20世纪90年代无定河流域土地利用的时空变化

本文基于ArcGIS平台,以LandsatTM影像解译得到的三期土地利用数据为基础,结合统计分析工作,对无定河流域20世纪90年代土地利用数量、类型及其变化进行了分析。分析得出,前后2个5年间,无定河流域耕地、林地和未利用土地都是先减少而后稍有增加,草地则是先增加后稍有减少。在10年尺度上土地利用总的动态特征是,耕地与未利用土地面积减少,林地、草地面积增加。前5年无定河流域综合土地利用动态度为0.85%,未利用土地和草地的年变化率较大,耕地与水域年变化率较低。后5年无定河流域综合土地利用动态度为0.3%,林地与未利用土地年变化率较大,耕地与水域变化率较小。最后引入单一土地利用类型相对变化率反映出无定河流域土地利用变化存在明显的区域差异。     

新疆地区近10年来土地利用变化时空特征与动因分析

通过利用遥感、地理信息系统等技术方法,获取了新疆地区20世纪80年代末到90年代末的土地利用变化时空数据,并对其变化过程进行了分析,揭示了近10年来新疆土地利用变化的时空特征。结果显示：新疆地区近10年来耕地总面积增加明显;草地总面积减少明显;城乡工矿居民用地扩张显著;林地、水域面积有所增加：未利用土地各种类型面积有增有减,其中沙地面积平均每年扩大84．5km^2,其扩展速率比20世纪50至70年代下降了一半,新疆局部荒漠地区生态环境有所改善。新疆地区耕地面积的普遍开垦扩大与撂荒弃耕现象并存,使得新疆绝大部分地区成为20世纪90年代中国土地利用变化区划中“西北农田开垦与撂荒交错区的重要部分,农田的开垦与撂荒成为新疆地区土地利用变化的显著时空特征。政策、经济及气候变化是导致新疆地区十地利用动态变化的主要原因。     

洞庭湖区近20年土地利用/覆盖变化的时空特征

在中国资源与环境时空数据库的支持下,利用20世纪70年代末期、80年代末期和90年代末期获取的陆地资源卫星图像和GIS分析方法,对洞庭湖区近20年的土地利用/覆盖变化的时空特征进行了研究。结果表明,变化比较显著的地类有3种:耕地减少了1 97%,各类建设用地总计增加了14 88%,水域面积增加的幅度为8 77%。耕地与水域相互之间的转变比较频繁。以80年代末为界,前后2个10年间,建设用地、水域和草地的面积在2个时期均持续增加,耕地、林地的面积都持续减少。后期土地利用的动态度大于前期;前期动态度最大的县域有岳阳市、沅江县和汉寿县,后期动态度最大的则为石首市、津市和岳阳市,全部为市级行政区或县改市区。     

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。     

新疆孔雀河流域人工绿洲近40年土地利用/覆被变化

区域尺度土地利用/覆被变化（LUCC）时空特征及驱动力是研究大尺度变化乃至全球变化演变过程的基础,而干旱区LUCC对区域水文、生态影响尤为显著,是全球变化研究的重点之一。以新疆孔雀河流域上游作为研究区,基于1977-2015年6期Landsat数据,采用多规则人机交互目视解译的方法完成LUCC制图,并利用LUCC模型从数量变化、空间变化、土地利用集约程度变化等多方面分析了近40年来该区域LUCC特点及演变机制。结果表明：（1）研究区仅有耕地和建设用地面积增加,且增幅均在200%以上,其他土地类型面积则均有不同程度的减少;（2）耕地变化呈现出空间集聚现象,而建设用地的扩张则呈现空间连续性;（3）2000年前后自然植被经历小幅退化—恢复过程;（4）受西部大开发、塔里木河生态综合治理工程等多种因素影响,2000-2005年间,空间变化的综合动态度最高（2.76%）;（5）自然因素影响较小,人口增长和政策因素是主要驱动因子。     

