退耕还林还草工程对中国北方农牧交错区土地利用/覆被变化的影响——以科尔沁左翼后旗为例

以北方农牧交错区-科尔沁左翼后旗为例,利用卫星遥感技术获取1980~2010年土地利用/覆被信息,通过统计模型重建土地利用/覆被及景观格局变化过程,综合评价二者动态及退耕还林还草等生态恢复工程的影响。研究区土地整体处于准平衡态势,各地类双向转换较频繁;耕地与草地的变化对区域土地利用/覆被及景观格局变化起支配作用;退耕还林还草等生态恢复工程逆转了天然植被(包括草地与林地)整体减少及耕地与未利用地增加的局面,使各景观破碎化程度有所缓解,这可能有利于生态环境的改善。     

广州市城乡交错带土地覆被景观格局时空分异

基于1990、1995、2000和2005年覆盖广州市南部拓展区的LandsatTM遥感影像,经监督分类和人工目视解译获得研究区各时相土地覆被景观图。选取景观指数指标对研究区的景观格局和动态变化进行研究,并利用缓冲区技术研究分析各时期内景观特征的梯度方向分异。结果表明:广州市南部拓展区在15年间景观格局发生了重大变化,该时期内景观的破碎化程度逐年增大,景观异质性先增后减,优势斑块呈分散趋势;耕地面积先减后增,总体呈下降趋势,而建筑用地面积则逐年上升;景观格局梯度分析显示区域景观格局存在方向上的梯度分异,反映大城市中心区不同辐射距离范围内城乡交错带的城市化发展差异。     

伊犁河中下游近40年土地利用与覆被变化

针对跨界流域土地利用/覆被变化(LUCC)信息十分有限,无法满足对环境变化评估需要的现状,本文以跨界流域——哈萨克斯坦境内伊犁河中下游为研究区,利用20世纪70年代的MSS、90年代的TM、2000年和2007年的ETM卫星遥感影像,采用目视解译与决策树相结合的分类方法,可较高精度提取研究区LUCC的时空信息,通过一套数理统计模型,定量分析了区域LUCC的过程和趋势。近40年来,高覆盖度林草地、中覆盖度林草地和耕地始终是伊犁河中下游地区所占比例最大的3种土地利用/覆被类型。整个研究时段内,耕地、水库坑塘和未利用地先增加后减少,其中耕地总体呈现减少的趋势,但减少幅度逐渐减小,水库坑塘和未利用地面积总体趋于增加。高覆盖度林草地和河流呈现出持续减少的态势,而建设用地面积持续增加。中覆盖度林草地、湖泊和沼泽先增加后减少,总体呈现增加趋势。低覆盖度林草地经历了减少—增加—减少的变化过程,总体呈现减少趋势。耕地和林草地相互转换频繁,其中耕地与高覆盖度林草地之间的转换和高、中覆盖度林草地之间的转换为区域内最主要的四种变化类型。1970-2007年间,伊犁河中下游地区土地利用始终处于准平衡状态,但有向不平衡状态发展的趋势。20世纪70年代卡普恰盖水库的建立和90年代初期的政策变化改变了原有变化的随机性和平稳性,使区域内相关土地利用/覆被发生显著变化。     

2000-2010年中国退牧还草工程区土地利用/覆被变化

在3S技术支持下,结合景观格局定量分析方法,基于30 m分辨率的土地利用/覆被数据,对中国退牧还草工程区2000-2010年土地利用/覆被时空分布特征进行研究。通过利用土地利用转移矩阵和动态度来判定土地利用变化的速度和区域差异,并在斑块类型和景观水平上分析研究区景观格局特征,探讨土地利用格局变化的生态效应。结果表明：①近10年来,研究区土地利用/覆被类型以草地和其他类用地为主,整体内部结构稳定少动。草地变化面积仅占2000年草地总面积的0.37%;林地、湿地、耕地和人工表面的面积均有所增加;其他类用地面积有所减少。②全区土地综合动态度均小于0.1%,土地利用/覆被变幅较小,除人工表面较活跃外,其他各类型变化相对缓慢,且各省土地利用区域差异较小。③研究区内景观基质未发生改变,区域景观破碎度递减,景观多样性水平上升,景观聚集度和连续性微弱下降,景观整体保持较完整态势。退牧还草工程的实施使土地利用/覆被结构和景观格局均得以优化。     

