2005-2008年中国耕地变化对区域生产潜力的影响

我国人多地少,粮食安全问题一直是国家关注的头等大事。而耕地资源与粮食生产能力是保障粮食安全的基础,因此,研究中国耕地变化对区域生产潜力产量的影响具有重大的现实意义,可以为国家相关决策提供科学依据。本研究基于2005-2008年最新的气象观测数据和卫星反演数据,并结合2005、2008年耕地数据及其变化数据,从耕地资源的数量变化与质量特征两方面,研究2005-2008年耕地变化对我国全境内光温生产潜力的影响。研究结果显示:在耕地的变化过程中,光温生产潜力增加区与减少区产量变化不对等:增加区增加785.14万t,减少区减少2543.61万t,净减少1758.47万t;增加区与减少区光温生产潜力单产不对等:增加区平均光温生产潜力单产为11.89t/hm²,减少区平均光温生产潜力单产为20.99t/hm²,后者约为前者的2倍;增加区与减少区空间分布不同:增加区主要分布在新疆、黑龙江、内蒙古、宁夏、青海等西北、东北地区,生态用地开垦是其增加的主要原因,占77.25%,减少区主要分布在江苏、安徽、山东、广东等黄淮海平原、长江三角洲、珠江三角洲地区,建设用地占用耕地是其减少的主要原因,占69.20%。     

典型农牧交错区LUCC及农牧交替演化过程分析——以内蒙古赤峰市为例

以内蒙古赤峰市为例,利用TM影像解译得到的三期土地利用数据(1988、1995、2000年)研究20世纪80年代以来,典型农牧交错区的LUCC演化过程,主要采用土地利用开发度、耗减度、信息熵、空间转移矩阵等方法分析了不同阶段农牧交替演化的时空特征。结果表明:(1)草地、耕地、林地为研究区主要的土地利用方式,整个研究时段内,耕地开垦和草地减少是主导LUCC过程。耕地开垦面积达2424.12km²,草地减少1959.65km²。从前后两个时期来看,前期(1988-1995年)耕地和草地变化更为剧烈,耕地以增为主,草地以减为主;后期(1995-2000年)草地转出速度放缓,但耕地开垦速度仍相对较快,林地转出速度加快;(2)土地流转过程以农牧交替演化为主,前期草地与耕地的交替转化剧烈,草地开垦面积达到2 040.50km²,耕地撂荒还草634.75km²,耕地开垦主要集中在敖汉旗的北部;后期LUCC过程放缓,草地转耕地面积为828.50km²,主要发生在敖汉旗以及林西县北部地区等区域,伴随着一定程度的弃耕;(3)三个时期土地利用结构信息熵分别为1.290、1.301、1.304,赤峰市土地利用系统有序程度在降低。农牧交错演化过程的分析,为研究该地区人类-环境耦合系统的变化和机制提供了重要依据。     

梧州:多举措推进耕地开垦工作

正近年来,广西梧州市以保护和合理利用耕地、促进节约集约用地为根本出发点,着力于增加耕地面积、提高耕地质量、保障粮食安全、改善农村基本生产生活条件,2011年至今,该市共新增耕地面积2522.89公顷,已提前超额完成"十二五"期间耕地开垦2000公顷的任务。一是整合规划。该市在土地利用总体规划中把耕地开垦作为重要内容,与农业发展规划、基本农田建设规划、村镇建     

黄河三角洲景观格局变化及生态风险评价

黄河三角洲具有极高的生态价值,研究其景观格局及生态风险对促进黄河三角洲高质量发展具有重要意义。本文以黄河三角洲1980年、2000年和2020年土地利用数据为基础,分析土地转移及景观格局特征,同时构建生态风险评价模型揭示生态风险时空演变及空间相关性。结果表明：(1)耕地是黄河三角洲最主要的地类,占比在60%以上,1980—2020年土地转移主要发生在耕地、建设用地、水域和未利用地之间。(2)1980—2020年黄河三角洲景观斑块数、景观斑块密度、景观最大斑块指数、景观形状指数和香农多样性指数均呈下降趋势,区域整体趋向简单化和聚集化。(3)黄河三角洲高风险区和较高风险区主要环渤海分布,1980—2020年各级风险区转出最大面积均为更低级风险区,生态风险有所降低。     

