基于ArcGIS的赣州市土地脆弱性分析与评价

以江西省赣州市为例,利用通用水土流失方程,对该地区进行土地脆弱性分析和评价。讨论了研究区域的土地侵蚀脆弱性的高低分布特征以及其在不同因素作用下的土壤侵蚀空间分异特征。分析结果表明:1)中部和周边部分地区土壤侵蚀最低,这部分地区多位于山区、丘陵等海拔相对较高区域,同时也是降雨量相对较少的区域。2)以人类活动,沿赣州市的道路网分布为空间分布规则,在其邻域内土地的脆弱性依次增高,以道路网和工业区、农业区为最高,向周边区域逐渐递减,说明人类活动对土壤侵蚀的控制措施影响巨大。3)水土流失方程理论中的降雨量、地形等因素是土壤脆弱性变化的潜在因素,而人类活动是土地侵蚀发生、发展、变得严重的主导因素。     

祁连县生态脆弱性评价及时空演变研究

为及时掌握祁连县生态脆弱性真实状况,以RS和地理信息系统(Geographic Information Sys tem,GIS)为技术手段,选取表征气候、地形地貌、植被、土地利用和人文等方面的10个指标构建祁连县生态脆弱性评价体系,运用层次分析法(Analytic Hierarchy Process,AHP)和熵权法相结合确定各指标权重,对祁连县2005 2015年间生态环境脆弱性指数(Ecological Vulnerability Index,EVI)进行了定量评价、时空演变分析和驱动力探讨.结果 表明:(1)2005-2015年间,祁连县生态脆弱性以中度和重度脆弱为主.(2)研究区2005、2010和2015年生态脆弱性综合指数分别为3.39,2.78,2.72,整体呈现逐渐好转的趋势.(3)本文在生态脆弱性评价的基础上,从自然因素和人文因素两方面探讨其驱动机制,以期为祁连县后续治理提供更加精准的绿色发展途径.     

快速城市化进程中深圳海岸带景观格局演变特征分析

综合利用GIS空间分析、景观格局指数方法和海岸带要素分类体系,从正、负生态贡献角度分析了近30年的快速城市化发展时期以及海岸带景观特征发生的深刻变化。结果表明,自然主导正生态要素边缘密度指数呈减少趋势,景观破碎化减弱,人工主导正生态要素各指数均呈下降态势。负生态要素保持持续且较快的增长速度,且以牺牲正生态要素为代价。其要素面积加权平均形状因子和斑块面积标准差均逐渐增大,景观破碎化特征显著,形态复杂。负生态要素分布和转入要素均集中在西部,东部以正生态要素为主。人口、社会经济和自然条件约束是影响深圳海岸带景观格局变化的主要因素。     

京津冀地区植被覆盖时空变化研究

针对京津冀地区突出的生态脆弱性问题,本文基于2000—2020年长时序京津冀地区植被覆盖度数据,采用线性趋势拟合、M-K检验、Hurst指数分析以及重心转移分析方法,对京津冀地区植被覆盖时空变化特征进行研究。结果表明,2000—2020年京津冀地区植被覆盖情况变化不大,未来会保持非显著性增长趋势;植被覆盖度在空间上重心分布存在不均衡性,整体呈现西移的趋势。     

基于GIS和RS的延安地区土地利用及生态脆弱性评价

基于延安市8个区县1997年、2004年和2011年的TM影像数据,运用遥感和地理信息系统软件,对延安地区自退耕还林(草)政策实施以来土地利用动态变化的数量、速度及其空间格局特征进行了定量分析,并结合经济、社会和自然因素数据,通过主成分分析法对延安地区生态脆弱性进行评价。结果表明,1997年至2011年,延安地区的土地利用类型发生了很大变化。耕地面积呈现减少的趋势;居民用地面积处于增长的态势;林地面积增加,并且后期的增加速度明显大于前期;草地面积有小幅度的减少;未利用地和水体面积呈先减少后增加的趋势。生态脆弱性评估表明,在延安地区的8个区县中,北部四县的生态脆弱性指数比南部四县高。在1997年至2011年期间,研究区域内生态环境脆弱性指数逐渐减小,生态环境安全性逐渐增强。     

