基于遥感的盐城市土地利用变化及其驱动力分析

基于遥感与地理信息系统技术,对Landsat TM影像进行解译,获得了盐城市2000年和2009年的土地利用分类结果。同时,采用美国国防气象卫星数据和盐城市统计年鉴数据,对土地利用变化驱动力进行了分析。分析表明:①2000~2009年间,盐城市的土地利用类型发生了重大的变化,综合变化率为0.75,并且滩涂湿地变化率最高为-8.23,其次是水域为-5.17,林草地为3.27,建筑用地为2.24,耕地为0.69。②耕地主要转化为建筑用地,转化面积达349.806 km2,其次为水域;建筑用地面积增加了近100 km2,主要由耕地、水域和滩涂湿地转化而来;林草地主要转化为耕地,转化面积的增加主要是由滩涂湿地转化而来;水域主要转化为耕地;滩涂湿地主要转化为耕地,转化面积为144.59 km2。③2000~2009年间,盐城市土地利用变化主要受到城市化水平的提高,人口、经济的进一步增长以及国家的方针和地方的政策等多方面因素的共同影响。④研究揭示了盐城市近10年间土地利用变化特征及其驱动力,为该地区的进一步合理开发利用土地提供一定的参考依据。     

闽江口湿地遥感时空演变应用分析

将闽江口湿地动态变化度、湿地变化转移矩阵和景观生态学的空间格局模型相结合,横、纵向分析了1986- 1994年、1994-2000年两个时期闽江口湿地的动态演变模式。研究表明,在两个时期不同的社会政策和经济发展阶段,人类活动对闽江口湿地的干扰强度与对象不同,造成两个时期不同的湿地演变模式。在1986-1994年间景观类型动态变化,以水田面积的扩张为主导,在1994-2000年间景观类型动态变化突出表现为城乡建筑用地对水田、非湿地农业的占用。在1986-2000年间,湿地景观中,人工水域破碎度增加,破碎化速度提高,形状更加复杂化;水田破碎度和形状复杂度都由增加向减弱转变;天然水域破碎度减小,形状复杂程度由减少变为增加;滩地破碎度由减少变为增加,形状复杂化由增加转向减少。在中、小时间尺度范围内,人类活动是影响闽江口湿地演变的主要原因之一,特别是近10多年来社会经济的高速发展,城镇化进程的加速,人类活动成为影响闽江口湿地的最主要原因。     

近30年刘家峡以下黄河上游河道湿地演变规律与驱动力分析

河道湿地是流域生态系统中,位于水陆交错地带,关联陆地生态系统和水生生态系统的桥梁和纽带,对蓄水滞洪、净化水质和水土保持,以下维持生物多样性和生态平衡起重要的作用。本文采用1986、1996、2000、2006和2015年5期Landsat遥感影像数据对刘家峡以下黄河上游湿地进行湿地解译提取,并利用空间统计分析法、转移矩阵法和质心位置变化法对刘家峡以下黄河上游河段河道湿地演变规律以及驱动力因素进行研究。结果表明,1986-2015年,黄河上游河道湿地面积从17.3万hm²逐渐减少到12.2万hm²,减少了29.0%。研究区土地利用类型的转移主要发生在河流、裸滩、草本湿地与耕地的相互转化上。过去30年嫩滩湿地的变化幅度远大于老滩湿地,嫩滩湿地面积从1986年的15.46万hm²减少到2015年的10.41万hm²,减少了32.7%,嫩滩湿地演变规律为天生湿地型之间的相互演变,即河流-裸滩-沼泽湿地。而老滩湿地面积基本处在稳定状态,面积范围在1.84~2.28万hm²之间,具有天然湿地-人工湿地与天然湿地-农业用地的演变规律特征。水渠湿地、坑塘湿地和森林湿地质心位置变化较为突出,由单一类型动态度分析可知,研究区自然湿地萎缩、城镇化加速、河流水面面积减少加快。以上分析结果与研究区气温、水利水电工程、灌溉用水、凌汛期冰情以及城镇化程度均有关,与降雨量无明确关系。     