中国耕地变化区的气候背景对比分析

研究我国耕地变化区的气候背景,对于了解耕地资源的生产能力,评价耕地占补平衡政策的实施效果,实现耕地资源保护和粮食安全等具有重要意义。本文在分析全国耕地空间变化的基础上,从年平均气温、年降水量和日照时数三个方面,研究耕地增加区和减少区的气候背景,并将其进行比较和分析,以期为国家保护耕地资源和发展农业生产等提供建议。研究结果表明,20世纪80年代末至2008年4个时段,耕地减少区比耕地增加区的年平均气温高0.45~1.05℃,年降水量高56.77~79.59mm,年日照时数少45.80~98.83h。耕地显著减少区比耕地显著增加区的年平均气温高0.81~1.85℃,年降水量高85.69~305.26mm,年日照时数少86.96~207.85h。在四个时段中,我国耕地重心逐渐北移且海拔升高。若海拔高度不变,耕地增加区比耕地减少区北移0.5-1个纬度,耕地显著增加区比耕地显著减少区北移1-2个纬度;若纬度不变,耕地增加区比耕地减少区,海拔升高100~200m,耕地显著增加区比耕地显著减少区,海拔升高150~350m。随年份增加,耕地增加区和显著增加区与耕地减少区和显著减少区在水分条件上的差别越来越大。这些结论对于研究我国粮食生产能力、评价耕地占补平衡、调整产业布局等具有重要意义。     

黄河三角洲湿地景观格局动态变化分析

在RS和GIS技术的支持下,以黄河三角洲1986,1996,2006年的三期TM影像为数据源,利用遥感图像处理软件对近代黄河三角洲湿地信息进行了提取.借助于地理信息系统软件和景观生态学软件,我们对20年来黄河三角洲湿地景观格局的动态变化,以及影响其格局动态变化的驱动力进行了分析.结果表明:(1)近20年来,人工湿地面积有了大幅度的增加,而天然湿地的比重在降低.其中,滩涂和柽柳灌草丛景观明显萎缩.(2)一些重要的景观格局指数的计算结果表明,20世纪90年代以来,黄河三角洲湿地景观斑块个数、香农多样性指数、香农均匀度指数一直在增加.黄河三角洲湿地景观的破碎化程度在加剧,斑块类型更加多样化,湿地景观中没有明显的优势类型且各斑块类型在景观中均匀分布.(3)湿地与湿地、湿地与非湿地之间发生着类型转化.其中,18.1%的芦苇草甸转化为农田;26.6%的翅碱蓬草甸转化为盐田;11.9%的芦苇沼泽转化为芦苇草甸.(4)在黄河三角洲湿地演化的过程中,受到自然和人为方面演化驱动力的共同作用.其中,自然因素主要有:黄河断流、泥沙淤积和自身演替动力等.人为驱动力主要为农田开垦、滩涂的开发与围垦、油田开发和人工建筑等.     

塔里木河流域综合治理生态要素变化的遥感分析

采用多种类、多时相遥感数据对塔里木河流域综合治理后的耕地变化和干流绿色走廊带的植被、沙质荒漠化和盐碱质荒漠化等主要生态要素进行了动态监测,结果表明:(1)1999-2008年间,流域耕地面积逐步扩大,从167.17万hm2增长到207.51万hm2。其中,塔里木河干流区耕地面积增加最快,叶尔羌河、开都河-孔雀河与和田河三流域稳步增加,而阿克苏河流域耕地面积先增加,后减少。除阿克苏河流域外,塔里木河流域等其他三流域和塔里木河干流,在2004-2008年间的面积增长速度明显大于1999-2002年和2002-2004年两个时段。(2)2002-2004年间,塔里木河干流绿色走廊带生态环境明显改善,主要表现为植被覆盖度的提高、沙质荒漠化土地面积的减小和强度减弱、盐碱质荒漠化土地的强度减弱等。耕地面积的大幅度增加引起的灌溉用水量的增大,对长期采用输水实现塔里木河的生态功能恢复具有长期性制约作用。     

海岛建设引发的植被覆盖度变化的遥感分析

海岛生态脆弱、稳定性差,大规模的海岛开发使得原本脆弱的岛上植被生境面临更大的威胁,对海岛开发中的植被覆盖变化开展分析显得尤为重要。本文基于Landsat 5卫星和Landsat 8卫星的2001、2010和2014年的遥感影像,采用Gutmand和Ignatov提出的植被覆盖度计算模型提取福建平潭岛的植被覆盖度,并结合其土地覆盖变化信息,探究平潭综合实验区建设前后植被覆盖度变化特点及其原因。研究结果表明,3个时相的平潭岛植被覆盖度达中度以上的区域面积比例分别为86.00%、58.92%和71.16%,表明研究区整体植被覆盖状况良好。动态变化分析结果显示,2001-2014年研究区植被覆盖度总体呈下降趋势,其中2001-2010年植被覆盖度下降显著,下降区域面积比例高达53.95%;而2010-2014年岛上植被覆盖状况有较大改善,植被覆盖度增加区域面积比例达47.77%,这在一定程度上弥补了之前植被覆盖度大幅下降的影响,分析原因主要得益于平潭综合实验区建立后所采取的科学规划、进一步加大植树造林、逐步完善海岛绿地系统的植被建设与保护措施。     

