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。     

基于时序归一化植被指数的撂荒地调查研究

撂荒地的调查研究对国家粮食安全战略、区域土地资源的合理利用和生态环境的改善有重要意义。本文基于Modis/Terra2000-2015年的NDVI影像,结合2000和2010年土地利用现状图,通过典型地物时间序列曲线的变化,分析了山东省自2000年起耕地范围内NDVI光谱曲线的变化,对耕地撂荒进行调查研究。结果表明:利用NDVI数据产品的光谱曲线组成时间序列,能够识别出耕地撂荒等演替变化,而且能够识别出开始撂荒的时间和撂荒持续的时间,具有可行性。     

黑河流域土地利用与覆被变化特征

在土地类型划分的基础上, 利用黑河流域1987年和2000年两期TM遥感数据, 从土地利用与覆被变化幅度、变化速率及动态度等角度, 定量分析了流域上、中、下游及全流域总体土地利用与覆被变化的特征并进行了对比.结果表明: 在变化幅度上, 全流域各类土地利用与覆被变化均十分强烈, 中游地区最为显著, 综合土地利用与覆被变化指数达到7.6%, 耕地、城镇建设用地、水域和草地等是全流域变化最为剧烈的利用类型; 在变化速度方面, 流域上游地区的耕地、城镇居民用地和沙漠化土地年平均递增速度最高, 中游地区明显小于上游和下游地区, 但沙漠化除外, 为全流域水平的4.7倍, 下游耕地、城镇用地、水域面积和其它难利用土地变化较快, 说明上、下游生态系统极不稳定, 变化剧烈. 对中游动态度的分析表明, 耕地、城镇居民用地和较难利用土地较稳定, 其它土地类型的利用与覆被动态变化都很活跃, 说明中游地区土地利用与覆被变化复杂而强烈, 具有变化的多向性和互动性, 从而为流域合理调整土地利用方式和环境改善提供了一定的科学依据.     

农牧交错带典型区农业与牧业用地互动关系研究

利用1989年和2000年的两期Landsat-TM数据和相关的统计资料以及气候数据，应用转移距阵和多元回归分析等研究方法，对地处典型农牧交错带地区的兴和县土地利用变化进行研究，结果表明：农田和草地是研究区域中最主要的土地利用类型，Landsat-TM卫星影像数据和统计数据比较一致地反映农田和草地面积的变化；农田和草地的相互转换率在各种用地相互转化中非常剧烈；农业与牧业用地的互动特征具有明显的区域差异；农业和牧业用地的互动特点是自然因素和社会经济因素同时影响的结果。     

珠江三角洲经济核心区土地利用遥感监测及其转化机理

根据珠江三角洲土地利用的实际情况,在借鉴国内外较为成熟的技术方法的基础上,利用Landsat卫星的TM和ETM 数据对珠江三角洲经济核心区域的土地利用进行了监督分类后的变化检测,探讨了该区域1998～2003年间的土地利用变化状况。另外,本研究以1998～2003年的土地利用变化为基础数据,着重探讨了各类土地利用转化的强度和趋势,同时分析其转化机理。结果表明,珠江三角洲经济核心区内城市逐步向外扩张,并侵占了其周边的农田用地,与此同时,为了保证农田总量的平衡,农田对其外围的林地逐步进行侵蚀,是林地总量减少的根本原因。本文通过对土地利用转化的机理研究,可以为政府土地管理部门进行农业结构调整、控制和规划提供重要的参考依据。     

