土地利用变化及其区域生态环境响应:以中国江苏省为例（英文）

以中国江苏省为例,利用1985、2008年的两期遥感影像解译获取的土地利用变化数据,按照"三生"土地利用主导功能分类,通过空间热/冷点布局的分析、区域生态环境质量指数、土地利用变化类型生态贡献率和完全分解法,定量研究近30年来江苏省土地利用变化特征及其苏南、苏中、苏北三大区域生态环境响应规律。研究表明:1)1985–2008年间江苏省土地利用变化主要表现为生产用地面积的减少,生态用地、生活用地面积的增加,苏南土地利用变化最为剧烈。2)1985年–2008苏南、苏中地区农业生产功能不断弱化,苏北的工矿生产功能比较优势明显,苏南城镇生活服务功能不断增加,苏北农村生活服务功能在弱化。3)1985–2008年间江苏省及其三大区域生态环境质量均稍有下降。苏南地区对全省生态环境变化的贡献率来的最大,苏中贡献率最小。苏南、苏中地区生态环境质量恶化主要是因为土地利用变化的驱动因子是城乡建设用地规模增加。苏北地区生态环境质量恶化主要是因为土地开发整理。三大区域农业生产用地(耕地)转换为水域生态用地(水库坑塘)是区域生态环境改善的主要因素。     

长江经济带景观格局动态演变及其景观生态环境效应

利用2000年、2010年、2020年3期土地利用遥感监测数据,通过景观格局指数、区域生态环境质量指数定量探究长江经济带土地景观格局的时空变化特征及其生态环境响应。研究表明：① 长江经济带上、中、下游区域的林地、草地等生态用地与人造地表的分布存在空间错位,生态用地主要转为耕地和人造地表;② 景观层级上,斑块的聚合度降低、破碎化程度加剧、多样性程度有所增加,类型层级上,耕地的破碎化程度增加,人造地表在空间上的连接度加强,趋于规模发展;③ 2000—2020年,经济带生态环境质量改善和恶化并存的特征弱化了整体生态质量的时间变异性,生态环境质量指数的低值区与长江经济带三大城市群的分布存在空间布局相似性;④区域土地资源供给与发展水平的空间错位、土地利用主导功能转型下的生态变化、人口虹吸效应、产业结构等影响长江经济带生态环境的空间分布。     

快速城市化地区生态系统对土地利用变化的响应——以长株潭城市群为例

采用土地利用经济生态位模型、土地利用程度综合指数模型和生态服务价值评价方法,结合长株潭区域1996—2005年的土地利用更新调查数据,研究该区域生态系统对土地利用变化的响应。结果表明：（1）长株潭城市群非农用地对农用地的捕获力呈逐年增强的趋势,土地利用整体上朝利用强度增大、广度增加的方向发展,而区域生态系统服务价值量则呈现逐年下降的趋势;（2）长株潭城市群生态服务功能价值量分别与土地利用生态位差值和土地利用综合指数呈显著的负相关关系,其中与土地利用综合指数相关度最高;（3）在推进新型城市化过程中,控制非农用地的外延扩展,增加农地转用的生态补偿,减小土地利用的经济生态位差值能有效抑制农地的快速减少,促进区域“经济”与“生态”的协调发展。     

2000-2010年中国退牧还草工程区土地利用/覆被变化

在3S技术支持下,结合景观格局定量分析方法,基于30 m分辨率的土地利用/覆被数据,对中国退牧还草工程区2000-2010年土地利用/覆被时空分布特征进行研究。通过利用土地利用转移矩阵和动态度来判定土地利用变化的速度和区域差异,并在斑块类型和景观水平上分析研究区景观格局特征,探讨土地利用格局变化的生态效应。结果表明：①近10年来,研究区土地利用/覆被类型以草地和其他类用地为主,整体内部结构稳定少动。草地变化面积仅占2000年草地总面积的0.37%;林地、湿地、耕地和人工表面的面积均有所增加;其他类用地面积有所减少。②全区土地综合动态度均小于0.1%,土地利用/覆被变幅较小,除人工表面较活跃外,其他各类型变化相对缓慢,且各省土地利用区域差异较小。③研究区内景观基质未发生改变,区域景观破碎度递减,景观多样性水平上升,景观聚集度和连续性微弱下降,景观整体保持较完整态势。退牧还草工程的实施使土地利用/覆被结构和景观格局均得以优化。     

