祁连山区森林景观格局对水文生态效应的影响

在地理信息系统ArcGIS环境下,结合1987-2001年的水文资料,用Spatial Analyst、Hydrologic Modeling等扩展模块,对祁连山中段北坡大野口河流域和海潮坝河流域的景观格局与水文特征进行比较分析,结果表明:大野口河流域的景观组分以低海拔的草地和乔木林占优势,草地所占面积最大,整个景观较为破碎;海潮坝河流域的景观组分以高海拔的裸地和灌丛占优势,裸地所占面积最大,景观破碎化程度相对较低。大野口河流域的蒸散发占降水量的61%,流域径流系数为0.39;而海潮坝河流域的蒸散发占降水量的41%,流域径流系数为0.59。研究表明,导致两流域生态水文效应相差较大的主要原因是两流域不同的景观格局。     

1985-2014年漓江流域景观格局动态变化研究

文章以漓江流域为研究对象,应用1985年、2000年和2014年3期遥感影像,提取土地利用数据,采用土地利用动态度、土地利用转移矩阵等方法,分析1985-2014年漓江流域土地利用的演变趋势;结合Fragstats4.2景观分析工具,识别了该流域景观格局的动态变化。结果表明:1985-2014年,漓江流域土地利用整体变化幅度不大,主要表现为林地、耕地和草地面积减小,湿地、居民及城乡建设用地和未利用土地面积增加,且变化集中发生在2000-2014年。同时景观水平上破碎化和复杂化程度加剧,聚集程度和斑块连续程度有待提高;类型水平上林地景观破碎化层度增加,耕地和草地斑块面积增加,湿地和居民及城乡建设用地的聚集度较高,分布集中。     

基于RS和GIS的黑河流域景观格局变化研究

以黑河流域为研究区域,选择2000、2005、2010年的Landsat TM/ETM+影像、ASTER GDEM为数据基础,结合遥感技术、地理信息系统、数理统计和景观生态学方法,对黑河流域生态景观格局特征及十年变化进行分析。从生态景观格局变化来看,2000-2010年黑河流域生态系统景观格局空间分布得到整合,景观破碎化程度降低、景观格局走向完整,景观形状简单且变化较小。三个研究时期内,黑河流域上中游多林地、草地,下游多农田和城镇;流域大部分生态景观类型在斑块数、面积及空间格局上都发生了不同程度的变化,但林地始终是其景观基质,属于绝对优势景观;湿地景观类型在研究期的前五年整合强度较大;农田是唯一一个面积减少的景观类型,也是面积变化最大的景观类型,在这十年间农田转化为了林地、城镇、湿地和裸地,且对林地贡献率最高、城镇次之;城镇景观格局逐步趋于完整。     

伊通河流域土地利用变化及其生态响应

通过遥感影像解译获取伊通河流域1986、1996、2005和2017年土地利用数据,采用土地利用动态模型、土地利用度和生态系统服务价值等方法,研究伊通河流域土地利用变化特征及其生态响应。研究结果表明,耕地、城镇建筑用地和林地是伊通河流域主要的土地利用类型,1986—2017年间,研究区土地利用综合动态度降低,土地利用度上升,土地利用结构趋于稳定。在31年间,生态系统服务价值整体下降33.97%,林地、草地、湿地和水域面积的减小导致生态系统服务价值显著降低。     

基于气候变化和人类活动影响的土地利用分析——以新疆阿克苏河流域绿洲为例

以1990、 2000、 2010年3期Landsat TM影像为土地利用基础数据, 结合1990年以来的社会经济资料和反映气候变化的气温、 降水数据, 对1990年以来阿克苏河流域绿洲土地利用变化进行了分析. 结果表明: 1990-2010年期间, 耕地、 建设用地以单向转入为主, 耕地对绿洲"扩张"贡献最大, 前期(1990-2000年)的贡献率为129.1%, 后期(2001-2010年)的贡献率提高到142.5%; 草地、 水域以单向转出为主, 草地对绿洲"萎缩"贡献最大, 前期的贡献率是-39.8%, 后期是-34.8%; 其次是水域, 前期对绿洲的贡献率是-1%, 后期是-9.3%; 河漫滩、 林地、 湿地在前期对绿洲的"扩张"贡献率分别是7.5%、 0.3%和5.1%, 后期对绿洲的"萎缩"贡献率分别是-2.4%、 -0.02%和-0.4%. 近20 a来流域绿洲规模整体上持续扩张. 通过分析绿洲土地利用驱动力系统可以看出, 绿洲土地利用类型变化主要受人类活动影响, 气候变化起基础性作用.     