基于聚落考古信息的中国北方农牧交错带东段历史耕地覆盖格网化重建*

中国北方农牧交错带是半农半牧、时农时牧的地带,此类区域因其独特自然环境和社会经济发展过程,准确地重建耕地覆盖难度较大。采用能够指示农业活动时空位置的考古遗址信息重建历史耕地覆盖,是提高此类区域耕地覆盖重建结果可靠性的有效途径之一。本研究选择位于中国北方农牧交错带带宽最大的东段作为研究区,使用聚落考古信息与历史文献重建了辽、金、元、明4个时期5'×5'的耕地覆盖变化。结论如下: (1)从辽代至明代,研究区耕地面积总量减少了98.0%,元明时期的耕地显著少于辽金时期,表明该区发生了从半农半牧到牧业的根本转变。(2)辽代耕地分布范围最大,金代耕地分布范围有所缩小,辽金时期均呈现“插花式”的分布格局,元代耕地分布范围急剧缩减,至明代仅有零星耕地分布。(3)研究区耕地覆盖变化受气候变化和人文因素的双重影响。辽金时期,气候相对温暖湿润,统治者重视农业发展; 元明时期,气候寒冷干燥,民族习惯以牧为主。基于聚落考古信息重建的历史时期耕地覆盖,不仅再现了该区域“插花式”的耕地分布格局,还刻画了该区由农转牧的土地利用变化过程。     

山西阳泉地区旅游地质资源遥感调查与成果分析

为查清山西省阳泉地区旅游地质资源分布状况,方便当地政府掌握区内旅游地质资源现状,为地质公园开发、保护与发展规划提供决策依据,山西省自然资源厅(原山西省国土资源厅)于2018年开展了“山西省阳泉地区旅游地质资源调查”项目,基于三维可视化遥感影像,采用目视解译方法,并结合已有地质资料和野外调查数据,获取了阳泉旅游地质资源分布信息。在阳泉中东部圈定了一条呈月牙形的旅游地质资源密集分布带,该分布带西起盂县藏山,向南东过平定玉皇洞,终至平定县娘子关,分布在碳酸盐岩区,集山地地貌景观、岩溶地貌景观和泉域地貌景观于一体,是我国北方地区规模较大、较为典型的碳酸盐岩地貌、岩溶地貌和泉域地貌出露区,在区域上连片分布,具有较高的开发潜力。建议在“藏山旅游区—岩溶地貌景区—娘子关旅游区”范围申请建立北方碳酸盐岩景观多成因类型地质公园。     

中国陆地生态系统总初级生产力VPM遥感模型估算

陆地生态系统总初级生产力(Gross Primary Productivity,简称GPP)时空格局及其变化动态的准确监测是区域碳收支研究的核心问题之一,遥感模型正在为区域碳通量监测提供更为实时、准确的模拟数据。基于中分辨率成像光谱仪(MODerate-resolution Imaging Spectroradiometer,简称MODIS)遥感数据和涡度相关碳通量观测数据发展而来的VPM模型经过10年的努力,目前已经在全球涵盖十类生态系统的21个站点上开展模型的校验与验证研究,为区域GPP的准确估算与监测奠定了方法基础。本研究构建了评估GPP区域格局的VPM模型区域模式,以空间分辨率500m、时间步长8天的MODIS卫星影像数据以及相同时空分辨率的温度与光合有效辐射数据为模型输入数据,模拟估算我国2006~2008年GPP及其空间分布格局。VPM模型模拟的中国陆地生态系统GPP年总量平均值为5.0Pg C/a,其中森林、草地、农田和灌丛生态系统分别占34%,17%,37%和12%。本研究模拟的全国GPP总量与多模型模拟的平均结果(5.40 Pg C/a)相当,但不同模型估算的各类生态系统GPP存在较大差异。本研究通过利用遥感数据对VPM模型中的关键参数(最大光能利用率)进行参数空间化,表达同一土地覆被类型内部光能利用率的空间异质性;应用目前我国准确性最为可靠的土地利用与植被数据提取土地覆被数据,首次将农业多熟种植作为单独的植被类型引入模型中,模型参数与输入数据的精度保障了模型模拟结果的可靠性。     

基于农业地质的福建光泽耕地质量评价及其利用建议

以福建光泽的耕地为研究对象,基于农业地质角度以及从土壤质量内涵出发,将农业地质调查成果中的土壤地球化学元素与土壤肥力作为评价指标,结合土地变更调查成果等相关数据,建立耕地质量综合评价的指标体系,将耕地土壤肥力、耕地利用条件以及土壤微量元素进行综合分析,探讨研究区基于农业地质的耕地质量评价指标体系及方法。结合对光泽耕地的实证分析,探讨不同耕地质量以及有益微量元素含量耕地适合的利用方向,进行合理的耕地利用分区应用研究,为该研究区域发展特色农业、耕地保护和利用提供借鉴意义。     

