基于多时相陆地卫星图像的锡林河流域土地覆盖类型特征

1IntroductionThe growing concern over the impact of changes in land use and land cover on environmental conditions and the increasing human impact on the natural resources has captured worldwide attention of the political and scientific community (Ojima etal., 1991; Smith etal., 2001). It is expected that the changing land use/land cover pattern will be one of the driving forces of environmental changes superimposed on the natural changes at regional scale (Fu etal., 1993; Bonan, 1995). Arid…     

基于Landsat TM/ETM数据的锡林河流域土地覆盖变化

根据1987年、1991年、1997年和2000年4期Landsat TM/ETM影像的土地利用/土地覆盖分类结果,运用地理信息系统空间分析方法,分析了内蒙古锡林河流域1987~2000年间各土地利用类型及草甸草原、典型草原、荒漠草原的数量变化和空间变化特征。分析结果显示,锡林河流域土地利用/土地覆盖变化的主要特征为草甸草原、典型草原面积的大幅减少和荒漠草原、农田和沙漠化土地面积的大幅增加及城镇的扩张。其中面积增加最大的是荒漠草原,增加了2328 km²;相当于1987年荒漠草原面积的56 %。农田和城镇面积逐年增大,分别从1987年的114.3 km²和25.2 km²增加到2000年的332.1 km²和43.6 km²。面积减少最多的是羊草＋丛生禾草、羊草＋杂类草等优良高产温带典型草原类型,共减少2040 km²。草甸草原面积亦呈逐年减少的趋势,从1987年的1103 km²减少到2000年375 km²,面积减少了65.9 %。农田、沙化地及城镇等非草原土地利用类型面积增加了62.5 %。     

Land Cover Status in the Koshi River Basin,Central Himalayas

The Koshi River Basin is in the middle of the Himalayas, a tributary of the Ganges River and a very important cross-border watershed. Across the basin there are large changes in altitude, habitat complexity, ecosystem integrity, land cover diversity and regional difference and this area is sensitive to global climate change. Based on Landsat TM images, vegetation mapping, field investigations and 3S technology, we compiled high-precision land cover data for the Koshi River Basin and analyzed current land cover characteristics. We found that from source to downstream, land cover in the Koshi River Basin in 2010 was composed of water body (glacier), bare land, sparse vegetation, grassland, wetland, shrubland, forest, cropland, water body (river or lake) and built-up areas. Among them, grassland, forest, bare land and cropland are the main types, accounting for 25.83%, 21.19%, 19.31% and 15.09% of the basin’s area respectively. The composition and structure of the Koshi River Basin land cover types are different between southern and northern slopes. The north slope is dominated by grassland, bare land and glacier; forest, bare land and glacier are mainly found on northern slopes. Northern slopes contain nearly seven times more grassland than southern slopes; while 97.13% of forest is located on southern slopes. Grassland area on northern slope is 6.67 times than on southern slope. The vertical distribution of major land cover types has obvious zonal characteristics. Land cover types from low to high altitudes are cropland, forest, Shrubland and mixed cropland, grassland, sparse vegetation, bare land and water bodies. These results provide a scientific basis for the study of land use and cover change in a critical region and will inform ecosystem protection, sustainability and management in this and other alpine transboundary basins.     

基于遥感技术和GIS的小流域土地利用/覆被变化分析

根据贵州省平坝县克酬流域1973年MSS影像数据,1989、1995、2000年Landsat TM影像数据,利用RS和GIS信息获取技术、空间分析技术和数理统计方法,分析了该流域土地利用的数量变化和空间变化特征,明确了土地利用变化的主要类型和方向,并探讨了土地利用变化和地形因子的关系。结果显示,该流域土地利用以农田和灌草用地为主,1973~2000年林地和灌草地减少,农田、水域、村镇、交通用地增加,林地转化为灌草、灌草转化为农田及农田转化为村镇居民点和公路用地是研究区主要土地利用变化类型。研究区土地利用空间分布与海拔高程、坡度等地形因子有密切关系。1973~2000年农田、林地和灌草分布的海拔高程和坡度均呈增加趋势,这和上述土地利用类型间的转化规律相一致。     

