黄河三角洲土地利用/覆盖变化的微地貌区域分异

黄河三角洲有岗阶地、河滩地、河成高地、平地、低洼地和滩涂地6种微地貌类型。1984~2001年间一直没有变化的土地利用/覆盖类型在各微地貌类型中所占的比例不同,未变化的土地利用/覆盖主要分布在平地。岗阶地土地利用/覆盖类型最为稳定,以耕地为主,但面积总体在减少;河滩地土地利用/覆盖类型多样,分布比较复杂,变化最大;河成高地、平地和低洼地发生变化的面积占2/3左右,耕地所占的比例均是最大的,其面积总体上不断减少;滩涂地的土地利用/覆盖类型以滩涂为主,随着人们对滩涂的开发利用,滩涂所占比例迅速减少。     

干旱区不同土地利用类型的时空分形特征研究——以塔里木河干流区域为例

以新疆塔里木河干流1990年、2000和2007年土地利用数据为例,应用分形理论来分析干旱区内陆河流域土地利用空间结构复杂性、稳定性以及动态变化性,通过建立距离河道不同的缓冲区范围来变化空间尺度,研究分形的空间尺度变化效应。结果表明,各种土地利用类型都具有空间分形特征,1990年土地利用分形维值由大到小的顺序是其它用地>牧草地>耕地>林地>居民及独立工矿用地>未利用地,2000年和2007年土地利用分形维值大小顺序为其它用地>牧草地>耕地>林地>未利用地>居民及独立工矿用地;通过空间结构稳定性指数分析得到天然植被(林地、牧草地等)的空间结构稳定性比较小。随着空间尺度的逐级扩大,各土地利用类型的分形特征依然存在,但分形维数减少,土地利用空间结构总体趋于简单状态下稳定。     

中国特大城市空间形态变化的时空特征

基于国家资源环境数据库动态土地利用数据, 借助GIS软件支持, 分别计算了1990年和2000年中国31个特大城市平面轮廓形状的分维、紧凑度和形状指数以及城市的用地扩展类型。结果表明, 从1990年到2000年, 中国31个特大城市空间形态的总体变化趋势是, 城市用地空间扩展类型以填充类型为主, 外延类型相对较少且主要发生在发展限制较小的平原地区。总体上, 分维呈减少趋势且南方城市大于北方城市, 形状指数有减少, 城市空间形状有紧凑化趋势。综观1990年和2000年中国31个城市的分维、紧凑度和形状指数的数据, 可以看出广州、南昌、济南、成都、北京和上海等城市形状变化比较大, 而兰州、太原和唐山等城市形状变化很小。若用地扩展为填充类型, 则分维减少, 紧凑性增加, 形状指数减少;相反, 若用地扩展为外延类型, 分维增加, 紧凑性降低, 形状指数增加。     

近15年来民勤湖区土地利用/覆盖动态与格局

以1991年、1998年和2005年三期TM数据和其它辅助数据为基础,将遥感、GIS技术与景观格局分析方法相结合,在计算了土地利用程度综合指数、单一和双向动态变化以及面积、分维数、多样性、破碎度、优势度等景观指标的基础上,对近15年来民勤湖区的土地利用/覆盖变化进行了分析.结果表明,15年间各土地利用类型面积都有不同程度的增减,以耕地、荒漠草地和未利用土地的面积变化最为显著,其中耕地面积增长了9 385.47 hm<'2>,未利用土地面积减少8 616.87hm<'2>,荒漠草地面积减少949.49 hm<'2>;各土地利用类型之间的动态转化比较复杂,其中以沙地、林地和草地的空间变动程度较大;湖区整体景观异质性降低,多样性下降,优势度上升,15年来景观格局发生了较大变化;从宏观上看,荒漠进一步向绿洲逼近,绿洲有向西南方向后退的趋势.     