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“三生空间”的土地利用转型与生态环境效应——以长江三角洲核心区为例

以长江三角洲核心区为例,利用1990、2000、2010年3期遥感影像解译获取土地利用变化数据,按照“生产-生态-生活”土地利用主导功能分类,通过土地利用转移矩阵、生态环境质量指数、土地利用转型的生态贡献率等方法,定量分析长江三角洲地区土地利用转型、时空格局特征与生态环境效应。结果表明：① 1990~2010年,长三角地区基于“三生用地”的土地利用转型表现为生产用地减少,生态用地稳定,及生活用地快速增加。② 长三角地区生态环境质量指数从1990年的0.470持续降至2010年的0.444,整体质量有所恶化,较高质量区和高质量区面积与比重保持稳定。③ 1990~2010年,长三角地区同时存在生态改善和恶化的两种趋势,生态环境改善小于环境恶化的趋势。城镇和农村生活用地、工矿生产用地对农业生产用地的挤占则是导致生态环境质量恶化的重要原因。     

中国“三生用地”分类（英文）

经济的快速发展以及工业化和城市化导致中国人地关系紧张,争地现象多发。为兼顾粮食安全、生态保护和经济发展之间的关系,需要协调土地不同功能用地的矛盾。现行的土地利用分类体系,注重土地的生产、生活功能,欠缺对土地生态功能考虑。本研究从土地的主体功能出发,强调生态用地的概念和地位,构建了"三生用地"分类体系,统筹生产、生活和生态用地空间。所谓生态用地,是指以调节、维持和保障生态安全功能为主的用地。三生用地分类体系,将生态用地纳入土地利用分类体系,有助于生产、生活和生态用地空间的统筹兼顾和规划。该分类系统包括三级的分类体系,一级类包括生态用地,生态生产用地,生产生态用地和生活生产用地等4类;二级类具体分为生态用地(重点调节生态用地,一般调节生态用地和生态容纳用地),生态生产用地(牧草地,用地林地和渔业养殖地),生产生态用地(耕地和园地)和生活生产用地(城镇建成区用地,农村生活用地和工业生产用地)等共15类;三级类则主要依据传统的土地利用类型划分。基于多数据源,通过先分区再分类的策略,本文提取了中国"三生用地"的分布范围。结果表明,生态用地、生态生产用地、生产生态用地和生活生产用地等面积分别为603.70万km~2、135.38万km~2、200.19万km~2和20.73万km~2,各占国土面积的62.89%、14.10%、20.85%和2.16%。生态用地主要分布在中西部,生态生产用地因其生产功能具有明显的地域分异,生产生态用地和生活生产用地则更集中分布在东部地区。     

土地利用变化对洪水调蓄能力的影响--以洞庭湖区为例

本文在中国资源与环境时空数据库的支持下,利用20世纪70年代末期、90年代末期获取的陆地资源卫星图像和GIS分析方法,对洞庭湖区近20年的土地利用/覆盖变化进行了遥感调查,进而以水域与其他土地利用类型之间的转移变化为基础,对区域洪水调蓄能力的变化进行了估算.结果表明,变化比较显著的地类有3类:耕地减少了1.97%,各类建设用地总计增加了14.88%,水域面积增加的幅度为8.77%.因土地利用变化导致的区域洪水调蓄能力增加估计为6.23亿m3,由此增加的湖泊容积,最大为13.01亿m3.     

岷江上游土地利用的时空分异

运用土地利用变化率、土地利用类型综合转换速率、土地利用结构差异度系数和信息熵等指标,分析了岷江上游土地利用的时空分异特征.研究表明:1986～2000年间,岷江上游土地利用类型趋于多样化,土地利用结构趋于均匀化,呈现与牧草地、耕地和建筑用地挤压林地的趋势;空间单元土地利用结构整体差异性变化不大,土地利用系统不同程度地趋于复杂无序;上地利用的空间生态效应与海拔梯度、人口密度变化具有一定相关性;土地利用变化与空间生态效应变化呈现逆向关联特征;区域开发政策、人口密度、资源分布、产业活动强度等的变动驱动了土地利用时空变化.     