1992-2015年中亚五国土地覆盖与蒸散发变化

1991年苏联解体,中亚五国独立使得土地覆盖与蒸散发格局发生深刻变化。以中亚五国为研究区,采用欧空局气候变化项目（CCI）土地覆盖和全球陆地数据同化系统（GLDAS）蒸散发数据,分析1992-2015年土地覆盖与蒸散发时空变化特征,进一步研究耕地蒸散耗水特征。结果表明：① 中亚五国土地覆盖变化具有阶段性特征,耕地扩张引起土地覆盖格局变化。1992-2003年耕地快速增加（1.1万km ²/a）,林地和草地大幅减少。2003-2015年耕地增速趋缓（0.3万km ²/a）,林地和草地有一定恢复,裸地和水体持续减少,城镇用地持续增长。耕地共增加12.3万km ²,林地和草地分别减少4.0万km ²和2.3万km ²,且集中于哈萨克斯坦中北部。裸地减少3.5万km ²,集中于哈萨克斯坦西南部,水体减少3.1万km ²,集中在咸海湖泊。乌兹别克斯坦耕地减少、裸地增加,吉尔吉斯斯坦、塔吉克斯坦和土库曼斯坦土地覆盖变化幅度较小;② 中亚五国蒸散发变化与土地覆盖格局基本一致。蒸散发总体呈增加态势（6 mm/a）,1992-2003年快速增加（11.3 mm/a）,2003-2015年缓慢上升（2.4 mm/a）。中亚五国年蒸散发达到276.8 mm,东南部的吉尔吉斯斯坦（347.3 mm）和塔吉克斯坦（302.9 mm）最高,中北部的哈萨克斯坦（297.9 mm）次之,西南部的乌兹别克斯坦（211.0 mm）和土库曼斯坦（150.0 mm）最低;③ 中亚五国蒸散耗水结构受耕地面积大小的影响。中亚五国耕地蒸散耗水的贡献由24.7%增至27.9%,土库曼斯坦耕地蒸散耗水仅占本国的11%,其他国家均超过25%。草地、林地和裸地的蒸散耗水贡献降低,但哈萨克斯坦、吉尔吉斯斯坦和塔吉克斯坦仍以草地和林地蒸散耗水为主（≥ 50%）,土库曼斯坦（61.3%）和乌兹别克斯坦（46.4%）的裸地蒸散耗水占绝对优势。本文明确了中亚五国土地覆盖连续动态变化过程,细化各国土地覆盖与蒸散发特征及差异,增强对土地覆盖与蒸散发现状的认识,可为水土资源管理和生态环境保护提供数据参考。     

1974-2011年白洋淀土地覆盖时空变化特征

在野外调查的基础上,运用遥感和地理信息系统技术对1974年、1979年、1984年、1987年、1989年、1991年、1996年、2001年、2006年和2011年10期遥感影像进行解译和分析,揭示了白洋淀近37年土地覆盖动态变化。结果表明:近37年白洋淀土地覆盖类型变化极为复杂,主要表现为水体、芦苇地、耕地3种土地覆盖类型相互转化。1974-2011年,水体面积从58.01 km2上升到80.07 km2,芦苇地面积从104.94 km2下降到72.95 km2,水生植被从14.02 km2下降到4.27 km2。1974-2011年,耕地、水体、芦苇地、居民点转化为其它类型的比例相对较小,分别为39.25%、34.46%、53.74%和18.15%。水体面积增加主要分布在地势较低的东部和北部地区,水体面积减少主要分布在地势较高的西南地区。水位变化、入淀径流量变化、淀区气候变化、人类活动及管理政策是白洋淀土地覆盖变化的驱动因子。研究揭示了白洋淀土地覆盖与人类活动的相互作用关系,对白洋淀土地管理和生态系统服务可持续供给具有重要意义。     

