青海省巴音河流域LUCC遥感调查及驱动分析

利用1988年、2006年的LandSat-TM遥感数据及气候因子数据,用灰色关联度法分析了青海省巴音河流域土地利用/土地覆盖现状、18 a来的变化趋势及其气候驱动,并定性分析了社会驱动。结果表明,1980-2007年间年降水量以12.9 mm/10a的幅度波动增加;日照时数以83.3 h/10a的幅度减少;年平均气温、地温分别以0.6 ℃/10a和0.8 ℃/10a的幅度波动升高。在这样的气候背景下,未利用土地分布最广,占面积的71.43%。1988年至2006年间,土地利用/土地覆盖变化为城镇用地、农业用地和天然草地面积增加;未利用土地面积也增加,其中裸岩、荒地、盐碱地、沙地面积明显增加,分别增加6.28 km2·a-1、5.82 km2·a-1 、2.76 km2·a-1 和0.21 km2·a-1;而不同类型的湿地生态面积呈退缩趋势,其中冰川、湖泊、苇地、沼泽、河流的面积退缩明显,分别减少12.13 km2·a-1、0.43 km2·a-1、0.41 km2·a-1、0.27 km2·a-1和0.21 km2·a-1。可以看出,生态环境呈退化趋势。日照时数和降水与各类型生态面积的关联度变化大,分别在0.667～0.997和0.668～0.986之间,气温次之,关联度在0.669～0.835之间,地温最小,在0.667～0.856之间。大部分类型的生态面积变化其驱动因素主要为降水,其次为日照时数,气温和地温影响较小。不合理的社会用水促进了土地的荒漠化。     

基于遥感与GIS的新疆近18 a来LUCC的生态环境效应分析

 基于遥感与GIS技术,以20世纪80年代末、90年代末、2005年、2008年遥感影像为数据源,获取4期新疆土地利用/覆盖信息,采用生态系统服务价值、生态环境质量指数和土地利用/覆盖转变类型生态贡献率,对研究时段内新疆土地利用/覆盖变化的生态环境效应进行了综合分析与评价。结果表明,1990—2008年间,新疆土地利用/覆盖变化显著,生态系统服务价值整体变化较小,总价值先增后减,水域和草地面积的减少是总价值减少的主要原因,耕地和林地面积的增加补偿了总价值的部分损失;生态环境质量指数从1990年的0.157持续下降到2005年的0.153,2008年上升为0.158,说明新疆生态环境存在恶化和改善两种相反趋势,导致生态环境恶化的主要原因是草地向耕地的转变,未利用地向草地的转变则促进生态环境质量的改善。     

近35 a来中国北方土地沙漠化趋势的遥感分析

 以近35 a来中国北方的5期 Landsat MSS、TM/ETM遥感数据为主要信息源,通过目视解译方法提取不同时期沙漠化土地现状数据,并进行了沙漠化发展趋势的分析。 2010年中国北方沙漠化土地达 37.59万km2,其中轻度沙漠化土地占33.80%,中度沙漠化土地占22.84%,重度沙漠化土地占22.16%,严重沙漠化土地面积占21.21%。 1975—1990年期间,沙漠化土地净增面积33 838.32 km2,增加速率为2 255.89 km2·a-1; 沙漠化程度加重面积41 662.48 km2,减轻8 383.20 km2,净加重面积33 279.28 km2。综合两者变化,沙漠化净发展速率为4 474.51 km2·a-1。1990—2000年,沙漠化土地面积净增速率为3 441.49 km2·a-1,净发展速率为5 370.06 km2·a-1。2000—2005年,沙漠化土地面积净减少速率为1 635.28 km2·a-1,净逆转速率为1 0071.02 km2·a-1。2005—2010年,净减少1 114.35 km2·a-1,净逆转7 552.21 km2·a-1。空间上沙漠化发展和逆转发生的区域主要在半干旱地区的农牧交错带。     