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。     

华北土地利用十年动态特征分析

以遥感与GIS为技术支撑,分析华北地区十年的土地利用动态特征。华北地区耕地增加,以旱地为主,主要分布于河北、河南;林草地减少,尤其是草地的减少集中于内蒙古,表现为耕地大量占用草地;城镇增加迅速,主要表现在城镇用地占用耕地,以农村居民点发展快;华北土地利用转换以耕地变城镇、农村居民点与工矿用地为主。按土地利用变化分区,华北处于两个区:黄淮海耕地-城镇转换区,主要表现在河北旱地变为农村居民点,河南、北京、天津旱地变城镇。华北、黄土高原农牧交错带草地-耕地转换区,集中在内蒙古草地变耕地。从两个时间段看,华北土地利用20世纪80年代末到90年代中期耕地增加速度明显大于华北土地利用90年代中期到90年代末。华北土地利用90年代中期到90年代末城乡、居民工矿用地面积的增加幅度比华北土地利用80年代末到90年代中快。     

基于土地利用变化的近18 a新疆沙地动态及其驱动力分析

 基于新疆1990—2008年的土地利用变化数据库利用土地利用转移矩阵和土地利用变化状态与趋势指数模型分析新疆沙地的动态,依据沙地的转化方向及转化源探讨新疆沙地变化的驱动力。研究区沙地在1990—2000年呈增加趋势,增加速率为84.40 km2·a-1,草地转换为沙地的面积最大;2000—2008年呈减少趋势, 2000—2005年和2005—2008年减少速率分别为86.98 km2·a-1和118.26 km2·a-1,且主要转换为耕地。沙地面积的增加和减少受气候干湿变化和人类活动控制。同20世纪50—90年代相比,1990—2000年新疆沙地扩张速率降低了近一半,局部荒漠地区生态环境有所改善,原因为大规模的土地开垦与气候的暖湿变化。2000—2008年新疆沙地面积不断减少,原因为土地开垦模式发生着变化、生态建设的较快发展以及气候处于相对暖湿的状态。但一些地区沙化问题仍然存在,新疆干旱脆弱的生态环境本质没有根本改变,依然存在着土地沙漠化的潜在危机。     

基于CA-Markov模型的多时间跨度土地利用变化模拟

土地利用/覆被变化（Land Use and Cover Change， LUCC）模拟是LUCC研究的主要内容和重要手段。时间间隔是模拟过程中的重要参数，对模拟结果精度有何影响，有待深入研究。以新疆玛纳斯河流域典型绿洲区四道河子镇为例，基于遥感影像提取1975、1985、1995、2000、2005、2010年和2015年的土地利用数据，分别以20 a、15 a、10 a和5 a为时间间隔构建CA-Markov模型，模拟2015年土地利用结构，定量探讨时间间隔对CA-Markov模型精度的影响。结果表明：1975—2015年，四道河子镇LUCC以耕地和草地为主，期间耕地、建设用地迅速扩张，林地、草地和未利用地大幅减少，水域在1985—2000年呈现小幅增长。耕地的增加和草地及林地的减少是研究区近40 a LUCC最显著的特征。对比模拟结果与实际结果，时间间隔为20 a、15 a、10 a、5 a的TFOM分别为70.35%，69.18%，76.32%和88.00%。基于2005—2010年转移概率的模拟结果更接近于2015年实际结果，适合模拟四道河子镇未来的土地利用变化。土地利用模拟应依据区域LUCC特征确定最佳的时间间隔，提高模拟精度。     

