基于斑块层次的土地利用变化对土地质量影响的初步分析——以河北省张北县为例

利用SPOT2/4、SPOT5 等遥感数据源, 以人工目视解译为主, 分析了1999 年到2003 年河 北省张北县土地利用( 耕地) 变化情况; 运用GIS 和统计分析的方法, 初步分析林草地转变为耕 地、耕地转变为林草地和未变化耕地斑块等的土地退化特征。从1999 年到2003 年, 张北县耕地 减少20229.5ha, 耕地的主要流向为林草地, 其中又以旱地转化为人工草地为主, 2003 年新增耕 地的主要来源为牧草地。除耕地转为疏林地外, 耕地转为林草地的其余类型未退化斑块的面积较 大; 林草地转化为耕地的情况比较复杂: 林地转化为旱地、牧草地转化为水浇地的斑块发生了比 较明显的土地退化; 而牧草地转化为旱地、其它土地转化为旱地、牧草地转化为菜地斑块中退化 斑块数和面积比例都不大。和未变化耕地斑块的退化特征比较, 旱地转化为牧草地, 退化斑块与 未退化斑块数量比例比较接近, 但未退化斑块面积比例远远高于未变化耕地斑块; 而牧草地转为 旱地的退化与未退化斑块数量和面积比例没有明显差别。旱地转化为林地的未退化斑块数量和 面积比例要大于林地转化为旱地的斑块。说明旱地向林草地转化有助于提高区域土地质量。     

基于遥感与GIS的乌审旗土地利用变化研究

在遥感与GIS技术支持下,以乌审旗1986-2005年5期TM影像为主要数据源,运用土地利用动态度和土地利用转移矩阵对土地利用的数量变化进行了研究.运用定量与定性相结合的景观空间格局分析方法,对土地利用景观格局特征的动态变化进行了分析,并利用社会经济数据对土地利用变化的人为驱动力进行了分析.研究表明:(1)20年间各土地利用类型经历着"涨势"与"落势"的波动.从各土地利用类型的转化方向来看.林地、草地和沙地相互转换频繁;耕地主要转变为林地、草地和沙地;水域主要向其他未利用地转换,其他未利用地主要向草地和沙地转换,工矿用地没有转出.从2005年各土地利用类型的转化来源看,耕地主要是由林地、沙地和草地转变而来;林地主要由沙地和草地转变而来;草地主要是由沙地和林地转变而来;水域主要是由沙地和耕地转变而来;居民地主要是由沙地、草地和林地转变而来;其他未利用地主要是由草地、水域和林地转变而来.(2)土地利用景观格局演变特征表现为:除居民点外各类景观斑块形状指数都呈增加趋势;除水域外,各类景观斑块密度下降、分离度减少;全旗景观优势度下降、多样性升高.(3)人为因素中的人口增长、经济发展以及生态工程的实施对土地利用变化起重要作用.     

多因素耦合下三峡库区土地利用未来情景模拟

模型模拟和情景变化分析是未来土地利用变化研究的核心内容,本文以2000年三峡库区土地利用现状为基期数据,利用Binary Logistic模型回归分析驱动因子与土地利用间的关系,利用CLUE-S模型对2010年土地利用进行模拟,校验并确定影响库区土地利用驱动因素的主要参数后,基于自然增长、粮食安全、移民建设和生态保护对2020年、2030年库区土地利用情景予以模拟。结果表明：① 通过Binary Logistic模型分析和检验,水田、旱地、林地、草地、建设用地和水域的ROC曲线下面积值均大于0.8,表明所选驱动因子对土地利用的解释能力较强,可用来估算土地利用概率分布;② 2010年各地类模拟结果经验证得Kappa系数分别为水田0.9、旱地0.92、林地0.97、草地0.84、建设用地0.85和水域0.77,总体上能满足模拟与预测需求;③ 多情景模拟显示库区不同土地利用类型在空间上的竞争关系,以及所带来的对库区粮食安全、移民建设、生态保护的影响,包括水田大量转换为旱地（“水改旱”）、耕地与林草地被建设占用、林草地开垦为耕地、陡坡耕地退为林草地等行为,需要在土地利用优化中平衡各方面的需求;④ 多因素、多情景模拟能为库区土地利用提供更为清晰的、可供抉择的政策调控思路。     