扎龙湿地土地利用类型评价研究

扎龙湿地属于典型的芦苇沼泽湿地,由于扎龙湿地水环境的变化,扎龙湿地土地利用类型的变化为:耕地、居民地、盐碱地总体上略呈增加趋势,草地呈减少趋势,湖泊和水库、明水沼泽、芦苇沼泽等湿地面积变化与来水量的丰枯变化相关,明水沼泽和芦苇沼泽的变化趋势呈反相关.土地利用类型对湿地面积的影响程度最大的是居民地面积,其次是耕地、盐碱地、草地面积的变化.     

新疆博斯腾流域湿地遥感监测及时空变化过程

博斯腾流域是新疆最大的湖泊湿地分布区。湿地作为干旱区的一种特殊景观类型,在流域生态环境和水循环中发挥了重要的作用,其产生和消失、扩大和萎缩对区域生态环境将产生重要的影响。以Landsat系列数据为主要数据源,完成了博斯腾流域的3期遥感制图(1990、2000、2010年),分析了博斯腾流域湿地分布现状,探讨了区域湿地的时空变化过程和动态变化特征。结果表明:新疆博斯腾流域的湿地面积总体上一直在萎缩,1990-2010年总面积减少了16.24%;但是减少趋势相对变缓,且不同类型的湿地变化过程有所不同。其中:1990-2000年河流湿地和湖泊湿地表现为增加趋势,芦苇沼泽湿地表现为减少趋势;2000-2010年河流湿地、芦苇沼泽和湖泊湿地面积都表现为萎缩。在变化动态特征上,流域河流、湖泊湿地最近20a呈现倒"V"型波动,而芦苇沼泽湿地则持续下降。通过湿地变化与区域生态环境因子耦合分析表明,在近期内人类活动是造成区域湿地萎缩的主要因素。     

基于逻辑回归模型的四平市景观格局演变及其驱动力分析

为研究近30 a来四平市景观格局的演变并分析其主要驱动力。笔者选取1990、2000、2010和2018年Landsat TM/ETM遥感解译数据,从类型和景观水平方面分析四平市近30 a来的景观格局指数和景观类型转移、演变趋势,采用Logistic回归模型揭示四平市景观格局演变的主要驱动力。结果表明:①四平市景观格局中耕地所占面积最大,为主要优势基质景观类型,对维持区域生态系统稳定起决定性作用,其次分别为林地景观、水域景观、城镇景观和草地景观;②近30 a来四平市景观破碎化程度增加,景观形状整体上趋于简单化,景观连接性和多样性增加,但景观均匀度下降;③1990—2018年林地向耕地和草地转化,草地主要转移为林地、耕地和未利用地,土地整体呈现逐年退化的趋势;④近30 a来四平市景观格局演变受自然因子(坡度、高程、距河流距离和距道路距离)和人为因子(人口和GDP)综合的作用。     

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。      

挠力河流域湿地和耕地变化对径流深的影响研究

运用线性、对数、指数和三次函数关系拟合挠力河流域1956～2000年湿地面积、耕地面积以及面降水量对径流深的影响,得出:①三次函数拟合的相关性最好;②湿地面积减少和耕地面积增加与径流深的相关性小于面降水量与径流深的相关性.通过分析湿地面积减少和耕地面积增大对径流递减贡献机理,认为湿地面积减少,降低了湿地冷湿效应,增加了陆面蒸发的潜力;湿地转变成耕地,改变了土壤对降水的再分配过程;耕地面积的扩大增大了土壤蒸发潜力;旱地改成水稻田增大了地表水的利用率和地下水的利用量,这些是流域地表径流深减小的原因.研究结论显示湿地面积的减少和耕地面积的增加对流域径流深的递减有较为明显的贡献;径流深的减小是流域呈干旱趋势的指征.     