基于GIS的干旱区LUCC分析和模拟方法探讨

土地利用／土地覆被变化(LUCC)问题中的过程、趋势、驱动力研究及生态环境综合评价是目前的重点研究领域。在现有的“3S”技术应用于LUCC研究的基础上，对三工河流域近20年的土地利用／土地覆被变化情况进行动态分析，发现耕地大面积增加，增长幅度达到13％，城市、村庄及工矿建设得到飞速发展，城市面积扩大了近十倍；荒草地、盐碱地总体趋势是大面积减少，直接性或间接性的向耕地、灌木林地、城市、村庄发生了转移。同时探讨了利用地理元胞自动机模型(GeoCA)分析的方法对干旱区LUCC进行时空演变研究，目的在于找寻一种对LUCC进行预测分析及模拟的方法。此方法有利于更好地进行生态环境综合评价和土地利用合理规划。     

新疆和田河流域土地利用/覆被变化及其驱动力分析

土地利用／覆盖变化及其驱动力分析是土地利用／覆盖研究的一个主要核心内容。利用1990年、1999年和2005年和田河流域3期土地利用数据,对和田河流域1990—2005年土地利用/覆被变化进行了定量的分析研究,同时利用相关分析和主成分分析探讨了土地利用/覆被变化的驱动力。研究结果表明:在15 a尺度上研究区土地利用/覆被变化总特征是耕地、林地、水域和建设用地面积增加,草地和未利用地面积减少;土地利用程度变化量为0.56%,流域土地利用处于发展时期;优势度没有发生明显的变化,未利用地一直最高。研究区土地利用/覆被变化的主要驱动力为人口因素、经济因素、富裕程度、政策因素、技术因素和水文因素等,各驱动因素以合力形式作用于土地利用/覆被使其变化,其中,人口因素在土地利用/覆被变化中起主导作用。     

基于生态服务价值的伊犁河谷土地利用变化环境影响评价

运用遥感技术、GIS和实地调查方法,对新疆伊犁河谷1985—2005年间的土地利用变化进行了分析,同时借助土地利用变化驱动下的生态服务价值变化量,探讨了研究区土地利用变化对生态环境的影响及效应。结果表明,1985—2005年,研究区耕地、水域和建设用地面积增加,林地、草地和未利用地面积减少,其中耕地和草地面积变化最大,分别为31.53万 hm2和-29.02万hm2。土地利用变化引起了研究区生态环境的变化,对生态服务价值亦产生了一定的影响,伊犁河谷生态服务功能整体提高了4.43%,其中正向变化最大的特克斯县,其生态服务功能增加了7.57%,负向变化最大的是伊宁市,其生态服务功能下降了27.33%;各单项服务功能价值中,生态系统所提供的气体调节、土壤形成与保护、生物多样性保护和原材料等4项生态服务功能有所下降,其余8项生态服务功能均有不同程度的提高。敏感度分析表明,赋予生态服务功能价值指数的大小对研究区总的生态服务价值变化影响不明显,研究结果可信。     

基于遥感数据的伊宁市城市扩展及其驱动力分析

以新疆伊犁哈萨克自治州直属市-伊宁市为例,以1990-2015年的 Landsat TM/ETM+/OLI遥感影像为数据来源,采用最大似然法提取土地利用信息,通过城市用地扩展的变化分析、城市土地利用的动态度分析、城市用地的转移特征分析、转移矩阵特征分析、土地利用变化率分析、单一土地利用动态度分析等方法,对伊宁市城市信息和城市扩展及其驱动力进行回归分析和相关性分析。结果表明：（1）1990-2015年间建设用地扩展速率和扩展强度的变化趋势基本一致,最大值分别为7.85%、18.64%,出现在2000-2005年间。（2）研究期间建设用地重心总体上向西北方向转移2 087.79 m。（3）建设用地扩展空间主要来自于耕地、未利用地、林地。（4）经济发展、人口增长是伊宁市建设用地扩展的主要驱动因子,两个因素的相关性达到0.988和0.996。本项研究成果为更准确、更快捷地掌握伊宁市城市扩展变化的规律、合理布局城市改造及其未来发展方向提供客观的科学依据。     