灰色马尔可夫模型在济南市耕地预测中的应用

以济南市为研究区域,分析了1996年至2010年耕地面积和人均耕地的变化态势,并运用灰色-马尔可夫预测的方法,建立划分状态的GM(1,1)模型,对研究区域的耕地面积进行了预测。研究表明:灰色-马尔可夫模型对波动较大的数据拟合较好,在预测中具有独特的优势。另外,济南市耕地面积在15年的时间中呈现出波动下降变化态势,虽在近年趋于稳定,但在快速城市化、人口增长等因素的影响下,保护形势依然严峻。     

1990-2050年间贵州省东南部森林植被碳蓄积及固碳潜力分析

本文以贵州省东南部三州为研究区,运用连续生物量转换因子法和平均生物量法,通过2010年森林清查小班数据,建立了24类优势树种的森林植被碳密度与林龄之间的关系。同时,估算了1990-2010年间贵州省东南部森林植被生物量及其碳蓄积量,分析了碳蓄积量的时空变化特征,并预测出2050年该区域森林植被的固碳潜力。结果显示：（1）2010年贵州省东南部森林植被碳蓄积量为106.22 TgC,占贵州省森林植被碳蓄积量的63.01%,占全国森林植被碳蓄积量的1.36%;平均碳密度32.44 MgC/hm²,是贵州省森林植被平均碳密度的93%,全国森林植被平均碳密度的76%,碳密度空间分布呈现由西部向东部增加趋势且东部高于平均水平。（2）1990-2000年间森林植被碳蓄积量增加了30.67 TgC;2000-2010年间森林植被碳蓄积量增加了49.55 TgC,其中,退耕还林导致森林植被碳蓄积量增加了31.09 TgC。（3）以2010年为基准年,假设40 a后贵州省东南部森林面积保持稳定,且不考虑轮伐期的未来情景下,至2050年该区域森林植被碳蓄积量将达到153.38 TgC,其增量可达47.16 TgC,表明贵州省东南部森林具有较大的碳增汇潜力。     

黄河三角洲油田集中区土地利用演化的遥感分析

本文利用多时相的 TM卫星影像及相关资料 ,圈定油田集中区 ,并提取其土地利用要素 ;就 1984～ 1999年15年来 ,黄河三角洲油田集中区内土地利用变化进行分析。结果表明 ,油田集中区是处于生态极其脆弱的地带 ,土地利用类型变化比较快 ,变化的面积所占的比例相对较大。     

长江三角洲城市化地区植被初级生产力的时空变化研究

城市化过程对植被初级生产具有重要影响。以往研究主要集中于城市用地扩张对植被初级生产力的直接影响分析,而较少关注其间接效果。本文以长江三角洲地区为例,分别从地区尺度和城市尺度分别分析了2000-2013年植被初级生产力的时空变化,探讨了其与气温、降水量及城市建成区绿化覆盖率的关系。研究表明：地区尺度上,2000-2013年长江三角洲植被初级生产力呈现不断增加,其中城市建成区植被初级生产力呈现显著增加的趋势（P<0.05）;城市尺度上,城市建成区内植被初级生产力主要呈现增加的趋势,而其外围缓冲区内则与此相反。在当前气候变化背景下,这可能与城市建成区绿化覆盖率不断增加,及快速的城市扩张有关。     

孤东油田植被演化遥感分析

本文利用从1984-2001年多时相的TM和ASTER等遥感数据,对孤东油田近二十年来的植被演化规律进行研究,分析油田开发的不同阶段对植被的影响。结果表明,在油田开发初期,植被遭到毁灭性的破坏,使区域生态环境严重恶化。油井建成后,被破坏的生态环境逐步得到恢复,并向着顺向演替的方向发展,目前孤东油田的生态环境正在向着良性循环方向发展。     

黄河三角洲土地生产潜力的GIS评价

黄河三角洲可持续发展信息系统数据库的支持下,以黄河三角洲为实验区,考虑影响土地生产力水平的多种因素,确定合理的数学模型,进行土地景观单元的土地生产潜力定量化评价计算。同时,分析了黄河三角洲土地生产潜力的数值分布和空间分布特征以及分级统计和制图,并提出了提高黄河三角洲土地生产潜力的相应建议。     

山东省土地利用时空变化与驱动力分析

以山东省作为研究区域，利用分辨率为100m的2005年、2008年、2010年和2013年土地利用遥感解译数据和统计年鉴资料，结合ArcGIS空间分析和数理统计等方法，分析山东省土地利用时空变化，通过多元回归模型揭示土地利用变化与经济社会驱动因素之间的变量关系。研究表明，山东省耕地面积从1036.55×104hm2到1024.34×104hm2不断减少，建设用地面积从214.05×104hm2到275.75×104hm2不断增加并且大量占用耕地、林地、草地。耕地向山东省的东部丘陵地区和西部、北部地势低洼平坦地区转移，建设用地向东南部和西北低洼平坦地区转移较多。2008—2010年综合土地利用动态度最为强烈，分别是2005—2008年和2010—2013年的9倍和12倍。人口增长、经济发展、产业结构改变等因素与土地利用变化的相关性较强，这些因素在土地利用类型变化中发挥着重要的作用。     

