基于改进Markov-CA模型的黄土高原土地利用多情景模拟

土地利用/覆被的时空变化研究能为区域生态环境恢复和生态系统集成管理提供科学支持。集成Logistic回归模型、改进的Markov与FLUS模型模拟黄土高原2020—2050年3种典型情景土地利用变化。发现各情景土地利用面积变化及空间置换转移主要集中在农用地、草地和城镇用地;历史趋势延续情景下农用地减少15 205 km²,草地、城镇用地分别增加2742 km²和16 007 km²;生态保育管护情景中草地增加7076 km²,林草用地增长存在权衡关系（r_{主要林地-草地}=-0.66）,在典型区域的生态恢复管理中应加以重视;城镇发展建设情景中农用地减少20 256 km²,城镇用地增加22 032 km²,变化均达到极值,其中,南部城镇扩张与农用地减少存在强权衡关系（r_{农用地-城镇用地}=-1）。改进的Markov-FLUS模型适用于黄土高原地区的土地利用模拟,情景分析可有效揭示区域生态保护与城镇扩张的阈值变化,为区域土地利用政策权衡管理和水土保育提供科学依据。     

南宁市区生态用地服务价值研究

文章将具有生态保护功能的林地、园地、草地、水面、滩涂等划分为生态用地,运用生态系统服务价值研究方法,测算南宁市区生态用地服务价值,并划分为生态服务价值高、中、低3个区域,以期为南宁市区建设生态文明、保护生态用地提供科学依据。     

越南下龙市不同时期土地利用变化特征

在RS与GIS技术支持下,采用人机交互影像解译方法获取了1973、1988、2003和2014年4期土地利用数据,对越南建国到革新开放、革新开放至施行社会主义市场经济以及社会主义市场经济体制改革至今3个不同发展时期下龙市土地利用方式进行了定量研究,并从土地利用变化速度、程度及转移方向3个方面分析了过去40年该区域土地利用格局及时空变化特征。结果表明：① 建国至今下龙市林地占比缩减了26.3 %,城镇用地与工矿仓储二者占比扩大了4.3倍,耕地和红树林仅占下龙市总面积的3.6%和1.3%,同时养殖用地占比为5.5%。② 建国初期至革新开放时期,下龙市土地利用变化主要是城镇用地和工矿仓储的增建,二者均上升4%左右,空间变化集中于鸿基区,林地减少8.1%,耕地减少3.2%,土地利用总格局未产生明显变化。③ 革新开放至施行社会主义市场经济时期,城镇用地和工矿仓储扩建程度分别为过去15年的3倍和2倍,鸿基和拜寨的城区建设逐渐趋于平衡,林地占比减至52.2%,新地类养殖用地出现,红树林锐减。土地利用空间格局呈现破碎化。④ 施行社会主义市场经济体制到至今,林地锐减至40.0%,土地利用格局由林地占主导地位变为人工地类占主导,耕地和养殖用地分布边缘化。     

2003—2010年青岛经济技术开发区土地利用高分辨率遥感变化监测

该文以青岛市经济技术开发区为研究区域,利用2003,2007和2010年3个时相的遥感影像,分析了土地利用的变迁状况。研究表明,在研究时段的7年间,耕地面积减少趋势显著,总面积减少了1 727.00hm2;另一方面工矿仓储用地面积直线上升,总面积增加了1 703.12hm2。总体上来说,主要表现为耕地向工矿仓储用地和城镇住宅用地的转化,两者的转化量分别占耕地减少总面积的71.16%和14.35%;其次是林地和空闲地向工矿仓储用地的转化,前者的转化量占林地减少总面积的68.86%。     

基于GIS的沙漠化土地面积遥感分析监测

本文利用2000年的TM数据,经过图像增强、合成、几何精纠正、镶嵌和分割,以1∶10万地形图分幅标准,在微机Windows的ARC/INFO软件平台上,人机交互解译,最终获得2000年全国各省的沙漠、沙地和沙漠化土地面积。土地覆盖类型采用二级分类系统,第一级分为6大类:耕地、林地、草地、水域、建设用地和未利用土地。TM解译结果表明,于2000年,新疆维吾尔自治区、内蒙古自治区、青海省和甘肃省的沙漠、沙地和沙漠化土地面积分别为:79361263hm²、58570586hm²、18917225hm²和12340694hm²。面对中国局部生态环境得到改善但整体上土地荒漠化面积每年都在扩大的现实,利用遥感手段快速准确地监测国土荒漠化面积,对政府决策整治防护有重要意义。     