长江流域土地利用时空变化特征及其径流效应

土地利用变化的径流效应是水循环研究中的重点内容之一。长江流域是中国最大的流域,土地利用变化及其径流效应分析是研究该流域径流演变、水旱灾害的基础。本文利用1980、1990、1995、2000、2005年五期土地利用数据,采用土地利用转移矩阵计算土地利用动态度、交换变量等指标,评价了长江流域土地利用的时空变化特征,识别关键变化区域及其变化原因。在此基础上,利用SCS模型的降水—径流方程,分析了土地利用变化的径流效应。研究结果表明：1980-2005年时期,长江流域土地转移活跃程度在第一(1980-1990年)和第四(2001-2005年)时期内明显高于1991-1995年和1996-2000年,中上游四川及其北部地区的活跃程度最大。1980-2005年期间水田、旱地、林地和草地面积变化幅度都在8%以内。但受不同时期环境保护和经济发展因素影响,耕地(水田和旱地)和林地、草地呈现相反的变化,而水域、未利用地和城镇用地相对变化较大;其中快速的城镇化导致城镇用地增幅最高,可达196.58%。土地利用变化直接导致流域的平均径流系数变大,变幅从-0.67%到0.80%,平均增幅0.05%,变化最显著的地区在城市化水平较高的长三角一带。径流系数的增加导致洪水发生的可能性增大。     

不同土壤侵蚀背景下土地利用的时空演变

为了研究土地利用、土地覆盖的时空变化，本文在遥感技术与GIS技术的支持下，对不同土壤侵蚀背景下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。具体表现为通过空间分析，对中国近五年来不同土壤侵蚀背景下的土地利用类型，如耕地状况、森林植被覆盖、城镇工矿建设用地等时空特征进行了动态分析。研究结果表明：我国土壤侵蚀以水力、风力、冻融侵蚀为主，水力侵蚀以微度水力侵蚀为主，在微度水力侵蚀区，耕地、草地、建设用地面积增加，其中耕地增加最多，林地、未利用地面积逐渐减少。风力侵蚀以剧烈风力侵蚀为主，在微度风力侵蚀区，草地面积减少，而未利用地的面积增加；在轻度、中度、强度风力侵蚀区，耕地、林地、未利用地用地面积增加，草地面积减少。在冻融侵蚀区，草地面积有显著增加，而未利用地面积减小。     

中缅泰老“黄金四角”地区缅甸段土地利用与景观格局变化分析北大核心CSSCI

以中缅泰老"黄金四角"地区缅甸段为例,通过构建土地利用重心测度、动态变化及景观指数等模型,对其1993年~2017年的土地利用与景观格局变化状况进行探究,得出以下结论:(1)随时间演进,研究区林地显著扩展而草地、耕地、灌丛及水体等均大幅减少,建筑用地虽扩展显著但比重始终较小;各土地利用类型的空间分布重心及其转移变化差异显著,24年间,建筑用地、耕地、草地、水体及湿地重心均整体向东北方向偏移而林地与灌丛重心偏向西南。(2)研究区土地利用变化速度整体较快但小幅放缓,土地利用空间变化剧烈的区域主要集中在林地、草地及耕地等用地类型上;随时间演进,各用地类型均发生了较明显的相互转化,其中以林地、草地、耕地及灌丛的间转化最为显著。(3)从斑块类型尺度来看,研究区不同用地斑块间的景观指数及其变动差异悬殊,整体而言,灌丛、草地及耕地的斑块密度明显较高但形状规整程度显著较低,而林地的平均斑块面积远大于其余地类。(4)从景观总体尺度来看,研究区景观的多样性与均匀度指数均持续降低而破碎度指数整体减小,各用地景观面积差异持续扩大且空间分布的均匀程度不断降低,整体呈由分散分布向集中布局的转变。     