Study on Ecological Environment and Sustainable Land Use Based on Satellite Remote Sensing

GIS and RS techniques have been applied to interpret satellite data in 1992, 2000 and 2010. Further, the ecological environment factors of these three periods and the data for various types of land use have been obtained. LUDI in the Amur River Basin from 1992 to 2010 has been quantitatively analyzed by using the land use dynamic (LUDI) model and of land use transfer matrix model. The results indicated that from 1992 to 2010 the LUDI of land desertification is greatest, and is the most dramatic change. The comprehensive land use dynamic in the study area is 15.25, hence the land type is characterized by rapid change. In addition the area of woodland and farmland continues to increase, which has been mainly transformed from the mixture of forestland and grassland, marsh and wetland, this is an outcome of the production of shelter-forest plantation in North China, Northeast China and Northwest China. In the ten years period of the study, the area of desertified land has increased, changing mainly from a mixture of woodland and grassland. This study can rovide data for eco-geological environment management.     

黑河上游土地利用动态变化及影响因素的定量分析

由于特殊的自然地理属性和人类活动方式, 西北干旱区黑河上游的土地利用方式有别于中下游地区, 土地利用格局演变过程对全流域水资源和生态环境的影响巨大.以黑河上游为研究对象, 以1987年, 1999年和2010年的遥感影像为基础数据, 运用转移矩阵法和主成分分析等方法定量分析了林地、 草地、 耕地3种主要土地利用类型的动态变化过程, 揭示了其变化的动力机制.结果表明: 1)黑河上游土地利用变化阶段明显, 林地、 草地和耕地3种土地利用类型在1987-1999年和1999-2010年两个阶段转化显著, 林地持续减少, 草地先减少后增加, 耕地持续增加; 2)单一土地类型分布格局差异大, 林地呈东多西少, 北多南少的分布格局; 草地呈东多西少, 南多北少格局; 耕地集中分布于河谷和城镇居民点周围及山前地带; 3)人为因素是影响黑河上游土地利用动态变化的关键因素.     

黑河流域土地利用变化的影响因素--以张掖地区为例

在内陆干旱地区, 土地利用结构的合理与否对区域生态环境和经济建设具有直接制约作用. 对张掖地区主要土地利用类型耕地、林地、草地、荒漠化土地变化影响因素关系进行了分析研究. 结果显示: 自然因素是制约土地利用水平和结构的最基本的因素, 人为因素对现代土地利用变化的驱动作用则更为显著. 耕地面积的增加主要与水资源开发利用率的提高有直接的关系, 人口增长对耕地面积增加有间接促进作用. 从建国初期到现今本区人口增加了2.29倍, 而耕地面积也从9.7×104 hm2增加到了18.6×104 hm2. 耕地面积减少则主要与人为不合理利用引起的土地荒漠化有关. 在林地的变化中, 自然条件限制着森林的发展, 人为因素对林地变化的驱动作用大于自然因素的影响; 草地面积减少主要是人为超载放牧和破坏以及人类过度开垦农田的结果, 20世纪90年代后期比80年代初期草地面积减少了62.4%. 同时, 荒漠化土地面积也在不断的增长. 在土地生态规律的基础上, 进行科学管理, 人为力量将成为优化干旱地区土地利用结构和提高生产力的重要驱动力.     