近30年天津滨海新区湿地景观格局遥感监测分析

在GIS和FRAGSTATS软件支持下,结合景观格局数量分析方法,利用1979-2008年间共6期TM遥感影像与非遥感数据,对天津滨海新区近30年的湿地景观空间格局进行了动态分析。结果表明,滨海新区湿地(以人工湿地为主),1979-2004年滨海新区湿地总面积变化不大,但各类型间转换较大,主要是自然湿地转变为人工湿地,沼泽湿地几近消失。2006-2008年,由于城市建设大量滨海滩涂湿地被围填占用,到2009年5月自然海岸线的90%以上被占用。景观破碎度增加,湿地斑块数量从137个增加到704个,同时造成平均斑块面积下降。驱动力分析表明,降雨量减少的同时,年平均气温上升是主要的自然驱动因素。和自然因素相比,人类干扰为主要人文驱动因素,表现在水产养殖为主的农业经济活动、城市建设用地占用和围海造地等方面。目前,滨海新区几乎没有自然湿地生态系统,破碎化和人工化是该区域湿地的主要特征。     

近20年来福州市土地利用时空变化的遥感分析

以1986、1996和2006年三期Landsat TM影像为基本数据源,采用最大似然法分类,并以同期高分辨率的SPOT5影像进行分类后处理,最后分类后变化检测法监测了福州市1986~2006年的土地利用变化及其转移模式。结果表明,福州市近20年间土地利用发生了较大的变化,城乡建筑用地处于快速增长阶段,而耕地数量却在不断下降。经济发展、人口增长、政府决策等因素是福州市土地利用发生变化的主要驱动力。     

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。     

中越北部湾红树林差异性研究

红树林是一种能够同时适应海洋和陆地的一种特殊植物种类,分布在约30°S~30°SN之间的热带、亚热带海岸和河口交界的潮间带上。红树林的分布除了受自然条件和气候的制约,还受一定程度的人为活动的干扰。本文选取了地貌、气候相似和经济发展不同的中国广西段和越南北部段的2个相邻海岸作为研究区,基于Landsat TM遥感影像,采用监督分类和人工解译的方法,获取了研究区1988、2000和2015年3个时期的红树林分布数据,并对比分析了2个岸段红树林时空转化、景观格局变化及驱动力的差异。研究表明：① 1988-2015年,中国广西段红树林面积呈增长趋势,2000年比1988年增长18%、2015年比2000年增长了75%;越南北部段先减少后增加,2000年红树林面积比1988年减少了20%,2015年比2000年增加了50%;② 红树林景观格局方面,中国广西段红树林平均斑块面积相对较小、破碎程度高,斑块形状较规则,趋近于正方形,受人为因素干扰程度较大,而越南北部段红树林斑块面积大、破碎化程度低,斑块呈带状或条状分布,受人为因素干扰的程度较小。 ③ 主要人为驱动因素方面,影响中国广西段红树林变化的主要人为驱动因素是变化的,1988-2000年以围垦建造养殖池为主,2000-2015年则以城镇用地和工矿建设为主,而越南北部段在1988-2015年一直以围垦养殖池为主。     

环长株潭城市群湿地生态安全研究

本文选取环长株潭城市群为研究区域,以Landsat TM影像解译后的土地利用数据、MODIS影像计算的植被指数,以及人口、经济和气候数据等为数据源,基于“压力-状态-响应”框架模型构建湿地生态安全评价指标体系对该区域2000-2010年湿地生态安全进行综合评价。结果表明：（1）环长株潭城市群2000、2005、2010年湿地生态安全指数均值分别为0.7268、0.7151和0.7196,湿地生态安全状态“良好”,生态安全等级程度为“较安全”。（2）环长株潭城市群区域差异性明显,一级湿地生态安全区主要分布在洞庭湖周边,二级湿地生态安全区沿主要河流分布,三级湿地生态安全区主要分布在2个或3个城市之间的交界区域。（3)研究期间环长株潭城市群湿地面积变化明显,该区域湿地总面积逐年减少;森林沼泽、草本沼泽、湖泊、河流、水田的斑块分维数均呈增加趋势;水库/坑塘、河流破碎度指数明显高于其他景观类型,湿地生态系统服务价值总体减少。在此基础上,从土地利用变化与转型、湿地景观结构与功能、自然因素等方面对影响该区域湿地生态安全的主要驱动因子进行了分析。结果表明,人类社会经济活动直接作用于湿地生态环境,通过改变区域景观和土地利用结构使湿地面积发生变化,直接影响湿地生态安全。气温、降水等气候因素通过改变水热状况和植被覆盖,间接影响湿地生态安全。针对该区域湿地生态安全存在的问题,建议在发展过程中正确处理好经济与生态环境之间的关系,尽可能减少人类活动对湿地生态环境的干扰。     