城市暴雨洪涝灾害脆弱性时空特征分析

综合运用GIS空间分析和风险评价模型,选取武汉市基于社会经济数据的6种脆弱性指标,建立武汉市暴雨洪涝灾害脆弱性评价指标体系,以武汉市13个区为例进行脆弱性评价.研究表明武汉市暴雨洪涝灾害脆弱性的时间特征为:2004-2010年期间,武汉市暴雨洪涝灾害的脆弱度呈下降趋势;2010-2014年呈上升趋势;2014-2017年逐渐趋于平稳.2004-2017年的脆弱度总体呈略微上升趋势,空间特征为高脆弱性的区域主要集中在长江流域附近,距离长江流域较远的区域总体脆弱性呈低脆弱性,武汉市暴雨洪涝灾害脆弱性总体表现为西南部地区向东北部地区减小的趋势.     

基于分区-集成的黄河流域生态脆弱性评价

黄河流域是中国重要的生态安全屏障、资源能源集聚地区、生产活动高度密集地区,其生态环境变化直接关系到流域生态与经济可持续发展。研究基于"分区-集成"的评价方法,选取水资源、气候、土壤、植被及人类活动等指标建立评价体系,引入乘法模型,对黄河流域的生态脆弱性进行了量化评价与空间异质性分析。结果表明:流域整体生态环境呈中度脆弱,中度脆弱地区占流域面积的42.46%,脆弱性较为严重的地区主要为流域上游沿黄城市经济带; 2000—2018年流域生态脆弱水平先降低后升高,其中2000年生态问题最为突出,2015年脆弱程度最低,其综合脆弱指数分别为2.28和2.00;流域范围内生态脆弱性分布与趋势演变空间差异明显,流域上游高原地区生态脆弱程度明显升高,沿黄城市带脆弱性等级无明显变化,中下游地区生态环境改善趋势显著。     

2001—2019年洞庭湖流域生态环境质量时空变化及其影响因素

近年来,自然灾害和人类不合理开发利用等因素给洞庭湖流域生态环境造成巨大压力。准确、实时地获取生态环境质量的时空格局和演变趋势,对洞庭湖流域生态环境保护和建设具有重要意义。针对洞庭湖流域多植被、生物多样性丰富的生态情况,本文基于中国高分辨率生态环境质量数据集(CHEQ)研究了洞庭湖流域生态环境质量时空演变特征,并通过标准化系数的多元线性回归法和随机森林算法从时间和空间角度分别探究了社会因素和自然因素对洞庭湖流域生态的影响。结果表明：(1)洞庭湖流域生态环境质量在2001—2009年为快速下降期,在2010—2019年为缓慢上升期;CHEQ平均趋势率为-0.17×10^-3 a^-1,即19年间洞庭湖流域生态环境呈恶化趋势。其中,洞庭湖流域的生态环境质量明显改善区域的面积占比约为20.31%,生态环境质量严重退化区域的面积占比约为24.33%。(2)平江县、桃源县、桃江县的生态环境质量排名稳居前3,且生态质量基本处于良好等级;排名处于末尾的芙蓉区在19年间生态质量从较差等级退化为差等级。(3)从时间角度探究近19年洞庭湖流域生态环境质量变化的驱动因素...     