干旱区典型流域近30 a土地利用/覆被变化和景观破碎化分析——以玛纳斯河流域为例

 利用1976年、1989年、2005年三期遥感影像,运用GIS和FRAGSTATS景观分析软件对玛纳斯河流域近30 a的土地利用/覆被变化和景观破碎化进行了研究。结果表明：①玛纳斯河流域土地利用/覆被在过去30 a间发生了普遍的变化。耕地、建设用地不断增加,而草地、林地、水域、盐碱地不断减少。耕地主要是在草地上开垦出来的。②绿洲内部的耕地趋于集聚状态,破碎性降低,而绿洲边缘的耕地,破碎性增强。草地面积大减,破碎性增强,退化严重。沙地、水域破碎性也不断增强,林地、未利用土地的破碎化于1989年增强,2005年减缓。③驱动力分析表明,流域变化是自然和人类活动共同作用的结果,其中人口的快速增长、政策环境的变化和自然环境变化如干旱等是最主要的驱动因素。     

多中心城市群土地利用/覆被变化地学信息图谱研究——以长株潭城市群为例

多中心城市群具有交通网络发达、功能联系密切、空间多维复合等特征,其土地利用/覆被变化（LUCC）是一个相当复杂的过程。采用地学信息图谱方法,探索城市群LUCC数量结构与时空格局一体化耦合机理,研究用地变化与区域发展互动关系,有助于深入揭示多中心城市群土地利用时空演变规律,为同类城市群的国土空间规划和健康发展提供参考。本文以典型案例长株潭城市群为例,构建1995—2015年四个时期地学信息图谱,并耦合重心转移模型,在总体量化分析基础上,重点从城际与城乡视角深入解析城市群土地利用时空变化特征和一体化发展态势。研究结果表明：① 土地利用总体动态加速演变。四期建设用地扩张年动态度分别为1.06、4.10、2.21和7.39,转移强度动态增加,耕地和林地呈加速减少态势。② 城际与城乡地类图谱转移呈现多维演变。图谱“15（耕地→建设用地）、25（林地→建设用地）、45（水域→建设用地）”重心由株洲城区（Ⅰ 期）向长沙城区（Ⅱ 期和Ⅲ 期）再向湘潭城区（Ⅳ期）迁移,经历“相对均衡-长沙加速崛起-有机均衡”和“城市加速集聚-城乡相对均衡”演变过程。③ 近年来,城际转移强度差异缩小,转移结构分异增加,区域主体功能逐步凸显。同时,外围区县加速发展,城乡一体化水平明显提升。④ 城市群土地利用涨落势图谱与经济社会一体化发展高度耦合,同时耕地保护与高质量发展有待加强。     

黑河分水后中游地区LUCC监测

以2000年Landsat ETM和2005年的Landsat TM数据为信息源,通过人机交互方式提取了两期黑河流域中游地区土地利用/覆被数据。在此基础上,结合研究区的社会经济统计资料和气象观测资料,分析了黑河流域中游地区近5 a来土地利用/土地覆被变化（land use and land coverage,LUCC）的时空变化格局和土地利用类型转变的趋势及其驱动力。结果表明,5 a间耕地和居民用地面积分别扩大了6.95％和9.78％,草地和林地都有相应的减少。尤其是水域和未利用土地,分别减少了1.70％和0.88％,黑河流域生态环境有总体变差的趋势。驱动力分析表明,环境变化是人文因素和自然因素共同作用的结果,并且人为因素占主导地位,在此情况下,本区生态环境存在着继续恶化的潜在危机。     

基于SD和CLUE-S模型的张掖市甘州区土地利用情景分析

近年来,学者们基于不同研究需要开发了很多土地利用变化/覆盖(LUCC)模型.但迄今没有一个单独的模型可在不同时空尺度上揭示所有土地利用变化的关键过程.本文尝试开发一种集成SD模型与CLUE-S模型的建模方法,用以弥补已有LUCC模型缺陷,并将其应用于张掖市甘州区的土地利用情景分析中,得到的LUCC模拟结果可为该区土地利...