武汉城市圈土地利用时空变化及政策驱动因素分析

武汉城市圈是全国首批“两型社会”改革试验区之一,而且是中部崛起战略和长江经济带发展战略的重点区域。为了正确认识武汉城市圈土地利用时空变化特征,以及政策因素对土地利用变化的影响,本文基于2000、2005、2010和2015年4期武汉城市圈土地利用现状数据,结合GIS空间分析、数理统计、单一土地利用动态度、土地利用转移矩阵和综合土地利用动态度方法,对武汉城市圈2000-2015年以及3个5年期土地利用变化的总体特征、转化方向和区域差异特征进行研究,并分析政策因素对土地利用变化的驱动作用。结果表明：① 总体特征上,2000-2015年耕地、草地、林地和未利用地面积持续减少,建设用地和水域面积不断增多。② 变化方向上,2000-2015年以耕地、林地转化为建设用地和水域为主要特征,2000-2005年以耕地向水域和建设用地转化为主,2005-2010年以耕地向建设用地、水域,林地向建设用地转化为主,2010-2015年以耕地、林地和水域向建设用地转化为主。③ 区域时空差异上,综合土地利用动态度最大的区域集中在武汉城市圈的中部;从单一土地利用动态度看,耕地主要分布在武汉城市圈周边地区;建设用地主要集中在武汉城市圈中部;水域集中在武汉城市圈的仙桃市;林地主要在潜江市、云梦县;草地主要为英山县。④ 政策驱动因素分析上,中部崛起、两型社会、长江经济带发展战略等政策对土地利用变化具有重要影响。     

黄河三角洲大汶流自然保护区的土地利用与岸线变化分析

本文选择黄河三角洲大汶流自然保护区为研究对象,以多时相遥感影像,对土地利用类型进行解译分析。同时,以平均低潮线作为分析基线,提取海岸线变化信息。结果表明:1996-2009年研究区面积净增13.35km2。各种土地利用类型中滩涂所占面积最大,养殖池所占比例最小,但增幅明显。芦苇地面积后期增长迅速,指示研究区生态环境趋向转好。自然因素(黄河来水来沙量)和人类活动(黄河调水调沙工程,湿地恢复工程,滩涂规模开发以及人类开垦造田)是研究区土地利用类型变化的直接驱动力。1976-2009年研究区海岸净造陆面积217.14km2,沙嘴变幅为29.2km。黄河入海水沙量和滨海区的海洋潮流条件共同影响着海岸线的变迁。     

Dynamic Changes in the Wetland Landscape Pattern of the Yellow River Delta from 1976 to 2016 Based on Satellite Data

The Yellow River Delta wetland is the youngest wetland ecosystem in China's warm temperate zone. To better understand how its landscape pattern has changed over time and the underlying factors responsible, this study analyzed the dynamic changes of wetlands using five Landsat series of images, namely MSS(Mulri Spectral Scanner), TM(Thematic Mapper), and OLI(Operational Land Imager) sensors in 1976, 1986, 1996, 2006, and 2016. Object-oriented classification and the combination of spatial and spectral features and both the Normalized Difference Vegetation Index(NDVI) and Normalized Difference Water Index(NDWI), as well as brightness characteristic indices, were used to classify the images in eCognition software. Landscape pattern changes in the Yellow River Delta over the past 40 years were then delineated using transition matrix and landscape index methods. Results show that: 1) from1976 to 2016, the total area of wetlands in the study area decreased from 2594.76 to 2491.79 km~2, while that of natural wetlands decreased by 954.03 km~2 whereas human-made wetlands increased by 851.06 km~2. 2) The transformation of natural wetlands was extensive: 31.34% of those covered by Suaeda heteropteras were transformed into reservoirs and ponds, and 24.71% with Phragmites australis coverage were transformed into dry farmland. Some human-made wetlands were transformed into non-wetlands types: 1.55% of reservoirs and ponds became construction land, and likewise 21.27% were transformed into dry farmland. 3) From 1976 to 2016, as the intensity of human activities increased, the number of landscape types in the study area continuously increased. Patches were scattered and more fragmented. The whole landscape became more complex. In short, over the past 40 years, the wetlands of the Yellow River Delta have been degraded, with the area of natural wetlands substantially reduced. Human activities were the dominant forces driving these changes in the Yellow River Delta.