内蒙古西辽河平原植被指数时空变化及其影响因素研究

西辽河平原位于我国北方农牧交错带,属半干旱气候,发育科尔沁沙地,生态环境极其脆弱,开展植被指数时空变化及其影响因素研究,对于预测土地退化风险意义重大,可为该流域生态环境保护治理及水资源合理开发利用提供技术支撑。利用2000—2019年MODIS NDVI数据,采用一元线性回归趋势法和Mann-Kendall检验分析了近20年来该地区的植被生长变化趋势及突变情况。从影响植被生长的水热条件出发,分析了NDVI值与气象因素（降水、气温）、土壤湿度、地下水埋深等因子的相关关系;结合人类活动,分析了土地利用类型变化对NDVI值的影响。结果表明:（1）2000—2019年生长季NDVI值整体呈上升趋势,不存在显著突变点,最高值0.56,最低值0.41。（2）NDVI值在空间上呈现“东高西低”的分布特征,不同用地类型的NDVI值由大到小依次为耕地>林地>沼泽地>滩地>草地>盐碱地>沙地。（3）92.5%的区域植被呈增长趋势,7.5%的区域植被呈减少趋势。（4）NDVI值与降水、气温、土壤湿度呈正相关关系,相关系数分别为0.86,0.78,0.81,降水对植被影响最大。（5）最适宜天然植被生长的地下水埋深约为3 m,当地下水埋深大于10 m时,NDVI值会随着埋深的增加剧烈减小。（6）人类活动如土地开垦、植树造林是近20年来NDVI值呈增加趋势的主要原因之一,在一定程度上改善了当地生态环境。     

生态安全条件下亚洲沙区土地利用结构研究

基于数字地图与遥感影像资料，通过分析土地利用格局与沙尘传输关系，研究了生态安全条件下土地利用结构优化的模式、方法与技术。研究表明：①亚洲生态安全条件下的土地利用/覆盖宏观三圈格局为: 内圈以自然保护为主的沙漠地带；中圈以建设人工草地为主，辅以大面积自然恢复的草原地带；外圈以农、林、牧复合为主的交错地带。中国处在宏观三圈格局的中东部，北方沙区是影响东亚沙尘暴的重要源区。②中国半干旱沙区土地利用呈现微观三圈模式，基于RS数据，依据“大面积搞生态，小面积搞生产”的原则进行的土地利用结构优化，提出了外圈沙丘地恢复天然草地生态用地——中圈草原地带大面积搞生态—小面积搞牧业生产——内圈甸子地高效农业生产用地的生态—生产范式。③典型区科尔沁沙地土地利用结构优化的成套技术，可为类似地区政府土地利用决策与生态补偿机制提供支持。     

青海湖地区生态环境动态变化遥感监测

由于青海湖地区的生态环境较为脆弱，且人类活动进一步加剧，人口、资源与环境的矛盾日渐突出，因此，近年来．青海湖及其周边地区的生态环境出现了明显变化，主要表现在水位下降及水域面积减小、草原退化、沙质荒漠化土地面积扩大等。文章采用1975年MSS卫星图像及1987、2000年TM卫星图像作为遥感信息源，并结合地理信息系统方法，旨在查明青海满地区耕地、沙质荒漠化土地和水域等生态环境要素的时空演化规律，为青海湖地区实现资源开发与环境协调发展提供科学依据。监测结果表明，25a来，青海湖地区的耕地及沙质荒漠化土地面积出现明显的扩大，而水域面积出现明显缩小，同时由于湖周各河流土壤侵蚀的加剧，在部分河流入湖处泥沙淤积较为严重，生态环境出现明显恶化。     