南方红壤丘陵地区土地利用变化特征——以吉泰盆地为例

本文以南方红壤丘陵典型案例区吉泰盆地为例,运用RS和GIS技术,在对典型时段遥感影像进行解译的基础上,采用土地利用程度综合指数、土地利用类型动态度以及土地利用类型变化趋势和状态指数等模型,计算了1995-2006年吉泰盆地土地利用变化数量特征,揭示了南方红壤丘陵地区11年来土地利用变化的时空格局。研究结果表明:①1995-2006年吉泰盆地土地利用结构基本稳定,林地和耕地是该区主要土地利用类型;②11年来吉泰盆地水域和建设用地面积缓慢增长,水域增幅较多,其他地类面积有所下降,草地减幅最大;③林地转化为耕地,耕地转化为水域,以及草地转化为林地是吉泰盆地主要土地利用类型的转移模式,三种类型的转化面积依次为2887.91 hm2、2821.19 hm2和2326.97 hm2。从空间分布上看林地转为耕地模式分布最为广泛,耕地转化为水域分布较松散,草地转林地主要分布在吉泰盆地的北部地区;④动态度和状态指数研究发现,吉泰盆地未利用地的年变化率绝对值最大,林地年变化率最小。在未来的一段时间内,水域和建设用地规模呈增大的趋势,其余地类呈不同程度减少的态势。     

中缅泰老“黄金四角”地区缅甸段土地利用与景观格局变化分析

以中缅泰老"黄金四角"地区缅甸段为例,通过构建土地利用重心测度、动态变化及景观指数等模型,对其1993年~2017年的土地利用与景观格局变化状况进行探究,得出以下结论:(1)随时间演进,研究区林地显著扩展而草地、耕地、灌丛及水体等均大幅减少,建筑用地虽扩展显著但比重始终较小;各土地利用类型的空间分布重心及其转移变化差异显著,24年间,建筑用地、耕地、草地、水体及湿地重心均整体向东北方向偏移而林地与灌丛重心偏向西南。(2)研究区土地利用变化速度整体较快但小幅放缓,土地利用空间变化剧烈的区域主要集中在林地、草地及耕地等用地类型上;随时间演进,各用地类型均发生了较明显的相互转化,其中以林地、草地、耕地及灌丛的间转化最为显著。(3)从斑块类型尺度来看,研究区不同用地斑块间的景观指数及其变动差异悬殊,整体而言,灌丛、草地及耕地的斑块密度明显较高但形状规整程度显著较低,而林地的平均斑块面积远大于其余地类。(4)从景观总体尺度来看,研究区景观的多样性与均匀度指数均持续降低而破碎度指数整体减小,各用地景观面积差异持续扩大且空间分布的均匀程度不断降低,整体呈由分散分布向集中布局的转变。     

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.     

20世纪90年代无定河流域土地利用的时空变化

本文基于ArcGIS平台,以LandsatTM影像解译得到的三期土地利用数据为基础,结合统计分析工作,对无定河流域20世纪90年代土地利用数量、类型及其变化进行了分析。分析得出,前后2个5年间,无定河流域耕地、林地和未利用土地都是先减少而后稍有增加,草地则是先增加后稍有减少。在10年尺度上土地利用总的动态特征是,耕地与未利用土地面积减少,林地、草地面积增加。前5年无定河流域综合土地利用动态度为0.85%,未利用土地和草地的年变化率较大,耕地与水域年变化率较低。后5年无定河流域综合土地利用动态度为0.3%,林地与未利用土地年变化率较大,耕地与水域变化率较小。最后引入单一土地利用类型相对变化率反映出无定河流域土地利用变化存在明显的区域差异。     

