华北土地利用十年动态特征分析

以遥感与GIS为技术支撑,分析华北地区十年的土地利用动态特征。华北地区耕地增加,以旱地为主,主要分布于河北、河南;林草地减少,尤其是草地的减少集中于内蒙古,表现为耕地大量占用草地;城镇增加迅速,主要表现在城镇用地占用耕地,以农村居民点发展快;华北土地利用转换以耕地变城镇、农村居民点与工矿用地为主。按土地利用变化分区,华北处于两个区:黄淮海耕地-城镇转换区,主要表现在河北旱地变为农村居民点,河南、北京、天津旱地变城镇。华北、黄土高原农牧交错带草地-耕地转换区,集中在内蒙古草地变耕地。从两个时间段看,华北土地利用20世纪80年代末到90年代中期耕地增加速度明显大于华北土地利用90年代中期到90年代末。华北土地利用90年代中期到90年代末城乡、居民工矿用地面积的增加幅度比华北土地利用80年代末到90年代中快。     

清代中期江苏省土地利用格局网格化重建

针对当前历史土地利用空间重建研究多基于单一地类且空间分辨率较低的特征,提出较高分辨率全地类土地利用空间重建方法。以1820年为时间断面,以现代江苏省域为研究区,以历史文献记载、历史地理学研究成果、现代统计数据、自然环境数据等为支撑,将土地利用类型划分为耕地、聚落用地（含城镇用地、农村居民点用地）、水域和其他用地（含林草地及未利用地）,考虑区域自然资源和社会经济特征,提出理论假设,对府级耕地、城镇用地、农村居民点用地数量进行修正;沿用以现代土地利用格局为基础反演历史土地利用格局的基本思路,从人地关系角度出发,采用治所邻近度分析、综合评价等方法重建了1820年100 m×100 m空间格网下的江苏省土地利用格局,同时,通过不同地理分区统计及降尺度对比间接验证等分析了重建结果。结果表明：① 1820年江苏省耕地、城镇用地、农村居民点用地、水域用地及其他用地面积分别占区域总面积的48.49%、4.46%、0.16%、15.03%和31.86%;② 1820年研究区内土地垦殖率较高,但建设用地比率较低,受人口分布、地形及河网密度等影响,不同地理分区土地利用差异较为显著;③ 农村居民点用地及耕地的降尺度分析结果均呈显著线性正相关,在一定程度上表明研究结果具有合理性。     

基于SWAT模型的大伙房水库汇水区农业非点源污染空间特性研究

应用SWAT模型对辽宁省大伙房水库汇水区农业非点源污染进行了模拟,利用2006~2009年的水文和水质监测数据对模型进行率定与验证。研究结果表明:研究区泥沙坡面产量为15.40×104t,属于微度侵蚀,其中耕地的土壤侵蚀模数最高,为475.84 t/(km2.a),疏林地次之,灌林地、有林地的土壤侵蚀模数较小;汇水区农业非点源氮、磷产生量分别为1 248.83 t和102.88 t;不同土地利用类型氮、磷的产生量差异较大,耕地远远高于林地等其他类型。总体上,流域农业非点源污染的产生量浑河流域高于苏子河流域,社河流域最小,且河流上游地区高于下游。研究结果揭示了研究区农业非点源污染空间分布特性,可以为水土保持和非点源污染防治提供基础支持。     

微地貌制约下江汉平原土地利用分异特征及变化方向

江汉平原大平小不平,具有平原湖区、平缓岗地区和起伏丘陵区3种微地貌单元。以江汉平原为研究区,研究分析微地貌格局下土地利用的特征。将江汉平原土地利用图层(1990,2010年)与微地貌单元图进行叠置,提取不同地貌单元下两期土地利用类型图斑的周长、面积等信息;分析验证了江汉平原微地貌单元下各土地利用类型存在分形关系,采用分维数等指标定量分析了不同微地貌单元下各土地利用类型的特征和变化方向。结果表明:(1)各微地貌单元土地利用类型结构差异明显,平原湖区和起伏丘陵区耕地占绝对主导地位,而平缓岗地区林地占绝对主导地位。(2)各土地利用类型斑块的连片性在不同微地貌单元呈现出很大差异。1990—2010年平原湖区耕地、水域、建设用地和未利用地的连片性均很好,而起伏丘陵区仅有林地和草地表现出最好的连片性。(3)1990—2010年平原湖区各地类分维数呈下降趋势,稳定性增加;各微地貌区土地利用类型的分维数和稳定性指数值及其变化在一定程度上反映了地形地貌、自然环境及人类干扰对土地利用变化的影响。     