近30 a玛曲县土地利用/覆盖变化监测

 以1975年的MSS数据,1990年和2005年的TM数据,以及2000年的ETM数据为信息源,在GIS技术的支持下,对玛曲地区的土地利用/覆盖变化进行了监测。研究发现：从1975年到2005年的30 a间,该地区的生态环境呈现出严重的退化趋势,其中沼泽地和林地面积持续减少,沙地面积在1975年到2000年之间呈增加趋势,但从2000—2005年面积大幅度减少。草场退化现象严重,高覆盖度草地减少,裸土地面积增加,建筑用地面积大幅度增加。应用转移矩阵对不同地类之间的相互转换研究发现：高覆盖度草地主要转变为中、低覆盖度草地,沼泽地主要转变为高、中、低覆盖度类型的草地。玛曲环境退化受到自然环境和人类活动的双重影响,气温升高,降水量减少和过渡放牧是导致该地区生态环境退化的主要因素。     

长江源区沙漠化及其景观格局变化研究

以1975年的MSS数据、1990年和2005年的TM数据以及2000年的ETM数据为数据源,基于遥感与地理信息系统技术,获得了长江源区1975-2005年间沙漠化的发展特征,并采用景观指数运算软件FRAGSTATS3.3对长江源区沙漠化土地的景观格局变化进行了分析。研究发现,在1975-1990年间,沙漠化土地的增速为61.72 km2·a-1;在1990-2000年间,沙漠化土地的增速为4.54 km2·a-1;在2000-2005年间快速增加,增速高达341.43 km2\5a-1。在沙漠化发展的同时,长江源区沙漠化土地的景观格局变化也非常显著,在1975-2005年间,沙漠化土地发生了严重的破碎化,斑块形状趋于复杂;在1990-2000年间,沙漠化土地出现了连片的现象,沙漠化土地的破碎度有所下降;在2000-2005年间,沙漠化土地破碎度增加。     

新疆草地气候生产潜力变化特征及对气候响应的预测研究

基于新疆地区52个气象站点1959-2008年逐月气温、降水资料,利用Miami模型和Thornthwaite Memorial模型、线性趋势线、ArcGIS反距离权重插值等方法,对新疆草地生产潜力的时空变化特征进行分析。结果表明,近50 a来,新疆草地温度、降水、蒸散生产潜力均表现为显著增加,且四季和生长季各生产潜力也呈线性增加,夏季和生长季增幅最大,其次,草地生产潜力以及增幅均表现为北疆高于南疆,基本为由南向北递增,并和多年平均降水量变化一致。其中,水分条件是影响新疆草地生产潜力的主导因素。根据二元一次线性回归方程计算得出,年平均气温每升高/降低1 ℃,草地的年气候生产力增加/减少17.309 kg·hm-2·a-1,年降水量每增加/减少1 mm,草地的年气候生产力增加/减少24.392 kg·hm-2·a-1。     

共和盆地龙羊峡库区1987-1999年间土地覆被变化过程

 利用多时相多光谱遥感数据,针对研究区环境特点及已有研究程度,综合最大似然法监督分类、基于地理知识的多尺度空间分层聚类的部分监督分类方法和主成分方法,分析了位于黄河上游的龙羊峡水库库区1987—1999年间土地利用和覆盖变化过程。结果表明:①库区土地利用与土地覆盖总趋势是土地退化、覆盖度降低,此期间各盖度草场面积共减少500.82 km2,年均减少41.73 km2,其中高盖度草场退化最为严重,13 a间来面积减少361.25 km2,年均减少30.10 km2;土地沙漠化发展速度很快,13 a间沙地面积增加了219.81 km2,年均增加18.32 km2。②库区草场退化,土地沙漠化日趋严重,高盖度草场退化为中盖度草场的面积为70.29 km2,沙漠化面积为60.96 km2;中盖度草场退化为低盖度草场的面积为34.31 km2,沙漠化面积为80.75 km2;低盖度草场退化为沙地的面积为76.50 km2。③库区土地利用、土地覆盖变化在地域空间上具有较大差异性,土地利用、土地覆盖变化最为显著、强烈的区域为黄河西岸的塔拉滩,草场总面积减少215.43 km2,占全区草场退化量的43%;水浇地面积增加32.50 km2,是全区内水浇地面积增幅最大的区域,占全区水浇地增加量的51%;沙地面积扩大158.41 km2,年均增长率为13.2%。河卡滩土地利用类型变化幅度是全区最小的,有些类型基本没有发生变化。分析库区土地利用、土地覆盖变化的主要因素在于自然因素,但从局部区域来看,人为因素在环境变化中起着主导性作用。     

