快速城市化过程中城市土地覆被的时空动态特征

1990～2005年间,是广州市经济快速发展和城市景观变化最大的时期,以同时段TM影像解译得到广州市的土地覆被类型图,从数量结构、空间信息及位置转移和景观等方面,分析了广州市土地覆被的动态特征.数量结构的研究结果显示:在快速城市化过程中广州市的耕地、林地等自然资源的利用程度在加大,自1995年起,这种变化的趋势开始减缓;土地覆被类型之间的信息与位置的转移变化频繁,并且表现出空间位置分异的特征.景观特征指数分析结果表明:广州市城市土地覆被向破碎化方向发展,城市建设用地呈扩展之势.     

快速城市化过程中城市土地覆被的时空动态特征

1990—2005年间，是广州市经济快速发展和城市景观变化最大的时期，以同时段TM影像解译得到广州市的土地覆被类型图，从数量结构、空间信息及位置转移和景观等方面，分析了广州市土地覆被的动态特征．数量结构的研究结果显示：在快速城市化过程中广州市的耕地、林地等自然资源的利用程度在加大，自1995年起，这种变化的趋势开始减缓；土地覆被类型之间的信息与位置的转移变化频繁，并且表现出空间位置分异的特征．景观特征指数分析结果表明：广州市城市土地覆被向破碎化方向发展，城市建设用地呈扩展之势．     

番禺区土地覆被及其景观格局时空特征分析

基于覆盖番禺区域4个时相的TM遥感影像,综合运用遥感与G IS技术手段,结合FRAGSTATS景观格局分析软件,从数量结构、空间信息及位置转移和景观指数等方面,分析了番禺区土地覆被与景观格局的动态特征。数量结构分析结果显示,城市化过程中番禺区的耕地、园地、林地等自然资源利用程度在加大,自2000年起,这种变化的趋势开始减缓;番禺区土地覆被各类型之间频繁地发生数量与空间位置的变化,空间位置转换面积大于其数量变化面积,而且集中发生在邻近广州市中心城区的西北地区及南沙区;景观指数分析表明,番禺区土地覆被向破碎化方向发展,景观格局动态变化迅速。     

1990 年以来广州市土地覆被景观的时空梯度分异

取1990 年、1995 年、2000 年和2005 年4 个时相覆盖广州市的TM 遥感影像为数据源, 经非监督分类及人工目视解译, 获得研究区各时相土地覆被类型图。以高速公路为轴线 应用缓冲区技术, 形成南北和东西两条样带, 同时以城市中心区域向外等距扩展而形成辐射状梯度圈。通过样带和梯度圈剪裁形成土地覆被类型图, 计算土地覆被类型图的景观指数, 分析广州市15 年间土地覆被动态过程, 揭示区域景观动态的方向和梯度分异特征。数量结构与样带研究结果表明: 广州市因经济发展而使土地覆被景观恶化的趋势已得到一定程度的遏制, 城市发展逐步进入理性控制阶段, 但是存在方向分异, 东西样带上的土地覆被景观的多样性持续下降, 斑块破碎化程度加剧; 辐射梯度圈研究结果显示, 向外围扩展的城市化过程使广州市呈现出多个次级中心的格局, 对城市土地覆被景观的干扰强度自中心城区向郊区递减, 方向分异不显著; 东南方向的辐射梯度圈内土地覆被景观的分维数和多样性指数变化特征表明, 自2000 年始, 经济发展已开始侵占南部海域。     

基于TM数据的广州市番禺区土地覆被格局分析

以覆盖番禺区1990年、1995年、2000年、2005年4个时相Landsat-TM影像为主要数据源,借助GIS手段和景观生态学方法生成土地覆被图。在数量化研究LUCC的基础上,借助景观格局指数反映番禺区4个时相土地覆被的变化机制,对土地覆被景观格局生态效应研究提供依据。研究表明:番禺区的土地利用结构在1990~1995年间处于开发调整时期,2000年后土地利用结构调整趋于成熟,土地覆被变化伴随着城市化的进程趋于平缓。研究时期内,番禺区的景观破碎度增加,土地利用结构的复杂程度也在增加,人为因素导致的土地覆被类型变化的影响逐渐替代自然作用下土地覆被类型情况。     

