浙江省土地景观格局演变及其生态服务价值效应分析

开展土地利用景观格局演变及其生态系统服务价值效应研究,可明晰区域生态环境功能状况并促进生态系统健康发展。基于土地利用遥感影像解译数据,分析浙江省1995～2015年土地景观格局演变及其生态系统服务价值效应,并探究景观格局指数与生态服务价值间的相关性。结果表明:(1)20年间浙江省土地景观变化剧烈,耕地和林地面积减少,城镇村用地、水域与草地面积增加。建设用地动态度增幅达8.21%,耕地和林地变化度为负。林地和耕地向建设用地单向转移量最大,其次是耕林地二者间的转化。(2)土地斑块分散、聚合和连通状况变化多样,景观格局时空演变复杂化。耕地和草地破碎度高,建设用地优势度上升,以林地和耕地为主导的景观格局逐渐向城市景观转变。(3)生态服务总价值呈先增后减趋势,共损失103.18亿元。空间上ESV极高值和高值区面积减小,中值与低值区逐渐蔓延,生境质量浙西南优于浙北与东南沿海区域。(4)生态服务总值与最大斑块数、结合度和聚合度呈强正相关,与斑块数、平均邻近距离和香农多样性呈强负相关。据此建议:未来土地规划应重视景观格局空间配置对生态服务功能的影响,增强生态系统对环境变化的适应力和稳定性,优化区域三生用地结构,以促进经济—社会—生态环境的协调发展。     

江汉平原水域空间格局时空演变特征及其驱动因素分析

为从景观生态角度揭示江汉平原水域空间变化和影响因素,利用GIS和生态统计技术,通过土地利用转移、空间自相关、景观指数和冗余分析等方法,对2000—2020年江汉平原水域空间格局演变及其驱动因素进行研究。结果表明：2000—2020年,由于人造地挤占耕地、耕地挤占水域空间,江汉平原水域面积减少了36%;水域全局和局部莫兰指数变化明显,边界密度急剧减小,四湖流域等局部水域空间聚集度和连通性显著下降;降水、气温以及耕地和人造地解释了水域景观变化的45.8%,其中降水和气温影响微弱,连片耕地侵占是水域面积减少的主要原因之一,人造地对水域破碎化贡献更大更直接。2000年以来江汉平原水域面积变化显著,分布趋于破碎,形状复杂度和连通性降低,表征农业活动和城镇化的耕地和人造地对水域景观格局影响更为剧烈。     

近30年吉林市景观格局变化及气候效应

在ArcGIS、ENVI、Excel和FRAGSTATS软件支持下, 利用景观指数中的斑块数量、最大斑块指数、斑块密度、周长面积分维数、聚集度和香农多样性指数, 对1980年、1995年和2010年的吉林市景观格局进行了分析。结果表明:近30年间吉林市斑块数量、斑块密度、周长面积分维数和香农多样性指数呈先增加后减少的趋势, 聚集度呈先减少后增加的趋势, 最大斑块指数逐渐减少;林地景观面积、草地景观面积一直在减少, 湿地景观面积呈先增加后减少趋势, 旱田景观面积逐渐增加。在东北地区气候变化背景下, 吉林市景观格局的变化对该区气候产生了一定的影响, 使该区气温上升、降雨量减少。吉林市景观格局变化与气温、降雨量变化的空间分布格局有较好的对应关系。     