黑土型退化草地时空格局遥感监测

准确及时地了解黑土型退化草地的时空分布特点,对祁连山地区草地退化修复治理具有重要意义。本文选取祁连县野牛沟乡西北部区域作为研究区,基于Landsat 8 OLI影像,结合地理国情监测成果,尝试利用分场景的决策树分类方法提取黑土型退化草地范围,并对比分析2014-2019年黑土型退化草地的时空变化特征。结果表明,多场景的决策树分类方法对黑土型退化草地监测具有很好的适用性;2014-2019年,研究区北部部分区域缓坡地和中部滩地黑土型退化问题有所好转,西部和西北部缓坡地黑土型退化问题有进一步恶化的趋势;好转草地主要以人工干预为主,恶化草地可能是受水热空洞效应、鼠害等多种因素的影响。     

湖北省生态系统服务价值演变及影响因素分析

针对区域生态系统服务价值(ESV)多在单一尺度下进行分析以及影响因素存在空间异质性的问题，该文利用ESV评估模型、空间自相关分析和地理探测器等方法，基于1980—2020年土地利用等数据，分析了湖北省土地利用变化下的ESV时空变化、多尺度时空格局特征，探讨了ESV空间分异的影响因素。结果表明：(1)湖北省1980—2020年耕地、未利用地呈减少趋势，建设用地、水域呈增加趋势，林地、草地维持相对稳定；(2)近40年间湖北省ESV增加了459.83亿元，水域是ESV增加的贡献者；(3)湖北省多尺度全局自相关分析表明7 km格网尺度下的ESV空间集聚性最为显著，局部自相关分析显示以襄州区—宜都市为界，湖北省东部ESV表现出明显的局部聚集效应，而西部则不显著；(4)湖北省整体ESV空间分异的主导因子为归一化植被指数和气温，西部地区主要受人为影响综合指数的影响，而东部地区受高程的主导。     

鹤岗市生态环境脆弱性演变分析

鹤岗作为煤炭资源型城市,其资源型产业对城市生态环境破坏严重,容易造成严重的环境污染。本文以鹤岗市为研究区域,构建生态环境脆弱性评价模型,选取2000-2014年统计数据,研究鹤岗市生态环境脆弱性演变特征及其主要影响因素,研究表明:1)15年间鹤岗市生态环境脆弱性指数逐渐下降,脆弱性等级从重度脆弱上升为中度脆弱。可分为3个阶段:2000-2010年缓慢下降,2011-2012年急速下降,2013-2014年波动上升。2)从各准则层看,生态压力指数和生态承载力脆弱性指数总体下降,生态恢复力指数波动上升。3)影响因素:生态压力和生态承载力脆弱性与生态环境脆弱性呈正相关,生态恢复力与生态环境脆弱性呈负相关;具体因素有采矿业法人单位数、建成区绿化覆盖率、工业固废综合利用率等。     

陕北干旱区景观生态风险空间分异特征及驱动因素分析

陕北黄土高原属于生态脆弱区,是国家生态修复重点项目区。本文以陕北榆林市2000—2020年3期土地利用数据为数据源,用网格法构建基于景观格局的综合生态风险指数模型,定量分析了榆林市景观生态风险时空分布,并采用地理探测器、R和Origin软件等工具定量分析了土地利用与生态风险的耦合关系。结果表明:2000—2020年该地区生态风险整体趋于下降,低生态风险区面积增加、高生态风险区面积逐渐较少且向西北方向偏移;中风险区域面积逐年增加,该区域仍存在较强潜在生态风险;在人类活动影响下的林地、草地面积变化,以及自然胁迫是驱动景观生态风险变化的主要因素。     

东北地区水稻分布的时空演变特征及驱动机制分析

研究水稻分布的时空演变特征及驱动机制,对优化农业生产结构至关重要。基于植被物候变化特征、地表水变化特征结合方法识别水稻的空间分布,获取了2001—2017年东北水稻空间分布图,并进行了水稻的时空演变特征及驱动机制研究。研究表明,2001—2017年东北地区水稻呈先略减后直线上升的特点,2017年水稻种植面积约300万hm 2,约为2001年的2倍,增加面积主要分布在黑龙江省的三江平原农垦模式的耕地区域。东北地区水稻种植面积扩张约90%分布在低海拔、距水体较近区域。气温变暖、农业技术的发展、水稻总产值的上涨及农业税减免、稻谷最低收购价等系列惠农政策的实施,促进了东北地区水稻种植面积的大幅扩张。这些发现为将来更加深刻探讨水稻分布对自然-人为因素的响应提供了基础。     

