近25年来中国典型温带草原系统土地覆被变化及NPP响应——以皇甫川流域为例

以皇甫川流域为研究区域,定量分析皇甫川流域土地利用变化,采用光能利用率模型,研究1987年、1995年、2000年、2007年和2011年7月份皇甫川流域植被净第一性生产力(net primary productivity,NPP)的动态变化。结果表明:研究区建设用地、林地面积逐渐增加,水域面积逐渐减小,耕地、草地、灌丛、裸岩和沙地呈波动变化;5个时期皇甫川流域NPP总量分别为28.12 Gg C,53.47 Gg C,73.23 Gg C,157.92 Gg C和78.52 Gg C;1987—1995年间,草地转移为灌丛是NPP增加的主要原因;1995—2000年间,裸岩减少是NPP增加的主要原因;2000—2007年间,灌丛转移为草地是NPP增加的主要原因;2007—2011年间,草地转移为灌丛是NPP减少的主要原因。研究结果对温带草原系统土地资源合理利用、土地利用结构优化、脆弱生态环境改善具有重要的理论与实践意义。     

珠海市近20年土地利用及景观格局变化分析

在土地利用变化分析基础上引入景观格局指数,基于2000、2010和2020年三期土地利用覆盖数据分析珠海市2000—2020年土地利用和景观格局变化。结果表明：2000年以来珠海市不透水面用地面积增加显著,年均增速达6.85%,农田和林地为土地转出面积最多的用地类型;农田破碎程度进一步加大,不透水面空间分布呈集中趋势,整体景观格局趋于丰富。     

陕北干旱区景观生态风险空间分异特征及驱动因素分析

陕北黄土高原属于生态脆弱区,是国家生态修复重点项目区。本文以陕北榆林市2000—2020年3期土地利用数据为数据源,用网格法构建基于景观格局的综合生态风险指数模型,定量分析了榆林市景观生态风险时空分布,并采用地理探测器、R和Origin软件等工具定量分析了土地利用与生态风险的耦合关系。结果表明:2000—2020年该地区生态风险整体趋于下降,低生态风险区面积增加、高生态风险区面积逐渐较少且向西北方向偏移;中风险区域面积逐年增加,该区域仍存在较强潜在生态风险;在人类活动影响下的林地、草地面积变化,以及自然胁迫是驱动景观生态风险变化的主要因素。     

皖江城市带植被NPP时空变化及其气候响应

针对现有植被净初级生产力研究对城市圈、城市带尺度缺乏关注的问题,基于MODIS遥感数据、地面气象资料等,利用改进的CASA模型,结合回归分析、相关分析等方法探究了2000—2013年皖江城市带植被NPP的时空变化及其对气候因子的响应,为区域生态环境质量评价提供参考。结果表明:近14年来,皖江城市带植被NPP总体呈增加趋势;不同土地利用类型NPP差异显著,林地草地耕地建设用地未利用土地水体;年NPP均值呈现由南部向西北部减少的空间分布特征;植被NPP年际变化率较小,介于±10gC·m-2·a-1范围内;温度是影响研究区植被NPP时空变化的主要气候因子。     

秦皇岛市北戴河区土地利用景观格局变化研究

以2010年和2014年两期遥感影像为数据源,综合利用RS技术、GIS技术和景观生态学方法,对北戴河区2010~2014年的土地利用景观格局变化进行了分析。结果表明,北戴河区景观类型以建设用地、林地为主;2010~2014年建设用地面积增加,耕地、林地、草地、未利用地面积减少;2010~2014年北戴河区景观斑块数量和密度增加,平均斑块面积减小,景观破碎化程度有所增加,景观Shannon多样性指数和均匀度指数下降,异质性程度有所降低。     

京津冀地区植被覆盖时空变化研究

针对京津冀地区突出的生态脆弱性问题,本文基于2000—2020年长时序京津冀地区植被覆盖度数据,采用线性趋势拟合、M-K检验、Hurst指数分析以及重心转移分析方法,对京津冀地区植被覆盖时空变化特征进行研究。结果表明,2000—2020年京津冀地区植被覆盖情况变化不大,未来会保持非显著性增长趋势;植被覆盖度在空间上重心分布存在不均衡性,整体呈现西移的趋势。     

