地缘经济背景下的老挝橡胶林地扩张监测及其影响研究综述

20世纪90年代以来,在全球橡胶市场和地缘经济合作机制的影响下,作为中南半岛唯一的内陆国家,老挝正在经历以橡胶林扩展种植为主导的土地覆被/土地利用变化(LCLUC)。橡胶扩展种植不仅对全球最大的橡胶消费国——中国进口天然橡胶至关重要,其引起的LCLUC也对老挝国内农户社会经济和生态环境造成了深刻影响。本文首先总结了老挝橡胶林种植模式、扩展机制和发展潜力,其次回顾了老挝橡胶扩展种植相关研究进展及橡胶林遥感方法研究进展。综述表明：老挝境内橡胶林种植模式、适宜性空间评价、遥感监测、社会经济与生态环境影响评估研究,总体上仍处于起步阶段。迄今,有关老挝全国层面的橡胶林种植和扩展地理分布及时空变化信息仍非常缺乏,同时橡胶林种植与快速扩展对农户生计和自然环境(水土流失、水源涵养和生物多样性等)影响尚缺乏系统研究,这也是未来需要优先关注的研究方向。本文有助于更好地理解老挝橡胶林扩展特征及其社会与环境影响,既可为指导老挝橡胶种植业有序良性发展提供科技支撑,也可为中国海南与云南等省橡胶发展提供借鉴。     

1987—2018年西双版纳橡胶林时空变化及其线状特征

基于1987—2018年西双版纳30 m分辨率橡胶林数据集,利用叠置、缓冲区等GIS空间分析方法,对比分析了过去32年橡胶林沿道路、河流和边境线的空间变化特征与区域差异。结果表明：1）1987—2018年,西双版纳橡胶种植面积在道路、河流沿线5 km以内分别增加了1 874.6和1 484.6 km²,在边境地区（国境线20 km缓冲带）增加了1 393.1 km²。2）从道路沿线看,受橡胶种植可达性和交通运输影响,过去32年道路5 km缓冲带内的橡胶林平均占比超过九成。3）从河流沿线看,因灌溉和水源等需求,过去32年河流沿线5 km缓冲带内橡胶林平均占比69.7%。值得注意的是,受天然橡胶价格持续低迷、城镇化与生态环境保护等影响,2010年河流沿线橡胶林种植面积开始下降,沿线2 km内表现尤为显著。4）从边境地区看,西双版纳橡胶林种植呈明显趋边性特征,跨境种植频繁。过去32年边境沿线地区橡胶林平均占比55.6%,且由1987年的35.4%上升到2018年的66.2%,其中,在中缅边境的扩张面积和速率高于中老边境。     

基于遥感和GIS的中国20世纪90年代毁林开荒状况分析

毁林开荒过程是一种林地变为耕地的土地利用变化过程,可以通过遥感和GIS技术对这一过程进行监测。本文通过覆盖全国的TM影像数据,对20世纪90年代林地转为耕地的面积及其空间分布进行分析,从而对全国毁林开荒过程进行遥感监测。结果表明,该时期有17630km²的林地被开垦为耕地。不同面积等级的开垦过程在不同流域分布也不同:面积小于10hm²和介于10～100hm²的被开垦林地较广泛地分布于各大流域;而面积介于100～1000hm²的被开垦林地主要分布于松辽流域、黑龙江流域和东北东部流域、长江流域、珠江流域和云南省所在流域;大于1000hm²的被开垦林地则几乎全部分布于松辽流域、黑龙江流域和东北东部流域。坡度大于3°的毁林开荒地面积占总面积的295%;对土壤侵蚀背景的分析表明,土壤侵蚀强度以微度和轻度为主     

缅老泰交界地区刀耕火种农业的时空变化格局

刀耕火种农业深刻影响着东南亚地区的土地利用/土地覆被变化。研究刀耕火种农业的空间变化及其影响因素,对科学理解东南亚地区土地利用/土地覆被变化、农民生活方式变化和维持生态系统服务有重要作用。以缅老泰交界地区为研究区,运用遥感手段提取1996年、2000年、2003年和2011年四个时期刀耕火种农业的空间分布信息,并运用GeoDA空间自相关分析方法和GIS空间分析技术,分析了不同时间段刀耕火种农业的时空变化格局、刀耕火种农业面积和破碎化程度的空间自相关性,并对不同国家境内时空变化差异的原因进行了探讨。研究表明:① 缅老泰交界地区刀耕火种农业面积经历了一个小幅增加—小幅减少—大幅增加的变化过程,总体上净增加;其中,泰国清莱府分布最多,老挝波乔省增幅最大,缅甸大其力县净减少。② 缅老泰交界区刀耕火种农业斑块面积、破碎化程度空间分布均具有正相关性,刀耕火种农业面积的空间正相关性总体上有所提高,而破碎化程度的空间正相关性总体上略有降低。③ 轮歇周期、社会经济发展水平可能是不同国家境内刀耕火种农业空间变化差异的主要原因。     