黔东山地丘陵区景观格局演变及其生态效应

利用遥感影像数据对黔东低山丘陵区1995～2000年的景观格局与动态进行分析。结果显示,研究地区的景观破碎化程度呈上升趋势,多样性降低,景观均匀度降低,优势度增加,蔓延度降低,表现斑块形状变化的分维数指标均有下降,反映出斑块形状的不规则程度降低。研究区以林地、耕地和荒草地3种景观生态类型占据主导地位,已控制着区域景观生态格局及其发展。但耕地、林地、草地这三者之间相互转化比较频繁,说明退耕还林还草与毁林毁草开荒同时并存,植被恢复与退化并存,整体景观尚处于一种波动状态。研究区景观格局特征是岩性、地貌和人为活动共同作用的结果。     

基于降水量与土壤类型的北方农牧交错区土地利用/覆被格局及变化分析——以科尔沁左翼后旗为例

基于降水、土壤、遥感与农户调研数据,利用遥感解译、面积加权重心、景观格局等方法,探讨科尔沁左翼后旗的土地利用/覆被格局及其变化。研究表明:土地利用/覆被空间分异明显,草地是最适宜的土地利用/覆被类型。相对优质的土壤被优先用于农牧业,符合当地半农半牧的生产方式;但47.70%的风沙土耕地说明土地已被过度开发利用为耕地。科尔沁左翼后旗土地利用/覆被变化剧烈,且以耕地与林地、草地的转换为主,阻止其转换是生态恢复的关键;变化耕地的土壤类型以风沙土和草甸土为主,风沙土变化耕地应当逐步退耕,草甸土变化耕地应注意地力的保持。基于研究结果,提出"退耕还林还草"在北方农牧交错区的实施应综合考虑对种植业与畜牧业的影响。     

黄土高原植被覆盖度变化的地形分异及土地利用/覆被变化的影响

基于16 d合成MODIS NDVI数据提取的时间序列植被覆盖度数据,采用一元线性回归趋势分析,对黄土高原2000-2008年植被覆盖度的时空变化及其地形分异、土地利用/覆被变化的影响进行了定量分析。结果表明：（1）研究时段黄土高原植被覆盖度整体呈快速上升趋势,局部下降;（2）黄土高原植被覆盖度变化存在明显的地形分异,陡坡等植被恢复、重建和保育的主要区域植被覆盖度增速显著;（3）土地利用/覆被变化对植被覆盖度的增加影响突出,土地利用/覆被类型变更区植被覆盖度增速显著高于未变化区域,退耕还林还草区增速尤其突出;（4）土地利用/覆被类型未变化区域植被覆盖度总体上也呈增加趋势,但因植被覆盖度水平相对较高,增速明显低于土地利用/覆被类型变化区。上述结果表明,黄土高原植被保育、植被恢复和重建在植被覆盖度提升方面取得了明显成效。     

1977-2010年青海湖环湖区土地利用/覆盖变化与土地资源管理

青海湖流域是青海省主要牧场,也是青藏高原东北部重要的生态安全屏障.本文以1977、1987、2000、2004年和2010年遥感影像、MODIS NDVI为基础数据,通过数学模型、一元线性回归、景观格局指数的方法分析了青海湖环湖区土地利用/覆盖时空变化及景观格局特点,探讨了土地利用/覆盖变化的影响因素,最后提出青海湖环湖区土地资源管理建议.研究结果表明:近33年来青海湖环湖区土地利用/覆盖变化显著,草地、林地、水体等生态用地面积总体减少,耕地、建设用地、未利用地面积逐渐增加,土地利用/覆盖变化整体处于不平衡态,单向转换频繁;植被覆盖度总体微弱增加,变化趋势具有空间差异性;由于人类的定向选择,草地景观类型退化,景观格局趋向破碎化;土地利用/覆盖与景观格局变化是环湖区气温升高、降水增加、载畜量超载、旅游等因素共同作用的结果;基于土地利用/覆盖变化特点和影响因素,提出创建“生态友好”型土地资源管理模式,实现人地关系协调发展.     