中国土地利用的分区优势及其演化机制

为了揭示不同区域土地利用变化之间的空间联系,借鉴经济学中的区域优势理论,提出了区域土地利用优势的概念及其度量方法;进而利用该方法以及国土资源调查数据和统计数据,分析了中国1996-2003 年间土地利用的分区优势以及分区优势的演变。研究发现上海、 天津、北京、江苏、浙江、山东、广东等建设用地具有明显优势的地区,建设用地优势指数快速上升,上升幅度在0.17 以上,使得这些省区建设用地的优势越发明显,而农地优势有所下降;河北、福建、海南、吉林等原本就具有农地利用优势的区域,农地优势上升较大,而广西、云南、宁夏、甘肃、新疆、内蒙等省区农地优势则略有上升。同时河南、安徽、湖南、 黑龙江、四川林草地优势明显上升。研究结果表明,中国土地利用的分区优势在其演化过程中存在高端极化机制、梯度外推机制和生态阻拦机制。这三大机制在全国尺度上不仅主导中国土地利用分区优势的演化过程,同时也主导中国近期土地利用格局的变化。     

贵州六盘水市土地利用动态模拟研究

受经济快速发展和石漠化日益严重的影响,喀斯特区域土地利用发生了显著的变化。为探究喀斯特区域未来土地利用动态变化及空间分布,本文选取喀斯特土地退化和石漠化严重的贵州省六盘水市为研究对象,基于该区域1990年、2000年和2010年三期土地利用现状数据,借助ARCGIS和SPSS18.0软件分析了研究区土地利用动态变化和各驱动因素对土地利用变化的影响机制,结合Markov模型和DLS模型模拟了该区域2030年在自然增长、土地优化、经济发展和生态保护四种不同情景下的土地利用空间分布。结果表明:(1)2000年以后,人类对土地资源的开发利用强度和速率明显增大,对土地利用变化的影响程度也迅速增加,主要表现在林地、建设用地和水域面积大幅度增加和耕地面积减少。(2)以2000-2010年的土地利用现状数据为基础,利用Markov模型预测未来不同情景下的土地利用需求数据,然后输入DLS模型得到不同情景下土地利用空间格局变化,结果显示:林地和建设用地面积有不同幅度的增加,主要归因于耕地和草地面积的减小,这将是未来该区域土地利用变化的趋势。(3)验证Logistic回归精度的ROC曲线面积值均大于0.7,Kappa值达96.1%,说明模型对于研究区具有良好的适用性,为该区域后期土地资源的合理分配和更好的发展规划提供了一定的参考。     

20世纪90年代中国土地利用变化时空特征及其成因分析

在土地利用变化时空信息平台的支持下,本文对我国20世纪80年代末到90年代末的土地利用变化过程进行了全面分析,揭示了我国10年来土地利用变化的时空规律,分析了这些规律形成的主要政策、经济和自然成因。研究表明,20世纪90年代,全国耕地总面积呈北增南减、总量增加的趋势,增量主要来自对北方草地和林地的开垦。林业用地面积呈现总体减少的趋势,减少的林地主要分布于传统林区,南方水热充沛区造林效果明显。中国城乡建设用地整体上表现为持续扩张的态势。90年代后5年总体增速减缓,西部增速加快。20世纪90年代我国的土地利用变化表现出明显的时空差异,政策调控和经济驱动是导致土地利用变化及其时空差异的主要原因。据此,本文提出在今后的全国土地利用规划中,应充分考虑我国现代土地利用变化的区域分异规律。同时,在生态环境恢复与建设规划中也应强调自然地理地带的针对性,同时要改变传统的资源规划与管理思路,在基础设施日益完备的条件下,最大程度地发挥跨区域土地资源优化配置的综合优势     

考虑湿地精细分类的全球海岸带土地利用/ 覆盖遥感分类系统

土地利用/覆盖分类是土地利用/覆盖数据建立和土地利用/覆盖变化研究的重要前提。针对全球海岸带土地利用/覆盖类型多样性显著但分类系统鲜有专论的研究现状,从全球海岸带区域的基本特征出发,重点参考《湿地公约》以及区域至全球尺度的湿地分类系统,严格遵循预先定义的分类依据以及分类原则,提出全球海岸带土地利用/覆盖遥感分类系统,包括6个一级类型,分别为耕地、植被、湿地、建设用地、裸地、永久性冰川雪地,20个二级类型和43个三级类型,比较系统且全面地涵盖了全球海岸带区域的土地利用/覆盖类型和湿地资源。该分类系统层次清晰且分类严格,综合考虑了宏观区域至全球尺度海岸带土地利用/覆盖分类及变化特征遥感监测研究所需,充分重视了全球沿海区域丰富多样的湿地资源,明确强调了全球高纬度地区苔原类型的归属及分类,合理兼顾了低、中、高不同时空分辨率卫星数据的优势,为建立多时相全球或代表性区域海岸带土地利用/覆盖变化数据集提供支持。     

