粤北山区地形因素对耕地分布及其动态变化的影响

地形因素是影响土地资源结构和变化的重要因素之一.以翁源县为例,在遥感与GIS技术支持下,采用改进的地形分布指数来分析粤北山区地形对耕地的分布与变化的影响.结果表明:耕地的空间分布与变化对地形十分敏感.研究区内,耕地分布频率最高的地形范围是坡度2°～4°和海拔0～200 m.1993～2005年12 a间,耕地面积增加了94.9 km2.增加的耕地主要处在低海拔、缓坡区域(100～200 m范围内耕地增量占总的耕地增加量的94.8%,0°～2°范围内耕地增量占总的耕地增加量的82.8%).新增的耕地主要是作为后备耕地资源的林草地转化而来,耕地分布有向高海拔区域扩展的趋势.地形不但影响耕地的空间分布,还影响耕地的质量,并且海拔和坡度对耕地质量的影响机制也不同.改进的地形指数能更有效的描述和比较土地利用的空间分布及动态变化.     

山地丘陵区土地利用分布及其与地形因子关系——以河北省怀来县为例

为探究山地丘陵地区不同地形因子对土地利用空间格局的影响,以河北省怀来县为例,研究了各土地利用类型在不同地形上的分布特征。同时,定性和定量分析了土地利用景观格局与地形环境的相关性。研究表明:土地利用景观格局分布存在明显的地形梯度特征,较高地形级别主要分布着林地和草地,其分布指数在较高地形级别占据优势位;而受人类活动干扰影响较大的城乡建设用地、采矿用地、耕地、园地和水域的优势位分布在较低地形级别上。移动窗口法得到的景观格局指数的分布定性显示出土地利用景观格局随地形变化的梯度特征,典范对应分析结果定量显示出典范对应分析排序的前4个轴的累计土地利用景观指数—地形解释变量为96.98%,地形因子第1排序轴与土地利用变化景观格局指数特征第一排序轴的相关系数达到0.671,其土地利用景观格局指数与地形因子存在显著的相关性。由此可见,高程、坡度和地形起伏度这三类地形因子对山地丘陵区的土地利用类型的结构和空间分布起着重要的影响作用。     

黄土丘陵沟壑区县域土壤有机质空间分布特征及预测

分析、预测土壤属性空间变异及其动态是区域土地质量评价和可持续土地利用的一个重要组成部分。在陕西省横山县采集了254个耕层(0~20cm)土样,利用数字地形与遥感影像分析技术,提取了相关地形与遥感指数,分析不同土地利用类型、不同地形条件下土壤有机质空间变异及分布特征,并利用相关因子进行回归预测分析。结果表明,县域土壤有机质平均含量很低,变异性较大。不同土地利用类型土壤有机质差异显著,其中以水稻田有机质含量最高,而林地和灌木林地相对较低。不同土地利用类型土壤有机质含量次序为:水稻田>川地>梯田>坝地>荒草地>坡耕地>林地>灌木林地。不同坡度分析表明,“0~3°”这一坡度等级有机质含量显著高于其它坡度等级;不同坡向有机质含量差异不显著,但不同坡向有机质含量存在一个明显的趋势,阴坡有机质含量整体上要比阳坡高。相关分析表明土壤有机质与高程h呈现负相关关系,与坡向的余弦值COSα正相关,与复合地形指数CTI正相关;土壤有机质和修正后的土壤调节植被指数(MSAVI)以及湿度指数(WI)正相关。利用相关环境变量及遥感指数进行多元线性逐步回归分析,预测结果不甚理想,存在一个平滑效应,对于残差解释相对较低,须进一步研究以更好的解释残差。     