准格尔丘陵区小流域土地覆盖变化的模型测算及空间位置转换

基于3个时相的土地覆盖类型图,在GIS的支持下,利用空间模型、数量模型和土地覆盖变化强度指数对内蒙古准格尔丘陵区五分地沟小流域土地覆盖变化进行数量测算,同时以耕地为例进行土地利用类型空间位置变化案例分析。模型测算结果表明：灌木林地、水域、居民点、草地是研究区域转出为其它土地覆盖类型的“敏感”类型；变化强度结果显示,1979-1987年内,草地、沟壑地是变化强度最大的土地覆盖类型；1987-2002年时段内,变化强度较小,反映出人类对于研究区干扰活动的减弱。耕地空间位置转换分析显示,耕地新增面积很大,并呈均匀、离散分布。     

内蒙古达拉特旗高头窑镇土地利用变化及其对土地沙化的影响

以达拉特旗西南部的高头窑镇为研究区域,以达拉特旗1987、1995、2000和2003年四期遥感影像为信息源,在3S技术支持下,对遥感影像进行解译,获得1987-2003年来四个时期的沙漠化动态变化数据,分析了高头窑镇20世纪80年代中期到21世纪初的沙漠化变化情况。结果表明:该地区近20年来,沙漠化土地处于发展-发展-逆转的过程中。研究区是典型的荒漠草原区,草原在各土地利用类型中始终占有绝对优势,农田、林地和高盖度草原的面积变化较大,各种土地利用类型之间的转化主要表现为各种沙丘类型之间的转化、各种草原类型之间的转化和草原与固定沙丘之间的转化。1987-2000年期间,草原和林地的退化是导致沙漠化严重发展的主要原因。2000-2003年间,土地类型之间的转化表现为固定沙丘、半固定沙丘和林地向草原的转化,这种转化有利于沙漠化的逆转。可见,在高头窑地区,草原的退化是导致沙漠化的主要原因,因此,在沙漠化的治理方面,应该合理利用草原,防止过度放牧,大力倡导退林还草。     

2000—2010年亚欧大陆中低纬度海岸带土地利用/覆盖变化及驱动力分析

土地利用/覆盖变化是全球变化研究的重要问题,而海岸带则是该领域研究的热点区域。以三套土地利用/覆盖数据（MCD12Q1、CCI-LC和GlobeLand30）为基础,采用基于一致性分析和模糊集合理论的数据融合方法,获取2000年和2010年亚欧大陆中低纬度海岸带土地利用/覆盖分类信息,进而分析土地利用/覆盖变化特征及驱动因素。结果表明：十年间亚欧大陆中低纬度海岸带土地利用/覆盖变化方式主要以耕地萎缩和林地扩张为主,其次是湿地扩张,再次是草地和裸地萎缩,最后是灌木地和人造地表扩张;土地利用/覆盖类型之间的相互转换面积较小,仅占研究区总面积的4.22%,其中分布面积占优势的变化类型为耕地–林地–草地相互转换、灌木地–裸地相互转换、林地转为湿地以及林地转为灌木地等。地形因素、气候分异等自然驱动力深刻影响着土地利用/覆盖变化的宏观格局,而人口压力增大、经济高速发展、政策的颁布与实施等人文驱动力则是推动十年间亚欧大陆中低纬度海岸带土地利用/覆盖变化的主要原因。     

