近30年来江苏海岸带土地利用/覆被变化研究

海岸带土地利用/覆被变化（LUCC）研究可用于量化反应环境变化和人类活动的影响,为海岸带开发与利用提供决策参考依据。以江苏海岸带为研究对象,选取1978～2007年5期Landsat MSS/TM影像作为数据源,建立遥感分类系统,采用分层分类监督分类方法获取研究区5期序列LUCC数据,进而计算分析江苏海岸带近30年的土地利用/覆被变化的结构演变,系统研究了近30年来的LUCC的变化数量以及变化速率。研究结果表明：（1）从土地利用结构上看,近30年来,江苏海岸带土地利用类型以耕地、城镇建设用地、农村建设用地为主,虽然耕地占比近年来有所减少,但是仍然高达70%以上;（2）从土地利用变化来看,江苏海岸带土地利用变化最为显著的是城镇建设用地,无论是变化数量和变化速率都非常显著,同时大量沿海新围垦土地多为建设用地。

胶州湾海岸带土地利用/覆被变化研究

对影像进行大气校正等处理后,引入地学知识构建决策树,运用决策树法对1989年及2000年Landsat TM/ETM影像进行分类,得到这两个时期的土地利用类型图,然后对这两期土地利用类型进行叠加分析,得到土地利用变化矩阵。1989～2000年胶州湾土地利用变化过程表现为:城镇等建成地、养殖及盐田用地、城镇的建设裸地或待建地等迅速扩增,而耕地、内陆滩涂迅速减少,海域减少,林、草地变化不大;耕地主要向城镇等建成地、养殖及盐田用地转化,海域向养殖及盐田用地、城镇建成地转化。十余年间,人类活动对环境的影响增强,城市"三废"增加,陆源营养盐和其他污染物大量排放入海,引起胶州湾海水水质恶化、沉积物重金属含量增加,浮游生物减少,生物多样性降低,赤潮频发。

基于Landsat TM数据的江苏海岸带土地利用/覆被变化检测方法比较研究

土地利用/覆被变化是全球环境变化研究的核心问题之一,选择适当的变化检测方法在江苏海岸带土地利用/覆被变化研究工作中具有重要意义。本研究选取江苏海岸带具有典型代表性的大丰市作为变化检测方法比较研究的试验区,采用1992年和2002年两期Landsat TM影像,分别运用主成分分析法、混合变化检测法和变化矢量分析法进行变化检测,提取土地利用/覆被变化信息,并对每种变化检测方法进行定量分析和综合比较。研究表明,主成分分析法对于试验区的土地利用/覆被变化研究具有检测速度快、检测精度高等优点,适合试验区以及整个江苏海岸带的土地利用/覆被变化的检测。最终,综合运用主成分分析法和分类后比较法获得了5期近30年江苏海岸带土地覆被分类图,证明了主成分分析法可有效应用于江苏海岸带的变化检测。

海岸带土地利用格局演化及多情景开发模拟——以宁波市为例

海岸带土地在高强度开发下变化显著,明确其演化规律和驱动因子,为优化土地利用结构和合理利用海岸带资源提供重要依据。基于1990-2020年7期土地利用数据,利用土地利用强度指数、地理探测器模型等方法,分析宁波市海岸带土地利用格局演变特征及驱动因子;同时利用CA-Markov模型对2025年和2030年宁波市海岸带土地利用格局进行模拟。结果表明:(1)宁波市海岸带土地利用类型主要为林地和耕地,土地利用格局演化明显,其中耕地面积不断减少,林地、草地、水域和未利用地面积发生小幅度动荡,建设用地面积快速增长。(2)宁波市海岸带土地利用强度不断增加,研究区北部增长趋势明显,而南部增长速度缓慢。(3)地形和坡度是影响宁波市海岸带土地利用变化的主要自然因素,但影响程度不断减弱;GDP密度和人口密度是主要社会经济影响因素,影响强度逐渐增强;因子间交互作用类型主要为双因子增强和非线性增强,社会经济因子与自然因素中的海拔和坡度交互作用最为强烈。(4)未来宁波市海岸带土地利用变化剧烈区域将集中于杭州湾南岸、象山县东北部和宁海县南部,生态保护情景能最大程度保持土地利用结构稳定,有效缓解人地矛盾。