新疆喀什噶尔河流域1990-2010年土地利用/覆被及景观格局的变化特征

采用新疆喀什噶尔河流域1990、2000和2010年的Landsat-TM影像数据和中巴资源卫星数据, 结合GIS技术, 分析了喀什噶尔河流域近20 a土地利用/覆被及景观格局动态变化特征, 并对其变化原因进行探讨. 结果显示: 在1990-2010年喀什噶尔河流域耕地、建设用地、盐碱地、水域湿地、裸土地和其他未利用地面积呈不断增加趋势, 变化幅度分别为73.92%、51.44%、24.27%、10.24%、6.47%和2.98%; 林地、草地和沙地面积减少, 变化幅度分别为-4.13%、-17.16%和-0.73%; 裸石岩砾面积近20 a基本维持不变. 利用转移矩阵可知, 流域新增耕地面积主要来自于16.46%的草地和3.36%的林地; 新增建设用地主要来自于1.46%的耕地和0.22%的草地; 新增水域湿地面积主要来自于0.18%的草地; 新增盐碱地面积主要来自于0.28%的草地. 1990-2010年的20 a里喀什噶尔河流域耕地和水域湿地分布趋于集中, 景观优势度增强, 且斑块之间的联系不断增强. 林地和草地面积减少, 景观趋于破碎化, 景观优势度降低. 喀什噶尔河流域土地利用类型及景观指数的变化受人口、经济、政策和技术的多重影响, 导致流域耕地面积增加、植被退化. 因此, 合理利用流域水土资源对流域生态环境安全十分重要.     

基于FLUS的长春市土地利用动态变化与预测分析

研究城乡土地利用变化规律与驱动机制,有利于实现区域土地资源可持续发展。本文以长春市为例,以监督分类与人工解译相结合的方式对1997、2007和2017年Landsat卫星影像进行分类,总体精度分别为93.06%,90.70%和94.12%。1997-2017年,草地、耕地和其他土地面积分别减少354.74、922.11和55.35 km²,建设用地、水域和林地面积分别增加1 154.14、70.38和107.54 km²,整体表现为建设用地向周边扩张,侵占其他用地类型面积。利用未来土地利用模拟（future land use simulation,FLUS）模型,以2007年分类数据为基础,结合地形、交通区位和社会经济等土地利用变化驱动因子,仿真2017年土地利用格局,仿真结果与真实情况吻合较好,仿真精度达85.10%,Kappa系数为0.821 2,验证了模型和驱动因子精度可靠,符合土地利用变化趋势。以此模型因子预测2027年土地利用格局,结果表明：在城镇周围,建设用地将持续侵占耕地、林地、草地和其他土地的面积,但趋势减缓,同时林地面积和水域面积增加。     

念青唐古拉山现代冰川1999—2015年期间动态变化遥感研究

利用1999年ETM、2014/2015年GF-1为主的2期遥感影像作为数据源,采用人机交互解译的方法完成了2期冰川编目成果,并对最近15年(1999—2015)念青唐古拉山冰川变化进行分析。结果显示,从1999年至2015年间,念青唐古拉山脉冰川呈退缩趋势,以东段海洋型冰川退缩为主,西段亚大陆型冰川相对稳定。冰川总面积减少了56. 32km2,减少变化率为0. 67%;有10条冰川消失,减少变化率为0. 16%;冰储量减少5. 315 km3,减少变化率为0. 78%。调查结果还显示,念青唐古拉山地区冰川各朝向均呈退缩趋势,偏南向和东向冰川数量与面积减少大于偏北向和西向的;平均坡度在20°～35°范围的冰川数量和面积减少最多;海拔介于4 500～5 500 m区间的冰川面积退缩最明显。在恒河流域和萨尔温江流域的冰川消退最显著。总体上,不同规模冰川均有退缩,规模≤5. 0 km2的冰川是念青唐古拉山地区退缩最多的。冰川退缩与气候变化关系密切。选取念青唐古拉山脉附近3个气象台站,对最近50多年以来的年均气温和年降水量变化分析表明,自1961年以来,念青唐古拉山年均气温呈显著上升趋势,而降水量变化不一,有增有减。气温上升而降水减少,可能是导致念青唐古拉山地区东段冰川退缩的一个因素。     

