加深,林地和建设用地的利用程度均呈上升趋势;(3)咸阳市的土地利用变化主要是耕地向建设用地转移以及耕地与林地的互相转移;(4)2003—2021年咸阳市生态系统服务价值增加3.2301亿元,整体呈先增长后减少的趋势;(5)除供给服务价值呈持续减少趋势外,调节服务价值、支持服务价值和文化服务价值均呈先增加后减少趋势。研究结果可为优化土地利用结构和布局,协调土地管理与生态环境关系提供依据。

黄土高塬沟壑区城郊型小流域土地利用/覆被时空变化特征研究--以平凉市纸坊沟为例

为了给黄土高塬沟壑区城郊型小流域水土资源高效利用和区域生态经济高质量发展提供科学依据,对平凉市纸坊沟小流域在水土流失综合治理过程中的土地利用/覆被变化规律进行了研究。以Landsat影像、无人机影像为主要数据源,结合历史整编数据结果和实地核查,获取纸坊沟流域1963—2023年4期土地利用分类信息,引入土地利用动态度、转移矩阵,定量分析其土地利用时空变化规律,结果表明:1963—2023年,林地、耕地、草地和住宅用地呈正向动态变化,动态变化率分别为13.67%、0.25%、0.13%和0.11%,其他土地、园地和工矿仓储用地呈反向动态变化,动态变化率分别为-1.66%、-1.38%和-1.12%,特殊用地、交通运输用地基本没有变化,土地利用动态度普遍降低,土地利用变化趋于平稳;土地利用变化表现为其他土地面积减少,林地、草地面积增加,林地转入面积最为显著,整体增加352.60 hm2,草地面积整体增加36.76 hm2;水土资源高效利用是纸坊沟小流域土地利用变化的重要驱动因素,探索出的以“生态清洁示范、高效灌草栽培、水保科学研究、生态观光旅游”为一体的城郊型水土保持生态示范小流域,为“水土保持+乡村振兴”发展模式提供了宝贵经验和借鉴价值。

基于土地利用变化的江苏省碳排放时空差异与碳平衡分区

以江苏省13个设区市为例,基于碳排放(CE)和碳吸收估算方法,分析2005—2020年江苏省市域碳收支和碳补偿率的时空演变特征,随后引入环境基尼系数(EGC)从经济和生态两个角度分析空间碳平衡特征。结果表明:2005—2020年,江苏省土地利用碳排放从14210.005×10^(4)t增至23015.325×10^(4)t,碳吸收3039.383×10^(4)t波动上升至3628.703×10^(4)t,总体表现为碳源;13个设区市的碳补偿率整体呈现下降趋势,碳排放量与经济发展水平处于比较协调状态,与其人口聚集协调性较高;根据碳平衡分析,将13个设区市划分为碳汇功能区、低碳保持区、经济发展区、碳强度控制区、高碳优化区5类,并建议前两个分区充分发挥生态优势,着重推进生态产品价值变现;其余分区优先推动产业低碳转型,能源绿色化发展。

北洛河上游生态系统服务时空变化与土地利用耦合关系研究

以北洛河上游丘陵沟壑区为研究区,借助2000年、2020年的地形、土地利用、植被和土壤等数据,运用InVEST、CASA、RUSLE等模型研究植被恢复措施对生态系统服务的影响,分析产水量、土壤保持、生境质量和植被净初级生产力4项生态系统服务与土地利用类型变化的耦合关系及不同生态系统服务之间的相关性,结果表明:主要土地利用类型中耕地呈减少趋势,草地和林地则呈增加趋势;植被净初级生产力、土壤保持、生境质量均呈增加趋势,而产水量则呈减少趋势,总体来说林地提供的生态系统服务价值最高;产水量与其余3项生态系统服务之间均呈负相关关系,而土壤保持、植被净初级生产力和生境质量之间均呈正相关关系。深入研究黄土高原地区退耕还林(草)背景下生态工程的实施成效及生态环境效应,能为区域生态环境管理提供决策支撑。