南京市高淳区村域尺度土地利用功能变化及生态系统服务价值响应研究

基于2009—2019年土地利用调查数据,以高淳区145个行政村为研究单元,利用土地利用变化模型和生态系统服务价值评估方法,研究高淳区土地利用功能转型的时空演变格局,并评估该区域生态系统服务的价值损益情况,同时,利用敏感性系数来衡量生态系统服务价值对土地利用功能转型的敏感程度。结果表明：(1)高淳区生产生态功能、生态生产功能既是研究区分布最广的土地利用功能类型,也是转型最剧烈的土地利用功能类型。生产生态功能的转移面积和比重最大,而且转移速率远高于其同期的新增速率,属于转型收缩型土地利用功能;生态生产功能空间、生活生产功能空间和生态功能空间的新增速度大于同期转移速度,属于转型扩张型功能空间。(2) 2009—2019年,高淳区生态系统服务价值增加了33.78亿元,其中,水域用地、耕地和林地是对生态系统服务价值贡献最大的3种土地类型;水文调节和废物处理是高淳区最主要的生态系统服务功能。(3)当土地利用功能从低利用指数向高利用指数转变时,生态系统服务价值减少,此时土地利用程度引起区域生态系统服务价值的变化强度也较小。当土地利用功能呈现高利用指数向低利用指数的转变趋势时,生态系统服务价值呈现增...     

土地利用/土地覆被时空分布100 年数字重建 ——-以大庆市杜尔伯特蒙古族自治县为例

长时间序列的土地利用/ 土地覆被数据是开展全球变化、可持续发展及生态安全等各项研究的重要基础。然而,早期的土地利用/ 土地覆被数据,特别是卫星遥感数据出现之前 的土地利用/ 土地覆被信息通常很难获取。利用TM、MSS 遥感影像数据和地形图、气候、地质、地貌、土壤、植被、水文等自然环境背景图件以及数据,社会经济统计数据等多源数 据,选择大庆市杜尔伯特蒙古族自治县作为典型案例区,在GIS 技术支持下建立了土地利用/ 土地覆被数字重建模型,再现了典型研究区20 世纪30 年代和50 年代土地利用/ 土地覆被空间分布状况。通过野外调查和历史文献资料对土地利用数字重建结果进行精度评价并初步得到以下结论：① 采用逐个图斑跟踪记录的方法对研究区各个时期土地利用/ 覆被变化的敏感 性进行分析,有利于揭示区域土地利用/ 土地覆被变化的规律;② 在定量、定位分析环境背景对土地利用/ 土地覆被分布及其变化的影响基础上,综合判断各种土地利用/ 土地覆被分布概率,其结果可为土地利用数字重建提供依据;③ 对1:10 万地形图提取土地利用信息的可行性与可信度分析表明,地形图中土地利用信息完全能够达到一级土地利用分类精度,同时疏林地、灌木林、沼泽地、盐碱地、沙地等二级分类信息也能获取。     

中国土地利用时空特征分析

在遥感技术与GIS技术的支持下，对中国近5年来土地利用的时间动态特征和空间动态特征进行了定量分析。具体表现为通过数学建模，利用土地利用动态度模型、土地利用程度模型、垦殖指数模型等对土地利用时空特征进行了分析。研究结果表明：5年间中国土地利用类型发生变化比较大的区域主要分布在东部和北部地区，特别是东北部地区土地利用类型变化比较剧烈，而西部变化相对缓慢；土地利用各类型中面积增加的有耕地、水域、建设用地和未利用地，而林地、草地面积减少；耕地增加的区域位于东北部地区，特别是黑龙江省耕地面积增加最多；林草地以及未利用地的面积变化主要发生在新疆、内蒙和黑龙江等地区，其它地区变化幅度相对较小。     