塔里木河干流区土地覆被变化与景观格局分析

在GIS和遥感技术支持下,结合景观格局数量分析方法,利用1973年MSS、1983年航空遥感土地利用图、1990年TM、2000年TM和2005年CBERS遥感影像对新疆塔里木河干流区土地利用/覆被变化过程进行了定量分析.结果表明,1973-2005年塔里木河干流区土地利用/覆被发生了显著变化,耕地和城乡居民及建设崩地面积显著增加,林地、草地和湿地面积减少,未利用地表现出先增加后减小的趋势.研究区土地利用类型转移的主要方向是林地和草地转化为耕地、耕地转化为城乡居民及建设用地、草地转化为未利用地.土地利用变化经历了"显著变化-缓慢变化-显著变化-急剧变化"的过程.景观格局分析表明,在人类活动的影响下,研究区景观破碎度、多样性增大,优势度减小.草地和未利用地对整个景观的控制作用减小,景观结构趋于多样和均匀.驱动力分析表明,人口增长和经济发展因素是塔里木河干流区土地利用/覆被变化的最直接驱动力,同时还受产业结构因素和政策因素及人类干扰强度的影响.     

江浙沪地区土地利用变化模拟和景观格局分析

土地利用／覆被变化对于生态系统多样性和区域生态经济系统可持续性具有深远的影响。本文基于地理信息技术,以江浙沪地区土地利用遥感解译数据为基础,采用景观格局分析法分析了江浙沪地区的景观格局特征;运用CA—Markov模型对江浙沪地区土地利用时空变化进行了模拟。1980-2005年期间,江浙沪地区景观格局变化特征是建设用地增加迅速,耕地集聚减少,建设用地增加主要来自耕地转移,其贡献率达到93．11％。各类斑块类型的破碎度提高;林地和建设用地斑块平均分维数增加,斑块形状趋于复杂,斑块空间分布趋于集中。总体景观破碎度不断提高,景观多样性和景观异质性增加,景观均匀度有所提升：2005年CA—Markov模型模拟结果和遥感解译数据具有高度一致性,Kappa指数达到91％,2010年和2015年模拟结果显示,耕地减少和建设用地增加趋势显著,耕地和林地的减少呈加速状态,建设用地增加的速度降低。未来发展需提高土地利用效率和注重生态格局安全,在提高城市化水平的同时又能兼顾生态保护,以提高区域可持续发展能力。     

Land use and land cover change processes in China's eastern Loess Plateau

Using Landsat remote sensing images, we analyzed changes in each land use type and transitions among different land use types during land use and land cover change (LUCC) in Ningwu County, located in the eastern Loess Plateau of China, from 1990 to 2010. We found that grassland, woodland, and farmland were the main land use types in the study area, and the area of each type changed slightly from 1990 to 2010, whereas the area of water, construction land, and unused land increased greatly. For the whole area, the net change and total change were insignificant due to weak human activity intensity in most of the study area, and the LUCC was dominated by quasi-balanced two-way transitions from 1990 to 2010. The insignificant overall amount of LUCC appears to have resulted from offsetting of rapid increases in population, economic growth, and the implementation of a program to return farmland to woodland and grassland in 2000. This program converted more farmland into woodland and grassland from 2000 to 2010 than from 1990 to 2000, but reclamation of woodland and grassland for use as farmland continued from 2000 to 2010, and is a cause for concern to the local government.     

近30年玉门市土地利用与景观格局变化及其驱动力

干旱内陆河流域生态环境非常脆弱,是土地利用和景观格局变化的敏感区域,也是全球环境变化响应比较突出的区域。采用1976年、1989年、2000年和2010年的Landsat遥感影像,利用GIS技术和景观格局分析方法,系统地分析了疏勒河中游玉门市的土地利用和景观格局变化的时空特征,为研究区土地可持续利用政策的制定提供参考和依据。研究结果显示:近34a来,玉门市土地利用和景观格局发生了剧烈变化,土地利用变化经历了"缓慢变化—急剧变化—显著变化"的过程。研究区景观密度增大,多样性和均匀度先减小,后增加;不同斑块间的分离度减小。农业人口增长和经济发展是玉门市土地利用景观格局变化的最直接驱动力,同时还受气候因素和政策因素的影响。     

Land use and land cover change and its driving forces in Maqu County, China in the past 25 years