黄土高原典型地貌类型的土地利用分形特征

以山西省闻喜县1∶1万土地利用现状数据库为数据源,运用GIS技术,基于DEM数据及地貌特征将闻喜县分为河谷、塬地、丘陵、山地4种地貌,计算各地貌下不同土地类型的分维数和稳定数,并对计算结果进行分析比较。结果表明:不同的地貌特征不仅对土地利用结构有影响,对其分维指数和稳定性指数也有影响;相同地貌特征下不同的土地类型分维数和稳定性指数存在着差异,分维数越高土地利用类型的结构越复杂,稳定性指数越高土地利用类型的结构越简单。通过对分维数和稳定性指数的研究可为优化土地利用结构和可持续利用土地资源提供依据。     

基于分形理论的黄土丘陵区土地利用研究——以延安市宝塔区为例

在GIS和分形理论的指导下,将延安市宝塔区的土地利用类型进行了分类,得到研究区的土地利用分类图,并在分类的基础上,对宝塔区的各种土地利用类型进行分形维数的分析.计算结果表明:(1)宝塔区的土地利用类型的景观风貌是以林地为基质,以草地、园地、居工、未利用地为斑块镶嵌结构,并且以水体和道路为线状廊道的景观结构模式.(2)宝塔区各种土地利用类型的分维数从大到小的顺序依次为:水体、道路、草地、林地、耕地、园地、未利用地,居工;而稳定性指数从大到小排列顺序为:水体、道路、居工、未利用地、园地、耕地、林地,草地.(3)宝塔区土地利用的各种景观指数在空间上的分布规律很大程度上受到人为活动的影响与干扰,如植树造林、退耕还林、封山育林等因素.     

西部干旱区生态景观格局动态分析

以1982～2000年NQAA气象卫星数据为基本信息源,在AIRC／INFO支持下,将遥感影像进行分区切割,按海拔进行分类,通过对景观优势度指数、斑块密度、边缘密度和分维数等指数的计算,对西部干旱区近20年以来的景观动态特征进行了全面分析,结果表明：各类景观类型所占比例差异较大,沙漠、戈壁无植被区景观类型在本区生态景观中优势度最大,占支配地位,绿洲作为斑块镶嵌于其上;近20年,平原地区的中覆盖度草地和高覆盖度草地在研究区所占的百分比呈明显下降趋势,而绿洲所占比例呈上升趋势,表明这两类植被有相互转换的关系;平原丘陵区的自然景观斑块分维数在增长,绿洲景观类型斑块的分维值在减小,斑块形状趋于规则化。西部干旱区气候变化及人类活动已成为本地区生态景观格局变化的重要因素。     

土地利用类型结构的多尺度转换特征

尺度一直是LUCC到GLP研究所关注的重要问题。以不同比例尺的辽宁省土地利用数据为例,以贵州省土地利用数据进行验证,系统探讨了土地利用类型结构在不同尺度间可能存在的转换特征。结论如下:(1)辽宁省土地利用的分形结构跨1 ∶ 10万、1 ∶ 50万、1 ∶ 100万这3个比例尺客观存在;(2)对不同比例尺的同一区域不同土地利用类型而言,各土地利用类型分维在不同比例尺之间存在的响应关系并不一致,某些土地利用类型的分维随着比例尺由1 ∶ 10万向1 ∶ 50万再向1 ∶ 100万的变小,分维呈现变大趋势,而某些土地利用类型的分维随比例尺的变化并不如此,所以,对于不同的土地利用类型而言存在一定的差别,不可一概而论;(3)不同尺度间的土地利用类型结构只能够在两两连续间隔的两种比例尺土地分维之间建立起关系显著的定量关系模型。所得结论对科学认知土地结构空间配置的多尺度特征以及建立相应尺度转换模型具有积极的参考意义。     

土地利用与土地覆被变化的分形分析--以郑汴间沙岗地为例

文章应用盒子计数法计算了郑汴之间沙岗土地各种土地覆被类型空间分布的分维值,讨论了土地利用与土地覆被变化(LUCC)的分形性质.结果表明,土地利用与土地覆被是一种分形事物.分维是综合表征LUCC空间分布状况的一个特征参数,其值域为0＜D＜2.分维值越大,表明土地覆被空间分布愈不规则、愈复杂;分维值的变化可以反映出土地利用与土地覆被类型的空间结构在时间维上的变化.     