40年来长江九江河段河道演变及其趋势预测

利用地理信息系统(GIS)与数字高程模型(DEM)技术定量模拟40年来九江河段冲淤演变过程,结果表明: 1963~1972年总体表现为淤积,淤积量为6.505 hm³,平均淤积速率为0.65 hm³/a。1972~2002年总体表现为冲刷,冲刷量为20.720 hm³,平均年冲刷率为1.036 hm³/a。1963~2002年九江河床总体表现为冲刷,冲刷量为14.977 hm³。2003年与1963年比较,河床淤积区域主要分布在九江河道上段近南岸区域,中下段河道的中间区域;冲刷区域主要分布在九江河道上段的中间及近北岸区域,中下段河道两岸的近岸区域。中下段南岸的不断刷深和南偏对九江的防洪带来更大的压力。     

贡嘎山亚高山林地碳的积累与耗散特征

根据贡嘎山海螺沟内5种主要林地上的生物量调查、土壤呼吸和光合作用测定,研究亚高山地区典型林带上C的存贮、吸收和排放关系。对于海拔3000 m附近的峨眉冷杉林,其地上和地下C贮量分别为177.4 t/hm²和143.2 t/hm²,森林光合作用吸收的C量在22～24 t/hm²·a之间,通过呼吸释放C量为3～5.5 t/hm²·a (乔木冠层) 和10～19 t/hm²·a (地面土壤及根系),年光合作用净固定的C为7.05 t/hm²。低海拔处生态系统C的呼吸量较大,100a以内的中幼龄树木固C能力高于成熟林的固C作用。林地在成为过熟林之前主要还是C的汇,林间裸地是大气的C源。     

伊洛河流域典型地区森林景观格局动态

以野外调查资料和1983~1999年森林资源分布图为主要信息源,用ARC/INFO作为空间信息处理工具,采用斑块数、平均斑块面积、破碎化指数、斑块伸长指数、分数维、稳定度等指标分析了近20年来伊洛河流域中部典型地区的森林景观格局动态。结果表明,(1) 研究区内森林总面积在增加,斑块数量迅速增大,由556块增至1 494块。其中以刺槐林、经济林和杨树林斑块数量增加最多。景观破碎化程度明显加大。(2) 森林景观要素中灌木林、刺槐林、经济林、杨树林、栎林等斑块的面积有所增加,而非林地、荒草地、疏林、油松林等斑块的面积有所减小;除杨树林外,各森林类型斑块的平均面积都在减小。 (3) 研究区内沟谷植被覆盖面积共减少了220 827.9 hm²;丘陵森林覆被面积由1983年的161 870.4 hm²增加到1999年的312 599.7 hm²,增加了93.1%;斑块数目由79块增加到758块,增加了860%。而丘陵地区斑块平均面积却大大减小;山地森林覆被面积有所减少,由1983年的375 348.6 hm²减小到1999年的338 733.9 hm²,而斑块数却大幅度增加,由1983年的432块增加到1999年的1 127块,增加了695块。(4) 研究区南北山坡森林景观格局变化明显不同,这与南北坡土地类型不同、人类活动方式不同和地形地势的差别有关。     

中南半岛农田/森林活跃火与人口密度的相关性动态特征

人类活动是活跃火发生发展的重要诱因,明确人-火关系对火情规律揭示、碳排放估算与公共健康管理等具有重要意义。利用2003—2019年MODIS Collection 6 (MODIS C6)活跃火和LandScan人口密度数据产品,基于GIS公里渔网、双变量空间相关性等分析方法,定量揭示了中南半岛农田/森林活跃火发生强度与人口分布的时空关联特征及其动态发展特征。结果表明：1)中南半岛约八成“有火区”的活跃火发生强度与人口密度存在空间正相关,且中等正相关及以上(r>0.4)格网近占3/4,主要分布在泰国中/东部、缅甸东/西部、老挝北部和柬埔寨东北部等。2)中南半岛年内“农火区”人口多于“林火区”,且前者超九成格网、后者近3/4格网与人口分布存在空间正相关性。3)“农火区”强正相关格网主要分布在缅甸南部、泰国中/东部等人口密度为25～100人/km²的区域,而“林火区”相应格网多分布于缅甸东/西部、老挝北部、柬埔寨东北部等人口密度<25人/km²的区域。4)受人口增长影响,2003—2010年农火和林火发生强度与人口分布相关性虽均明显高...     