河北浅山区土地利用时空演变图谱特征及地形效应

应用地学信息图谱将土地利用与地形特征相结合,可准确表达地形复杂的土地利用时空属性与演变特征,对区域土地利用格局优化具有现实意义。该文基于1995-2015年的DEM和遥感数据,构建土地利用演变图谱和地形分析模型,借助ArcGIS软件从土地利用结构和图谱演变类型两个角度分析了河北浅山区土地利用时空演变特征及地形效应。结果表明:1)1995-2015年研究区土地利用以稳定型图谱为主,用地类型以林地、耕地、草地为主,林地、耕地和未利用地总量减少,其余地类总量增加;发生变化的图谱类型以前期变化型的林地转出为主,其次为后期变化型的耕地转出。2)土地利用类型在地形梯度上存在相似性和差异性,低地形位和高地形位是建设用地、耕地和水域的优势分布区,中地形位是林地和草地的优势分布区,未利用地的优势分布从中地形位向低地形位或高地形位转移。3)土地利用演变图谱在地形梯度上差异明显,低地形位是稳定型、前期变化型和后期变化型图谱的优势分布区,土地利用结构较稳定;中地形位不存在优势分布的图谱类型和演变模式,土地利用复杂且变化剧烈;高地形位是各演变类型优势分布的集中区,土地利用多元化。该研究可为河北浅山区生态建设和国土空间规划提供参考。     

珠海市土地利用空间格局与地形的相关性研究

以2008年Landsat TM遥感影像、地形图为基础数据,通过建立DEM、高程分级、坡度分级及叠加分析等方法,分析了珠海市土地利用空间格局及其与地形因子的关系.珠海市土地利用类型空间分布具有强烈的区域差异性,不同高程与坡度分级区域土地利用类型组合不同;各土地类型的面积在低海拔、低坡度段占绝对优势,随着高程和坡度的上升,土地利用类型减少,多样性降低.在高程<40 m、坡度<2°的区域,水域为主导土地利用方式,而在高程＞40 m、坡度＞2°的区域,林地成为主导土地利用类型的优势越来越明显;在海拔40～100 m、坡度2°～15°区域土地利用破碎度指数最高,受人类活动强烈干扰的地段主要集中在海拔低、坡度平缓的区域,自然因子在高坡度区域对土地利用空间格局起到一定的制约作用.     

豫西黄河流域土地利用空间格局地形梯度特征分析

豫西黄河流域土地利用空间格局在水平和垂直方向上都具有明显区域特征。利用DEM数据对研究区土地利用空间格局地形梯度规律进行了分析,结果表明:(1)各土地利用类型的空间分布规律随高程和坡度的变化具有显著的特点:受人类活动干扰影响较大的各类农业用地、建筑用地、果园、水域和湿地主要分布在海拔相对较低和坡度相对较小的区域;而受人类活动干扰影响较小的各类林地(除果园外)、草地和未利用地则比较均匀地分布在海拔相对较高和坡度较大的区域。(2)不同的海拔段和坡度段内各土地类型的分布也存在一定的分布规律:农业用地类型和林地类型在各个地形梯度内都占有较大的面积比重,这是由于其基数较大,在区域内占据优势地位决定的;在低海拔小坡度地段内农业用地具有相对的面积优势;有林地随着海拔升高和坡度增大,面积比例不断增大,其主导地位随之增强。     

滇南热带雨林区土地利用/覆盖变化分析--以西双版纳勐仑地区为例

根据1988年和2003年两期卫星遥感影像的解译结果,采用GIS空间分析技术,对以勐仑为代表的滇南热带雨林区的土地利用/覆盖变化(LUCC)规律及趋势进行了研究,初步探讨了其驱动力机制和环境资源效应.结果表明,15 a间该区土地利用/覆盖状况发生了很大变化,橡胶园以604.12 hm2/a的平均速度递增,而有林地则以431.17 hm2/a的平均速度递减.橡胶园取代有林地成为优势的土地利用/覆盖类型,耕地也有较大幅度减少.结合地形因子进一步分析发现,变化最为强烈的区域正处于热带雨林适宜分布的海拔范围(900 m以下),橡胶园的增加与有林地和轮歇地的减少在15°～25°坡度范围内最大,灌木林在陡坡地带有明显增加;在北向坡,有林地减少和橡胶园增加的幅度均大于其他坡向.上述变化导致了有林地的破碎化和生态环境综合服务功能的下降,反映出地形等自然条件是该区LUCC的限制因子,受市场和政策影响的人类活动在此基础上对其起着显著的驱动作用.土地利用/趋势指数结合未来10 a的驱动力变化分析表明,目前该区土地利用/覆盖变化仍处于活跃的态势.     