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。     

新疆伊犁河谷新垦区生态需水对土地利用变化的响应

利用新疆伊犁河谷新垦区1985年、2000年和2008年3期土地利用数据,分析了1985-2008年间土地利用变化情况,并利用土地利用类型生态面积及生态用水定额资料,剖析了新垦区24 a来生态需水对土地利用变化的响应。研究结果表明:①24 a间,伊犁河谷新垦区土地利用发生了明显的变化,在耕地扩张的同时,维持生态稳定的草地急剧减少,表征生态退化的盐碱地和沙地呈快速增加趋势;②研究时期内,新垦区生态需水量增加了2.811亿m3,各地类对其影响程度存在差异,其中旱地、水田和水域对其影响最为显著。③新垦区农业开发程度较高,耕地已经成为主要土地利用类型,其生态需水量一直占据首位,致使人工生态需水量远高于天然生态需水量。     

近40 a新疆土地利用及其绿洲动态变化

利用1972-2015年Landsat MSS/TM/OLI以及CBERS遥感影像数据,得到近40 a新疆土地利用时空数据,综合分析新疆土地利用及其绿洲的动态变化与动因。结果表明：新疆土地不断开垦、耕地面积不断扩大,已达到了相当的数量规模;土地的开垦与撂荒成为新疆乃至我国西北干旱地区土地利用变化最重要的特征,耕地撂荒与土地开垦的比率逐期下降,土地利用效率不断提高;城镇居民建设用地持续扩大;近40 a里,绿洲面积逐步扩大,面积占比由8.18%上升到9.93%;人工绿洲面积及占比也逐步增大,目前一半以上的绿洲面积为人工绿洲。气候的暖湿变化,以及政策、人口、社会经济、科技等要素成为新疆土地利用变化的动因。本文还提出了在关注各类土地数量变化的同时进一步开展土地开发的质量变化与评估研究。     

新疆耕地时空变化特征

以新疆1990年、2000年、2005年和2008年4期土地利用数据库及其遥感影像为数据源,利用GIS空间分析提取3期耕地动态变化数据。从现状分析、发展动态对新疆3期耕地开发利用的空间格局、面积变化和类型结构进行了分析。结果表明,耕地总面积持续增加,耕地年均净增和开垦速度呈先增后减的趋势,耕地年均流失速度持续递减;耕地开垦由绿洲地区向沙漠、戈壁延伸,而耕地流失则主要集中在绿洲地区,中东、西北和西南的边缘地区的耕地面积变化相对较大(Rid>1.02);耕地开发结构由草地和林地为主转向草地和未利用地为主,未利用地的开发结构由裸土地、盐碱地为主转向沙地、戈壁和盐碱地为主,耕地的利用结构以草地、建设用地和未利用地为主;耕地与建设用地的相互转化始终是负转化,与草地间的转化是正转化。     

基于3S的近15 a新疆LUCC时空变化研究及分析

 以20世纪80年代末期新疆土地利用数据库为基础,以2004—2005年度中巴资源卫星影像数据为信息源,结合多层环境要素数据库、野外定点调查分析等数据,采用多要素综合分析的解译方法,通过人机交互式解译,综合判读并提取了20世纪80年代末期至2005年近15 a来新疆LUCC时空数据。从现状、动态变化等方面对LUCC信息进行定量和定性的分析,并运用土地利用动态度进一步说明了新疆的土地利用/土地覆盖变化。结果显示,新疆的耕地、林地、水域、建设地面积都有所增加,耕地的年变化率最大;未利用地面积有所减少,草地面积减少明显。     