内蒙古河套灌区作物种植结构变化及其驱动因素

农业种植结构是区域农业生产的重要部分,是决定区域水、土资源分配的核心。以2000—2018年MODIS NDVI多时相遥感数据为基础,结合不同物候期玉米、小麦、向日葵和番瓜的野外光谱测定和种植区GPS标定,构建了基于阈值分割的作物识别方法,分析了河套灌区主要农作物种植结构变化及驱动因素。结果表明：玉米等4类作物种植面积变化趋势存在差异,其中玉米种植面积71.1×10³—199.3×10³ hm²,呈波动上升趋势（P<0.001）;小麦49.3×10³—249.2×10³ hm²,呈波动下降趋势（P<0.001）;向日葵140.2×10³—337.4×10³ hm²,呈波动上升趋势（P<0.001）;番瓜6.4×10³—68.3×10³ hm²,呈波动上升趋势（P<0.001）。研究时段内向日葵发生转换的面积最大,向日葵种植用地向玉米、小麦和番瓜转移面积为107.9×10³ hm²。作物种植面积变化驱动因素是引黄水量、地下水埋深、气温、人口活动、社会经济发展（GDP）和城市建设因素共同作用的结果。     

海口东寨港自然保护区红树林变化及其与周边社区关联分析

利用1976—2021年共6期遥感影像获取了海口市东寨港红树林自然保护区范围内不同年代的湿地数据,基于转移矩阵、问卷调查和主成分分析,剖析了45年来保护区红树林的变化及其与周边社区的关系。结果显示：1)保护区内红树林面积由1976年的1 395.84 hm²增至2021年的1 589.28 hm²,期间呈“骤减缓升”之势。除1976—1985年红树林面积有减少外(减少了250 hm²,减少幅度为18%),其余时段红树林面积均为增长态势。2) 1976—2021年保护区红树林转出对象分别是淤泥质海滩(34.32 hm²)、河流(25.81 hm²)、海水养殖场(21.06 hm²)、其他用地(10.58 hm²)和洪泛湿地/内陆滩涂(8.26 hm²);转入为红树林的对象主要是淤泥质海滩(177.41 hm²)、河流(38.18 hm²)、其他用地(28.21 hm     

Rubber plantation and its relationship with topographical factors in the border region of China, Laos and Myanmar

Rubber plantation is the major land use type in Southeast Asia. Monitoring the spa- tial-temporal pattern of rubber plantation is significant for regional land resource development, eco-environmental protection, and maintaining border security. With remote sensing tech- nologies, we analyzed the rubber distribution pattern and spatial-temporal dynamic; with GIS and a newly proposed index of Planted Intensity （PI）, we further quantified the impacts and limits of topographical factors on rubber plantation in the border region of China, Laos and Myanmar （BRCLM） between 1980 and 2010. The results showed that： （1） As the dominant land use type in this border region, the acreage of rubber plantation was 6014 km2 in 2010, accounting for 8.17% of the total area. Viewing from the rubber plantation structure, the ratio of mature- （〉10 year） and young rubber plantation （〈 10 year） was 5：7. （2） From 1980 to 2010, rubber plantation expanded significantly in BRCLM, from 705 km2 to 6014 km2, nearly nine times. The distribution characteristics of rubber plantation varied from concentrated toward dispersed, from border inside to outside, and expanded further in all directions with Jinghong City as the center. （3） Restricted by the topographical factors, more than 4/5 proportion of rubber plantation concentrated in the appropriate elevation gradients between 600 and 1000 m, rarely occurred in elevations beyond 1200 m in BRCLM. Nearly 2/3 of rubber plantation concentrated on slopes of 8~-25~, rarely distributed on slopes above 35~. Rubber plantation was primarily distributed in south and east aspects, relatively few in north and west aspects. Rubber planted intensity displayed the similar distribution trend. （4） Comparative studies of rubber plantation in different countries showed that there was a remarkable increase in area at higher elevations and steeper slopes in China, while there were large appropriate topog- raphical gradients for rubber plantation in Laos and Myanmar which benefited China for rubber trans-boundary expansion. （5） Rubber plantation in BRCLM will definitely expend cross borders of China to the territories of Laos and Myanmar, and the continuous expansion in the border region of China will be inevitable.     