黔中城市群碳储量对土地利用/覆被变化的响应及脆弱性

[目的]探究土地利用/覆被变化对区域生态系统碳储量及生态系统脆弱性的影响,以期为区域绿色低碳和生态系统的可持续发展提供参考依据。[方法]以2000,2010,2020年黔中城市群核心经济区3期土地利用/覆被数据为基础,运用InVEST模型和土地利用转移矩阵定量分析生态系统碳储量及其空间分布格局,并采用潜在影响指数(PI)对区域生态系统服务脆弱性进行评估。[结果]①2000—2020年,黔中城市群核心经济区土地利用/覆被变化总体表现为耕地和林地持续下降,建设用地持续上升。研究区土地利用/覆被转移主要表现为耕地、林地、草地向其他地类的转移,其中,2000—2010,2010—2020年分别有3339.35,3669.15km^(2)土地发生了转移,前者林地转为草地是主要转移类型,后者耕地转为建设用地为主要转移类型。②2000—2020年区域的碳储量表现为减少趋势,由4.42×10^(7)t减小到4.33×10^(7)t,累计减小9.40×10^(5)t,林地转为草地是引起碳储量减少的主要原因。各年度碳储量密度均呈现西部、东部高,中部低的分布态势;20a间,高密度区未发生明显变化,低密度区表现为由中心区域向外围扩散。③2000—2020年黔中城市群核心经济区主要扮演碳源的角色,土地利用程度指数增加了2.83,PI指数分别为-0.04,-0.31,均表现为负面潜在影响,且脆弱性不断增强。[结论]增加林地、控制林地转为其他用地及建设用地扩张是促进区域绿色低碳和生态系统的稳定可持续发展的重要手段。

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。

基于土地利用变化的湄洲岛生态系统服务价值时空变化分析

[目的]以“文化型”“朝圣型”“旅游型”海岛—湄洲岛为研究对象,分析2000—2020年海岛开发建设过程生态系统服务价值(ESV)的时空变化特征,为制定湄洲岛旅游区土地利用规划和生态建设提供科学参考。[方法]以覆盖湄洲岛的1985—2020年全球30 m精细地表覆盖动态监测数据为数据源,采用ArcGIS技术提取研究区2000,2005,2010,2015和2020年5期土地利用数据,通过土地动态度、土地利用转移矩阵和生态贡献率分析20 a间湄洲岛土地利用变化特征,并结合当量因子法估算湄洲岛生态系统服务价值(ESV)。[结果]①2000—2020年,湄洲岛土地利用类型以建设用地和耕地为主,面积变化上主要表现为建设用地和湿地面积的增长,耕地和林地面积的减少;土地利用转移以林地—耕地—建设用地—水域之间的相互流转和建设用地对耕地和林地的侵占为主;②研究期限内湄洲岛ESV大幅下降,20 a内减少了1252.69万元,林地和耕地是湄洲岛ESV的主要贡献因子,湿地和水域面积增加是ESV增加的主要影响因素;③各单项生态系统服务价值主要表现为:调节服务>支持服务>供给服务>文化服务;④ESV空间分布呈中间低、四周高的特征,高值区与域内森林覆盖率高的区域高度重叠,低值区主要分布在建设用地。[结论]林地和耕地是湄洲岛ESV的主要贡献因子,调节服务对湄洲岛生态系统服务价值量贡献最高。因此在开发建设过程中应提高建设用地利用效率,加强对耕地和林地保护。

黄河下游滩区1985–2020年30 m分辨率土地利用/覆被变化数据集

黄河下游滩区是黄河流域的重要组成部分。建立长序列、高精度的黄河下游滩区土地利用/覆被变化数据集,再现其历史轨迹,把握现实格局,对黄河下游滩区高质量发展及其相关问题的科学研究而言,是一项具有重要意义的基础性工作。本文选取1985–2010年36景Landsat5 TM、2015–2020年8景GF-1 WFV和12景Landsat8 OLI遥感影像,采用随机森林、人机交互解译和混淆矩阵精度评价等方法,研制了1985–2020年每5年共8期黄河下游滩区土地利用/覆被变化数据。数据空间分辨率为30 m,总体精度均达90%以上,Kappa系数高于0.85。本数据集可为区域生态环境保护、国土空间规划、黄河流域典型区域自然–人文系统耦合过程、机理、测度等研究提供科学数据支撑。