2010—2018年中国北方沙质荒漠化变化分析

荒漠化目前已成为威胁全球生态环境的主要问题。我国北方地区风蚀作用强烈,是土地沙质荒漠化问题最为突出的地区。以沙漠、沙地分布较广的北方6省(区)为研究区,利用遥感技术获取2010—2018年研究区沙质荒漠化演化特征,并将气象、地质等因素进行综合分析,探讨毛乌素沙地、科尔沁沙地沙质荒漠化变化原因。遥感解译结果表明: 2018年北方地区沙质荒漠化土地共35.08万km²,其中重度沙质荒漠化面积11.92万km²,中度沙质荒漠化13.54万km²,轻度沙质荒漠化9.62万km²,主要分布于内蒙古自治区和新疆维吾尔自治区; 2010—2018年,北方地区沙质荒漠化土地面积减少0.73万km²,其中,新疆维吾尔自治区沙质荒漠化面积减少0.48万km²,内蒙古自治区减少0.19万km²,同时有2.78万km²沙质荒漠化土地程度减轻。以毛乌素沙地和科尔沁沙地为典型研究区,对比两沙地生态地质条件差异,总结了沙质荒漠化好转、加重的原因。研究认为,毛乌素沙地应降低人类活动干扰的影响,以自然恢复为主; 科尔沁沙地应加强地下水资源管理,优化植被结构,进一步推进退耕还林、退耕还草工作。研究成果为我国北方沙质荒漠化地区生态保护修复提供了科学参考。     

中国东北黑土地的荒漠化危机

中国东部在全新世气候时为草原或森林草原环境,并广泛发育了富含有机质和养分的黑土层,但这层黑土层之下,即为厚层的沙层,从而构成了上述地区潜在荒漠化的沙源.上述地质特点注定了东部的黑土地地区,并非宜农区,而应当为载畜量有限的牧业区.但是,历史时期,特别是清朝光绪年间以后及民国时期,东部的黑土地被大量放垦,草场退化和土地沙化加剧.建国后的“大跃进”及“文化大革命”时期,在错误理论指导下,东部的草原地区再次掀起了史无前例的垦荒种地,及至现在,很多地区仍在进行大面积的垦荒.长期的垦荒,已经使东北的黑土地在风力的吹扬下,被剥蚀殆尽,其下的厚层第四纪沙源活化,从而使东北黑土地地区成为中国目前荒漠化危害最为严重的地区.事实上,东北草原地区的自然条件良好,水分充沛,只要政府采取措施,当地的植被是比较容易恢复的,也是治理荒漠化最为经济和现实的地区,这是干旱的西北地区所不能比拟的.但是,倘若不及时采取措施的话,中国东北的黑土地地区将沦为第2个西北.     

毛乌素沙地沉积物粒度特征与土地沙漠化

为了研究毛乌素沙地沉积物的粒度特征与土地沙漠化的地质成因类型,通过系统研究沙地及相邻地区晚更新世以来在沙地内部、覆沙黄土区、黄土高原和河流谷地与湖泊等不同地质构造地貌条件下所形成的沉积物粒度特征,指出不同地质成因类型的沉积物是这些地区土地沙漠化的物质基础,区分不同类型的沉积物也是构成不同地质成因类型土地沙漠化分类的理论基础,探讨了不同地质作用对土地沙漠化的贡献及其对土地沙漠化防治方面的意义。研究表明,研究区的土地沙漠化是以各种类型的就地起沙为主要特征,地表径流的水力搬运是沙漠化物质搬运的重要途径。现代毛乌素沙地及其邻区的土地沙漠化是对地质历史时期形成的各种沉积物的进一步搬运、分选和再沉积过程,具有相对复杂的粒度特征。     