基于遥感技术和GIS的小流域土地利用/覆被变化分析

根据贵州省平坝县克酬流域1973年MSS影像数据,1989、1995、2000年Landsat TM影像数据,利用RS和GIS信息获取技术、空间分析技术和数理统计方法,分析了该流域土地利用的数量变化和空间变化特征,明确了土地利用变化的主要类型和方向,并探讨了土地利用变化和地形因子的关系。结果显示,该流域土地利用以农田和灌草用地为主,1973~2000年林地和灌草地减少,农田、水域、村镇、交通用地增加,林地转化为灌草、灌草转化为农田及农田转化为村镇居民点和公路用地是研究区主要土地利用变化类型。研究区土地利用空间分布与海拔高程、坡度等地形因子有密切关系。1973~2000年农田、林地和灌草分布的海拔高程和坡度均呈增加趋势,这和上述土地利用类型间的转化规律相一致。     

土地利用变化的地形梯度特征与空间扩展——以北京市海淀区和延庆县为例

选择北京市海淀区、延庆县作为研究区,利用1992年、2002年遥感影像数据,借用地形位梯度指数,研究了土地利用变化的地形梯度特征及其空间扩展形势。研究表明:(1)海淀区建设用地受到经济和社会发展驱动明显,表现出既向低地形梯度位也向高地形梯度位扩展;但农业用地、果园因建设用地扩展受到挤压,表现为向更高地形位扩展态势;林地在高地形位得到了明显恢复,也有向更低的地形位扩张的趋势,但灌草地和未利用地在中高地形位受到林地挤压,低地形位受到农业用地、果园挤压,优势地形位明显萎缩;(2)延庆县建设用地扩展受地形位驱动作用明显,主要集中在低地形位区域;农业用地主要分布在较低地形位上,变化不大;果园在经济发展需求驱动下,向更高地形位扩展;林地在较高地形位得到较好恢复,对灌草地、未利用地产生了挤压作用,使得灌草地、未利用地在中高地形位的优势度降低,优势分布区间趋于萎缩。     

喀斯特地区土地利用变化研究——以贵州省为例

分析贵州省1996-2008年土地利用变化情况,揭示土地利用变化差异状况及驱动因子.基于贵州省1996-2008年土地利用变更调查数据,利用土地利用结构信息熵和均衡度、土地利用类型年均变化幅度、年均变化率与相对变化率5个指数,分析土地利用变化情况.结果表明:(1)13年间,贵州省土地利用变化主要以耕地和林地的变化为主,土地利用结构变化表现出林地、园地、居民点及工矿用地、水域、交通用地明显增加,耕地、牧草地和未利用地减少.(2)贵州省土地利用结构信息熵和均衡度呈现"上升--下降--上升"的过程,总体呈增长趋势.(3)8类土地利用类型中,园地的区域变化差异较大,牧草地区域变化差异较小;贵州省西部地区的土地利用类型变化较东部地区显著.贵州省土地利用结构变化的主要驱动力是生态退耕政策的实施和经济社会的发展.     