紫色丘陵区典型小流域氮素迁移及其环境效应

选择四川盆地中部紫色土丘陵区典型小流域,通过2002～2004年3 a对主要土地利用地类氮素流失、小流域地表水和井水氮素迁移形态、途径与通量的连续观测,研究非点源氮素的来源、去向、迁移特征及其环境效应。结果表明,紫色土坡地氮素主要通过径流与泥沙迁移,坡耕地、居民点氮素流失是小流域非点源氮的主要贡献者,其氮素流失负荷分别为150．4kg、73．84 kg,占小流域氮素迁移总负荷的52．4％、25．7％；紫色丘陵区小流域地表水已呈现明显氮索富营养化特征,地下水硝酸盐污染较为严重,应重视该地区非点源污染控制；小流域氮素迁移的尺度差异明显,坡地以颗粒态氮为主,小流域以硝酸盐为主,氮素迁移的尺度效应可能导致非点源氮污染的异地效应,从而加剧长江三峡水体富营养化压力。     

农村居民点时空变化特征及影响因素分析——以宁波市象山县为例

分析农村居民点时空变迁及其影响因素,有利于了解农村居民点变化的内在机理,加快新农村建设、改造和乡村振兴的步伐。本文基于象山县1990—2015年6期土地利用数据,利用土地利用动态度、景观格局指数、平均最邻近指数、核密度分析等模型方法,探析象山县农村居民点的时空变化特征和驱动因子。结果表明:(1)农村居民点面积不断增长,其速度先下降后增加,农村居民点扩展以块状扩展为主,其次为分散扩展、条带状扩展。(2)农村居民点向耕地和其他建设用地转移,耕地作为主要补充来源。农村居民点形态趋于规则,其平均斑块形状指数和分维数值呈波动下降趋势,聚集度值增加了2.62%。(3)农村居民点集聚趋势明显,其核密度最高值上升,高值区域靠近城镇。核密度空间分布随时间变化较小,都呈现中部高南北低的特征,且南部地区核密度略高于北部地区。(4)农村居民点趋向于布局在高程和坡度较小、靠近城镇中心,并有相应道路联系的区域,其他影响农村居民点布局的因素还包括农村人口和农村政策等。     

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。     

胶东地区主要土地利用变化类型与影响因子的关系

土地利用变化驱动机制研究是地理学研究的热点,而研究土地利用变化与影响因子关系是揭示土地利用变化驱动机制的关键。胶东地区是社会经济发展迅速的地区,选取该地区作为土地利用变化与影响因子关系研究区域具有重要的理论和现实意义。把胶东地区20世纪80年代和2000年的土地利用矢量数据相叠加,提取出主要土地利用类型发生变化的区域,统计出各变化类型的面积及其占总变化面积的比例,并构建出土地利用变化样本数据矩阵。把土地利用变化数据与胶东地区的城镇位置、道路、DEM、人口密度、GDP和海岸线位置等数据进行叠加分析,提取出土地利用变化图斑的影响因子,构建出土地利用变化的影响因子矩阵。在此基础上,应用典范对应分析方法(CCA)研究胶东地区土地利用变化与其影响因子的关系。结果显示,城镇化、建设用地扩展和耕地大量减少是该时期胶东地区土地利用变化的主要特点。人口密度、到城镇距离、高程和到主要公路距离是决定胶东地区主要土地利用变化类型分布的主要影响因子,其次为GDP和到海岸线距离。耕地转化为城镇用地和农村居民点转化为城镇用地多分布在人口密度大、GDP高、到城镇距离近和到主要公路距离近的区域;耕地转化为农村居民点多分布在海拔低、到城镇距离较近和到主要公路距离较近的区域。     

农田氮流失与农业非点源污染

随着氮肥的过量施用,农田氮流失容易造成农业非点源污染.农业非点源污染是农业环境富营养化的主要原因之一,改变了农业环境的生态结构与功能,造成很大危害.农田氮流失主要通过地表径流、农田排水和淋溶途径进入水体形成农业非点源污染,降雨状况、土壤特性、施肥状况、农业土地利用/土地覆盖和田间管理方式等因素与农田氮流失有密切关系.通过农田管理制度或立法、农田氮流失的源头控制和农田氮流失的扩散途径,可以实现对农业非点源污染的调控,降低施用化肥的环境风险.     