干旱区绿洲灌溉条件下生态服务价值研究——以新疆轮台县为例

基于RS、GIS、景观生态学等方法,以新疆典型干旱区轮台县为研究区,利用1997年、2007年、2017年三期遥感影像解译结果,定量分析轮台县20年间土地利用景观格局变化特征,并运用生态系统服务价值（ESV）估算原理,定量分析轮台县生态服务功能ESV的年际变化,探讨ESV在景观格局演变下的损益和响应,来反映生态输水对塔河沿岸生态的影响。结果表明：轮台县以未利用地大幅度减少,林地与草地的大量增加为主,同时耕地、水域、建设用地以及冰川的面积也有不同程度的增加,但相对于整个县域面积依然相对较小;各斑块类型景观格局指数和整体景观格局指数以及空间格局都发生了不同程度的变化,未利用地对景观整体的控制性减弱,土地利用均匀性和多样性增加,最大斑块指数变化显著,散布并列指数先略有下降后明显增加;轮台县20年间各项生态系统服务功能的ESV均呈显著增加的趋势,ESV总量不断增大;轮台县ESV的增益集中在林地的增加上,占总增益的65.9%,轮台县ESV的损益集中在建设用地和未利用地的转入上,说明林地的增加和未利用地的减少是轮台县ESV增加的主要原因。该研究体现典型水源灌溉对轮台县生态的影响,为干旱区生态系统改善和土地利用规划提供依据。     

近25年唐古拉山西段冰川变化遥感监测

基于1990—2015年Landsat影像数据,利用比值阈值和NIR水体识别相结合的新方法提取并研究了近25年来唐古拉山西段冰川变化情况和规律,并采用克里金插值构建研究区气候分布及变化特征,揭示冰川变化与气候变化的关系。研究得出:唐古拉山西段冰川总体退缩比较严重,近25年来冰川面积退缩约202.84 km~2,占1990年面积的11.98%;冰川退缩主要集中在海拔5 800 m以下;研究区东南部冰川退缩最严重,中部格拉丹冬地区冰川退缩较少;空间插值表明研究区东南部相对较湿热而西北部干冷,西北—东南方向温度分布呈现由低到高的变化趋势,降水量先减少后增加总体变化幅度不大,但研究区气温普遍上升,插值变化显示增温区从研究区中心向周围辐射,最大增温区几乎已经覆盖整个冰川区域;唐古拉山西段冰川的加速退缩主要是由升温造成的。     

典型岩溶湖泊湿地流域景观格局动态变化及趋势预测

岩溶湖泊湿地流域作为景观格局变化的热点研究区域,探讨景观格局动态变化及预测趋势,为岩溶流域生态安全研究提供科学依据。应用遥感与地理信息系统技术,结合普者黑岩溶湖泊湿地流域实际情况,分别对该地区1990、1995、2000、2005、2010、2015 年6 期遥感影像进行分类、解译,系统地获取地区景观格局状况,分析动态变化特征,并运用CA-Markov 模型对未来湿地景观格局进行模拟预测。结果表明:1990?2015年普者黑岩溶湿地流域景观格局随时间变化显著,景观破碎化程度总体呈现增加趋势,斑块数（NP）从861增加到889,景观类型的优势斑块面积在逐渐增加,而多样性指数从1.064下降到0.966;2020?2030年普者黑岩溶湿地流域建筑用地、农地和湿地景观类型面积在增加,农地和林地在减少,其中,较为突出的是建筑用地占有率由2.79%上升到2.97%,农地占有率60.12%增加到60.74%,湿地占有率6.67%上升7.02%,而林地占有率由26.70%下降到26.40%。景观格局进行预测可以发现湿地面积、建筑用地面积和农地变化幅度最大,本文相关研究和预测结果可为普者黑流域生态保护提供一定的建议和参考。      