中国内地海岸带土地利用/覆盖变化及其可持续发展

土地利用/覆盖变化是全球土地研究的重要问题,而海岸带则是该领域研究的热点区域。本研究选取土地利用/覆盖数据,利用土地利用动态度、转移矩阵、土地利用变化图谱和联合国可持续发展目标评价指标,分析了中国内地海岸带土地利用变化特征及实现可持续发展目标进展情况。结果表明:①1985—2021年,土地利用/覆盖变化总体趋势以耕地萎缩和不透水面扩张为主,其次是林地扩张,再次是灌丛、草地和裸地收缩,最后是水域小幅度扩张。②前期土地利用类型组成结构以耕地和林地为主,后期以耕地、林地和不透水面为主。③土地利用变化过程的离散程度低,耕地向不透水面转换的变化比例最高,集中分布在环渤海湾、长江三角洲和珠江三角洲等人口密度高的经济圈地带。④森林覆盖率总体上升0.88%,森林面积增加了4088.89 km^(2),满足联合国可持续发展15.1.1目标。森林覆盖得到有效的恢复和控制,呈现改善趋势,满足可持续发展15.2目标要求。土地退化率前期迅速增加,后期趋于稳定,36 a间研究区土地退化率为11.76%,土地退化面积仍高于改善面积,与实现2030年可持续发展目标15.3(土地退化零增长)还存在一定距离。未来需合理规划中国内地海岸带土地利用,加大土地改善力度。

老工业城市土地利用/覆被变化及对生态系统服务价值的影响——以沈阳市为例

维持和改善生态系统服务是保障老工业城市可持续转型的重要基础。利用遥感影像解译和改进当量因子法,定量分析沈阳土地利用时空变化及对生态系统服务价值影响。结果表明:(1)沈阳土地利用以耕地为主,建设用地和水域呈增加趋势,而草地、林地等重要生态用地逐渐减少;2005—2010年其土地利用/覆被变化最为显著。(2)生态系统服务主要以调节服务为主,耕地和水域贡献超八成的生态系统服务,而草地、林地仅贡献约两成,且逐年减少;空间分布上呈中心低外围高的圈层结构;生态系统服务价值年均增加0.66亿元,人均价值年均降低47.95元。建议系统管理城乡土地资源,加强林地、草地等保护和质量提升,控制新城区和工业园区扩张,提升单位土地资源产出率。

济南南部山区土地利用/覆被变化对碳储量的影响研究

以黄河下游生态脆弱区-济南南部山区为研究对象,基于区域1980~2020年6期土地利用/覆被数据,结合InVEST模型(Integrated Valuation of Ecosystem Services and Trade-offs model),分析区域土地利用/覆被和碳储量的时空分布特征和动态变化规律,研究土地利用/覆被变化对陆地生态系统碳储量的影响.结果表明,土地利用/覆被变化对碳储量的影响较为显著,1980~2005年土地利用变化较小,人类活动影响较小,由于林草地碳储量的累积,碳储量增长速度明显高于其他时期;2005~2010年城市扩张速度最快,城乡建设用地大量侵占耕地、林地和草地,使区域固碳能力明显下降;2010~2020年,由于城市化扩张限制以及植树造林等生态保护措施的实施,区域碳储量逐渐呈增长趋势;1980~2020年济南南部山区的总碳储量呈“增长-下降-增长”的趋势;并且林地是济南南部山区碳储量的主要供给者,区域碳储量值随着远离城乡居民生活中心的距离增大而增大,说明人类活动对区域碳储量有重要的影响.另外,土地利用类型的转移引起地类碳密度的变化,是区域碳储量变化的主要影响因素,土地利用类型的碳储量变化与各地类的面积变化有一定的关系.该成果可为生态脆弱区塑造良好的陆地碳汇格局提供理论依据.

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。

中国土地利用/覆被重建数据集历史文献数据源的应用现状与前景

历史时期土地利用/覆被变化(LUCC)是全球变化研究的重要组成部分。中国丰富的历史文献资料是开展长时段LUCC数据集重建的关键数据源。从百年以上历史文献数据源应用的角度分析现有中国LUCC重建数据集,将历史文献中蕴含的土地利用数据源归纳为统计、列举、描述和图像4种主要类型,从各类数据源应用现状、制备方法等方面对现有重建数据集进行了重点回顾,归纳重建数据集应用历史文献的主要特点和存在问题,并从多重历史数据源综合利用、重建思路调整、利用现代信息技术提高数据源制备效率等方面展望了LUCC重建数据集改进历史文献应用方式、方法的未来发展趋势。

