西北干旱区城市土地利用变化及其区域生态环境效应——以甘肃河西地区为例

基于高分辨率土地利用/土地覆盖数据,本文对1985～2000年期间河西地区城市土地利用变化的区域生态环境效应进行了定量分析,结果表明:1)1985～2000年期间河西地区总体生态环境质量在一定程度上维持着相对稳定,但生态环境质量改善和恶化的两种趋势并存,并在县级行政单元上表现出明显的区域分异特征,城市用地变化对区域生态环境的影响总体而言不显著;2)整个河西地区城市用地增长缓慢,表明其城市化进程缓慢.与城市用地变化有关的土地利用类型也多分布在金昌、嘉峪关、张掖、武威和酒泉5个地级市所在地区,表明这些区域的城市化过程相对活跃;3)城市用地变化对生态环境影响的空间规律表现为:使生态环境原本较差的地区生态环境质量有所增加,而使生态环境质量较好的地区生态环境质量降低;4)城镇用地与工矿用地对区域生态环境的影响表现出与城市用地总体基本一致的规律,但农村居民点则对生态环境正、负两方面影响都较为显著;5)城市用地扩展对区域生态环境的影响也体现出与城市用地总体类似的区域分异特征;而城市用地收缩的影响则与此趋势相反.     

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。     

基于遥感的郑州市近十年土地利用时空变化及驱动力分析

土地利用的动态特征及演变趋势,对指导城市建设和规划具有重要意义.基于2010、2015、2020年3期土地利用遥感数据,按照最近邻法进行监督分类,通过土地利用转移矩阵、重心模型、构建测度模型等方法,对郑州市近10年间土地利用时间、结构和重心变化特征进行分析.结果表明:(1)从时间尺度看,不同阶段土地利用变化的强度和特征差异明显;2010-2020年有建设用地持续增加、耕地面积持续减少的趋势;林地和水域面积在2010-2015年间不同程度减少,但2015-2020年间则增加趋势明显.(2)从土地结构转移来看,2010-2015年间,耕地主要转变为建设用地;2015-2020年耕地大部分流入建设用地和林地,少部分转变为水域.(3)从重心模型分析,随着时间的推移建设用地重心向东偏移,林地重心向西北部偏移,耕地重心向东南部偏移,水域重心向东偏移,表明郑州市2010-2020年间城市有向东发展的趋势,而耕地空间则被进一步向城市边缘压缩.在此基础上,讨论了郑州市土地变化的主要驱动因素,其中经济活动和行政决策是主要驱动力.     

托木尔峰国家级自然保护区土地利用/覆被变化及驱动力分析

利用保护区的3期Landsat TM遥感影像数据,运用GIS技术并结合区域生态环境质量指数,对托木尔峰自然保护区土地利用/覆被变化及其驱动力进行分析。结果表明:近27 a来,冰川和草地面积持续增长,增幅分别为12.37%和99.36%;水体和荒地面积持续减少,减幅为23.07%和12.15%;林地前阶段(1989-2003年)减少16.77%,后阶段(2003-2016年)增加57.91%。区域土地利用/覆被综合动态度,前阶段为0.39%,后阶段为0.36%;前阶段转化率为21.95%,后阶段转化率为18.91%。水体、草地和林地的转化率较高,冰川和荒地的转化率较低;尽管土地利用/覆被类型内部结构变化较复杂、频繁,但各类型之间相互转换的活跃程度逐渐趋于平缓。研究区生态环境质量指数呈增长趋势,年均增长率为0.31%,生态环境逐年改善。致使研究区生态环境质量改善的主要驱动力为气候的变暖湿和土地利用政策的改变。近27 a来,研究区中高山带降水量的增加,扩大了保护区冰川雪地的面积;晋升为国家级自然保护区后的土地利用政策,有效遏制了人类活动对保护区土地利用/覆被的影响,进而使生态贡献率较低的荒地转化为生态贡献率高的林草地,提高了区域生态环境的质量。     

2000-2013年甘肃敦煌市土地利用变化及其驱动因素分析

将2000、2005、2010和2013年的土地利用类型数据与GIS技术结合,获取了甘肃省敦煌市近年来土地利用类型动态变化特征,并结合该地区的2000年以来社会经济和自然环境的资料,分析土地利用类型变化的驱动因素.结果表明：在2000-2013年期间,敦煌市城市化发展迅速,耕地、建设用地和水域面积明显增加,2000-2013年的14建分别增长了10.0%、42.2%和2.5%;草地和未利用土地面积呈减少趋势,分别减少了2.1%和0.1%;林地、沙地变化程度较小. 7种土地利用类型之间相互转换,主要的转移方向为草地、未利用土地向耕地转移,未利用土地向建设用地和水域转变.对影响土地利用变化的而主要驱动因素进行主成分分析,结果显示经济发展、国家政策等人类活动为主要的影响因素,自然因素为辅.     

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.     

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.     