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%。     

近20年来苏锡常地区建设用地扩展及耕地占用态势的遥感分析

本文在苏锡常地区已有三期矢量数据(1988、1995和2000年)的基础上,对2008年TM影像进行监督分类,经过人工解译辅助处理得到20世纪80年代以来4期土地利用时间序列数据。研究了近30年来,苏锡常地区建设用地扩展及其对耕地占用的态势。主要结论有:(1)从整体扩展面积看,1988年到2008年建设用地面积扩展总计2 354.55km²,其中,城市扩展面积最大,为1257.26km²,占到总扩展面积的一半,其次,是建制镇的扩展,面积达695.91km²,农村居民点扩展面积为355.96km²,扩展最少的是工矿交通用地,为45.42km²;(2) 城市扩展所占用的土地资源主要来源于对耕地的占用。从三个不同时期来看,1995-2000年耕地转化为建设用地最少,为262.36km²,1988-1995年占用耕地面积656.36km²,而在2000-2008年耕地被占用高达1 343.56km²。这些数据为我国东部城市化地区土地利用规划与管理政策的制定提供决策依据。     

近20年来厦门市滩涂养殖时空演变与政策驱动分析

沿海滩涂是一种重要的湿地资源,也是一种重要的可再生的后备土地资源。在滨海城市,滩涂养殖的时空演变过程能敏感反映产业经济发展、生态环境变化及政策导向三个因素之间的博弈关系。对此,利用1986、1989、1993、1997年TM遥感影像和2001、2003年ETM+遥感影像以及2004年SPOT遥感影像,用单一土地利用动态度、景观破碎度和重心迁移模型,对近20年来厦门市滩涂养殖的时空演变过程进行了分析。结果表明:滩涂养殖面积从1986年的2661.85hm²持续增长到2003年的9776.45hm²,增长了2.67倍,2004年则开始下降到9510.98hm²,在此期间面积的年均变化率从1986～1989年的19.80%逐渐下降到2003～2004年的-2.72%;1986～2004年养殖区的景观破碎度均小于0.00080;空间分布重心总体上向东北方向迁移。对政策驱动机制的初步研究表明,养殖区的这种变化过程与当地的一系列政策措施存在着宏观响应关系。     

基于FLUS-UGB的县域土地利用模拟及城镇开发边界划定研究

当前城镇开发边界的制定与已有基本农田和生态保护红线存在较大的龃龉,在新的国土空间规划体系下,需要科学划定县域合理的城镇开发边界以实现国土空间的可持续开发利用。对此,本文提出了基于三线协调和FLUS-UGB的城镇增长边界划定方法,以江苏省丰县为研究案例,在对其2011—2017年土地利用进行模拟和验证的基础上预测了至2035年的多情景土地利用变化,结合耕地保护与生态控制背景,最终确定城镇增长边界。结果表明：① 2017年丰县土地利用模拟的总体精度达到94.7%,Kappa系数为0.895,模拟精度较高。② 基准情景下,城镇用地呈现“摊大饼”的空间扩张趋势。在耕地保护与生态控制背景下,城镇呈“放射式”向外有序扩张。③ 预测2035年丰县城镇用地开发边界面积为80.29 km²,2017—2035年共17年增长幅度达到69.07%。明确划分城镇开发边界能够有效避免城镇用地对永久基本农田和重要生态用地的侵占,从而实现城镇扩张、永久基本农田和重要生态用地保护三者之间的良好空间协调。     

近30年山东省沿海养殖用地遥感监测分析

山东省是我国的近海养殖大省,近30年来,养殖用地的数量和空间分布发生了较大的变化。本文选择山东省沿海养殖用地为研究对象,以TM/ETM+、CBERS、HJ-1等多源遥感影像数据为基础,运用人机交互解译的方法,提取了1980年代末、2000、2005和2010年共4个时期的养殖用地信息,并运用单一土地利用动态度、重心迁移、景观破碎度等模型,研究近30年山东沿海养殖用地的时空演变格局。结果表明:(1)山东沿海地区养殖区面积呈增加趋势,养殖用地的单一土地利用动态度在1980年代末至2000年最大,为16.95%,2000至2005年下降到5.63%,2005至2010年最小,为5.19%。(2)养殖用地变化表现出空间异质性,东营市养殖面积增长速度最快,共净增加608.22 km2,其次为滨州市和威海市,青岛市和潍坊市呈现为先增加后减小的趋势。(3)近30年养殖区的破碎度增加了4.5倍,养殖区的分布重心向西北方向迁移。(4)增加的养殖用地主要源于城乡工矿居民用地、水域和耕地,而减少的养殖用地主要转化为城乡工矿居民用地和水域。     