陕北农牧交错带土地利用动态变化研究

根据1991-2001年土地利用详查数据,利用土地利用动态度模型、区域差异模型、土地利用程度模型和信息熵模型,对陕北农牧交错带这一典型地区土地利用的时空变化及变化趋势进行了详尽分析。研究表明：陕北农牧交错带耕地、未利用地和水域减少,林地、牧草地、园地、居民点及工矿用地、交通用地增加；研究区土地利用变化速度较快,年变化率达到0．31%,其中园地的年变化率最大；耕地、园地、林地、牧草地和交通用地的空间变化明显；11年来,陕北农牧交错带土地利用处于发展期,利用方式日趋无序。     

资源型城市土地利用变化与湿地生态安全响应--以黑龙江省大庆市为例

黑龙江省大庆市作为典型的资源型城市(以石油资源、草场资源和耕地资源发展起来),是人地关系作用最强烈的区域之一,也是土地利用发生急剧变化且具有特色的区域.揭示本区域土地利用的时空变化特征和变化规律,探讨土地利用变化引发的生态安全问题,对于资源型城市生态环境改善,产业结构调整及实现资源型城市可持续发展尤为重要.为此,本研究基于大庆市1978、1988、1992、1996和2001年5个时段的MSS和TM影像,获取20a来不同时期的土地利用信息.以GIS技术为数据集成分析平台,计算湿地景观格局指数和各湿地景观类型的时空转移过程,以期从景观格局的角度定量刻画区域湿地景观过程对土地利用变化的响应和由此产生的湿地生态安全威胁.结果表明,区域内耕地不断增加,建设用地的扩大,以及湿地盐碱化和草甸化过程,是湿地减少的重要原因之一;土地利用造成的湿地景观分割、景观破碎和景观迅速减少,对生物多样性安全、水资源安全和人类健康安全等产生威胁;因而,应根据人类与自然共生原理,对不同湿地进行景观生态的分析、评价、规划和设计,逐步恢复原有的自然湿地景观,使其发挥多种湿地功能.     

喀斯特生态脆弱区猫跳河流域土地利用/覆被变化研究

LUCC是当前国际全球变化研究的前沿和热点领域,喀斯特生态脆弱区的土地利用/覆被变化是国际LUCC研究中的薄弱环节。以贵州中部的典型喀斯特流域——猫跳河流域为例,通过详实的地面调查,以1973年的Landsat-MSS影像、1990年和2002年的Landsat-TM影像为数据源,在RS、G IS、GPS为核心的"三S"集成技术支撑下,应用单一土地利用动态度、单一土地利用转入率和转出率、综合土地利用动态度、土地利用度以及土地覆被变化空间指数等指标,定量研究了该流域在过去30 a间的土地利用/覆被的变化特征。研究表明:(1)研究区的土地覆被类型主要以耕地、灌草地、灌木林以及有林地为主;(2)1970年代以来,土地利用/覆被变化剧烈,各地类之间的变化幅度存在较大差别,水田、灌木林、其他林地、灌草地等地类先减后增,旱地和裸岩地先增后减,有林地、水域、城镇建设用地、农村居民点、交通工矿用地等持续增加;⑶1973~1990年的土地利用动态度和土地利用度均比1990~2002年大,前一时期的裸岩地明显增加,土地利用具有明显的不可持续性,进入1990年后,裸岩地缩减,流域生态环境质量趋于好转;⑷伴随着分布面积在平面空间上的张缩,各地类的平均分布高程和坡度在垂直方向上也出现了相应的变化。     

城市轨道交通对土地利用变化的时空效应

定量分析轨道交通对城市内部精细土地利用复杂变化影响的时空效应,对于预测未来新建站点对土地利用的影响以及规划方案的调整与优化具有重要的指导意义。本文提出结合历史高分遥感影像与POI数据获取多时间节点精细土地利用信息的方法,并以广州市二号和八号地铁线为例,结合逐步回归模型与站点用地功能分类,从时间和空间两个维度定量研究地铁对土地利用转变的复杂影响过程与空间差异规律。结果表明,轨道交通促使站点周边低密度居住用地向商业用地、高密度居住用地等高效益土地利用方式的转变;轨道交通在规划、建设、运营不同阶段对于周边土地利用的影响呈现显著的差异规律;地铁站点对土地利用变化影响规律具有明显的空间异质性特征,与站点在城市里的位置以及站点周边的土地利用有关,对城市中心区域的影响较小,对郊区的影响主要与可用的非建设用地面积相关,而工业用地对土地利用变化具有限制作用;轨道交通还带来用地功能和性质的转变,这样的转变大多发生在地铁站点开通运营的时间点。