基于土地利用变化的河西内陆河流域碳排放时空特征北大核心CSCD

土地利用变化是引起碳排放增加的重要原因之一。探索区域土地利用变化引起的碳排放量和碳排放效率问题,对于把握各土地利用类型的碳排放特征、制定土地利用减排策略具有重要意义。本研究以集中国生态系统重要性与脆弱性于一体的典型区域的河西内陆河流域为研究区,利用1985—2020年的土地利用现状遥感数据,通过土地利用动态变化模型、排放系数法深入分析了河西内陆河流域的土地利用变化及其引起的碳排放量和碳排放效率的时空变化特征。结果显示:(1)1985—2020年绿洲规模呈持续扩张趋势,与1985年相比,2020年的绿洲面积相对增加了13.17%;建设用地以单向转入为主,其余土地利用类型之间的双向转变频繁。(2)各土地利用类型的净碳排放量总体呈增加趋势,2020年净碳排放量(113.17×104t)相对1985年(48.57×104t)增加了1.33倍,净碳排放量与绿洲面积显著正相关,耕地和建设用地扩张引起的碳排放量是净碳排放量增加的主要原因。碳排放弹性系数整体呈增加趋势,由1990年的-1.83增至2020年的205.91。(3)1985—2020年的耕地和建设用地碳排放强度、绿洲碳排放强度均呈增加趋势,分别由1985年的32.17 t·km-2和5.09 t·km-2增至2020年的60.74 t·km-2和10.48 t·km-2,但绿洲碳排放强度增加速率小于耕地和建设用地,同期的绿洲碳吸收强度普遍呈递减趋势。(4)工业城市嘉峪关市、金昌市的多年平均绿洲碳排放强度最大,以灌溉农业为主的行政单元相对较低,以畜牧业为主的祁连县最低。本研究通过定量分析河西内陆河流域土地利用的碳排放量及其变化,有助于宏观把握河西内陆河流域土地利用的碳排放特征,对于寻找解决土地利用的减排方案、加强土地管理和推动土地利用的低碳发展模式提供了科学认识基础和决策参考。     

基于遥感技术的宁东煤炭基地土地利用变化及驱动力分析

研究大型矿业基地土地利用动态变化过程可间接评估矿产开发对区域生态环境的影响。采用2005年、2010年和2015年3期SPOT-5和GF-2卫星影像数据,通过人工目视解译与计算机自动提取相结合的手段,提取宁东煤炭基地土地利用信息,并收集2000年土地利用遥感解译信息,构建土地利用程度综合指数、动态度等,定量研究宁东煤炭开发引起的土地利用变化,结合经济社会发展指标,构建驱动土地利用变化的定量评价体系,分析了宁东煤炭基地土地利用格局变化的驱动因素。结果表明,2000—2015年宁东煤炭基地一直处于土地持续开发利用阶段,主要表现为草地、林地及耕地向工矿用地为主的建设用地转变,但土地利用程度综合指数的增幅有所下降,表明基地建设逐渐进入稳定期,土地利用压力趋于下降;主成分分析表明,人类活动驱动着宁东土地利用格局的变化,主要有封山禁牧政策、产业化和规模化、人口增长、城镇化等因素。该研究结果可为宁东煤炭基地未来生态环境保护提供科学依据。     

松嫩平原湿地演变及其驱动因素分析

湿地是生态系统的重要组成部分,在维系区域生态安全中扮演着重要角色.利用1975、2000和2018年的Landsat遥感影像数据,获取3期湿地解译数据,采用动态度分析、差异性分析、转移矩阵等方法对近50年来松嫩平原地区湿地的时空变化特征进行分析,为研究和保护松嫩平原地区湿地生态系统提供一定的理论依据.研究表明：湿地面积由1975年的20 189.81 km2上升至2018年的29 456.79 km2,整体上呈增加的趋势,具体表现为1975—2000年天然湿地的大幅度下降和2000—2018年人工湿地的大规模增加.分析认为：蓄水工程、河道防洪堤和湿地围垦是天然湿地减少的主要因素;降水量变化、气温上升、蒸发量增加是天然湿地变化的次要因素;受经济效益为中心理念驱动,水田改扩建增加是人工湿地增加的主要因素.     

地学信息图谱－空间分析模型构建与土地利用格局空间变化研究

文章以松嫩平原为例,开展土地利用格局空间变化研究。该区包括白城市、松原市等10个市县,土地面积46930km2。半个世纪以来,该区的土地利用格局发生了较大的变化,湿地萎缩、草地退化、土地沙化、土地盐碱化,荒漠化迅速发展,制约该区的可持续发展。本文以多元遥感数据为空间数据源,以3S技术为支持,以1km×1km的栅格单元为最小信息图谱单元,构建地学信息图谱－空间分析模型,进行土地利用变化研究; 土地利用格局及其影响因子的空间回归分析; 及土地利用格局空间变化趋势预测。研究结果表明,到2019年该区的土地利用结构与功能将发生巨大的变化,湿地、水域、草地的面积分别减少61.37%,52.45%和45.77%,盐碱地面积增加21.76%。盐碱荒漠化将进一步扩张。因此,必须及早制订相应的对策与方案。
文章将地学信息图谱方法与空间分析方法相融合,构成地学信息图谱－CA­Markov耦合模型,以栅格图谱数据－元胞图形数据进行模型运算,将复杂的、变化的生态景观特征以图谱的形式展现出来。从而使研究的全过程实现了栅格化、数字化、空间化、动态化和图谱化。     