近年来的黄土高原耕地时空变化与口粮安全耕地数量分析

基于遥感调查数据集定量分析了1990—2015年中国黄土高原地区耕地的时空变化特征和口粮绝对安全最小耕地保障面积的数量变化。结果表明：黄土高原耕地面积从1990年的192 529.65 km²至2015年的182 688.50 km²，净减少了9 841.14 km²，幅度达5.11%，其中2000—2010年的减幅最大，净减少8 483.00 km²；较大的耕地动态变化图斑主要分布于中部和西部区域，细碎的变化图斑广泛分布；耕地地类转出面积（31 875.82 km²）大于转入面积（21 815.25 km²），耕地面积的增加主要由草地和林地转化而来，主要分布在灌溉农业区和东南部平原区，减少的耕地主要转化为草地和林地，主要分布在中部沟壑区的雨养农业区。此外，该时期耕地转化为建筑用地和交通用地等人工表面的面积逐渐增加，主要分布在东南部低海拔平原地区；黄土高原口粮绝对安全所需最小耕地保障面积呈明显减少特征（从1990年的70 913.37 km²下降到2015年的33 981.64 km²），占该区耕地总面积比例呈明显缩减态势（从1990年的36.83%缩减到2015年的18.60%），目前耕地总量的净减少未对口粮绝对安全的耕地保障数量造成大的影响。     

1950—2020年东北地区林地时空变化特征分析

基于地形图、土地利用现状图提取并分析1950—2020年东北地区林地时空变化格局。结果表明：① 地形图中记载的林地信息能有效反映20世纪中期东北地区林地基本特征;研究期内林地呈先增后减态势,增幅达10.04×10⁴ km²,同期覆盖率从34.67%增至44.97%;市域林地均呈增加态势,净增幅前5的市域均超5 000 km²。② 研究期内林地不变、增加和减少区面积分别为28.36×10⁴ km²、15.49×10⁴ km²和5.45×10⁴ km²;林地不变区沿长白山、大小兴安岭呈倒U字形分布,占2020年林地面积的64.68%;林地增加区集中于辽河平原、长白山西侧、三江平原东侧、大兴安岭东西两侧;林地减少区零星分散、未呈明显集聚。③ 林地减少的流向表明,农业拓垦是东北地区林地减少的主因,侵占林地规模占林地减少量的88.18%,转化为耕地的区域主要分布在平原与山脉结合处及河谷地带;河流水体与城乡建设占用的林地基本相当,约占林地减少量的2.00%,城乡建设未对林地造成较大损坏。④ 研究期立地条件有大幅改善,林地距城镇平均距离缩减2.26 km,半数新增林地位于城镇10 km范围内;林地平均高程下降41.44 m,超半数新增林地位于高程300 m以内,林地向城镇延伸和“下山进平原”现象明显。     

中南半岛五国水资源分区研究

在全球变化与“一带一路”倡议的背景下,中南半岛水资源及未来社会不同情景下的水资源特征广受关注,但该区域缺乏基础的水资源系统性研究,急需开展相应的工作。本文通过对前人研究的梳理与总结,利用基于GIS的流域地形划分方法对中南半岛水资源进行分区。研究结果表明：① 中南半岛水资源区可划分为7个水资源一级区、17个水资源二级区和138个水资源三级区。其中7个水资源一级区均为国际流域,中南半岛流域管理需要各国的协力配合与统筹规划。② 水资源三级分区中山区单元有87个,面积约为115.412 万km²,占陆地总面积的60%。平原单元51个,面积约为77.915 万km²,占陆地总面积的40%。山区与平原面积之比为1.48,山区单元主要集中在流域的中上游,平原单元主要集中在流域下游以及沿海地区。研究结果可以服务于中南半岛五国水资源评价与水资源开发利用,为区域内国际河流的科学调控与利益共享提供有效参考。     