多伦县草原植被覆盖与蒸散量时空变化及其关系

研究内蒙古退化草地的蒸散变化,有利于了解该地区退化草地生态系统水循环,并对该地区草地的水资源合理利用提供重要依据。本研究以内蒙古多伦县为研究对象,利用2001—2017年间生长茂盛期的MODIS数据反演了近17 a该区域植被覆盖度及其日蒸散量的空间分布和变化规律,分析了土地利用和草地退化对蒸散量的影响。结果表明:①不同土地利用类型的植被覆盖度从大到小的顺序为:林地农田居民建设用地草地未利用地水域,不同土地利用类型的日蒸散量从大到小的顺序为:水域林地农田居民建设用地草地未利用地;②2001—2017年间多伦县草地类型以第Ⅲ和Ⅳ等级的草地为主,低等级草地面积有下降的趋势,而优质草地面积有上升的趋势,说明该地区对草原的保护性措施有一定的成效;③2001—2017年间,各等级草地日蒸散量总体无明显变化趋势。除个别年份外,植被覆盖度与日蒸散量呈现一致的年际波动;④综合植被覆盖度与日蒸散量的时空分布格局,分析得出植被覆盖与日蒸散量具有一定的正相关性。     

2000—2020年亚马孙流域地表覆盖时空变化分析

针对亚马孙流域地表覆盖变化对当地生态系统以及全球气候变化具有重要意义这一问题，该文基于国家基础地理信息中心牵头研制的、经一致性处理的全球30 m地表覆盖产品(GlobeLand30)三期地表覆盖数据产品，采用景观格局指数和转移矩阵，分析了2000—2020年亚马孙流域地表覆盖的空间格局分布以及时空变化，并对其变化原因做出分析。结果表明：2000—2020年亚马孙流域林地和湿地面积逐渐减少，耕地、草地和人造地表的面积逐渐增加，水体先减少后增加。亚马孙流域2000—2010年和2010—2020年的地表覆盖类型转变方向基本保持一致；人造地表在地表覆盖类别中破碎现象最为显著，但其破碎化指数持续降低。亚马孙流域地表覆盖的变化主要受人类活动的影响，其中城市扩张和人口增加是林地减少的最主要因素。相关研究成果可为亚马孙流域未来的社会经济发展和生态系统保护提供重要支撑。     

黄土高原2000—2020年生态网络演变及关键修复区识别

生态修复工程对国家生态保护具有重要促进作用,生态质量评价及构建生态网络是识别生态修复区域的重要途径。本文利用遥感生态指数(RSEI)、最小累积阻力模型、重力模型构建2000、2010、2020年黄土高原生态网络,并分析其演变特征,识别不同时期生态关键修复区。结果表明：(1)2000—2020年,黄土高原生态质量整体处于中等偏低水平,空间上呈西北差东南优的分布特征。2000—2010年,生态质量改善趋势明显,占总面积的53.55%。(2)2000—2020年黄土高原生态廊道数量增加,总长度减少。生态廊道主要景观类型为草地、林地、耕地。重要廊道多分布于研究区东南部生态源地附近,数量占比逐年增加;西北部廊道数量少、距离远、重要性低、连通性较差。(3)黄土高原生态关键修复区中,生态夹点集中分布在西南部和东部,障碍点分散在东部和南部,主要土地利用类型为草地和耕地,面积均呈增加趋势。生态断裂点分布广泛,在黄土高原东部省会城市周边较集聚。本研究可为黄土高原国土空间生态修复工程实施提供科学参考。     

黄河流域植被NPP时空变化及其对水热条件和退耕还林还草工程实施的响应

本文以MOD17A3HGF植被净初级生产力(NPP)数据为基础,结合气温、降水及DEM数据,开展了2000—2020年黄河流域植被NPP时空变化特征及其对水热条件和退耕还林还草工程实施的响应研究。结果表明：(1)黄河流域植被NPP总体呈显著线性增加趋势(P<0.001),其中植被NPP增速中游地区高于下游、下游高于上游地区。黄河流域植被NPP显著增加趋势占95.29%,集中分布在黄河流域中游地区(黄土高原地区);显著减少的区域主要集中在人口分布密集的城市及其周边区域。(2)黄河流域植被NPP与年平均气温、年降水量均以正相关为主,其中显著正相关分别占11.15%和42.35%,分别呈东—西向和南—北向分布。(3)黄河流域中游地区坡度为[15°,25°]区域植被NPP增速最快,其次为坡度>25°和<15°区域,反映出退耕还林还草工程的实施对黄河流域中部黄土高原地区的植被改善具有一定的作用。     