长江中下游地区自然灾害社会脆弱性及其影响因素研究

面对日益严峻的气候变化形势,开展区域社会脆弱性的研究有利于更好地应对极端气候事件及相关灾害。为研究长江中下游地区社会脆弱性的空间分布及其社会经济文化驱动因素,参考So VI模型的指标体系选取36个指标对我国长江中下游的65个研究单元进行评价,采用因子分析法得到社会脆弱性的7个主要影响因子,据此得到最终的社会脆弱性指数及其分布。结果表明:长江中下游各地社会脆弱性差异明显,总体上呈现西高东低的态势。     

黄河流域湿地景观时空演变格局分析

湿地景观的时空演变及其驱动因素研究是湿地生态恢复与保护的重要参考,本文利用1980—2015年7期黄河流域土地利用数据构建黄河流域湿地矢量数据集,基于景观格局指数对黄河流域湿地的时空演变特征进行定量和定性分析;采用转移矩阵对每两个时期湿地资源的转移类型和数量进行计算与分析。研究结果表明,①1980—2015年,黄河流域湿地率为3.5%,其中自然湿地率约为2.0%,即黄河流域的湿地类型以自然湿地为主。②斑块面积结果显示,黄河流域湿地总面积减少了312.74km²,表现为人工湿地增加,自然湿地减少;自然湿地中沼泽湿地呈增加状态,主要是在2005—2010年增加了979.22km²,滩地呈减少状态,减少了1218.19km²,主要发生在1990—1995年和2005—2010年。斑块密度结果显示,随着河渠和滩地受人为活动影响程度的加大,两者的斑块破碎化程度逐渐加大。最大斑块指数结果显示,水田是黄河流域的主导湿地类型,沼泽和湖泊是自然湿地中的主导湿地类型。③黄河流域湿地类型与非湿地之间转换是黄河流域景观转换的主要组成部分,其中沼泽与滩地是面积发生变化的主要湿地类型。     

基于长时间序列遥感数据的太原市建成区近50年扩张规律分析

本文基于太原市1973-2020年遥感影像,利用人工目视解译结合Google历史影像校正提取建成区,引入紧凑度、扩张强度、扩张速度及重心迁移模型等指标对太原市建成区近50年的时空演变特征进行深入分析,并分析太原市建成区扩张的主要驱动力因素。研究表明：①1973-2020年太原市建成区面积扩张了15.12倍,平均年增长面积为7.85 km²;建成区紧凑度普遍较低,在南北方向扩展明显,重心沿南西约30°方向迁移了约3500 m。②引起太原市建成区扩张的主要因素有经济、人口扩张等,其中国民生产总值与人均GDP起到关键性作用。     