基于高分影像光谱特征的广西海岸带红树林精细分类与制图

准确了解我国海岸带红树林种类组成有助于红树林资源调查、保护和利用。本文基于广西海岸带2018—2020年共 14景GF-2多光谱影像,通过植被指数法和一阶微分法进行光谱特征数据重构,使用支持向量机分类方法,对广西海岸带红树林开展种间精细分类研究。结合现场数据以茅尾海为例,通过与原始数据和一阶微分的分类结果进行对比分析,来验证光谱特征数据重构对红树林种类识别的有效性。结果表明,基于光谱特征重构数据的分类精度最高,为91.55%,Kappa系数为0.8695,分别比原始数据和一阶微分提高了6.92%和11.17%。以此开展了广西整个海岸带红树林类型识别,结果表明,广西主要分布有7种真红树分别为桐花树、白骨壤、无瓣海桑、秋茄、红海榄、木榄、老鼠簕和一种盐沼草本植物茳芏,湿地植被总面积为7402.98 hm²,防城港市、钦州市和北海市红树林面积分别为1826.16、2496.18和3080.47 hm²,其中桐花树和白骨壤为广西红树林优势物种,分布面积最大,分别为3372.09 hm²和3445.17 hm²,二者占总面积的92.09%,其次为茳芏287.50 hm²占总面积3.88%,无瓣海桑与红海榄次之,面积分别为135.97 hm²和126.52 hm²,共占红树林总面积的3.55%,老鼠簕、木榄和秋茄面积极少,均不足20 hm²,三者相加不足红树林总面积的1%。北仑河口、山口和茅尾海3个红树林自然保护区的红树林总面积分别为1009.21、715.56和1546.62 hm²。本文基于高分数据的光谱特征数据重构方法开展红树林精细分类研究,可以为广西红树林管理、保护和重建提供技术和数据支撑。     

敦煌西湖自然保护区湿地演化及驱动力分析

西湖国家级自然保护区位于河西走廊西端,是敦煌盆地人工绿洲的天然屏障。近几十年来,由于气候变化和人类水土资源过度开发,保护区生态环境持续恶化,湿地退化和沙漠化趋势日趋严重。本文运用多时相资源卫星遥感影像,解译分析了保护区湿地演化规律。结果表明：1980-2013年间有23个年份湿地处于快速退化状态,保护区湿地面积由1.72×10⁴ hm²减少到0.99×10⁴ hm²,减少了42.4%;保护区湿地的斑块数从32个增加到51个,平均斑块面积由537 hm²减少为213 hm²,湿地演化呈破碎化趋势。湿地分布质心向西南方向移动了11.59 km,湿地呈整体向西南缓慢移动的趋势。运用因子分析法对湿地演化的驱动因子进行了分类,并利用投影寻踪模型分析各驱动因子对湿地演化的贡献率,结果表明：下游湿地退化的根本原因是大规模引地表水和开采地下水灌溉,其次是气候变化引起的冰川退缩、径流量衰减。20世纪90年代,西湖保护区湿地处于相对稳定状态,建议敦煌地区耕地维持在20世纪90年代初的2.7×10⁴ hm²水平,或通过节水、调整作物结构和跨流域调水等措施,压缩引地表水和开采地下水水量,灌溉用水需控制在20世纪90年代初的用水水平。该研究成果可为自然保护区湿地保护和流域综合开发提供依据。     

STUDY ON URBAN LAND SAVING IN THE ECONOMICDEVELOPED COASTAL REGION OF CHINA

In China, the land resource per person is poor withregard to the huge number of population. According tothe recent data from the National Land Bureau, theaverage land per person is 0. 11 ha, much less than0. 25 ha, the average land per person in the world(FAN, 1997). On the other hand, a large scale ofrural land is to be transmitted into urban land upon thefast proceeding of urbanization. At present, the urbanpopulation occupies about 30% of the total in China. Ifthe percent become 50% (th…     

黄土高原生态退耕的时空分异特征

生态退耕是调整陆地生态系统结构与功能以应对土地利用过度干扰的重要途径之一,因此科学掌握退耕格局与耕地格局演变对黄土高原生态环境治理与生态修复具有深远意义。本文以位于黄土高原的延安市为典型区,从生态退耕的整体特征、地形因素及区域差异等角度,探究生态退耕以来其耕地变化及退耕状况的空间分异特征。结果表明：生态退耕致使延安市耕地面积由2000年的11 752.80 km²减少为2013年的9149.93 km²,退耕面积为2756.85 km²,退耕指数为22.15%,且退耕耕地主要转化为林地、草地,占退耕面积的95.29%;耕地与退耕面积主要分布于6~15°、15~25°坡度及第II级（925~1115 m）、第III级（1115~1275 m）,且2005-2013年的生态退耕速率均高于2000-2005年的生态退耕速率;县域退耕面积及退耕程度均呈现由北向南依次递减的分异特征,而退耕重心与耕地重心均在延安市几何中心以北的安塞县与宝塔区边界,且生态退耕的重心由东北向西南方向迁移,耕地重心则由北向南迁移。本文通过对延安市生态退耕的时空分异特征分析可为黄土高原更加科学合理地推进生态保育与生态文明建设提供参考。     