内蒙古高原浑善达克沙地区土地利用与覆被变化及退化趋势

浑善达克沙地及其周边地区是我国北方沙尘暴多发区之一,该区的土地利用与覆被变化反映了一系列的环境与社会经济问题。基于卫星遥感信息和空间数据处理技术,并结合地面实地调查资料、气象观测和社会经济数据,得出了20世纪80年代末至90年代末这一地区土地利用与覆被变化情况。结果表明:耕地、建设用地和未利用地明显增加,草地和水域减少,变化面积最大的是草地,有944.42 km2的草地转变为其他用地类型;从变化速率来看,最快的是建设用地,增加了19.8%,其次是耕地,增加10.2%。土地利用转变的主要类型是草地向耕地和未利用地的转变,及耕地向建设用地的转变;呈退化趋势的土地面积近3倍于恢复土地面积。就土地利用与覆被变化的社会经济背景进行了深入分析。     

黑河中游土地利用/覆被变化及其对碳储量影响的预测

准确预测未来土地利用/覆盖变化及其对区域碳储量的影响对土地利用决策和气候变化研究具有重要意义。以黑河中游流域为研究对象，基于2000年和2012年两期土地利用解译数据，运用CA-Markov模型，并依据《IPCC 2006指南》提供的清单方法，在对研究区2024年土地利用变化特征进行预测分析的基础上评估了2000—2024年黑河中游土地利用/覆被变化对碳储量的影响。结果表明：2000—2012年，研究区耕地、建设用地、林地和草地面积呈增加趋势，未利用土地和水域面积呈减少趋势，土地利用/覆被变化导致碳储量增加3.22×10⁶ t；预测2024年黑河中游土地利用变化同2012年相比，耕地、建设用地、林地占研究区比例分别增加3.18%、0.84%和0.77%，未利用土地、草地和水域占研究区比例分别减少3.32%、1.13%和0.33%；2012—2024年土地利用/覆被变化导致碳储量增加7.55×10⁶ t，各土地利用类型变化导致碳储量变化更加明显，其中林地和耕地增加是碳储量增加的主要原因，建设用地增加是碳储量减少的主要原因。总体来看，2012—2024年耕地、建设用地、林地将继续呈增加趋势，未利用土地和水体将继续呈减少趋势；2012—2024年较2000—2012年土地利用变化导致碳储量增加4.33×10⁶ t，固碳能力表现出较明显的提高。     

北方13省土地利用/覆盖动态变化分析

对北方13省1989~1999年的宏观土地利用/覆盖动态变化进行分析。结果表明:研究区草地、水体的退化以及未利用地的不断扩展增加区域生态系统的敏感性和脆弱性,生态环境压力进一步增大;土地利用/覆盖总体破碎度不断增加,土地利用向着多样化和均质化方向发展;10年间,各种土地利用/覆盖类型重心的空间位置均有所变化。水体变化最明显,其次为未利用地、耕地和城建用地;各种土地利用/覆盖类型变化表现出明显的区域差异。     

Land use and land cover change processes in China's eastern Loess Plateau

Using Landsat remote sensing images, we analyzed changes in each land use type and transitions among different land use types during land use and land cover change (LUCC) in Ningwu County, located in the eastern Loess Plateau of China, from 1990 to 2010. We found that grassland, woodland, and farmland were the main land use types in the study area, and the area of each type changed slightly from 1990 to 2010, whereas the area of water, construction land, and unused land increased greatly. For the whole area, the net change and total change were insignificant due to weak human activity intensity in most of the study area, and the LUCC was dominated by quasi-balanced two-way transitions from 1990 to 2010. The insignificant overall amount of LUCC appears to have resulted from offsetting of rapid increases in population, economic growth, and the implementation of a program to return farmland to woodland and grassland in 2000. This program converted more farmland into woodland and grassland from 2000 to 2010 than from 1990 to 2000, but reclamation of woodland and grassland for use as farmland continued from 2000 to 2010, and is a cause for concern to the local government.     