新疆地貌空间分布格局分析

以高分辨率遥感影像为本底数据的最新新疆地貌数据,能提高定量化地貌格局分析结果的准确性、客观性和科学性。本文利用地学统计和GIS空间分析方法,基于最新新疆地貌数据,定量化分析了地貌的分布特征、空间格局。结果表明:(1)大地貌单元中,平原地貌约占新疆总面积的1/3;(2)地势分级,中海拔地貌占绝对优势,约占全疆总面积1/2;(3)形态类型中,丘陵地貌在地势起伏中占主导地位,面积最大,主要分布在两大沙漠中,以沙丘形式分布;(4)基本地貌类型,中海拔丘陵最多,占总面积的21.417%;(5)成因类型中,流水、风成和干燥作用占主导地位;(6)受不同形成条件和控制范围的影响,新疆成因类型的分布特征随着海拔和起伏的变化而变化;(7)总体上,新疆地貌的空间格局呈现出两大特征:水平环形特征和垂直地带性特征。     

基于GIS的土地整理景观效应分析

以北京市怀柔区的土地整理项目为例,基于GIS,应用景观生态学方法,分析了土地整理前后的土地利用结构和景观格局变化。结果表明:(1)土地整理实施后,项目区超过70％的面积为耕地,其他土地利用类型多转变为耕地。(2)土地利用的斑块数量和斑块密度降幅超过50％;平均斑块面积、最大斑块面积和最小斑块面积分别增加1.2倍、0.4倍和79倍,而斑块面积变异系数降低了24.18%。(3)土地利用斑块形状变得简单规则、空间分布集中,景观边缘密度、形状指数和分离度指数明显降低,降幅超过29％,分维数略有降低,而聚集度升高。(4)土地整理在减轻景观破碎化的同时也降低了景观多样性,斑块类型丰富度指数降低14%,而Shannon与Simpson的多样性指数和均匀度指数的降幅超过30%。     

阴山中段山地土地利用类型转换格局分析

利用1990年TM数据和2000年ETM数据,以农牧交错带的阴山山地中段为研究区,分析1990～2000年土地利用类型的空间分异规律,重点探讨各土地利用类型中耕地、林地和草地的变化过程。研究表明,耕地的转移流向主要集中于草地,而草地的转移流向又集中于耕地,林地消失区主要转变为草地。阴山北麓为草地向耕地转变的集中区域;阴山南部是林地向草地转变最为集中的区域;阴山中部土地利用类型相互转化相对较少。在土地利用的垂向变化上,耕地减少区域集中分布于海拔1500～1600m及1700～1850m;而其他土地利用类型向耕地转变的集中分布区域大致在海拔1700～1900m范围;海拔1600-1800m为草地-耕地相互转移变化最为集中的区域;草地面积主要在海拔1450-1600m范围增加,在1650-1800m范围内减少;林地除在海拔2000～2200m范围内与非林地相互转变大致持平外,在其余地区均发生退化。海拔1800m和海拔2100左右是本农牧交错带山地土地利用类型波动最为集中的两个分布区。     

近10年来长江下游土地利用变化及其生态环境效应

基于TM卫星遥感数据,对长江下游地区1988~1998年10年来土地利用类型的数量和时空变化特征进行了研究。为表征长江下游土地利用及其变化的时空分异特征,以县级行政区为基本空间分析单元,利用土地利用程度变化模型以及土地利用类型变化强度指数分析了长江下游近10年来的土地利用程度及其变化的区域分异特征、各土地利用类型变化强度的区域分异特征;通过计算土地利用变化类型的重要值,分析了区域土地利用变化的空间趋向性。研究中还对农田的数量变化特征、耕地流失强度的区域分异,特别是土地利用变化的区域生态环境效应等问题进行了分析和探讨。     

苏锡常地区土地利用变化时空分异及其生态环境响应

以苏州、无锡和常州所辖市(区)为分析单元,揭示土地利用变化的时空分异特征,结合对该区域生态环境状况的评价,重点分析土地利用变化时空分异的生态环境响应。结果表明:1980~2000年苏锡常地区土地利用变化的主导类型是城乡建设用地大量扩张和耕地资源急剧减少,土地利用变化类型趋于多样化;土地利用结构存在不同程度的空间差异性,土地利用有序性和综合变化速度也具有明显的空间分异特征,土地利用系统趋向于复杂无序和加速演化;区域多数单元的生态环境状况不断变差,且对土地利用变化时空分异具有明显的响应特征;生态环境状况对土地利用有序性和综合变化速度的响应程度具有明显的区域差异性,而且这种响应和差异性程度都有所加强。     