基于WaTEM/SEDEM模型的沂河流域土壤侵蚀产沙模拟

基于WaTEM/SEDEM模型,结合临沂水文站和角沂水文站的输沙数据对模型进行校正和验证,分析模拟1975—2015年沂河流域侵蚀产沙的时空变化特征,并进一步研究降水、地形位和土地利用变化对流域侵蚀产沙的影响。结果表明：① 沂河流域输沙能力系数K_tc-low和K_tc-high在40 m和150 m组合下效果最优,模型在沂河流域具有较好的适用性。② 1975—2015年,沂河流域主要以侵蚀为主,微度侵蚀所占面积最大,其次是剧烈侵蚀,沉积主要分布在河谷处;流域侵蚀强度呈现先增加后减少的趋势,侵蚀模数由1975年的30.92 t·hm^-2·a^-1增加至1995年的49.32 t·hm^-2·a^-1再下降至2015年的29.60 t·hm^-2·a^-1;各县（区）平均侵蚀模数为沂水县>费县>沂南县>沂源县>蒙阴县>平邑县>兰山区。③ 沂河流域土壤侵蚀产沙强度的变化是降水、地形、土地利用等综合作用的结果。1975—2015年,流域降雨侵蚀力呈现先降低后升高又降低的变化趋势,各县（区）平均降雨侵蚀力为费县>兰山区>沂南县>蒙阴县>平邑县>沂水县>沂源县,降雨侵蚀力时空变化与流域侵蚀产沙强度时空变化并不完全一致;地形位等级空间分布与流域侵蚀产沙强度空间分布基本一致,侵蚀产沙的优势地形位区间是4~6级,即高程75~428 m,坡度5°~39°;耕地和林地的转化是土壤侵蚀强度转化最主要的原因,林地转化为耕地使侵蚀强度面积升高3389.97 hm²·a^-1,耕地转林地则使侵蚀强度面积降低2216.65 hm²·a^-1,草地与其他土地利用类型的转化对流域侵蚀强度影响较小。该研究可为区域土地利用方式调整和水土流失调控提供参考。     

闽东北沿海罗源县土地利用空间分布格局的 多尺度分析

在不同的空间尺度上,制约土地利用空间分布的影响因子及其影响程度并不相同,因此区域空间分布格局 分析应优先考虑制约空间分布的影响因子识别及其影响程度的尺度依赖性的研究。本文以闽东沿海的罗源县为研 究区域,采样统计方法与GIS 技术,选取20 个候选影响因子,研究了该县主要土地利用空间分布格局的影响因子 及其空间尺度相关性。研究表明模型的解释能力、影响因子及其影响系数均会随研究尺度发生不同程度的变化,回 归模型的解释能力以及主要影响因子的制约程度总体上均随研究尺度增大呈增强趋势。除受坡度、海拔高程等地 形条件的严格制约外,罗源县主要地类均在一定程度上受到人口因素以及若干可达性因素的影响。     

基于地学信息图谱的土地利用动态变化研究——以山东省龙口市为例

阐述了地学信息图谱的内涵及其概念模式.选择山东省龙口市为例,在遥感和地理信息系统技术支持下,利用2002年数字遥感图像和1996年土地利用图及其自然和社会经济统计数据,建立了龙口市土地利用动态变化信息图谱,并根据图谱从空间和时间两方面分析龙口市土地利用动态演变过程,最后结合马尔科夫模型对其未来的演变趋势进行动态预测.研究表明:自1996年以来,龙口市土地利用发生了大幅度变化,耕地面积减少5 383.48 hm2,园地和建设用地面积各增加33 729.62 hm2和2319.91 hm2;同时土地利用结构发生明显变化,主要表现在耕地和园地之间的转化,耕地和园地向建设用地的转化.预测表明:在未来的几十年内,耕地面积仍将继续减少,建设用地面积还会逐年增加,园地仍为该市的主要用地类型.     