上海市土地利用变化对生态系统服务价值的影响研究

面对资源约束趋紧、环境污染严重、生态系统退化的严峻形势,建设生态文明是当前改善生态环境的迫切需要。研究土地利用变化对地区生态系统服务价值的影响,能够为土地资源的可持续利用与生态环境保护建设提供科学依据。本文以上海市（陆域）为研究对象,基于2010—2020年土地利用变更数据,采用当量因子法和GIS空间分析技术,分析上海市2010、2020年两期的土地利用变化特征与生态系统服务价值时空变化的关系。结果表明：（1）2010—2020年,上海市土地利用格局变化明显,除草地和林地的面积增长外,其他各类用地面积均有不同程度的减少,其中水域面积减少最多,林地面积增加最多。（2）2010—2020年间上海市生态系统服务价值减少52.65亿元,主要是因为水域面积减少所致。（3）在500 m×500 m格网尺度下,上海市生态系统服务价值在空间上总体表现为高高、低低集聚,局部呈现高低、低高集聚的特点,人类活动是其主要驱动因素。     

黔桂岩溶山区土地利用变化的社会经济因素分析

基于黔桂岩溶山区1990、2015年的土地利用数据和社会经济统计资料,利用典范对应分析方法对1990-2015年25年间的土地利用变化及社会经济驱动因素进行了实证分析。结论如下:（1）黔桂岩溶山区土地利用变化存在明显的时空分异现象;（2）贵州高原区以草地大幅减少和林地增加为主要特征;黔桂峰丛洼地区以水域面积增加和草地减少为主要特征;广西丘陵区的主要特征是耕地减少和建设用地增加。（3）贵州高原区土地利用类型变化以经济和人口因素为主要驱动力;广西丘陵区土地利用类型变化以经济因素和农业结构水平为主要驱动力;农业因素对黔桂峰丛洼地区的土地利用变化驱动作用明显。未来应提高贵州高原和黔桂峰丛洼地区岩溶山区草地生态功能重要性的认识,在加强森林植被恢复的同时加强草地资源保护;城镇化发展背景下黔桂岩溶山区应减少优质耕地占用,开发低丘缓坡土地,建设山地特色城市。      

工业化背景下30年来中国东北地区自然资源时空变化及其生态环境效应

【研究目的】 基于1990—2018年间的土地利用空间分布数据、数字高程模型(Digital Elevation Model,DEM)、植被、气象等数据,对位于东北地区自然资源时空变化及其区域生态环境效应进行定量分析。【研究方法】 按照东北地区自然-地理-资源分布规律,通过定量计算与定性分析相结合的区划分析手段,将研究区划分为7个二级自然资源亚区和14个三级自然资源地区,分析其近30年来（1990—2018年）自然资源时空动态特征及生态环境效应。【研究结果】 结果表明：（1）近30年,研究区最主要的变化是森林、草地转变为耕地、水体与湿地,同时大量耕地被开发为建设用地,以及草地的荒漠化现象较突出。这与当地的老工业基地振兴政策、强农惠农政策等关系紧密。（2）研究区整体生态环境质量呈下降趋势,尤其是I1、I5、I6、I7二级亚区(I1三江平原温带耕地亚区、I5小兴安岭山地温带森林亚区、I6山前平原温带耕地亚区和I7松辽平原温带草耕亚区)。（3）森林、草地转变为耕地,大量面积的草地荒漠化等变化类型,对研究区生态环境质量恶化的生态贡献率较大。【结论】 近30年,研究区大量森林、草地转变为耕地和水体与湿地,大量耕地被开发为建设用地以及草地荒漠化加剧,其I1、I5、I6、I7二级亚区生态环境质量下降趋势较显著,森林、草地转变为耕地以及草地荒漠化等变化类型对此现象的生态贡献率较大。     