基于RS和GIS的内蒙古多伦县土地利用变化对生态服务价值的影响

采用内蒙古多伦县1987年、1995年、2000年和2005年的TM影像,运用GIS方法提取了各年的多伦县土地利用动态变化数据。采用中国陆地生态系统的服务价值测算方法对多伦县土地利用数据进行分析处理,测算了多伦县土地利用变化引起的生态系统服务价值变化。结果表明,1987~2005年间多伦县土地利用变化十分剧烈,耕地、林地、城镇用地、水域面积呈增加趋势,草地、未利用地面积呈减少趋势。土地利用类型主要由未利用地和草地向林地、耕地变更,并且草地和未利用地面积持续减少,林地和城镇用地面积呈持续增加趋势;多伦县生态系统服务价值1987~1995年间呈下降趋势,而1995~2005年间呈增加趋势,其生态系统服务价值处于可持续发展状态;耕地、林地和草地生态系统服务价值占多伦县总生态系统服务价值的比例较大,耕地、林地和水域的生态系统服务价值均呈增加趋势,而草地和未利用地生态系统服务价值呈减少趋势;各土地利用类型生态系统服务价值敏感性指数都小于1,表明多伦县生态系统服务价值对服务价值指数缺乏弹性,研究结果可信。     

北京密云水库小流域非点源污染负荷估算

根据不同类型的非点源污染发生区,选择若干径流小区,进行降雨、径流量、径流水质同步监测,分析不同土地利用类型小区地表径流和泥沙中氮、磷的流失情况。根据地貌特征和土地利用情况,利用通用土壤流失方程和SCS法分别计算不同土地利用类型区土壤侵蚀量和径流量,分析氮、磷的流失特点。结果表明:坡耕地和荒草坡单位面积土壤流失量比较严重;村庄中溶解态氮的流失量最多;村庄和坡耕地是氮、磷流失的重点区域。     

基于Dyna-CLUE模型的滇池流域土地利用情景设计与模拟

以滇池流域为研究对象,基于1999年、2002年两期TM遥感解译数据和区域自然与社会经济数据,应用Dyna-CLUE模型模拟2008年滇池土地利用空间分布。结合滇池流域土地利用变化趋势与退耕还林政策,设定了三种土地需求情景,模拟2022年区域土地利用空间分布情况。研究结果表明：① 两期模拟结果Kappa系数分别为0.6814与0.7124,具有高度的一致性,表明Dyna-CLUE模型在滇池流域有较强的适用性。② 三种情景的模拟结果显示,至2022年流域内未利用地、耕地显著减少,建设用地、林地显著增加,水域与草地相对变化较小,因加大退耕还林政策实施力度,三种情景中,位于官渡区、呈贡区、嵩明县及晋宁县的耕地与林地呈现不同的变化情况。③ 滇池流域建设用地扩张,增加了滇池非点源污染负荷。不合理的土地利用布局,将会恶化滇池水质,加剧水环境压力。研究结果可为未来滇池流域土地利用合理规划与非点源污染控制提供参考依据和决策支持。     

五华河流域非点源污染风险区和风险路径识别

非点源污染是亟待解决的水环境问题之一,确定非点源污染过程中的潜在风险区和风险路径是解决非点源污染问题的关键。引入景观生态学中的最小累积阻力模型,以高污染负荷的耕地、建设用地为“源”,运用表示下垫面产流性质的地形湿度指数和CN值构建阻力面,对五华河流域的非点源污染高风险区和风险路径进行可视化识别和分析。结果显示：① 在下垫面产流作用下,五华河流域低产流区主要分布在流域西南部,高产流区呈“人”形贯穿全流域。② 最小累积阻力模型能够有效识别流域内非点源污染风险区和风险路径,五华河流域非点源污染高风险区分布于迥龙、田心、龙母、铁场、登云、通衢、鹤市、紫市、岐岭、华城、转水、潭下、水寨等地的河道两岸,以耕地为“源”的非点源污染风险路径与建设用地为“源”的非点源污染风险路径在空间分布上差异较大。③ 耕地对五华河水质的影响大于建设用地对五华河水质的影响,耕地中的富营养物质和沉积物更容易随地表径流进入受纳水体。④ 流域尺度上治理以耕地为“源”的非点源污染应在邻近耕地的河流两岸建立一定宽度的植被缓冲区,治理以建设用地为“源”的非点源污染宜围绕关键源区进行治理。本研究为非点源污染风险区和风险路径的识别提供一种新的思路,为进一步开展非点源污染治理提供理论依据。     

滇池流域非点源污染研究进展

非点源污染是滇池污染治理与控制的重点和难点,自20世纪80年代以来已有大量的研究。这些研究主要涉及了污染物来源及污染负荷估算、不同土地利用方式的污染物流失规律、污染控制方法及治理措施研究等内容、采用了实地考察、调查与监测、试验及模型模拟、3S及计算机技术等研究方法与研究手段。今后,还应在非农业生产所致的非点源污染、完整的监测系统及集成化非点源污染模型建立、水污染总量控制管理以及政策引导、环境保护的监管与实施等方面加强研究工作。     