巴西土地利用/覆盖变化时空格局及驱动因素

土地利用/覆盖变化(LUCC)是全球变化研究的热点问题之一。本文采用人机交互方法基于2005 年基准年的Landsat TM/ETM遥感影像修正欧空局GlobalCover 2005 年土地利用数据,进而采用逆时相目视解译法从1980年基准年的Landsat MSS/TM遥感影像数据提取1980-2005 年土地利用/覆盖变化信息,分析其变化的时空格局及驱动因素。结果表明:1980-2005年的25年间,巴西土地利用/覆盖变化面积达79.43万km²,占土地总面积的9.33%。其中,单纯耕地像元面积增加了20.18 万km²;耕地/自然植被镶嵌混合像元区面积增加了10.70 万km²;林地面积减少了53.12 万km²;灌丛与草地净增加21.10 万km²;水体面积增加0.46 万km²;城乡建设用地面积增加7573.87 km²。由此导致热带和亚热带湿润阔叶林生态地理区、热带和亚热带干旱阔叶林生态地理区、热带及亚热带草原生态地理区、草原和沼泽湿地生态地理区、沙漠和旱生植物生态地理区以及红树林生态地理区内分别呈现不同的土地利用/覆盖变化特征。近25 年间,地形地貌、气候、植被等自然地理条件深刻影响着土地利用的宏观格局,而土地利用政策调控、经济及对外贸易发展、人口增加及空间迁移、道路修建等是导致巴西土地利用变化的主要原因。     

退化羊草草原在浅耕翻处理后植物多样性动态研究

利用多年样方资料的统计分析,对退化草原群落浅耕翻处理后恢复过程中的生物多样性变化规律及引起这些变化的主要植物种群进行研究,结果表明：退化羊草草原在浅耕翻恢复过程中其多度分布特征表现为个别种个体的快速富集（建群种）和少数种随演替进程的富集（优势种）,多度很少的种类（偶见种和伴生种）增加的过程,以上特征与恢复过程中羊草的增加密不可分。退化羊草草原在浅耕翻恢复过程中出现多样性指数的3个高峰期,但多样性指数总变化趋势为开口向上的抛物线状。物种多样性可作为丰富度与均匀度的一个综合反映,在退化草地改良恢复过程中均匀度起着更主导的作用。均匀性指数的整体趋势与多样性指数相似。群落主要植物种群与多样性指数存在着显著的相关关系,其中羊草、冷蒿、冰草、针茅、糙隐子草、变蒿、星毛萎陵菜的密度和生物量与多样性指数具有显著或极显著的线性回归关系。黄蒿的生物量、双齿葱的密度与多样性指数呈显著的线性关系。     

Determination of land salinization causes via land cover and hydrological process change detection in a typical part of Songnen Plain

Causes of land salinization were determined via land cover and hydrological process change detection in a typical part of Songnen Plain. The area of saline land increased from 4627 km² in 1980 to 5416 km² in 2000, and then decreased to 5198 km² in 2015. The transformation between saline land and other land covers happened mainly before 2000, and saline land had transformation relationship mainly with cropland, grassland, and water body. From 1979 to 2007, groundwater depth fluctuated to increase and was mainly deeper than 3.3 m. Spatially, the area of the region where groundwater depth was deeper than 3.3 m increased from 46.7% in 1980 to 84% in 2000, while the area of the region almost occupied the whole region after 2000. Precipitation and evaporation changed little, while runoff decreased substantially. Shallow groundwater, change of cropland, grassland, and water body induced from human activities and decrease of runoff and increase of irrigation and water transfer from outer basin were the main reasons for land salinization before 2000. After 2000, groundwater with relatively great depth could not exert great influence on land salinization. Protection of grassland and wetland prevented the increase of the area of saline land.     

Explicating the mechanisms of land cover change in the New Eurasian Continental Bridge Economic Corridor region in the 21st century