基于“3S”的贵州喀斯特石漠化现状及变化趋势分析

石漠化是在喀斯特脆弱的生态环境下,不合理的社会经济活动的产物。利用贵州省遥感影像,在3S平台上获取了研究区喀斯特石漠图,分析了贵州省喀斯特石漠化现状。结果表明,全省喀斯特面积11.3158万km2,现有石漠化土地面积达4.1091万km2,约占全省喀斯特面积的36.3%,为西南地区石漠化最为严重的省份。空间分布上,贵州石漠化存在西部重、东部轻、南部重、北部较轻的宏观格局;在2000-2005年,部分潜在、轻度石漠化经过治理转变成了无石漠化,但石漠化总的面积仍在增加,新增总量为5172km2,平均年增长率为2.88%,发展速度较快。     

石漠化景观格局分布特征及其影响因素分析——以贵州省盘县为例

以贵州省盘县2004年石漠化现状分布为基础,探讨石漠化斑块的空间组合格局类型及其影响因素。结果表明,该区石漠化景观呈现出极强度石漠化斑块集中分布型、强度石漠化与无石漠化斑块混合分布型、潜在石漠化与无石漠化为主分布型、轻中度石漠化聚集分布型和石漠化斑块相间分布型5种空间组合分布格局。人为干扰、自然因素是造成该区石漠化空间格局存在明显差异的主要原因。从全县来看,石漠化主要分布在坡度10°～ 17. 5°的地带,其次是17. 5°～ 35°的区域。从发生石漠化的土地类型来看,轻度石漠化主要分布于灌丛和坡耕地,中度石漠化主要分布于中覆盖草地和坡耕地,强度和极强度石漠化主要分布于中覆盖草地和来利用地。碳酸盐岩的分布、地形地貌和亚热带山地气候差异形成了不同的景观类型,而有限的土地资源和土地利用方式是控制喀斯特石漠化的主导因子。通过土地利用规模调整和优化,因地适宜实施退耕还林还草等,将有望实现强度、极强度石漠化景观逐渐向无石漠化景观的转变。      

基于GIS的岩溶区土地利用的地形梯度分布研究——以酉阳县板溪乡为例

基于 RS 和 GIS 技术,采用地形位指数、分布指数和土地利用程度综合指数,探讨了2002、2011两年重庆市酉阳县板溪乡不同地形梯度土地利用结构的变化特征和定量分析了土地利用程度。结果显示：建设用地、耕地和水域对地形条件的选择性较强;建设用地主要聚集在海拔〈850 m、坡度〈15°176;的区域,耕地主要聚集在海拔〈1050 m 和坡度〈25°176;的区域,5和7级地形位为制约水域分布的地形条件;2011年,灌木林地在海拔650-1250 m、坡度〉15°176;的区域集中增加。总体上,该研究区的土地利用程度较高,但仍然存在耕地分布不合理的现象。     

滇东南喀斯特区域石漠化时空格局演变研究——以广南县为例

石漠化给区域发展带来了一系列生态环境和社会经济问题,国家自实施生态治理工程以来,区域石漠化得到一定改善。为探讨生态治理工程实施后石漠化格局变化,研究以滇东南典型喀斯特区域广南县为例,以2000年、2010年和2018年3期遥感影像为数据源,通过人机交互式解译获得石漠化空间分布数据,运用时间变化度、转移矩阵和叠加分析等方法,分析广南县石漠化时空格局演变特征。结果表明:（1）时间变化上,广南县石漠化类型仍以重度石漠化为主,但是石漠化面积总体在不断减少。灌木林地和未利用地石漠化面积最大,其中灌木林地以潜在石漠化为主,未利用地以重度石漠化为主,是石漠化重点治理的用地类型。2000-2010年石漠化转移方向是向无石漠化和相邻等级石漠化转移,2010-2018年主要向低等级石漠化转移;（2）空间分布上,广南县喀斯特区域石漠化南多北少,呈现南重北轻的分布格局,沿篆角乡—黑支果乡—南屏镇南部—八宝镇西南部一线、珠琳镇和五珠乡相邻区域、珠街镇和曙光乡的相邻区域是石漠化集中分布区;（3）19年间,广南县喀斯特南部区域的石漠化大面积改善,而中部及北部区域的石漠化不断恶化。整体而言,退耕还林等生态治理工程的实施,能有效改善喀斯特区域的石漠化状况,使广南县石漠化总面积减少了288.98km2。      