Maqu County is located in the northeast Qinghai-Tibetan Plateau, and it is the main watershed for the Yellow River. The ecosystem there is extremely vulnerable and sensitive to climate change and human activities, which have caused significant deterioration of the eco-environment in this region. In order to restore the ecological environment, a government project to restore the grazing areas to grassland was implemented in Maqu County in early 2004. This study evaluates the effects of that restoration project on land use and land cover change (LUCC), and explores the driving forces of LUCC in Maqu County. In the study we used Landsat images obtained in 1989, 2004, 2009, and 2014 to establish databases of land use and land cover. Then we derived LUCC information by overlaying these layers using GIS software. Finally, we analyzed the main forces responsible for LUCC. The results showed that forests, high-coverage grasslands, and marshes experienced the most significant decreases during 1989-2004, by 882.8 ha, 35,250.4 ha, and 2,753.4 ha, respectively. However, moderate- and low-coverage grasslands and sand lands showed the opposite trend, increasing by 12,529.7 ha, 25,491.0 ha, and 577.5 ha, respectively. LUCC in 2004-2009 showed that ecological degradation slowed compared with 1989-2004. During 2009-2014, high- and moderate-coverage grasslands increased obviously, but low-coverage grasslands, marshes, unused lands, sand lands, and water areas showed the opposite trend. These results suggested that the degradation of the eco-environment was obvious before 2009, showing a decrease in the forests, grasslands, and water areas, and an increase in unused lands. The ecological degradation was reversed after 2009, as was mainly evidenced by increases in high- and moderate-coverage grasslands, and the shrinkage rate of marshes decreased obviously. These results showed that the project of restoring grazing lands to grassland had a positive effect on the LUCC. Other major factors that influence the LUCC include increasing temperature, variation in the seasonal frozen soil environment, seasonal overgrazing, and pest and rodent damage.     

基于土地利用空间格局的兰州市景观稳定性

利用兰州市2000年和2010年两期土地利用数据,从景观结构、景观类型及景观异质性3个方面分析了研究区景观格局特征。借助主成分分析及景观格局指标对保持景观格局稳定性影响能力构建了景观格局稳定性模型,并对研究区景观格局稳定性进行了评价。结果表明:(1)近10年来兰州市景观格局发生了明显变化,主要景观类型间的转换较为频繁,且表现为明显的单向转换特征。(2)整体景观格局稳定性呈现降低趋势;各县区景观格局稳定性存在差异,榆中县永登县和皋兰县稳定性变化不大,稳定性较高的为红古区,其次是西固区、安宁区,稳定性最差的为七里河区和城关区。(3)稳定性较高的景观类型为水域及草地,稳定性较差的景观类型为建设用地。兰州市应着力提升用地潜力,提高土地集约利用程度,合理规划建设用地,保护具有生态服务功能的水域及草地等。     

土地利用系统转移分析方法及其应用

转移矩阵是分析土地利用变化的出发点,但是研究者们并未能从转移矩阵中获取足够的信息以分析土地利用变化的潜在过程或规律．本研究采用一种新的土地利用系统转移分析方法,以农业集约化程度较高的闽东南平和县为例,基于1996、2002和2007年3期遥感影像数据,分析土地利用变化的模式与过程,并探讨引起土地利用变化的驱动因素．研究结果表明,平和县近10a来主导土地利用类型为自然用地和农业用地;土地利用变化总体有加快的趋势;农业用地和建设用地之间存在系统转移的过程;社会经济、政策因素是研究区域土地利用变化的主要驱动力．     

关中-天水经济区土地利用变化模拟预测及景观格局动态变化

利用2000年和2010年两期TM影像,应用遥感和GIS技术获取关中-天水经济区2000-2010年土地利用变化数据,对研究区土地利用时空状态进行分析,并借助CA-Markov模型对该地区土地利用变化趋势进行情景模拟,深入分析了10 a来和2020年研究区土地利用变化的数量和空间特征以及由此所引起的一系列生态环境效应,主要表现在：过去10 a来城镇建设用地面积增加迅速,耕地和草地面积则减少,城镇建设用地的扩展是通过占用大量城郊的农田来实现的,通过这10 a间的快速城市化进程看出,研究区的城市扩张和基本农田保护之间已经开始产生矛盾;研究区土地利用实际变迁面积约占全区总面积的24.39%,也就是说全区约1/4的土地在这10 a间都发生了变化,从而反映出人类活动之强烈;未来10 a耕地和草地面积将持续下降,耕地面积的减少速度变快,城镇建设用地面积仍然迅速增加,且主要有耕地和草地转化而来,未来10 a研究区土地利用实际变迁面积约占全区总面积的11.43%。景观指数的分析结果表明了研究区内的景观趋向破碎化、复杂化和均匀化发展,景观的稳定性和抗干扰性减小。     