Land cover change has presented clear spatial differences in the New Eurasian Continental Bridge Economic Corridor (NECBEC) region in the 21st century.A spatiotemporal dynamic probability model and a driving force analysis model of land cover change were developed to analyze explicitly the dynamics and driving forces of land cover change in the NECBEC region.The results show that the areas of grassland,cropland and built-up land increased by 114.57 million ha,8.41 million ha and 3.96 million ha,and the areas of woodland,other land,and water bodies and wetlands decreased by 74.09 million ha,6.26 million ha,and 46.59 million ha in the NECBEC region between 2001 and 2017,respectively.Woodland and other land were mainly transformed to grassland,and grassland was mainly transformed to woodland and cropland.Built-up land had the largest annual rate of increase and 50％ of this originated from cropland.Moreover,since the Belt and Road Initiative (BRI) commenced in 2013,there has been a greater change in the dynamics of land cover change,and the gaps in the socio-economic development level have gradually decreased.The index of so-cio-economic development was the highest in western Europe,and the lowest in northern Central Asia.The impacts of socio-economic development on cropland and built-up land were greater than those for other land cover types.In general,in the context of rapid so-cio-economic development,the rate of land cover change in the NECBEC has clearly shown an accelerating trend since 2001,especially after the launch of the BRI in 2013.     

准格尔丘陵沟壑区五分地沟流域土地覆盖分析(英文)

以准格尔丘陵沟壑区五分地沟流域为研究区,应用彩红外航片和IKONOS卫星影像,绘制了1987、2002年土地覆盖/植被类型图,并数字化基于地面土地利用调查绘制的1979年土地利用图.利用景观格局指数,评价了研究区土地覆盖/植被空间格局现状及土地覆盖类型动态变化;并以ETM 数据为信息源,绘制了2002年土地覆盖/植被类型图.研究表明:2002年研究区土地覆盖/植被呈现出一个耕地、草地、人工乔木林和人工灌木林以及种植稀疏灌木的草地高度镶嵌的景观格局特征;20年内土地覆盖类型发生了显著的变化,景观异质性增强.基于研究区景观的高度破碎化,绘制小流域精细尺度土地覆盖图,高空间分辨率遥感数据十分必要.     

准格尔丘陵沟壑区五分地沟流域土地覆盖分析

以准格尔丘陵沟壑区五分地沟流域为研究区,应用彩红外航片和IKONOS卫星影像,绘制了1987、2002年土地覆盖/植被类型图,并数字化基于地面土地利用调查绘制的1979年土地利用图.利用景观格局指数,评价了研究区土地覆盖/植被空间格局现状及土地覆盖类型动态变化;并以ETM 数据为信息源,绘制了2002年土地覆盖/植被类型图.研究表明:2002年研究区土地覆盖/植被呈现出一个耕地、草地、人工乔木林和人工灌木林以及种植稀疏灌木的草地高度镶嵌的景观格局特征;20年内土地覆盖类型发生了显著的变化,景观异质性增强.基于研究区景观的高度破碎化,绘制小流域精细尺度土地覆盖图,高空间分辨率遥感数据十分必要.     

皇甫川流域土地利用变化与生态安全评价

基于"3S"技术揭示了皇甫川流域近十多年来的土地利用变化状况,并进一步在像元水平上对流域生态安全进行了综合评价,最后重点分析了流域土地利用变化与生态安全的关系。结果表明：① 近十几年来,皇甫川流域土地利用变化剧烈,土地利用格局持续承受着来自当地快速城市化进程及社会经济发展和生态环境保护及建设两方面相互矛盾的巨大压力;② 1987年到2000年,流域生态安全状况有所好转,但整体好转的状况难掩局部地区生态环境在大规模治理和恢复的背景下发生的恶化;③ 流域内林地、耕地、灌丛、水体、城镇用地和草地从面积上看,基本上均处于生态安全的预警状态,而裸砒砂岩和沙地的绝对大部分属于中警状态或重警 (巨警) 状态;④ 6种不同土地利用类型的安全指数大小顺序基本保持为灌丛 > 林地 > 草地 > 耕地 > 沙地 > 裸砒砂岩,表明林、灌措施是流域生态恢复和重建的首选和重要组成部分,而沙地尤其是分布面积较广的裸砒砂岩则是流域生态环境综合治理的难题和关键。最后,提出了通过优化流域土地利用格局来确保生态安全的初步设想。     