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。     

近30年广州市土地覆被变化时空特征分析

以1979、1990、2002和2006年4个时相的遥感数据为主要数据源,利用遥感图像处理软件ENVI4.4对影像进行预处理,在ArcG IS 9.2软件的支持下提取城市土地利用斑块,比照广州市土地利用现状图,结合实地调查,建立土地利用数据库,揭示广州市土地覆被变化时空特征,旨在为改善城市生态环境,提高土地利用效率提供科学依据。研究结果表明:广州市近30年土地覆被类型以林地、农田、建筑用地为主,农田和裸地逐年减少,人地矛盾突出;20世纪90年代后期以来,林地、水域面积小有增加,生态环境保护的政策效应初步显现。土地覆被类型的变化速率呈现先快后慢趋势。1979~2002年是土地类型变化剧烈,变速较快的时期,平均变化率为36.55%。2002~2006年期间,随着民众环保意识的普遍提升,加之各项政府政策的逐步落实,可开发土地面积的逐步减少,土地变化速率趋于平缓。     

西安市雁塔区土地利用/覆被变化及景观格局演变分析

以GIS和RS技术为基础,以西安市雁塔区为研究区,选取2013、2019年两期Landsat-8影像数据,采用监督分类方法获得雁塔区的土地利用/覆被变化(LUCC)图,并在此基础上获取土地利用转移矩阵及多个相应景观指数等数据,从而分析雁塔区土地利用/覆被变化以及景观格局演变过程并进行预测。结果表明:6年间,雁塔区土地利用/覆被变化与景观格局的演变较显著,演变总体趋势为:雁塔区耕地和其他用地范围缩减,而林草地、水域面积增多,建筑用地范围显著扩张;土地利用类型以建筑用地为主导,占全区面积的77. 86%,受人类活动强烈影响,人地矛盾突出;建设用地作为优势斑块形成了更好的连接,斑块连通性增强,聚合程度明显增加,景观破碎化水平总体减弱。     

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。     

城市及其边缘地带土地利用/覆被变化研究--以临沂市为例

城市及其边缘地带是人文因素高度复合带，土地利用／覆被变化剧烈，土地资源可持续利用面临许多问题。临沂市是山东省的欠发达地区之一，近年来经济发展迅速、城市化速度加快，人地矛盾日益突出。文章利用1991－2000年的土地利用／覆被变化及社会经济数据，分析了临沂市土地利用／覆被变化的特征，探讨了土地利用／覆被变化的机制，以期为本地及同类城市土地资源的可持续利用提供借鉴。     

京津风沙源治理工程区土地利用/覆盖变化及生态系统服务价值响应

监测土地利用/覆盖及生态系统服务价值变化是评估生态工程效益最直接有效的方式。以京津风沙源治理工程区为研究区,基于土地利用/覆盖变化面积和植被覆盖度等指标,从土地利用/覆盖类型转换和土地覆盖渐变两个角度揭示区域土地利用/覆盖变化过程;并运用改进的当量因子法,评估同期生态系统服务价值的变化。结果表明：区域草地面积超过总面积的一半,总体上呈现草地和耕地集中分布,林地、沙丘零散镶嵌的格局。1990—2018年,区域沙地、草地面积减少,耕地、林地面积增加;同时,沙地上表现出植被覆盖增加的渐变特征,增速为每10年约增长4.22%。同期区域生态系统服务价值呈现出先减少后增加的趋势,生态工程实施后,2010—2018年生态系统服务价值增加明显。1990—2018年,生态系统服务价值总体上增加了3 655.21亿元,其中,由土地利用/覆盖类型变化导致的价值增加量为120.53亿元,而由土地覆盖渐变导致的增加量为5 355.04亿元。土地覆盖渐变对生态系统服务价值的影响不容忽视,我们建议在生态建设过程中,不仅要重视退耕还林、未利用地造林种草等土地利用/覆盖方式的改变,更要关注草地和林地的修复和恢复,注重生态工程成果的维持和质量的提升。     

Desertification Reversion in Relation to Land Use Change and Climate in Naiman County, Inner-Mongolia, China