额尔齐斯河-斋桑湖流域近20年来土地利用/土地覆被时空演变

土地利用/土地覆被变化(LUCC)是影响生态环境和气候变化的主要驱动力之一,同时又是受其影响的结果。LUCC研究对于开展生态环境变化及气候变化的研究均具有重要的意义。针对目前境外LUCC研究中土地利用/覆被分类效率低的问题,探索一种适用于大数据量而又精度较高的分类方法。以额尔齐斯河国外部分-斋桑湖流域为研究区域,以1990年及2007年的Landsat TM/ETM+夏秋季影像以及DEM作为数据源,综合利用影像光谱、纹理信息参与到决策树构造中,进而利用决策树分类方法分别提取这两个时期的土地利用/覆被空间分布信息,最后分析两个时期的土地利用时空变化状况。实验结果表明:(1)光谱与空间纹理信息参与的决策树分类方法具有较高的分类精度;(2)两个时期的土地利用变化分析发现,近20年来该区域土地利用发生了较大的变化,耕地和灌木林地大面积减少,而低覆盖度草地和未利用地却显著增加。     

Land use change and its ecological effect in Qian'an County of Jilin Province

Based on GIS and statistical methods, with the help of searching historical literatures and calculating the landscape indices, the land use changes of Qian'an County in both spatial and temporal aspects from 1945 to 1996 has been analyzed in this paper. And the driving forces of land use changes and their ecological effects are discussed too. The main findings of this study are as follows: (1) Land use changed greatly in Qian'an during 1945-1996, characterized by a decrease in grassland, wetland and water bodies, and an increase in cultivated land, saline-alkali land, and the land for housing and other construction purposes. Grassland decreased by 175,828.66 ha, and cultivated land increased by 102,137.23 ha over the half century. Accordingly, the main landscape type changed from a steppe landscape to a managed agricultural ecosystem. (2) Results of correlation analysis show that the land use change in the study area was mainly driven by the socioeconomic factors.　(3) The ecological effects of land use change in the area are characterized by serious salinization, degression of soil fertility and the weakening of landscape suitability.     

乾安县土地利用变化及其生态效应

Based on GIS and statistical methods, with the help of searching historical literatures andcalculating the landscape indices, the land use changes of Qian'an County in both spatial and temporalaspects from 1945 to 1996 has been analyzed in this paper. And the driving forces of land use changesand their ecological effects are discussed too. The main findings of this study are as follows:(1)Landuse changed greatly in Qian'an during 1945-1996, characterized by a decrease in grassland, wetlandand water bodies,and an increase in cultivated land, saline-alkali land, and the land for housing andother construction purposes. Grassland decreased by 175,828.66 ha, and cultivated land increased by     

Landscape transformations in savannas of northern South America: Land use/cover changes since 1987 in the Llanos Orientales of Colombia

This study presents a detailed spatial, quantitative assessment of the land use/cover changes (LUCC) in the savanna region of Llanos Orientales in Colombia. LUCC was determined from multitemporal satellite imagery (Landsat and CBERS) from 1987 to 2007. Systematic landscape transitions were identified and put in the context of population change and economic activity. The results showed that during the period 1987 to 2007, 14% of the study area underwent some kind of land use/cover change, with most change occurring in the last decade. Systematic transitions were observed from flooded savannas to crops and exotic pastures. An important land cover change was linked to the expansion of palm oil plantations from 31 km² in 1987 to 162 km² in 2007. The observed changes are shown to be related to the economic and market-oriented-development from before 1970 to the present day. Based on the future economic development plans, the Llanos Orientales will continue to undergo significant change as an estimated 70% of the 17,000 km² have been identified for conversion to plantation, or for petroleum and mining purposes. We provide recommendations for future economy integrated conservation, by proposing the implementation of a Llanos ecological network.