基于遥感技术的银川市土地利用/覆被研究

为消除地形复杂地区不同地物的同谱异物现象,在遥感(RS)和地理信息系统(GIS)技术的支持下,采用分区分类方法对宁夏银川市1991和1999年的Landsat TM/ETM 影像进行解译,得到了银川市两期土地利用/覆被变化数据。在此基础上,通过转移矩阵和土地利用/覆被变化幅度、动态度及状态指数模型,对银川市土地利用/覆被变化的状况和变化过程进行了研究。结果表明,在研究期内,银川市各土地利用/覆被变化类型都有不同程度的变化。林地、耕地和城市用地转入大于转出,朝着规模增加的方向发展,而草地和水体转出大于转入,朝着规模缩小的方向发展,未利用地虽然转入大于转出,但变化缓慢;土地利用/覆被年变化率最大的是草地,其次为耕地,未利用地的最小。     

北京市土地利用变化的空间分布特征

土地利用变化是全球变化中的重要组成部分 ,是短期内人类活动对自然环境施加影响的显著表现形式。本文基于遥感和地理信息系统技术 ,利用LandsatTM图像的解译成果 ,分析了北京市 1985～ 2 0 0 0年土地利用变化的空间分布特征。研究表明 ,在这 15年的时间里 ,北京市林地和城乡、工矿、居住用地的转移趋势明显 ,两者的转移率分别达到 4 0 78%和37 60 % ,主要以林地内部、林地向草地转移、居住用地的内部和工矿废弃地还林还草等类型为主。同时 ,各类土地利用类型的净变化呈现出明显的区域差异。     

岷江上游半干旱河谷土地利用/土地覆盖研究

岷江上游半干旱河谷土地利用/土地覆盖结构受山地系统特征影响,以林地为主,土地利用类型分布呈垂直带性。人口增长、人民生活水平的提高以及经济政策的激发,导致耕地面积扩大,流域森林面积下降,可采资源消耗贻尽。森林面积减少、耕地面积增长是引起干旱河谷干旱面积范围扩大的重要因素。岷江上游半干旱河谷土地利用优化应以长江流域的持续发展为着眼点,突出大流域生态屏障功能;建立生态补偿机制,完善相关政策法规,以保证生态重建和土地利用结构调整工作的长期稳定性;提高土地利用方式的科技含量;在科学规划的指导下,先易后难,逐步实现生态建设与半干旱河谷的治理。     

Simulation of future land-use scenarios in the Three Gorges Reservoir Region under the effects of multiple factors

Model simulation and scenario change analysis are the core contents of the future land-use change (LUC) study. In this paper, land use status data of the Three Gorges Reservoir Region (TGRR) in 1990 was used as base data. The relationship between driving factors and land-use change was analyzed by using binary logistic stepwise regression analysis, based on which land use in 2010 was simulated by CLUE-S model. After the inspection and determination of main parameters impacting on driving factors of land use in the TGRR, land use of this region in 2030 was simulated based on four scenarios, including natural growth, food security, migration-related construction and ecological conservation. The results were shown as follows: (1) The areas under ROC curves of land-use types (LUTs) were both greater than 0.8 under the analysis and inspection of binary logistic model. These LUTs include paddy field, dryland, woodland, grassland, construction land and water area. Therefore, it has a strong interpretation ability of driving factors on land use, which can be used in the estimation of land use probability distribution. (2) The Kappa coefficients, verified from the result of land-use simulation in 2010, were shown of paddy field 0.9, dryland 0.95, woodland 0.97, grassland 0.84, construction land 0.85 and water area 0.77. So the results of simulation could meet the needs of future simulation and prediction. (3) The results of multi-scenario simulation showed a spatial competitive relationship between different LUTs, and an influence on food security, migration-related construction and ecological conservation in the TGRR, including some land use actions such as the large-scale conversion from paddy field to dryland, the occupation on cultivated land, woodland and grassland for rapid expansion of construction land, the reclamation of woodland and grassland into cultivated land, returning steep sloping farmland back into woodland and grassland. Therefore, it is necessary to balance the needs of various aspects in land use optimization, to achieve the coordination between socio-economy and ecological environment.     