东江流域地表水功能区水质对土地利用的响应

以广东省东江流域2013年地表水功能区水质监测数据和Landsat8 OLI遥感影像为数据源,通过遥感信息提取、GIS空间分析和数理统计方法,对不同空间尺度河岸缓冲带土地利用结构与水体中的高锰酸盐指数（CODMn）、氨氮（NH3-N）和总磷（TP）进行相关性分析。结果表明：1）在水功能区中,开发利用区河岸带的城市化程度较高,水质状况相对较差;保护区、保留区、缓冲区河岸带用地类型以耕地和林地为主,水质状况明显优于开发利用区。2）耕地、林地和草地对水质具有正效应,水体和建设用地对水质具有负效应;同时,建设用地对水质影响作用最强,其次是水体和耕地。3）CODMn与耕地、林地、草地、建设用地的相关性远高于NH3-N和TP,3种水质指标与水体相关性都较大。4）耕地和草地与水质在小尺度范围内相关性最为显著;林地和建设用地与水质相关性随河岸缓冲带尺度增大而增大,水体与水质相关性随河岸缓冲带尺度不同呈波动性变化。     

松花江流域非点源污染负荷估算与评价

结合RS和G IS技术,利用二元结构模型对2000年松花江流域非点源污染负荷进行计算与结果验证,并对流域内非点源污染状况做出评价。结果表明:4种非点源污染类型(农田、农村居民点、畜禽养殖和城市径流)中,农田TN、TP和NH₄⁺-N非点源污染负荷量最高;畜禽养殖COD非点源污染比重最大。流域TN、TP的非点源污染负荷大于点源的污染负荷,其中TP的非点源污染负荷远远超过点源;而NH₄⁺-N和COD的点源污染负荷则大于非点源污染。4种污染类型的不同污染指标(COD、TN、TP、NH₄⁺-N)在时间(2000年内)和空间上呈现出一定的分布规律。     

基于SWAT模型的梅江流域非点源污染时空分布特征

利用SWAT模型对亚热带季风湿润区红壤背景下江西省梅江流域非点源污染进行了模拟,并根据实测数据对模型的参数进行了率定和验证。在确定模型适用性的基础上,进行氮、磷营养盐负荷计算,分析了流域非点源污染负荷时空分布特征。结果表明：研究区非点源污染负荷具有显著的时空分布特征,在时间变化上,氮、磷污染负荷与降雨有明显相关性,R2分别是0.909和0.921;硝态氮年平均污染物负荷排放方式主要以下渗为主,下渗硝态氮排放量占总量的63%,与流域内高植被覆盖率有关;在空间分布上,有机氮与有机磷空间分布基本一致,流域内污染物主要分布在梅江中下游的黄陂河与会同河流域,不同土地利用下非点源污染负荷以耕地排放量为主。     

黄土丘陵区典型小流域土地利用变化研究——以陕西延安地区大南沟流域为例

利用航片解译和景生态学方法研究了陕北黄土丘陵区大南沟流域在20世纪70年代和90年代的土地利用结构的特点和变化，结果表：从1975年到1999年，梯田，坡耕地，稀疏林地，灌丛面积减少，所占百分比呈下降趋势，而有林地，果园，荒地所占百分比呈上升趋势，梯田，有林地，灌丛和茺地平均斑块面积在增大，而坡耕地，稀疏林地，果园的平均斑块面积在减小，果园和坡耕地分维数在变大，斑块形状趋于复杂化，而有林地，稀疏林地，灌丛，梯田和荒地的斑块分维数在变小，斑块形状趋势规则小，有林地，灌丛，果园，荒地的分离度在下降，稀疏林地，梯田和坡耕地的分离度在上升，说明有林地，罐丛，果园和荒地的地位在上升，而稀疏林地，梯田和坡耕地的地位在下降，全区单位面积的斑块数目的磁大，在一定程度上表明农田中地块之间的边界增多，其结果是导致一些土地资源和浪费和不利于土地管理，景观多样性指数和土地利用相对合理指数在增大，但变化较小，1997年与1975年相比，整体上土利用结构稍有好转，但这种土地利用结构远未达理想状态。     

流域陆地生态系统水体净化服务表征及驱动力分析

陆地生态系统的水体净化服务能过滤地表径流中的污染物,有助于防控流域非点源污染。准确表征该服务的时空变化特征,定量探索其驱动机制则是生态系统服务应用的前提。论文以太湖流域典型地区为例,利用空间分布式的生物物理模型,研究流域陆地水体净化服务的空间格局与时间演变特征,并借助GIS空间统计方法及面板数据模型分析其主导驱动力。结果显示：2000—2010年间研究区59.19%、58.27%的面积分别为氮、磷净化服务的弱降低区。2000—2005年与2005—2010年两个时间段内研究区氮净化服务先下降后略有上升,其中苏州市区增幅最大;磷净化服务为下降趋势,以无锡和苏州市区降幅最大。气候因素和水网密度对水体净化服务具有显著正影响,而负向驱动力则存在差异。为此应采取适当的措施调整主导因素,提高陆地生态系统的水体净化服务,减少氮、磷排放,为流域非点源污染治理及水环境管理提供支撑。