Analyses of desertified land and land use change in Naiman County of Inner-Mongolia showed that there was a fluctuated in-crease of rain-fed cropland in the period from 1951 to 1960, then decreased until the middle of the 1990＇s, then increased again, while irrigated cropland consistently increased. The woodland and build-up land consistently increased while grassland area de-creased. The area of water body increased from 1975 to 1995 and then decreased while river beach decreased. Wetland change fluctuated with a maximum of 303.53km2 in 1995 and a minimum of 62.08 km2 in 2002. Invasion of cropland into river beach does not only change land coverage on the beach, but also the hydrological process of the river systems and deeply influence wa-ter availability. The correlation between cropland and underground water table is negative and significant. Increase of irrigated cropland is the primary cause of water availability reduction. Water table reduction is negatively correlated to cropland. The total desertified land has decreased since 1975. A rapid increase occurred before 1959, but it is difficult to assess the change of deserti-fication due to lack of data from 1959 to 1975. Changes of different types of desertified lands were different. There is no signifi-cant correlation between land use and different types of desertified land, but there is a significant negative correlation between woodland and total desertified land. The correlation between grassland and total desertified land is positive and significant. There is a significant correlation between different land cover and key factors such as water body and annual precipitation, river beach and runoff, area of shifting dune and annual precipitation, and cropland and underground water table. Desertification reversion in Naiman County is fragile and will be even much more fragile due to population growth, rapid land use and climate change. This will lead to continued invasion of irrigated cropland into more fragile ecosystems and reduction of water availability.     

基于网格单元的西北干旱区城市土地覆被/土地利用时空变化研究——以新疆喀什市为例

利用1995、2005和2015年3期Landsat遥感数据,提取新疆喀什地区喀什市土地覆被/土地利用信息,并将各时期用地分类数据分别转入50 m×50 m的矢量网格单元,建立基于矢量网格单元的土地覆被/土地利用网格图,探讨喀什市1995-2015年土地覆被/土地利用时空变化特征及驱动因素;通过叠加分析,研究时期内各用地类型之间相互转换和替代关系。结果显示：（1）1995-2015年间喀什市土地覆被/土地利用变化剧烈,以建设用地面积变化最为显著,20 a间面积增加近3倍,未利用地和绿地面积均有所减少,水体的面积变化显现波动态势。（2）1995-2015年喀什市建设用地扩张主要以"摊大饼"式的外延扩张为主,但也伴随少量内部填充的集约式增长模式,通过回归分析,建设用地面积的增加与城市人口的增加和社会经济的发展具有紧密的正相关关系。（3）建设用地在扩张过程中主要侵占和替代了未利用地和绿地,并且绿地的增加与减少和未利用地的侵占与被侵占有着直接关联。     

Spatial heterogeneity of urban land-cover landscape in Guangzhou from 1990 to 2005

Urbanization has been the most important process that changed land cover landscape in Guangzhou since reformation, especially since 1990. It is essential for monitoring and assessing ecological consequences of urbanization to understand landscape quantitative characteristics and its changes. Based on four land-cover type maps interpreted from remote sensing TM images of 1990, 1995, 2000 and 2005, combining gradient analysis with landscape metrics, the quantified spatial pattern and its dynamics of urbanization in Guangzhou was got. Three landscape metrics were computed within different regional areas including the whole study area, two transects along two highways (one N–S and the other W–E) and radiation zones with equal distance outwards the city center were set. Buffer zones for transects N–S and W–E were outlined along highways. The following questions should be answered in this paper: What responses were implied with changing spatial grain size or extent for landscape pattern analysis? Could gradient progress of urbanization be characterized by landscape pattern analysis? Did landscape metrics reveal urban expanding gradually? Were there directional differences in land cover landscape pattern during urbanizing development? The results gave some affirmative answers. Landscape pattern exhibited obviously scale-dependent to grain size and extent. The landscape metrics with gradient analysis could quantitatively approach spatial pattern of urbanization. A precise location for urbanized area, like city center and sub-center, could be identified by multiple landscape metrics. Multiple adjunctive centers occurred as indicated by analysis of radiation zones around the city center. Directional differences of landscape pattern along the two transects (N–S and W–E) came into being. For example, fragmentation of landscape in the transect W–E was obviously higher than that in the transect N–S. All in all, some interesting and important ecological implications were revealed under landscape patterns of two transects or radiation zones, and that was the important step to link pattern with processes in urban ecological studies and the basis to improve urban environment.     