基于景观格局的红壤丘陵区生态风险评价——以赣州市为例

南方红壤丘陵区生态环境脆弱,为合理评估红壤丘陵区生态风险时空变化规律,以赣州市为例,基于2000—2020年4期30 m分辨率土地利用数据,对该区土地利用时空格局变化进行分析,从景观格局角度构建生态风险指数,结合生态风险影响因素对景观生态评价分析。研究期内,林地面积持续减少,建设用地面积增加。2000—2020年土地利用多样化指数由0.40上升至0.43,土地利用类型总体结构向丰富多样化发展。各时期景观生态风险在空间上分布差异显著,集聚效应明显,高风险区面积由32.75 km^(2)下降到12.00 km^(2)。研究区生态压力和生态响应在空间上分布差异明显,该区生态风险受多重因素影响,应对重点区域加强生态治理。     

基于InVEST模型的京津冀土地利用变化及碳储量时空分异研究

大气中二氧化碳含量的增加是国际社会广泛关注的环境问题,人类活动改变土地利用格局,而土地利用/覆被(land-use/land-cover, LULC)变化影响陆地生态系统结构、功能及碳循环。本文在全球地表覆盖数据GlobeLand30的支持下分析了2000—2020年京津冀土地利用变化,利用InVEST模型模拟了碳储量时空变化,并结合空间自相关分析技术对其进行了分区研究。结果表明：(1)2000—2020年京津冀地区耕地和人造地表变化面积最大,分别为减少340 222.124 hm²和增加246 333.493 hm²;(2)京津冀地区2000、2010和2020年碳储量总值分别为1666.47×10⁶、1654.63×10⁶、1632.88×10⁶ t,耕地流失和人造地表扩张是碳储量下降的主要原因;(3)京津冀碳储量高值主要分布在海拔相对较高的山林地区,低值主要分布在北京市中心、津冀海岸带,以及河北省沧州和唐山的东部南部区域;(4)局部自相关结果表明,碳储量出现高-高聚集的区...     

松花江流域(哈尔滨段)景观格局及脆弱性变化分析

以松花江流域(哈尔滨段)为研究区域,对研究区域进行2005、2010和2015年3期景观类型提取,统计研究区域各期景观类型面积,通过景观格局脆弱性指数模型计算研究区域3期整体景观格局脆弱性,分析研究区域各种景观类型及景观脆弱性随时间的变化特征。结果表明:1) 2005—2015年,研究区域耕地、未利用地面积呈现逐渐减少态势,建设用地、林地、草地面积呈现逐渐增多态势,水域景观呈现先增加后减少的变化。2) 2005—2010年,耕地景观面积转出最多,转出2.96%,建设用地景观面积转入最多,转入1.57%; 2010—2015年,仍然是耕地景观面积转出最多,转出1.20%,林地景观面积转入最多,转入0.99%。3) 2005—2015年,研究区域3期整体景观格局脆弱性分别为2.087 4、2.205 0和2.104 5,呈现先增加后减小的变化。     

京津冀地区土地利用及典型城市景观格局分析

利用京津冀地区2000年、2007年的TM影像和2013年的高分一号影像,采用监督分类并结合目视解译方法,对其整体的土地利用情况和北京、天津、石家庄、唐山4个典型城市的景观变化作定量分析。结果显示,近13 a来,京津冀地区的耕地数量在持续减少;城镇工矿用地面积在不断增加,其转入来源主要有耕地、林地等;林地、水体的年变化率出现先增加后减少的趋势,而草地、未利用地、盐田的变化趋势与之相反。在城市景观格局中,由于城市不同、发展类型不同,斑块数量、斑块密度变化各异,多样性指数、周长面积分维数和分离指数随时间变化逐渐上升,表明近13 a来京津冀城市景观的破碎度上升、斑块形状的复杂性增加。     

延河流域土地利用变化特征分析

研究土地利用时空变化特征对促进区域生态经济协调发展具有重要意义.以延河流域为例,基于不同时期遥感影像,借助RS、GIS和ENVI软件平台技术,获取了1980-2015年延河流域土地利用变化状况,并进行了土地利用转移分析;在此基础上解译了不同时期的土地利用类型,分析了延河流域土地利用时空变化特征和影响因素.结果表明,1980-2000年流域内土地利用结构整体变化较小,耕地、林地、草地3类土地利用面积相互转化频繁但整体面积趋于稳定,建筑用地面积增加了1.25倍;2000-2015年流域内耕地、林地和草地发生了显著变化,其中耕地面积减少了28％,林地面积增加了40％,草地面积增加了15％,建筑用地面积增加了近两倍,但比例很小,未利用地和水体变化幅度不明显;2000年前后流域内土地利用变化空间特征存在明显不同,2000年之前各土地利用类型变化主要发生在延安市区,2000年之后整个流域地区均有不同土地利用类型的转移;2000-2015年国家"退耕还林、草"生态修复政策、产业经济生产总值不断上升、人口数量稳定增长、城镇化发展迅速等均对流域土地利用结构产生了影响.     