内蒙古中东部浅覆盖区荒漠化的驱动因素及其演化的地质依据

内蒙古中东部荒漠草原浅覆盖区因其特殊的地质地貌成为了地球科学、环境科学等研究的热点地区。在这个区域内,一方面针对水土资源和矿产资源的开发利用,从多角度、多维度对其覆盖层的揭露探索取得一定成效;另一方面又存在沙质荒漠化和生态环境退化等问题,其覆盖层结构、风沙来源,驱动因素和演化趋势等问题亟待解决。通过研究沙质荒漠化主要成因类型及其形成演变规律、成因机制和未来的发展趋势。以驱动因素-现今状态-影响趋势-地质解释为主线。分析认为：（1）、借助青藏高原隆升影响气候变化可能造就中国北方干旱气候的大背景,新构造运动为沙质荒漠化的孕育圈闭了沉积空间。同时,因构造抬升使得周围山体在外动力地质作用的推动下易于风化剥蚀沙质的沉积;（2）、气候干旱和水资源匮乏是沙质荒漠环境重要影响因素,河流的改道和变迁也是沙质荒漠化发生的动力条件。现代河流阶地和河漫滩上丰富的沙物质是现代沙质荒漠化和沙尘暴的沙源;（3）、空间上半干旱典型的气候带是多动力复合侵蚀的根本原因,时间上,季节性风沙和河流的更替使得复合侵蚀作用更为突出;（4）、人为活动对自然的改造速度是有目共睹的,不合理的人类活动是沙质荒漠化发生和发展的催化剂。在上述背景下,以地质成因的角度揭示沙质荒漠化形成与演化,为荒漠化的科学治理提供相应的地质依据。     

Evaluation of changes in ecological security in China’s Qinghai Lake Basin from 2000 to 2013 and the relationship to land use and climate change

Ecological security evaluation is an important way to identify the need for improvement in a watershed and to assess the degree of regional sustainable development. Using a driver–pressure–state–exposure–response model, a comprehensive system of ecological security indicators was developed, and it was demonstrated in a case study of the main ecological problems facing the Qinghai Lake Basin. Indicators of the status of the natural ecological environment, socioeconomic pressure, and the degree of environmental damage were chosen to develop the model, and comprehensively evaluated the basin’s ecological security in 2000, 2004, 2009, and 2013 to reveal changes in the ecological security in response to changing climate and land use. The overall ecological security of the basin improved from 2000 to 2013, with considerable restoration and reconstruction of the ecosystem. From 2000 to 2004, environmental deterioration increased slightly as a result of pollution caused by human activities, excess land reclamation for agriculture, land desertification, and grassland degeneration. However, the obvious effect of ecological protection policies, such as conversion of farmland into grassland and stall feeding of livestock instead of grazing, led to improvement of the ecological environment from 2004 to 2013. Ecological security in the basin increased with increasing precipitation during the study period.     

吉林省德惠—农安地区土地质量地球化学评估

土地质量的好坏直接影响到农牧业生产效益和人们的生活质量。土地资源数量、质量、生态管护协调管理是未来土地资源管理的方向,土地质量评估是土地资源优化配置和持续利用、社会经济持续发展的需要。吉林省正在开展的多目标区域地球化学调查为土地质量评估提供了丰富的地球化学数据。利用吉林省德惠—农安地区的1∶25万多目标区域地球化学调查数据,进行土地质量地球化学评估的试验研究。结果表明:研究区土地质量总体东部优于西部,黑土地质量最好,但已有7.97%的黑土已成为中等或差等土地,黑钙土有43%属于中低产田,黑土地退化严重;轻度沙化土地仍保持较好的土地质量,加强沙化治理与耕地保护,仍可发挥其生产潜力。依据土地质量因地制宜地利用土地,将促进区域生态农业的良性循环。     

区域土地生态安全演化研究——以杭州为例

在对土地生态安全及其相关概念进行界定的基础上,探讨了区域土地生态安全评价的方法。以浙江省杭州市为例,将土地资源生态安全作为评价目标层,从土地自然生态安全、土地经济生态安全、土地社会生态安全3个因素层着手,根据PSR概念模型选取了18项对区域土地生态安全有重要影响的指标,建立起符合区域特征的土地生态安全评价指标体系;应用层次分析法确定各指标的权重,采用相关数学方法计算出杭州市2000～2006年各评价指标的安全指数,结合综合评价法对杭州市2003～2009年间的土地资源生态安全状况予以综合评价。