京津冀地区耕地利用转型时空分异及驱动机制

耕地利用转型代表耕地利用形态的趋势性变化。论文以京津冀地区157个县域空间为基本研究单元,从显性形态与隐性形态双重属性出发构建耕地利用形态指标体系,运用冷热点、空间变差函数等方法分析1990—2015年耕地利用形态变化的时空特征,在此基础上,利用空间误差模型(spatial error model, SEM)对耕地利用转型的驱动机制进行了定量分析。结果表明：① 京津冀地区耕地利用形态指数空间分布呈东南高、西北低的格局,与该地区地形分布格局基本一致,且因坝上高原特色农业发展形成独立高值区。② 京津冀地区耕地利用形态指数空间分异呈现逐渐缩小的趋势,显著热点区与显著冷点区分布相对稳定且面积不断缩小,耕地利用转型较为平稳。显性形态值普遍呈现先升高后降低趋势,隐性形态值则呈升高趋势,表明京津冀耕地出现空间收缩、功能优化式转型。③ 高程是影响京津冀地区耕地利用形态空间特征的主要自然环境因素,二三产业占比、地均固定资产投资与城镇化率等经济发展和城镇建设因素则是驱动1990—2015年京津冀地区耕地转型的主导因素,但不同时段、不同县域单元耕地转型动力机制存在差异,各驱动因子作用强度也不完全一致。     

北方农牧交错带农村居民点分布特征及其对土地利用的影响——以科尔沁左翼中旗为例

选取农牧交错带的典型地区--科尔沁左翼中旗作为研究区,对不同海拔、坡度、坡向等要素上农村居民点的分布特征进行了研究,分析农村居民点对农牧交错带内土地利用格局的影响。结果表明:① 居民点主要分布在海拔200 m以下,坡度小于6°的地区以及阴坡上;② 农村居民点对土地利用格局有着直接影响,居民点密度越高的地区,耕地所占比重越大,草地越少;反之,则草地所占比重越大,耕地越少;③ 在牧业区,距离居民点越远,草地比例越小,耕地比例越大,农业区和农牧区则相反。     

土地覆被类型空间格局与地形因子的定量关联及其应用

以全国1∶25万土地覆被数据、全国公里网格DEM数据和县级行政区划数据为基础,首先,在国家尺度上宏观分析地形因子对土地覆被类型空间分布格局的影响,土地覆被类型空间分布宏观格局受海拔高度、坡度、地表起伏度的影响明显,而与坡向的关系并不显著;其次,以县级行政单元为统计分析样本,利用多元线性回归分析方法,在国家和区域两个尺度建立土地覆被类型面积占比与主要地形因子之间的定量模型,在6类土地覆被类型中,除草地以外,其他5类土地覆被类型的面积占比均与地形因子之间呈显著相关关系,显著性由高到低的排列顺序依次为森林、农田、荒漠、聚落和湿地水体;最后,以相关性最好的森林的空间分布为例,说明了将所建立的模型应用于栅格单元上某种土地覆被类型面积占比估算的可能性,虽然估算结果与实际情况存在差异,但总体趋势基本保持一致,特别是土地覆被类型面积占比大的区域。     

东北样带土地利用变化对生态服务价值的影响

根据中国东北样带上不同的土地利用组合类型, 分别选取抚松县、磐石市、公主岭市、通辽市及林西县作为典型区, 运用GIS 和遥感技术分析近30 年来不同类型区土地利用变化对生态系统服务价值的影响。本文选取基于货币量的价值量评价法, 参考Costanza 等人的研究 成果, 结合研究区的实际情况, 运用中国陆地生态系统服务单位面积价值的平均值来分析研 究区的生态系统服务价值变化情况。研究结果表明, 1976-2000 年间东北样带土地利用类型变化很大, 土地利用程度均呈加大趋势, 耕地、林地和草地的ESV 均有较大变动, 不同类型区单位面积的ESV 差别也很大, 其基本分布规律为林区> 农林交错区> 牧区> 农牧交错区> 农区。敏感性分析结果表明, 研究区内ESV 对生态服务功能价值指数是缺乏弹性的, 研究结 果是可信的。