基于RS与GIS的南京市土地利用及景观格局变化分析

人类社会经济的发展对土地利用和景观格局会产生重要的影响。本文以2010、2015、2020年3期TM遥感影像数据为基础,借助RS与GIS技术对南京市土地利用与景观格局的变化进行分析。研究结果表明,南京市土地类型主要以耕地、林地、建设用地和水域为主,而草地和未利用地面积相对较小,占比不足1%。在研究期间变化过程主要是建设用地在增加,十年间增加了168.86 km²。景观格局分析表明,南京市景观的斑块密度、形状指数、香农多样性指数和均匀度指数不断增加,景观的破碎化程度提高,异质性增强。南京市土地利用和景观格局有明显的变化趋势,城市化和退耕还林是南京市土地利用和景观格局变化的主要因素。     

2000—2010年神东矿区植被NPP的变化特征及影响因素分析

基于EOS/MODIS NPP数据集,对神东矿区植被净初级生产力(NPP)变化的时空特征及主要影响因素进行分析。研究表明,2000—2010年,神东矿区植被年NPP主要介于(98~160)g C/(m2·a)区间,11 a平均值为139.80 g C/(m2·a),低于同期全国植被年平均NPP值360.97 g C/(m2·a)约61.3%,低于同期矿区10 km缓冲区年平均NPP值142.49 g C/(m2·a)约2%,同时也低于同纬度对比区域年均NPP值161.97 g C/(m2·a)约13.7%。11 a NPP值一元线性回归分析表明,3个区域2000—2010年平均NPP变化趋势及斜率特征大致相符,相关系数均达到0.94以上;植被NPP与同期气候因子的相关性分析表明,神东矿区植被年NPP与年降水量相关系数较大,为0.716。     

InVEST模型的藏东南地区1990—2020年碳储量时空格局及演化研究

针对多维度土地利用变化对生态系统碳储量的影响关系，该文基于1990—2020年藏东南地区土地利用数据，利用InVEST模型估算藏东南地区碳储量及其空间分布特征，并分析土地利用变化对碳储量变化的影响。结果表明，藏东南地区土地利用类型以草地(占比46%)和林地(占比37%)为主；近30年藏东南地区碳储量整体呈现波动增加趋势，共增加1.39%,林地、草地和永久冰川及积雪土地利用类型的转化是藏东南地区碳储量时空演变的主要贡献者。林地增加是碳储量增加的主要原因，藏东南地区适宜林地生长的区位为中海拔缓坡中坡且地形位指数在0.02～1.25区域。此研究可为提升区域碳汇能力，进行合理生态修复提供参考。     

大庆市土地利用景观格局变化研究

以大庆市为研究区域,对该区1995~2010年土地利用景观格局变化进行分析,结论如下:耕地、草地和未利用地占大庆市绝大部分面积,并有继续增长的趋势;各类型间土地流转变化频繁;多样性指数持续降低,优势度指数持续升高。     

渤海海岸带地区土地利用时空演变及景观格局响应

综合利用RS、GIS和景观生态学方法,以渤海海岸带地区1995、2000、2005和2008年土地利用分布图为基础, 分析了渤海海岸带地区近13年间的土地利用时空演变及其景观响应,得到以下结论：（1）渤海海岸带地区土地利用 年动态变化率在2000年—2005年间最大,为0.40%;2005年—2008年段次之;1995年—2000年间最小;（2）下辽河平 原、海河平原以及黄河三角洲地区为土地利用动态发生的主要区域;（3）监测期内,城乡、工矿、居民用地的面积扩 展明显,且主要来源于其周边的优质耕地,但在耕地流向城乡、工矿、居民用地的同时,有较大面积的林地和草地转 向耕地,因此监测期内耕地的总面积变化不大,海域向陆地土地利用类型的转化（即填海造陆）是该区域一种特殊的 土地利用动态类型,并随着时间推移速度越来越快;（4）整个区域在监测期内表现出多种土地利用类型（未利用地、 水域等）的小型斑块被整合,而优势土地利用类型（主要是耕地和城乡、工矿、居民用地）的大型斑块则积极向外扩 展的发展态势,整个景观表现出多样性和均匀度减小而优势度增加的趋势。