1990—2018年长沙市土地利用变化对生态系统服务价值的影响

评估生态系统服务价值(Ecosystem Service Values,ESV)有利于衡量生态系统服务供给潜力和生态效益的大小,对城市生态规划与土地利用管控起到重要的支撑作用。选择长沙市为研究区域,基于1990、2000、2010和2018年4期土地利用现状遥感监测数据集,利用ArcGIS软件和经本地化校正的当量因子法,分析1990—2018年间的土地利用变化特征,并探讨土地利用变化对ESV的影响。结果表明: ①1990—2018年长沙市土地利用变化轨迹以耕地→林地互相转化以及建设用地对耕地、林地的侵占为主; ②1990—2018年长沙市的ESV共减少53.17×10⁸ 元,降幅3.59%,除水域外各类ESV均呈下降趋势,林地和耕地服务价值减少最明显; ③在各单项服务功能中,水文调节的价值最大,其次是气候调节,两者之和占总价值的54%; ④“退耕还林”“退田还湖”“兴工强市”等政策引起的土地利用变化势必对ESV造成影响,城市快速扩张、土地开发会导致ESV不断下降。综合分析认为,在调整研究区土地利用结构、优化土地配置时应充分重视水域、林地等生态系统服务价值较高的土地利用类型,减缓ESV的下降趋势。     

基于地质建造探索承德市土地利用优化路径

土地潜力评价是土地利用优化的前提,对土地资源高效利用和生态保护具有重要意义。基于在土壤“地质大循环”过程中,地质建造会影响土壤保持量、质地结构、养分含量和水文条件等,并决定土地资源初始禀赋特征的规律,文章探索建立了以地质建造为基础的土地潜力评价和利用优化路径。将承德市划分为堆积建造（第四系沉积物）、碳酸盐岩类建造、碎屑岩类建造、花岗岩类建造、火山岩类建造、片麻岩建造等六种类型。在不同流域尺度上,开展基于地质建造的土地潜力评价和利用优化实践:全流域上,将承德市滦河流域划分为北部土地沙漠化草地保护修复区、中部水源涵养（中草药）发展区、南部特色林果产业发展和生态林保护区、河谷耕地农业用地发展区等七类保护和利用建议区;小流域上,针对柴白河小流域人工造林用地优化,提出花岗岩、流纹岩建造适宜造林区,砂砾岩建造一般适宜造林区,白云岩建造不适宜造林区;对小滦河小流域的土地沙化和草地退化保护修复用地进行优化,划分出耕地适宜区、湿地保护区、造林适宜区、优质牧草区、草场退化区、生态保护区等六类利用优化建议区。     

汾河上游土地利用变化及其水文响应研究

以河岔水文站以上的汾河流域为研究区,采用土地利用转移矩阵和SWAT模型模拟方法,就汾河上游土地利用变化对水文过程的影响进行研究. 流域从1995-2000年,以耕地向林地和草地转变为主;从2000-2010年,城市建设用地不断增加,主要是对耕地的占用. 结果显示,在相同气候背景、不同土地利用情景（1995、2000年2010年）下,流域1992-2000年多年平均产水量微弱增加（分别为85.69 mm、85.75 mm和85.82 mm）,主要因为耕地持续减少,草地和城市建设用地不断增加. 但是各年产水量的大小关系不完全一致,枯水年和平水年与丰水年存在差异,而土壤水分呈现一致的减少状况. 子流域水平上,降水条件同样影响水文过程对土地利用变化的响应程度. 以上结果表明,汾河流域在退耕还林还草政策等影响下,土地利用发生变化并且直接影响流域的水文过程,但是流域水文过程对土地利用变化的响应还受到降水的影响.     

Land-use change and its ecological responses: a pilot study of typical agro-pastoral region in the Heihe River,northwest China

Although rapid land-use change has taken place in many arid and semi-arid regions of northwestern China, relatively less attention has been paid to studying the characteristics of land use change, as well as the ecological responses of land use change in these regions, especially in fragile agro-pastoral regions. This paper analyzes the land use change and its ecological responses during 1985–2005 based on the landscape metrics change and transition matrix of land use types by the combined use of satellite remote sensing and geographical information systems in Shandan County, a typical agro-pastoral region in the middle and upper reaches of Heihe River, northwest China. The results indicate significant changes in land use have occurred and the landscape has become more continuous, clumped and more homogeneous within the examined area. Land use change was mainly characterized by remarkable expansion of barred land and water area, slight increase of cropland and urbanized land, and evident shrinkage of grassland and woodland. The study also demonstrates that the land cover suffered severe degeneration and the ecological environment tended to deteriorate over the study period, mainly as follows: grassland degradation, land desertification and ecosystem services decline.