松嫩平原水土保持价值复合计算模型的建立及应用

松嫩平原的生态环境在近几十年间严重恶化,荒漠化迅速发展,这与该区域水土保持功能持续下降有关。根据生态学、经济学和生态环境科学等学科的有关理论,以TM/MODIS/DEM数据为基础,应用3S技术建立了水土保持价值的复合计算模型,并以松嫩平原为研究区进行应用。计算结果表明,全区2001年水土保持价值总额为662.63亿元。就单位面积的水土保持价值而言,林地最高,为173.59 万元/km²;草地次之,为70.42 万元/km²;耕地较低,为24.53 万元/km²;难利用地仅为2.89 万元/km²。水土保持价值的分布趋势从东北向西南递减,从193.86 万元/km²降至18.87 万元/km²。可见,进行林地、草地建设是提高区域水土保持功能的关键,平原中、西部尤应加强水土保持工作。不仅解决了水土保持价值的量化问题,而且,为绿色GDP的核算提供了基础数据。     

我国地面沉降现状及防治战略设想

在深入分析研究我国长江三角洲、华北平原、关中平原、淮北平原和松嫩平原大多数城市地面沉降现状和问题的基础上,提出了地面沉降调查监测的指导思想、原则、总体目标和分阶段目标,并结合具体情况提出了地面沉降的防治战略。     

松嫩平原典型黑土分布区土壤呼吸研究

在松嫩平原典型黑土分布区,选择耕地、休耕地、自然荒地3种土地利用方式进行土壤CO₂呼吸研究。采用壕沟隔断法,探讨了植物根系呼吸在不同土地利用方式下的差异,采用温度敏感系数Q10分析了不同土地利用方式下土壤呼吸对温度的敏感性。结果表明: 土壤呼吸受多方面因素影响,包括土壤温度、湿度、植被类型、农业生产活动等。土壤呼吸日变化过程中,温度是影响土壤呼吸速率的决定性因素。在夏季植物根系呼吸所占的比例最大,超过了50％,春秋两季根系呼吸所占的比例相对较少。受植物种类及植物根系呼吸在土壤呼吸中所占比例大小的影响,在3种不同的土地利用方式下根系自养呼吸所占的比例大小顺序依次为荒地>休耕地>耕地。有根系的土壤呼吸对土壤温度升高的反应要敏感些。     

沸石矿物在东北地区黑土地盐碱化土壤改良中的应用

东北黑土地特别是松嫩平原的土地盐碱化趋势正在加剧,对黑土地粮食安全提出了很大的挑战,因此,改良盐碱地土壤成为重要的工作.半干旱气候、地质条件、低洼地形及地下水位等都是引起东北黑土地盐碱化的因素,松嫩平原苏打盐碱地尤为突出,其土壤盐分中主要阳离子为Na⁺,阴离子为CO₃^2-和HCO₃^-,具有高碱化特点.沸石作为离子交换剂和吸附剂,能吸附盐碱土中的钠离子和硫酸根离子等,降低土壤pH值和碱化度,同时可增加土壤对铵根离子、磷酸根离子和钾离子的保持能力,提高养分有效性,对于土壤改良效果显著.但由于沸石改性、用量及时效等各方面的不确定性,因此在今后研究中更应注重因地制宜地利用沸石矿物开展盐碱地土壤改良、加强沸石矿物改性与再生的研究,使其在盐碱地脱盐降碱等方面发挥更大的作用.     

松嫩平原农业水资源优化管理模型

松嫩平原是我国重要的商品粮生产基地，水资源短缺和不合理利用严重制约着农业的可持续发展。研究中选择国家“九五”农业重点科技攻关吉林省大安试验作为研究区，针对农业发展状况和目标、次生盐碱化形成机理和水资源开发利用现状及其存在的问题等多种自然和人为条件，建立区域农业水资源优化管理模型，确定水资源最优利用方案，为农业发展规划提供理论依据和科学指导。同时，拟把此套模型技术推广和应用到整个松嫩平原地区，保证农业安全生产，促进生态环境稳定健康发展。     

多目标地球化学调查数据在松嫩平原油气藏远景预测的应用

利用全国多目标土地调查获得的海量地球化学数据,以松嫩平原深层样品为研究对象,利用卤族元素和全碳、氧化钙等异常特征,结合地质特征对松嫩平原油气藏进行预测.在松嫩平原圈定了3个油气藏远景区,其中YQ-1位于大庆油田东部,具有较好发现油气藏的潜力.YQ-2、YQ-3具有进一步发现油气藏潜力.