近50a来河北昌黎黄金海岸沙地变化

河北昌黎黄金海岸沙地是我国最为典型的海岸沙地,利用1956年、1965年与1980年的1:50000地形图以及2000年的ETM影像数据,在RS和GIS技术的支持下,对该海岸沙地1956—2000年间的面积及地类变化进行了分析。结果表明,近50a来该海岸沙地空间范围经历了由初期的扩展到后期的缩减等变化,且不同地类间也发生了较大程度的转换。海岸沙地面积在1956—1965年间迅速扩张,1965—1980年间缓慢增加,1980—2000年间有所减小。区内有林沙地面积扩大迅速,从1956年的1.23km2扩展到2000年的58.44km2,裸露沙地面积则随之不断减小。近50a来,昌黎黄金海岸沙地的变化主要与20世纪50年代后政策驱动下的植树造林活动密切相关,期间人类对该海岸带的改造改变了其自然景观。     

改革开放40 a来新疆土地覆被变化的空间格局与特征

改革开放40 a以来，新疆土地利用和地表覆被发生了巨大变化，在产生巨大社会经济效益的同时，也产生了许多生态与环境问题。为了给未来新疆土地利用、水资源开发及社会经济可持续发展国土空间规划提供依据，通过采用分区分层的决策树方法和向量相似度的变化检测方法，完成了新疆2015年、2010年、2000年、1990年、1975年的土地覆被1∶100 000矢量数据集，准确反演了过去40 a（改革开放40 a）来新疆地表覆被变化过程，分析了新疆土地覆被变化与国家改革开放政策相互关系，从垦荒（1975—1990年）、农业资源开发（1990—2000年）、西部大开发（2000—2010年）、对口援疆（2010—2015年）4个阶段，阐述了国家政策力度和导向对土地覆被变化的影响。分析表明：新疆土地覆被变化由耕地开垦、人工表面增长的高速发展模式开始向兼顾生态文明建设的可持续发展方向转型，各主要地类的变化也由急剧发展转向基本可控。近40 a新疆耕地面积增加了128%（50 414.02 km²），新增耕地依照水土资源配置特征，遵循空间规律分布；人工表面（建设、交通、工矿用地）面积增加了197%（7 497.11 km²），在2000年后增速明显，2010年后南疆增加幅度很大；1990年前林地面积呈现减少趋势，1990年后呈增加的态势，新增林地广泛分布在全疆天然林封育保护范围和天保工程实施区内；湿地1990年前面积减少明显，1990—2000年保持稳定，2000年后呈增加趋势；草地和其他类型的面积呈现持续减少态势。     

基于MODIS数据的柴达木盆地南缘绿洲土地覆盖动态变化研究

基于遥感和GIS技术手段,利用2000—2009年生长季的MODIS数据对柴达木盆地南缘绿洲进行了土地覆盖分类,得到前期（2000—2004年）和后期（2005—2009年）两期土地分类图以及2000—2009年土地覆盖类型变化趋势图,分析了2000—2009年10 a尺度上该地区土地覆盖类型的面积变化以及空间分布格局。分析得知,柴达木盆地南缘绿洲同时存在两种演化趋势:绿洲化和荒漠化。近10 a来绿洲化的总面积为1 040 km2,占研究区面积的4.58%,主要集中在荒漠化区域与稳定区域之间;荒漠化的总面积为399 km2,占研究区面积的1.76%,其中80%集中在绿洲边缘（4 km以内）,也就是说,绿洲的边缘地区相对于绿洲的其他区域更易于发生荒漠化现象。从整个研究区来看,绿洲化趋势高于荒漠化趋势,其原因可能主要是由于近年来气候变暖,昆仑山上大量冰雪融化,为下游绿洲提供了一定的水资源,但绿洲上游一些地区人类活动的加剧使用了大量的水资源间接地影响了绿洲的演化,使得绿洲边缘水资源缺乏的地区荒漠化加剧。