纳入动态数据的改进FLUS模型在城市增长边界划定中的应用

城市增长边界是管控城市建设用地无序扩张的有效手段,科学合理划定城市增长边界是当前研究关注的重要课题。本研究试图引入百度动态交通时间和POI数据改进FLUS模型,以长沙市中心城区为例,采用2000、2010和2018年3期土地利用数据对比验证改进FLUS模型模拟精度,并利用改进FLUS模型设置2种情景,模拟2030年长沙市中心城区土地利用变化,结合用地适宜性评价划定城市增长边界。结果显示：① 纳入动态数据的改进FLUS模型模拟2010年和2018年土地利用相比原模型KAPPA系数提高了2.90%和2.74%,总体精度提高了1.79%和1.83%,表明改进模型具有更高模拟精度;② 利用改进FLUS模型模拟的2030年长沙市中心城区土地利用变化,基准情景和生态保护情景建设用地规模分别为930.06 km²和881.36 km²,均以耕地转为建设用地比例最大;③ 长沙市中心城区刚性增长边界范围为1479.59 km²,占中心城区总面积的37.38%,边界内包含了芙蓉区、天心区、雨花区、岳麓区和开福区的大部分区域;④ 基准情景和生态保护情景下,长沙市中心城区弹性增长边界面积分别为799.35 km²和742.92 km²,建设用地扩张空间主要为长沙县和望城区,结果与2010版长沙市城市总体规划拓展方向一致。纳入动态数据的改进FLUS模型多情景模拟划定城市增长边界,能更高精度的为规划决策提供科学依据。     

德州市工矿废弃地复垦利用研究

为进一步规范推进工矿废弃地复垦利用工作,促进耕地保护和节约集约用地,拓展建设用地空间,德州市开展工矿废弃地复垦利用试点工作。通过现状调查和潜力分析,合理确定德州市未来3年工矿废弃地利用项目规模、布局和实施时序,以期为工矿废弃地复垦利用项目提供科学依据。     

长沙市热岛效应时空特征变化研究

本文基于1991-2015年长沙市9景Landsat TM/ETM影像,采用单窗算法反演了长沙市建成区的地表温度,提取了土地利用/覆盖类型,并结合相关资料对长沙市热岛效应时空变化特征以及城市热环境与城市土地利用/覆盖变化之间的关系进行了分析。结果表明长沙市热岛范围随着建成区范围的扩大不断增大,并且热岛的时空演变与建成区扩大的趋势一致：1991-1996年,长沙市热岛向东发展迅速,截至1996年东部热岛面积增加达53.54 km² ;1996-2003年,受城市建成区扩展影响,热岛向西部延伸,增加面积达39.88 km²;2003-2007年,建成区热岛向西部、南部加速发展,热岛增加总面积达33.55 km²;2007年后,长沙市建成区与热岛范围开始向东、西、南、北4个方向全面扩展。此外,建成区土地利用/覆盖情况发生了很大的变化,大量绿地转变为建设用地和耕地,极大地影响了地表温度的空间分布,各土地类型之间的温度差异显著缩小,水体良好的吸热性能明显地体现出来,建筑用地和裸地则对地表温度的贡献显著增大。     

Causes of land loss in Tuvalu,a small island nation in the pacific

Studies on land loss in Tuvalu reveal the following findings. Although both sea level rise and coastal erosion can cause land loss in the tropic Pacific oceanic islands, their mechanisms are different. When sea level rises, the low elevation coastal zone submerges and the erosion datum plane rises, the beach process progresses normally as always, resulting in no beach sediment coarsening. When the sea level is stable, coastal erosion removes finer sediment from reef flat, beach and land, resulting in beach sediment coarsening. The human-induced coastal erosion in the tropic Pacific oceanic islands has the following features. 1) Erosion occurs or intensifies immediately after inappropriate human activities. 2) It occurs near the places having human activities and places related to the above places in sediment supply. 3) It often occurs on original prograding or stable coasts (on lagoon coasts for atolls) because there are more coastal engineering projects and other human activities on such coasts. 4) It is chronic, covering a long period of time. The coastal geological events in Tuvalu islands do not accord with the features resulted from sea level rise but do accord with the features resulted from coastal erosion, particularly from human-induced erosion. The land loss in Tuvalu is mainly caused by inappropriate human activities including coastal engineering and aggregate mining, and partly caused by cyclones. Moreover, all recent measurements (satellite altimetry,thermosteric sea level data and tide observations) so far have not been able to verify any sea level rise around Tuvalu islands.