土地利用分类对景观格局指数的影响

基于景观格局指数的空间格局分析是当前景观生态学研究的重要基础内容,不仅数据源准确度、尺度效应显著影响景观格局指数,土地利用类型划分也对景观格局指数具有显著影响,但我们对这种影响的总体理解尚很缺乏。本研究选取24种常用景观格局指数,以深圳市宝安区为试验区,探讨景观格局指数随土地利用分类系统变化的基本规律。研究结果表明,土地利用分类对景观格局指数的确具有显著影响。而根据景观格局指数对土地利用类型数目变化响应的可预测性,可将其分为三类：① 第一类指数随土地利用分类系统变化的可预测性强,能用简单函数关系 (对数函数关系、S形曲线、反比曲线关系) 来表达,包括斑块数目、斑块密度、边界密度、平均斑块面积、景观形状指数、平均斑块形状指数、周长面积比分维数、平均斑块分维数、聚合度、Shannon多样性指数、Simpson多样性指数和修改Simpson多样性指数;② 第二类指数随土地利用分类系统变化可预测性较差,表现为典型的分段 (或阶梯形) 变化,存在多种可能 (S形曲线、直线、反比曲线与复合曲线关系),包括斑块面积标准差、斑块面积变异系数、最大斑块指数、面积加权平均斑块形状指数、面积加权平均斑块分维数、分离度和斑块结合度;③ 第三类指数由于在度量相关空间格局特征时考虑了土地利用类型数多少的影响,随土地利用分类系统变化呈无规律变化,难以用一种简单函数或分段函数来预测其变化行为,包括蔓延度、Shannon均匀度指数、Simpson均匀度指数、修改Simpson均匀度指数和优势度指数。这些指数随土地利用分类系统变化的变化规律,使试验区不同时期、不同土地利用分类系统下的空间格局比较成为可能。     

黔东山地丘陵区景观格局演变及其生态效应

利用遥感影像数据对黔东低山丘陵区1995～2000年的景观格局与动态进行分析。结果显示,研究地区的景观破碎化程度呈上升趋势,多样性降低,景观均匀度降低,优势度增加,蔓延度降低,表现斑块形状变化的分维数指标均有下降,反映出斑块形状的不规则程度降低。研究区以林地、耕地和荒草地3种景观生态类型占据主导地位,已控制着区域景观生态格局及其发展。但耕地、林地、草地这三者之间相互转化比较频繁,说明退耕还林还草与毁林毁草开荒同时并存,植被恢复与退化并存,整体景观尚处于一种波动状态。研究区景观格局特征是岩性、地貌和人为活动共同作用的结果。     

基于地貌分区的1990-2015年中国耕地时空特征变化分析

地形地貌通过分配地表水分和热量制约耕地的利用形式和成效,对耕地质量具有非常重要的决定意义,以地貌分区的视角研究中国耕地变化具有重要意义。根据1990-2015年中国6期土地利用空间数据和地貌分区数据,运用GIS空间叠加分析方法,分析中国耕地1990-2015年的面积变化和空间分布格局,进一步探讨不同地貌分区下的耕地新增与流失方向。结果表明,中国耕地面积略有增加,但总体变化不大,耕地面积从1990年的17715万hm²增加到2015年的17851万hm²,平均每年增加5.44万hm²,每年增幅仅为0.03%。耕地主要分布在平原地区,台地、丘陵次之;新增耕地主要来源为草地、林地和未利用地。东部平原低山丘陵区（I）耕地面积最大,而西北高中山盆地高原区（IV）耕地动态度明显高于其他地貌区。空间上呈现“南减北增,新增耕地的重心向西北移动”的特征。1990-2015年间,西北高中山盆地高原区（IV）和东部平原低山丘陵区（I）为耕地面积增长区,平均每年增加耕地面积分别为8.9万hm²和5.4万hm²;东南低山丘陵平原区（II）和西南中低山高原盆地区（V）为耕地面积减少区,平均每年减少耕地面积分别为5.9万hm²和2.8万hm²;而华北—内蒙东中山高原区（III）和青藏高原高山极高山盆地谷地区（VI）耕地面积几乎没有变化,平均每年变化仅为0.15 万hm²和0.06万 hm²。耕地流失主要发生在东部平原低山丘陵区（I）和东南低山丘陵平原区（II）,主要原因为城镇化进程加快带来的建设用地对优质耕地的大量占用;而新增耕地主要发生在西北高中山盆地高原区（IV）,多来自于对草地和未利用地的开垦。     