基于GEE的洱海流域土地利用/覆被分类算法对比研究

快速准确地进行复杂高原山区的土地覆被长时序自动分类,可为国土规划、资源利用提供依据。利用GEE云平台,选取Landsat影像地表反射率、植被指数、水体指数、DEM 4种空间数据集作为土地覆被分类的基础和辅助数据,分别运用CART、RF和SVM 3种分类算法,实现洱海流域土地覆被信息的自动提取和精度对比。结果表明:(1)3种分类算法中,RF的总体分类精度最高,SVM的总体精度最低;RF是洱海流域LULC的最适宜分类算法。(2)采用光谱指数、地形特征等辅助数据集会进一步提高解译精度,而样本点的选取是最主要的影响因素。(3)Erhai_RF能够达到较高的精度,同时更加突出细节特征,在局部实际分类精度上会更高。研究结果可为洱海流域长时序土地覆被数据产品智能快速提取以及最优分类算法筛选提供方法和技术支撑。

2013-2022年G市土地利用/覆被变化分析

为研究G市近十年的土地利用情况,选取2013和2022年的地表覆盖数据作为数据源,借助ArcGIS10.8软件进行镶嵌、裁剪和融合等处理,通过分析土地利用的变化幅度、动态度以及转移情况,了解其土地利用/覆被变化情况。结果显示,与2013年相比,2022年研究区的耕地、裸地、灌木地和人造地表面积均有所增加,而林地、草地和水体面积呈减少趋势。耕地、灌木地、裸地和人造地表的土地利用动态度指数分别为0.95%、1.46%、6.80%和1.63%,其中裸地的变幅最为明显;林地、草地和水体的土地利用动态度指数分别为-0.73%、-7.28%和-3.10%。总体而言,土地利用转移变化主要体现在林地、人造地表和水体方面,其中部分林地和水体主要向耕地等转变。本研究为土地可持续利用发展提供参考。

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。

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。

近年来江苏省海岸带土地利用/覆被变化时空动态研究

海岸带是陆海生态系统交错带,具有重要的经济与生态价值,其生态环境具有脆弱性特征。海岸带的开发利用使其地区生态环境发生变化,而土地利用/覆被变化是地区生态环境变化的重要组成部分和主要原因之一。取1980、2000、2005、2008年4个时相的TM遥感影像为数据源,通过土地利用结构、土地利用多样性以及土地利用程度指数分析江苏省1980年以来海岸带土地利用/覆被变化的时空动态特征,揭示地域差异与梯度分异特征。研究结果表明:(1)江苏省海岸带土地利用结构表现为生态用地占比高,城镇与农村居民点占比低的特征。1980年以来,不同土地利用类型数量不断变化而结构相对稳定;类型趋于多样化且利用强度增加。(2)江苏省海岸带土地利用存在地域差异特征。土地利用结构存在不同模式且变化相对稳定;土地利用程度在南北方向上存在高-低-高分布特征,但逐步被打破。(3)江苏省海岸带土地利用在陆海方向上存在梯度特征。土地利用多样性陆海方向呈现低-高-低模式,土地利用强度陆海方向呈现高-中-低模式。土地利用多样性高值区逐步向海岸带中部移动;海岸带各缓冲区土地利用程度分异逐步增大。以射阳河口作为分界点,南北地区梯度规律存在差异性。

融合地学知识的海岸带遥感图像土地利用/覆被分类研究

针对海岸带地理环境的特殊性和城区海岸带地物的复杂性,应用Landsat7 ETM+遥感影像,结合地物光谱特征分析,融合地物的空间属性、地带性分布规律、物候规律等多种地学知识,建立特定的规则,逐级分层次地提取海岸带土地利用/覆被信息。结果表明:在没有任何人工修正的前提下,总体分类精度达95.8%,总体Kappa系数为0.944,实现了研究区域较快速和较高精度的地物自动化信息提取。

近年胶州湾海岸带土地利用与土地覆被变化与驱动力

土地是人类赖以生存和发展的重要物质基础,是不可再生的有限资源和宝贵财富。土地利用/土地覆被变化(land use and cover change)是全球环境变化研究的核心领域,也是"国际地圈与生物圈计划"的核心项目。胶州湾以其独特的自然环境与特征属性为周边地区提供了优越的发展条件,但其有限的土地资源和发展空间也成为本区域可持续发展的制约条件。遥感影像是土地利用数据的主要来源,对其进行了大气校正、DEM合成等预处理,获得了能够满足解译要求的优质工作底图。结合胶州湾海岸带调查成果和胶州湾实际情况,建立了胶州湾海岸带土地利用/覆被的遥感分类系统;在此基础上,运用人机交互的方式对Landsat TM/ETM+影像进行解译,得到胶州湾海岸带2000年及2009年的土地利用数据;利用Arcgis空间分析功能,进行土地利用/覆被变化的动态检测。研究表明:2000—2009年,胶州湾地区土地利用类型变化的主要特征是耕地绝对数量减少,住宅交通运输用地等其他土地利用类型绝对数量增加,耕地主要向住宅交通运输用地转换;其土地利用变化对区域可持续发展的影响可以从对粮食安全、生态环境以及社会经济发展的影响等方面反映出来。今后需要进一步探索可持续发展的土地利用模式,最终实现社会经济与生态环境双赢的区域可持续发展。