喀斯特石漠化景观及其土地的生态效应——以贞丰县为例

利用喀斯特石漠化生态脆弱区贵州贞丰县2004年的ASTER遥感影像,解译了全县的喀斯特石漠化现状,并从景观生态学的角度指出轻、中、强、极度石漠化存在不同的空间分布格局.与此同时,作者还把石漠化的景观格局和其土地生态价值的分布频率结合起来,并从生态系统服务功能的角度定量计算了相应喀斯特石漠化土地的相对生态价值,评价了研究区石漠化土地的生态效应.结果表明,贞丰县270个村的生态价值整体偏低,全县极大值为1.016,极小值为0.286;不同区域之间的总体生态价值差异较大,生态价值相对较好的地区主要集中在非喀斯特地带,而在中度、强度、极强度石漠化地区生态价值很低.     

石漠化地区土地利用方式对土壤团聚体稳定性及有机碳的影响

以典型高原山地喀斯特石漠化6种土地利用方式土壤为研究对象,探讨不同生态恢复条件下,坡耕地转变为林地、草地及林草套种地后对表层土壤结构稳定性及其有机碳含量的影响.结果表明:在坡耕地实施石漠化治理措施,造林种草后,>0.25 mm团聚体含量显著增加,以人工林、次生林居多,坡耕地较少.在干湿筛处理下,采用平均质量直径(MWD...     

猫跳河流域土地覆被变化及其驱动力定量研究

应用RS、GIS以及GPS集成技术,以黔中喀斯特地区的猫跳河流域为对象,研究了这一地区从1973—2002年间土地利用／覆被的变化过程,并利用典型相关分析法研究了形成这种变化的驱动因素。研究表明,从1973—1990年,猫跳河流域耕地、建设用地、有林地、水域以及裸岩地呈增长趋势,而灌木林和灌草地趋于减少,流域生态环境质量下降。进入20世纪90年代后,有林地、灌草地、建设用地、水域持续增加,灌草地总量变化不大,耕地总量和裸岩地减少,流域生态环境质量趋于好转。定量分析表明,1990年以前,驱动建设用地变化的因素是总人口的变化,1990年以后则是农业产值;1990年以前驱动耕地变化的是农业人口的增长,1990年以后则和粮食产量的提高有关。      

贵州贞丰—关岭花江喀斯特石漠化地区土壤厚度的空间分布特征

土壤厚度与石漠化发展程度有着密切的关系,土壤也是石漠化地区生态恢复以及农业生产的基础。为了研究典型高原峡谷中-强度石漠化地区的土壤厚度空间分布规律,在土壤厚度野外调查的基础上,利用地统计学方法分析了贵州典型石漠化地区——贞丰—关岭花江小流域土壤厚度空间分布特征及主要影响因素。结果表明:（1）研究区土壤平均厚度仅为26 cm,土壤平均厚度表现为坡耕地>荒地>林地;（2）土壤厚度空间变异性以强度为主,荒地的土壤厚度空间分布连续程度优于林地和坡耕地,林地的土壤厚度空间分布有明显突变性,坡耕地的土壤厚度具有点状分布特征,有耕作物附近土壤厚度较大;（3）土壤厚度与海拔、基岩裸露率、坡度之间均有明显负相关关系;（4）自然和人为因素综合影响下的土壤强侵蚀是研究区土壤厚度分布极为不均的主要原因,对该区域石漠化的治理可以采用工程措施与生物措施相结合的方法。研究结果对研究区石漠化因地制宜地防治及其他地区水土流失防治、生态恢复、农业合理生产具有一定的参考价值。