平原与山区土地利用/覆被变化对比——以双流县和米易县为例

利用1986、1995和2000年3 a同期陆地卫星的TM影像作为主要数据源,经过人工解译生成土地分类数据,对研究区域的土地利用格局特征、单一土地利用的动态变化、景观格局变化进行对比分析.结果表明:(1)山区的土地利用类型明显多于平原.山区主要以林地和草地等自然景观为主,而地区则以耕地和建没用地为主,表现出很明显的人类活动特征.(2)两个地区的土地利用/覆被变化在空间与单一地类上都存在着一定的差异,但引起土地利用变化的主要驱动力都是人为因素.(3)两个地区的景观多样性指数相近,山区的景观优势度指数高于平原,平原的景观破碎度指数高于山区.据此,提出区域土地可持续利用政策的建议:适度保护农地资源尤其是耕地资源,合理协调农业用地与非农业用地之间的相互关系;要根据区域的自然环境与经济发展等实际特点对土地利用进行科学合理的发展规划,在土地利用的某些政策上要对山区与平原之间实施差别对待.     

青藏公路对区域土地利用和景观格局的影响——以格尔木至唐古拉山段为例

根据1995年和2000年土地利用数据,运用ARC/INFO软件和景观生态学方法,研究了青藏公路沿线格尔木、曲麻莱、治多3个县(市)的土地利用变化和景观格局变化,修订了单一土地利用类型动态度计算公式,重点分析了公路缓冲带的土地利用变化、景观格局变化和建设用地缓冲带的土地利用变化。主要结论如下:①研究区建设用地增加迅速,林地、水域、未利用土地增加,耕地大量减少,草地退化严重,其中曲麻菜县草地减少22.8%,未利用土地增加 43.96%;②景观破碎化程度加剧,分维数、多样性指数和景观破碎度均增加;③与其它交通干线对沿线的 “轴向”影响不同,该段青藏公路以“点”型的辐射效应为标志,且仅仅影响建设用地周围的区域,格尔木市的影响范围是3 km,五道梁的影响范围是1km; ④K=(Ua+Ub－2Uc)Ua－1T-1×100%,可准确地反映单一土地利用类型变化特点。     

威海市土地利用分形特征动态变化

基于威海市三期土地利用遥感解泽数据,应用土地利用空间形态分形模型,获得了1985年、1995年和2000年三个时期威海市各主要地类的分形维数和稳定性指数;通过叠加分析等方法,计算出了1985-1995年、1995-2000年和1985-2000年三个时间段各主要地类动态度.在此基础上.对威海市土地利用分形特征时空格局变化特点、动态度变化特点进行了研究.结果显示:1985年、1995年和2000年分维数较大的主要地类均是未利用土地、城镇用地和水域等,分维数较小的地类均是农村居民点和其他建设用地.从1985年到2000年,各主要地类的分维数平均值旱现出逐渐减少的趋势,总的来看,土地利用类型的形态向着简单、规则的方向发展.在不同时段,各主要地类的分维数和稳定性指数变化特点存在较大差异.农村居民点、其他建设用地和未利用土地在三个时期的空间结构较稳定,水域、城镇用地、草地和耕地在三个时期的空间结构较不稳定.1985-1995年,威海市城镇用地年增长率最大,林地年减少率最大;1995-2000年,城镇用地年增长率最大,水域年减少率最大;1985-2000年,城镇用地年增长率最大,未利用土地年减少率最大;威海市城镇扩展迅速,城镇化趋势显著.社会经济快速发展、政府规划、城镇化等因素是威海市主要地类分形维数、稳定性指数和动态度变化的主要原因.