土地利用覆被变化与生态系统服务的影响关系研究进展

生态系统服务是从生态系统中获得的收益,土地利用/覆被变化通过人类活动改变生态系统结构与生态过程,是生态系统服务变化的驱动力。本文在综述生态系统服务与土地利用/覆被变化主要研究成果的基础上,总结了生态系统服务与土地利用/覆被变化的相互关系,并对未来的研究趋势进行展望,为未来研究工作提供一定的借鉴与参考。

东北地区土地覆被格局变化模拟:基于CLUE-S和Markov-CA模型的对比分析

研究以遥感解译的东北地区2000年、2010年、2015年的土地覆被变化为基础,充分考虑自然和社会因素对土地覆被变化的影响,分别通过CLUE-S模型和Markov-CA模型对东北地区2015年和2030年土地覆被格局进行模拟,研究结果表明:通过与遥感解译的2015年实际土地覆被类型数据对比验证,CLUE-S模型和Markov-CA模型模拟结果的总体Kappa指数分别为0.9700和0.9649,结果表明2种模型的模拟结果较为理想,CLUE-S模型的模拟精度较Markov-CA模型更高。2015—2030年东北地区草地、耕地、湿地、其他用地和水体面积呈现下降趋势,林地、人工表面面积呈现增加趋势,人地关系越发紧张。东北地区作为生态环境相对脆弱的区域需警惕不可持续的土地覆被变化,需权衡生态保护、粮食增加与基础设施建设的用地需求和协调发展。

闽台海岸带生境质量时空演变及其影响因素

快速城镇化、工业化背景下对海岸带生境质量进行评估,揭示影响生境变化的关键驱动因子,对于海岸带生态可持续发展具有重要意义。本研究以福建东海岸和台湾西海岸(以下合称闽台海岸带)为研究对象,借助1990年、2000年、2010年、2020年的土地利用以及社会经济数据,运用InVEST模型及地理探测器分析土地利用变化下生境质量的时空演变特征及其影响因素,为城市生态空间优化提供可靠的理论依据。结果表明:(1)1990-2020年两岸土地利用变化以建设用地的增长及耕地的减少为主要特征。建设用地2000-2010年面积增长最多,年均增长5.66%。耕地作为建设用地面积最大转入来源,面积共减少1781 km^(2),年均减少2.55%。土地变化福建东海岸大于台湾西海岸。(2)1990-2020年闽台海岸带生境质量均值为0.82,总体生态质量良好,但呈下降趋势。2000-2010年两岸低等级生境面积增长最快,2010年后增长速度趋缓。生态用地向非生态用地的转移对生境退化的贡献率超过70%。(3)夜间灯光指数、人口密度、GDP、高程、坡度为影响生境质量变化的主要因素,30年间主导因素由地形因素变为社会经济因素。研究为闽台沿海地区陆海土地资源管理提供科学依据,对区域协同发展具有重要意义。

浙江省海岸带生态压力与景观生态风险时空关联分析

海岸带是生态风险区域,以湾区为单元,厘清生态压力与景观生态风险时空关联,进行理性干预,对于推动区域有效治理具有积极作用。以浙江省海岸带为例,在生态压力指数和景观生态风险指数评估基础上,运用双变量空间自相关和耦合协调度模型,评估二者的时空关联性,采用结构方程模型测度路径关系。结果表明:(1)2000—2020年,浙江省海岸带地区生态压力指数波动增长,生态压力呈现北高南低,形成杭州地区、宁波地区、温台沿海三点带面的空间格局;(2)2000—2020年,景观生态风险程度加深,呈现海岸带中南部高、东北部低的分布格局;(3)浙江省海岸带地区生态压力与景观生态风险存在局部空间自相关关系,台州湾、乐清湾、温州湾地区低—高集聚,耦合协调状况不佳,景观生态风险滞后于生态压力;杭州湾地区高—高集聚,耦合协调度较好,生态压力与景观生态风险发展趋于同步;(4)浙江省海岸带生态压力对景观生态风险具有显著的正向作用。在此基础上,根据湾区类型进行分类指导,实现海岸带的有效治理。