近30年巴音布鲁克遗产地景观格局遥感监测与分析

本文以巴音布鲁克世界自然遗产地为研究对象,基于卫星遥感影像、气象站点观测信息、地面调查资料等多源数据,完成了1992年—2020年遗产地突出普遍价值OUVs（Outstanding Universal Values）关键要素空间制图,并从景观尺度分析OUVs关键要素及景观格局的时空变化特征,讨论影响其变化特征的主要驱动因子。结果表明：遗产地从中心向边缘呈水体—沼泽—高覆盖度草地—中覆盖度草地/滩地/沙地—低覆盖度草地/耕地—裸地/建设用地逐渐过渡的景观特征。1992年—2020年遗产地以沼泽和中覆盖度草地为主要OUVs表征要素,其年平均面积分别占遗产地总面积的29.51%和29.75%。整个遗产地景观则呈散布且复杂化分布特征,斑块密度（PD）、形状指数（LSI）由1992年的2.05个/km²、43.01分别增加到2020年的2.37个/km²、52.02,蔓延度指数（CONTAG）则由58.44降低为56.54。研究发现遗产地水体和沼泽受平均降水量影响最大,r绝对值为0.884、0.929,低覆盖度草地受平均相对湿度影响最大,r绝对值为0.931,说明自然因素是遗产地高寒湿地和高寒草地面积变化的主要因子。人口密度、土壤类型和高程为影响遗产地OUVs关键要素空间分异特征的主要因子,解释力在30%—45%;各因子的交互作用均高于单因子的影响,人口密度与土壤类型组合的解释力最大达47.8%;驱动因子对遗产地OUVs关键要素动态度的影响程度则均不高（最大q值仅为0.106）。巴音布鲁克自然遗产地景观格局变化及其驱动因素研究结果对高山湿地类自然遗产地保护、生态修复及可持续发展等具有重要意义。     

Spatio-temporal pattern analysis of land use/cover change trajectories in Xihe watershed

Human-induced land use/cover change has been considered to be one of the most important parts of global environmental changes. In loess hilly and gully regions, to prevent soil loss and achieve better ecological environments, soil conservation measures have been taken during the past decades. The main objective of this study is to quantify the spatio-temporal variability of land use/cover change spatial patterns and make preliminary estimation of the role of human activity in the environmental change in Xihe watershed, Gansu Province, China. To achieve this objective, the methodology was developed in two different aspects, that is, (1) analysis of change patterns by binary image of change trajectories overlaid with different natural geographic factors, in which Relative Change Intensity (RCI) metric was established and used to make comparisons, and (2) analysis based on pattern metrics of main trajectories in the study area. Multi-source and multi-temporal Remote Sensing (RS) images (including Landsat ETM+ (30 June 2001), SPOT imagery (21 November 2003 and 5 May 2008) and CBERS02 CCD (5 June 2006)) were used due to the constraints of the availability of remotely sensed data. First, they were used to extract land use/cover types of each time node by object-oriented classification method. Classification results were then utilized in the trajectory analysis of land use/cover changes through the given four time nodes. Trajectories at every pixel were acquired to trace the history of land use/cover change for every location in the study area. Landscape metrics of trajectories were then analyzed to detect the change characteristics in time and space through the given time series. Analysis showed that most land use/cover changes were caused by human activities, most of which, under the direction of local government, had mainly led to virtuous change on the ecological environments. While, on the contrary, about one quarter of human-induced changes were vicious ones. Analysis through overlaying binary image of change trajectories with natural factors can efficiently show the spatio-temporal distribution characteristics of land use/cover change patterns. It is found that in the study area RCI of land use/cover changes is related to the distance to the river line. And there is a certain correlation between RCI and slope grades. However, no obvious correlation exists between RCI and aspect grades.     

基于地理加权模型的农村居民点空间格局及影响因子分析——以湖北省麻城市为例

以湖北省麻城市2009年和2015年农村居民点为研究对象,采用区位指数和核密度测算法对农村居民点空间分布形态进行分析,运用传统最小二乘法和地理加权模型从全域和局部角度分析自然地貌、社会经济、生态限制等因素影响农村居民点空间演变的作用机制。研究得出:麻城市2009—2015年农村居民点用地面积增长率达6.92%,斑块主要以分散式外延扩张为主,空间结构演变总体上呈现沿沪汉蓉快速铁路和武麻公路向四周扩散的连续分布特征。从全域上看,农村居民点分布格局与坡度、公路、建制镇、风景名胜区、河流呈空间负相关关系;从局部影响程度来看,最大正向影响因子为人均收入和高程,负向影响因子主要是坡度和河流,其他影响因子随地理位置变化正负向影响均存在。