近30年东平湖湿地景观格局演变研究

随着区域经济的迅速发展,工业化程度加剧以及旅游开发等人为活动的影响,东平湖湖区景观格局发生了显著变化,威胁着湿地资源的可持续利用。该文在遥感和GIS技术的支持下,以东平湖1985年、1991年、1996年、2000年、2004年、2011年、2015年7期Landsat TM/OLI影像为数据源,对东平湖湿地景观类型进行了提取。同时利用Fragstats景观分析软件,选取景观多样性、景观优势度、景观均匀度、景观破碎度等指标,在景观水平上研究了1985—2015年近30年来东平湖湿地景观格局的动态变化特征。结果表明,近30年来,湿地与湿地、湿地与非湿地之间发生着景观类型的转化。其中,裸地面积显著减少,建筑用地面积显著增加,自然水面逐渐增大,各植被景观面积没有明显变化趋势。景观格局指数的计算结果表明,研究时段内东平湖湿地景观均匀度指数波动增加,景观多样性指数趋于减小,东平湖湿地景观破碎化程度较均衡,但有加剧趋势,景观类型波动中趋于简单。     

汉江流域湿地变化及其生态健康评价

湿地是土地资源类型的重要组成部分,湿地景观格局的变化与气候变化、土地利用变化密切相关。为了获取汉江流域湿地资源现状以及变化特征,科学地诊断湿地生存现状和保护湿地资源,本文基于2000、2005和2010年3期遥感卫星监测数据,分析2000-2010年来汉江流域湿地景观变化特征。运用压力-状态-响应模型分别从3个不同的角度搜集影响汉江流域湿地生态健康状况指标因子,并利用层次分析法获取评价指标权重因子,最终基于模糊层次综合分析模型定量评价汉江流域整体及上中下游湿地生态健康状况。研究结果表明：① 10年间汉江流域湿地总面积呈下降趋势,但汉江流域湿地面积随时间推移变化强度逐渐放缓;② 汉江流域湿地生态健康状况具有明显的空间差异,自西北向东南健康状况由健康向脆弱趋势变化,根据模糊层次综合评价模型得出,汉江上游流域湿地生态健康隶属于健康,中游流域湿地生态健康状况隶属于亚健康,下游区域湿地生态健康状况则隶属于脆弱状态,汉江流域湿地整体景观生态健康状况为亚健康。     

Dynamic Changes in the Wetland Landscape Pattern of the Yellow River Delta from 1976 to 2016 Based on Satellite Data

The Yellow River Delta wetland is the youngest wetland ecosystem in China's warm temperate zone. To better understand how its landscape pattern has changed over time and the underlying factors responsible, this study analyzed the dynamic changes of wetlands using five Landsat series of images, namely MSS(Mulri Spectral Scanner), TM(Thematic Mapper), and OLI(Operational Land Imager) sensors in 1976, 1986, 1996, 2006, and 2016. Object-oriented classification and the combination of spatial and spectral features and both the Normalized Difference Vegetation Index(NDVI) and Normalized Difference Water Index(NDWI), as well as brightness characteristic indices, were used to classify the images in eCognition software. Landscape pattern changes in the Yellow River Delta over the past 40 years were then delineated using transition matrix and landscape index methods. Results show that: 1) from1976 to 2016, the total area of wetlands in the study area decreased from 2594.76 to 2491.79 km~2, while that of natural wetlands decreased by 954.03 km~2 whereas human-made wetlands increased by 851.06 km~2. 2) The transformation of natural wetlands was extensive: 31.34% of those covered by Suaeda heteropteras were transformed into reservoirs and ponds, and 24.71% with Phragmites australis coverage were transformed into dry farmland. Some human-made wetlands were transformed into non-wetlands types: 1.55% of reservoirs and ponds became construction land, and likewise 21.27% were transformed into dry farmland. 3) From 1976 to 2016, as the intensity of human activities increased, the number of landscape types in the study area continuously increased. Patches were scattered and more fragmented. The whole landscape became more complex. In short, over the past 40 years, the wetlands of the Yellow River Delta have been degraded, with the area of natural wetlands substantially reduced. Human activities were the dominant forces driving these changes in the Yellow River Delta.     