1990-2005年广州城市土地覆被景观变化

Urbanization has been the most important process that changed land cover landscape in Guangzhou since reformation, especially since 1990. It is essential for monitoring and assessing ecological consequences of urbanization to understand landscape quantitative characteristics and its changes. Based on four land-cover type maps interpreted from remote sensing TM images of 1990, 1995, 2000 and 2005, combining gradient analysis with landscape metrics, the quantified spatial pattern and its dynamics of urbanization in Guangzhou was got. Three landscape metrics were computed within different regional areas including the whole study area, two transects along two highways (one N-S and the other W-E) and radiation zones with equal distance outwards the city center were set. Buffer zones for transects N-S and W-E were outlined along highways. The following questions should be answered in this paper: What responses were implied with changing spatial grain size or extent for landscape pattern analysis? Could gradient progress of urbanization be characterized by landscape pattern analysis? Did landscape metrics reveal urban expanding gradually? Were there directional differences in land cover landscape pattern during urbanizing development? The results gave some affirmative answers. Landscape pattern exhibited obviously scale-dependent to grain size and extent. The landscape metrics with gradient analysis could quantitatively approach spatial pattern of urbanization. A precise location for urbanized area, like city center and sub-center, could be identified by multiple landscape metrics. Multiple adjunctive centers occurred as indicated by analysis of radiation zones around the city center. Directional differences of landscape pattern along the two transects (N-S and W-E) came into being. For example, fragmentation of landscape in the transect W-E was obviously higher than that in the transect N-S. All in all, some interesting and important ecological implications were revealed under landscape patterns of two transects or radiation zones, and that was the important step to link pattern with processes in urban ecological studies and the basis to improve urban environment.     

干旱区典型流域近30 a土地利用/覆被变化和景观破碎化分析——以玛纳斯河流域为例

 利用1976年、1989年、2005年三期遥感影像,运用GIS和FRAGSTATS景观分析软件对玛纳斯河流域近30 a的土地利用/覆被变化和景观破碎化进行了研究。结果表明：①玛纳斯河流域土地利用/覆被在过去30 a间发生了普遍的变化。耕地、建设用地不断增加,而草地、林地、水域、盐碱地不断减少。耕地主要是在草地上开垦出来的。②绿洲内部的耕地趋于集聚状态,破碎性降低,而绿洲边缘的耕地,破碎性增强。草地面积大减,破碎性增强,退化严重。沙地、水域破碎性也不断增强,林地、未利用土地的破碎化于1989年增强,2005年减缓。③驱动力分析表明,流域变化是自然和人类活动共同作用的结果,其中人口的快速增长、政策环境的变化和自然环境变化如干旱等是最主要的驱动因素。     

基于地貌分区的1990-2015年中国耕地时空特征变化分析

地形地貌通过分配地表水分和热量制约耕地的利用形式和成效,对耕地质量具有非常重要的决定意义,以地貌分区的视角研究中国耕地变化具有重要意义。根据1990-2015年中国6期土地利用空间数据和地貌分区数据,运用GIS空间叠加分析方法,分析中国耕地1990-2015年的面积变化和空间分布格局,进一步探讨不同地貌分区下的耕地新增与流失方向。结果表明,中国耕地面积略有增加,但总体变化不大,耕地面积从1990年的17715万hm²增加到2015年的17851万hm²,平均每年增加5.44万hm²,每年增幅仅为0.03%。耕地主要分布在平原地区,台地、丘陵次之;新增耕地主要来源为草地、林地和未利用地。东部平原低山丘陵区（I）耕地面积最大,而西北高中山盆地高原区（IV）耕地动态度明显高于其他地貌区。空间上呈现“南减北增,新增耕地的重心向西北移动”的特征。1990-2015年间,西北高中山盆地高原区（IV）和东部平原低山丘陵区（I）为耕地面积增长区,平均每年增加耕地面积分别为8.9万hm²和5.4万hm²;东南低山丘陵平原区（II）和西南中低山高原盆地区（V）为耕地面积减少区,平均每年减少耕地面积分别为5.9万hm²和2.8万hm²;而华北—内蒙东中山高原区（III）和青藏高原高山极高山盆地谷地区（VI）耕地面积几乎没有变化,平均每年变化仅为0.15 万hm²和0.06万 hm²。耕地流失主要发生在东部平原低山丘陵区（I）和东南低山丘陵平原区（II）,主要原因为城镇化进程加快带来的建设用地对优质耕地的大量占用;而新增耕地主要发生在西北高中山盆地高原区（IV）,多来自于对草地和未利用地的开垦。