多因素耦合下三峡库区土地利用未来情景模拟（英文）

Model simulation and scenario change analysis are the core contents of the future land-use change(LUC) study. In this paper, land use status data of the Three Gorges Reservoir Region(TGRR) in 1990 was used as base data. The relationship between driving factors and land-use change was analyzed by using binary logistic stepwise regression analysis, based on which land use in 2010 was simulated by CLUE-S model. After the inspection and determination of main parameters impacting on driving factors of land use in the TGRR, land use of this region in 2030 was simulated based on four scenarios, including natural growth, food security, migration-related construction and ecological conservation. The results were shown as follows:(1) The areas under ROC curves of land-use types(LUTs) were both greater than 0.8 under the analysis and inspection of binary logistic model. These LUTs include paddy field, dryland, woodland, grassland, construction land and water area. Therefore, it has a strong interpretation ability of driving factors on land use, which can be used in the estimation of land use probability distribution.(2) The Kappa coefficients, verified from the result of land-use simulation in 2010, were shown of paddy field 0.9, dryland 0.95, woodland 0.97, grassland 0.84, construction land 0.85 and water area 0.77. So the results of simulation could meet the needs of future simulation and prediction.(3) The results of multi-scenario simulation showed a spatial competitive relationship between different LUTs, and an influence on food security, migration-related construction and ecological conservation in the TGRR, including some land use actions such as the large-scale conversion from paddy field to dryland, the occupation on cultivated land, woodland and grassland for rapid expansion of construction land, the reclamation of woodland and grassland into cultivated land, returning steep sloping farmland back into woodland and grassland. Therefore, it is necessary to balance the needs of various aspects in land use optimization, to achieve the coordination between socio-economy and ecological environment.     

The effect of environmental factors on spatial variability in land use change in the high-sediment region of China’s Loess Plateau

In areas with topographic heterogeneity, land use change is spatially variable and influenced by climate, soil properties, and topography. To better understand this variability in the high-sediment region of the Loess Plateau in which soil loss is most severe and sediment diameter is larger than in other regions of the plateau, this study builds some indicators to identify the characteristics of land use change and then analyze the spatial variability as it is affected by climate, soil property, and topography. We build two indicators, a land use change intensity index and a vegetation change index, to characterize the intensity of land use change, and the degree of vegetation restoration, respectively. Based on a subsection mean method, the two indicators are then used to assess the spatial variability of land use change affected by climatic, edaphic, and topographic elements. The results indicate that： 1） Land use changed significantly in the period 1998-2010. The total area experiencing land use change was 42,302 km2, accounting for 22.57%of the study area. High-coverage grassland, other woodland, and forest increased significantly, while low-coverage grassland and farmland decreased in 2010 compared with 1998.2） Land use change occurred primarily west of the Yellow River, between 35 and 38 degrees north latitude. The four transformation types, including （a） low-coverage grassland to medium-coverage grassland, （b） medium-coverage grassland to high-coverage grassland, （c） farmland to other woodland, and （d） farmland to medium-coverage grassland, were the primary types of land use change, together constituting 60% of the area experiencing land use change. 3） The spatial variability of land use change was significantly affected by properties of dryness/wetness, soil conditions and slope gradient. In general, land use changed dramatically in semi-arid regions, remained relatively stable in arid regions, changed significantly in clay-rich soil, remained relatively stable in clay-poor soil, changed dramatically in steeper slopes, and remained relatively stable in tablelands and low-lying regions. The increase in vegetation coincided with increasing changes in land use for each physical element. These findings allow for an evaluation of the effect of the Grain to Green Program, and are applicable to the design of soil and water conservation projects on the Loess Plateau of China.