中蒙俄经济走廊土地利用变化格局及其驱动因素研究

中蒙俄经济走廊战略地位显著,研究其土地利用格局变化与机理,对亚欧大陆复杂巨系统的生态环境保护和社会经济可持续发展意义重大。本文基于全球土地覆盖遥感数据和实地考察,对自苏联解体及蒙古私有化以来的1992—2019年,中蒙俄经济走廊土地利用格局及其驱动因素和时空变化规律进行了研究。结果表明：①1992—2019年,中蒙俄经济走廊土地利用变化活跃,土地转换面积为361954 km²,主要表现为林地持续下降,建设用地、耕地面积迅速扩张。② 中国部分的林地呈现先减后增的趋势,2000年后东北平原北部林地增加显著,灌丛与草地、裸地分别净减少13325 km²、16632km²;蒙古国部分的林地、灌丛与草地均呈现先减后增的趋势,而裸地面积先增后减,苏赫巴托尔省、肯特省、东戈壁省和戈壁苏木贝尔省四省交界地带裸地增加明显;俄罗斯部分的林地持续下降,共减少46742 km²,耕地面积增加8478 km²,贝加尔湖周边裸地增加41417 km²;俄蒙边境、色楞格河流域以及中蒙俄铁路沿线地区存在沙漠化风险。③ 人口、经济、产业结构以及政策等是中蒙俄经济走廊土地利用变化的主要因素。2010—2018年,人口密度对转为林地的土地影响最大,其解释力q值为0.2597,GDP总量对转为建设用地、裸地、耕地的影响最大,其解释力q值分别为0.9094、0.2234、0.5518。就三国而言,中国部分主要受人口和经济因素以及退耕还林政策的影响,而蒙古国部分则受私有化后超载过牧及开垦耕地的影响,俄罗斯部分主要是砍伐林地和开垦耕地的影响。本研究结果旨在为中蒙俄经济走廊土地资源可持续利用和管理提供科学依据。     

1990-2015年中国工矿用地扩张及其对粮食安全的潜在影响

中国城市化和工业化进程所带来的粮食安全问题一直是政府和学术界关注的焦点。中国近25年来快速的城市化与工业化导致耕地资源减少和环境污染加剧,对国家粮食安全和农业可持续发展产生一定影响。本文基于中国土地利用/覆盖变化最新解译结果和中国分县粮食产量数据,重建了中国1 km分辨率的粮食产量空间数据,分析了中国1990-2015年工矿用地扩张及其对粮食产能的影响。结果表明：中国工矿用地面积在1990-2015年间增长了326%,扩张速率从1990-2000年的288 km²/a增加到2000-2010年的1482 km²/a,近5年(2010-2015年)扩张速率最快,达2600 km²/a。过去25年间工矿用地扩张导致耕地面积减少1.7×10⁴ km²,直接导致粮食产能损失约6.49 Mt(10⁶ t),因工矿用地扩张可能会对周边耕地污染等间接影响的粮食产量达83.20 Mt。经评估,国家工矿用地扩张对粮食产能潜在影响总体上是当前粮食总产能的17%。在空间分布特征方面,工矿用地扩张对粮食产能的直接影响呈现由东部沿海地区向西北地区逐渐减小趋势;间接影响在中部和西部地区相对较大。     

中国北方沙漠化土地时空演变分析

对2000年中国北方256×10⁴ km²区域内沙漠化土地的遥感监测结果表明:沙漠化土地总面积现已达到38.57×10⁴ km²,其中轻度和潜在沙漠化土地13.93×10⁴ km²,占沙漠化土地面积的36.1%;中度沙漠化土地9.977×10⁴ km²,占25.9%;重度沙漠化土地7.909×10⁴ km²,占20.5%;严重沙漠化土地面积6.756×10⁴ km²,占17.5%。与20世纪50年代后期到70年代中期和80年代后期的沙漠化土地发展状况相比,目前我国沙漠化土地演变趋势具以下特征:(1)沙漠化土地仍在蔓延,面积已由1987年的33.895×10⁴ km²增加到了2000年的38.569×10⁴ km²,13a中净增4.674×10⁴ km²;(2)沙漠化土地继续呈加速发展的趋势,年平均发展速率从20世纪50年代后期到70年代中期的1560 km²、70年代中期到80年代后期的2100 km²发展到90年代的3600 km²;(3)部分旱农区以及农牧交错地区沙漠化土地出现明显逆转,但荒漠草原地区沙漠化土地面积继续扩大,并且程度有所加剧。     

1989-2014年共和盆地贵南县土地沙漠化动态

以6个时期的TM影像为数据源,监测分析了1989-2014年贵南县土地沙漠化时空演变。结果表明：25 a来贵南县土地沙漠化呈现整体逆转、局部发展的态势。就整体而言,1989-2014年沙漠化土地减少了32.0 km²,年均减少率0.91%;就不同类型沙漠化土地来说,极重度沙漠化土地增加28.2 km²,重度、中度、轻度、潜在沙漠化土地均减少,分别减少7.9、17.7、13.8、20.8 km²。贵南县土地沙漠化演化经历了1989-1999年缓慢逆转、1999-2004年快速逆转、2004-2014年缓慢发展3个阶段;虽然沙漠化整体呈现逆转,但极重度沙漠化土地一直增加,且最近10 a贵南县沙漠化土地增加、沙漠化发展增强,沙漠化治理形势依然严峻。