基于土地覆被和水文过程变化的松嫩平原典型区域土地盐渍化成因分析（英文）

Causes of land salinization were determined via land cover and hydrological process change detection in a typical part of Songnen Plain.The area of saline land increased from4627 km2 in 1980 to 5416 km2 in 2000,and then decreased to 5198 km~2 in 2015.The transformation between saline land and other land covers happened mainly before 2000,and saline land had transformation relationship mainly with cropland,grassland,and water body.From 1979 to 2007,groundwater depth fluctuated to increase and was mainly deeper than3.3 m.Spatially,the area of the region where groundwater depth was deeper than 3.3 m increased from 46.7%in 1980 to 84%in 2000,while the area of the region almost occupied the whole region after 2000.Precipitation and evaporation changed little,while runoff decreased substantially.Shallow groundwater,change of cropland,grassland,and water body induced from human activities and decrease of runoff and increase of irrigation and water transfer from outer basin were the main reasons for land salinization before 2000.After 2000,groundwater with relatively great depth could not exert great influence on land salinization.Protection of grassland and wetland prevented the increase of the area of saline land.     

Intra-annual variability of satellite observed surface albedo associated with typical land cover types in China

Surface albedo is a primary causative variable associated with the process of surface energy exchange. Numerous studies have examined diurnal variation of surface albedo at a regional scale; however, few studies have analyzed the intra-annual variations of surface albedo in concurrence with different land cover types. In this study, we amalgamated surface albedo product data (MCD43) from 2001 to 2008, land-use data (in 2000 and 2008) and land cover data (in 2000); quantitative analyses of surface albedo variation pertaining to diverse land cover types and the effect of the presence/absence of ground snow were undertaken. Results indicate that intra-annual surface albedo values exhibit flat Gaussian or triangular distributions depending upon land cover types. During snow-free periods, satellite observed surface albedo associated with the non-growing season was lower than that associated with the growing season. Satellite observed surface albedo during the presence of ground snow period was 2-4 times higher than that observed during snow-free periods. Surface albedo reference values in typical land cover types have been calculated; notably, grassland, cropland and built-up land were associated with higher surface albedo reference values than barren while ground snow was present. Irrespective of land cover types, the lowest surface albedo reference values were associated with forested areas. Proposed reference values may prove extremely useful in diverse research areas, including ecological modeling, land surface process modeling and radiation energy balance applications.     

退耕还林还草工程对中国北方农牧交错区土地利用/覆被变化的影响——以科尔沁左翼后旗为例

以北方农牧交错区-科尔沁左翼后旗为例,利用卫星遥感技术获取1980~2010年土地利用/覆被信息,通过统计模型重建土地利用/覆被及景观格局变化过程,综合评价二者动态及退耕还林还草等生态恢复工程的影响。研究区土地整体处于准平衡态势,各地类双向转换较频繁;耕地与草地的变化对区域土地利用/覆被及景观格局变化起支配作用;退耕还林还草等生态恢复工程逆转了天然植被(包括草地与林地)整体减少及耕地与未利用地增加的局面,使各景观破碎化程度有所缓解,这可能有利于生态环境的改善。     

基于遥感和GIS的松嫩沙地土地利用/土地覆被时空格局研究

利用1986年和2000年2期TM影像资料,建立相应的空间图形库系统,定量分析了松嫩沙地典型区近15a来土地利用数量变化,从土地利用斑块特征、斑块空间邻接关系变化和主导变化类型角度对土地利用/覆被格局进行了清晰的空间描述。结果表明,研究时段内该区土地利用量变和质变活跃。耕地面状成片、条带状延伸和斑块状空间扩展,从整体上呈现集中化特征。较大面积的草地和林地被分割、破碎化,小块盐碱化草地空间聚集与扩张。耕地与草地、草地与盐碱地空间相邻度变大,草地开垦强度增大、土地盐碱化日益严重。空间变化上表现为耕地、林地、草地和未利用地之间相互转化,以草地、林地-旱地,草地-未利用地,未利用地-旱地、水田及旱地-水田最为显著。