Landscape pattern evolution processes of alpine wetlands and their driving factors in the Zoige Plateau of China

Zoige Plateau wetlands are located in the northeastern corner of the Qinghai-Tibet Plateau.The landscape pattern evolution processes in the Zoige Plateau and their driving factors were identified by analyzing the dynamic changes in landscape modification and conversion and their dynamic rates of alpine wetlands over the past four decades.The results showed that the landscape conversion between wetlands and non-wetlands mainly occurred during the period from 1966 to 1986.The marsh wetland area converted from lake and river wetlands was larger because of swamping compared to other wetland landscapes.Meanwhile,the larger area of marsh wetlands was also converted to lake wetlands more than other types of wetlands.The modification processes mainly occurred among natural wetland landscapes in the first three periods.Obvious conversions were observed between wetland and nonwetland landscapes(i.e.,forestland,grassland,and other landscapes) in the Zoige Plateau.These natural wetland landscapes such as river,lake and marsh wetlands showed a net loss over the past four decades,whereas artificial wetland landscapes(i.e.,paddy field and reservoir and pond wetlands) showed a net decrease.The annual dynamic rate of the whole wetland landscape was 0.72%,in which the annual dynamic rate of river wetlands was the highest,followed by lake wetlands,while marsh wetlands had the lowest dynamic rate.The integrated landscape dynamic rate showed a decreasing trend in the first three periods.The changes in wetland landscape patterns were comprehensively controlled by natural factors and human activities,especially human activities play an important role in changing wetland landscape patterns.     

Remote Monitoring of Expansion of Aquaculture Ponds Along Coastal Region of the Yellow River Delta from 1983 to 2015

Aquaculture ponds are one of the fastest-growing land use types in valuable and fertile coastal areas and have caused serious environmental problems. Quantitative assessment of the extent, spatial distribution, and dynamics of aquaculture ponds is of utmost importance for sustainable economic development and scientific management of land and water resources in the coastal area. An object-oriented classification approach was applied to Landsat images acquired over three decades to investigate the long-term change of aquaculture ponds in the coastal region of the Yellow River Delta. The results indicated that the aquaculture ponds in the study area undergone a sharp expansion from 40.38 km~2 in 1983 to 1406.89 km~2 in 2015, and the fast expansion occurred during the period of 2010–2015 and 1990–2000. Natural wetlands, especially mudflat, and cropland were main land use types contributing to the increase of aquaculture ponds. The patches of aquaculture ponds were consequently prevalence in the north of the Yellow River Estuary and landscape metrics indicated an increase of the aquaculture ponds of the study area in the quantity and complexity. The expansion of aquaculture ponds inevitably had negative effects on the coastal environment, including loss of natural wetlands, water pollution and land subsidence, etc. The results from this study provide baseline data and valuable information for efficiently planning and managing aquaculture practices and for effectively implementing adequate regulations and protection measures.     

沿海防护林非线性波段比的遥感快速提取及变化分析

本文以福建省漳浦县沿海区域为研究对象,利用2005年的CBERS-02数据和2000年的ETM+数据,进行沿海防护林快速提取研究。通过分析沿海防护林和沿海地区其他典型地物在原始波段、归一化植被指数ND-VI和非线性波段比NLBR的光谱特征,提出了适用于不同传感器的沿海防护林快速提取方法。研究发现,综合利用NDVI大于阈值1和NLBR小于阈值2,可以实现沿海防护林的快速提取,而阈值可以根据NDVI和NLBR的散点图确定。该方法对具有绿、红和近红外3个波段的不同传感器数据均有一定的参考价值。研究区2000年²005年间,沿海防护林减少的面积是增加面积的1.46倍,政府相关部门应该加大对防护林的管理和建设力度,增强沿海地区防御自然灾害的能力。     

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。     

黄河三角洲人类干扰活动强度变化及其景观格局响应

本研究以湿地变化较为剧烈的黄河三角洲为研究对象,基于RS技术和GIS空间分析方法,利用人为干扰度模型,结合区域人工沟渠建设情况,从区域和局地两个尺度直观揭示人类干扰强度时空分异特征,并探究区域景观格局对人类干扰活动的响应,以期为黄河三角洲滨海湿地生态保护与人类活动调控提供决策支持。结果表明：① 1995-2015年现代黄河三角洲区域人为干扰度和人工沟渠密度均明显增加,空间分布呈现从西南部向东部、北部,自内陆向沿海的扩展趋势;② 随着人类活动强度增强,研究区自然湿地面积减少,区域景观多样性和空间异质性增加,景观整体连通性减弱,景观复杂性降低;③ 景观格局对人类干扰强度变化的响应关系呈现出地区和时间差异;人类干扰活动强度相对较低的保护区受人工沟渠建设的影响,也呈现出斑块团聚程度降低、景观多样性增加和景观复杂性降低的变化趋势;④ 人为干扰度指数和人工沟渠密度指标互为补充,互相印证,可以较为全面、客观地反映黄河三角洲地区人类干扰活动强度。     

近40年来珠江河口区海岸线时空变化特征及驱动力分析

海岸线对海平面上升、海岸侵蚀、港湾淤积、湿地生态资源、近海海域环境等具有重要的指示作用。利用遥感和GIS技术获取了珠江河口区1973-2015年8期海岸线数据,分析了海岸线长度、类型、空间位置的时空演化特征,提出岸线利用程度指数并定量分析人类活动对岸线的影响,最后对海岸线变化驱动力进行了探讨。结果表明：① 珠江河口区海岸线长度总体持续增加,岸线变化强度具有阶段性,1990年以前变化缓慢,1990-2000年为变化高峰期,2000年后变化强度减弱;② 1973-1990年珠江河口区以自然岸线为主,之后人工岸线成为主导岸线类型,建设围堤岸线1973年占总长度的7.09%,2015年所占比例增加到46.49%,在所有岸线类型中变化最大、比例最高;③ 研究期内,珠江河口区海岸线以向海域推进为主,年均速率达到39.10 m/a,鸡啼门-虎跳门段、磨刀门-鸡啼门段和蕉门-洪奇门段为向海延伸的热点区域;④ 40年来岸线利用程度指数稳定上升,1995年前增速较快,之后相对平缓。伶仃洋东岸岸线利用程度增幅最大;⑤ 口门整治、开发建设和围海养殖等人为活动是珠江口海岸线发生变化的主要原因,自然环境条件、人口和经济的增长以及政策因素是岸线演变的重要驱动力。     

Spatiotemporal Dynamics of Coastal Wetlands and Reclamation in the Yangtze Estuary During Past 50 Years(1960s–2015)

Reclamation is one of the fastest-growing land use type developed in coastal areas and has caused degradation and loss of coastal wetlands as well as serious environmental problems. This paper was aimed at monitoring the spatiotemporal patterns of coastal wetlands and reclamation in the Yangtze Estuary during the 1960s and 2015. Satellite images obtained from 1980 to 2015 and topography maps of the 1960 s were employed to extract changes of reclamation and coastal wetlands. Area-weight centroids were calculated to identify the movement trend of reclamation and coastal wetlands. The results show that from the 1960 s to 2015, the net area of natural wetlands declined by 574.3 km~2, while man-made wetlands and reclamation increased by 553.6 and 543.9 km~2, respectively. During the five study phases, the fastest areal change rate natural wetlands was –13.3 km~2/yr in the period of 1990–2000, and that of man-made areas was 24.7 km~2/yr in the same period, and the areal change rate of reclamation was 27.6 km~2/yr in the period of 2000–2010. Conversion of coastal wetlands mainly occurred in the Chongming Island, Changshu City and the east coast of Shanghai Municipality. Reclamation was common across coastal areas, and was mainly attributed to settlement and man-made wetlands in the Chongming Island, Lianyungang City and the east coast of Shanghai Municipality. Natural wetlands turned into farmlands and settlement, and man-made wetlands gained from reclamation of farmlands. The centroid of natural wetlands generally moved towards the sea, man-made wetlands expanded equally in all directions and inland, and the centroid of reclamation migrated toward Shanghai Municipality. Sea level rise, erosion-deposition changes, and reclamation activities together determine the dynamics of the Yangtze Estuary wetlands. However, reclamation activities for construction of ports, industries and aquaculture are the key causes for the dynamics. The results from this study on the dynamics of coastal wetlands and reclamation are valuable for local government to put forward sustainable land use and land development plans.