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。     

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.     

塔里木河干流区土地利用/覆被变化及其生态环境效应

在GIS和遥感技术支持下,利用1973年MSS遥感影像、1983年航空遥感土地利用图、1990年TM、2000年TM和2005年CBERS遥感影像对新疆塔里木河干流区土地利用/覆被变化过程和生态环境效应进行了分析。结果表明,1973~2005年塔里木河干流区土地利用/覆被发生了显著变化,耕地、未利用地和城乡居民及建设用地面积分别增加了25.72×104hm2、17.33×104hm2和0.51×104hm2,林地、草地和湿地面积分别减少了29.10×104hm2、8.63×104hm2和5.84×104hm2。在1973~1983年、1983~1990年、1990~2000年、2000~2005年4个时段中土地利用变化呈"显著变化—缓慢变化—显著变化—急剧变化"的过程。土地利用类型转移的主要方向是林地和草地转化为耕地、耕地转化为城乡居民及建设用地、草地转化为未利用地。土地利用/覆被的变化引起了干流区水环境恶化、土壤质量改变、天然植被严重退化、土地荒漠化和盐渍化加剧、湿地面积减少和生物多样性丧失等一系列生态环境问题。     

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。     

云南山地坝区土地利用变化及其驱动分析——以保山坝子为例

利用GIS空间分析工具,分析了保山坝区1980、1995、2000年3期土地利用变化及其驱动因素,得出以下结论：（1）从1980—1995～2000年土地利用变化速度明显加快。1980—1995年综合土地动态度年变率仅为0．17％,1995—2000年则增加到了0．75％。（2）总体来看,林地和水田呈现减少的趋势,旱地和建设用她呈现增加的趋势,尤其是1995～2000年时段。（3）土地利用类型转化的主要特征是坝子内水田转化为建设用地,林地、草地、旱地相互转化频繁。（4）坝区地形对土地利用格局具有基础作用。人口因素、经济因素和政策行为对土地利用变化起主导作用。受坝区空间局限性控制,人口、经济等人文因素对土地利用产生了巨大压力。     

黄河中游砒砂岩地区长川流域土地利用变化分析

根据1976年的Landsat-MSS影像数据以及1987年和2000年的Landsat-TM影像数据,应用遥感和地理信息系统手段以及转移矩阵和景观空间格局指数分析方法,对地处黄河中游砒砂岩地区的内蒙古准格尔旗长川流域土地利用及其变化进行研究。结果表明：1)研究区内分布最多的土地利用类型是灌木林地、草地和难利用地,该三个土地利用类型的面积占研究区域总面积75％;2)从1976～2000年期间,虽然乔木和灌木林地的面积明显增加,但同时也存在林地和草地向难利用土地、沙地和农地的转变过程。与此同时水域亦明显减少;3)水土保持生物措施的实施、农田开垦和降雨量偏少可能是导致研究区土地利用变化的主要原因。     

深圳市地形对土地利用动态的影响

基于RS和GIS的技术支持,以深圳市为案例,利用多时段土地利用数据和地形数据,分析土地利用变化的时空分异,研究城市地域地形对土地利用动态的影响。分析表明,土地利用在空间上的变化引起其垂直重心的变化,耕地重心降低,林地和建设用地重心上升。深圳市地形对土地利用动态有明显的制约作用,主要表现为:随着高程和坡度的升高,土地利用动态度大致呈降低趋势。随着城市化的加深,同一高程带和坡度带上土地利用动态度呈加大趋势。土地利用动态度的情景分析指出,在自然景观时期、农业景观成熟期和后城市化时期,土地利用在高程带和坡度带上都比较稳定,动态度低;在这三个时期之间是农业化时期和快速城市化时期,土地利用动态度高。     

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。     

1990—2005年疏勒河流域土地利用/覆盖变化分析

选择疏勒河流域为研究区域,利用1990年TM、2000年ETM和2005年TM影像为信息源,应用地理信息系统和遥感技术,提取三期疏勒河流域土地利用信息,并对土地利用动态进行了分析。结果表明,近15 a来,疏勒河流域土地利用变化缓慢,土地利用格局没有发生显著变化;不同土地利用类型中,耕地面积和建设用地增加较多;林地、草地面积减少;水域在1990—2000年间减少,2000—2005年间增加;未利用地在1990—2000年之间增加,2000—2005年之间减少。     

辽西大黑山生态修复区土地利用格局变化及驱动力

生态修复区土地利用与覆盖变化是区域环境变化研究的重要内容,可为水土保持生态修复措施的调控及效益定量评价提供依据。以辽西大黑山生态修复区2000年、2005年和2010年的Landsat TM遥感影像为基础数据,基于Erdas Imagine遥感软件和ArcGIS技术平台,利用土地利用动态度、土地利用程度综合指数和转移矩阵等指标,对研究区土地利用格局的动态变化进行了定量分析,并探讨了其变化的驱动力因素。结果表明:1.10 a间,耕地保持面积最大,其次是林地和草地;耕地和未利用土地占总面积比例分别减少了28.43%和44.32%,林地、草地、城镇村及工矿交通、水域及水利设施用地占总面积比例分别增加了83.68%、10.75%、21.07%和162.74%。2.2000—2005年,林地的土地利用变化幅度最大,为12.42%,其次为未利用土地和草地;2005—2010年,水域及水利设施用地的土地利用变化幅度最大,为24.82%,其次是草地、未利用土地和耕地。3.研究区土地利用程度和开发强度处于中等偏上水平,2000—2005年土地利用处于发展期,2005—2010年土地利用处于调整期;土地利用类型的转入和转出主要发生在耕地、林地和草地之间。4.水土保持生态修复和退耕还林等生态建设项目的实施,可以较大程度地改变微地貌、减少地表坡度、提高植被盖度,在短时间使土地利用的空间分布发生较大变化,是其土地利用格局变化的主要驱动力因素。     

Land Cover Status in the Koshi River Basin,Central Himalayas

The Koshi River Basin is in the middle of the Himalayas, a tributary of the Ganges River and a very important cross-border watershed. Across the basin there are large changes in altitude, habitat complexity, ecosystem integrity, land cover diversity and regional difference and this area is sensitive to global climate change. Based on Landsat TM images, vegetation mapping, field investigations and 3S technology, we compiled high-precision land cover data for the Koshi River Basin and analyzed current land cover characteristics. We found that from source to downstream, land cover in the Koshi River Basin in 2010 was composed of water body (glacier), bare land, sparse vegetation, grassland, wetland, shrubland, forest, cropland, water body (river or lake) and built-up areas. Among them, grassland, forest, bare land and cropland are the main types, accounting for 25.83%, 21.19%, 19.31% and 15.09% of the basin’s area respectively. The composition and structure of the Koshi River Basin land cover types are different between southern and northern slopes. The north slope is dominated by grassland, bare land and glacier; forest, bare land and glacier are mainly found on northern slopes. Northern slopes contain nearly seven times more grassland than southern slopes; while 97.13% of forest is located on southern slopes. Grassland area on northern slope is 6.67 times than on southern slope. The vertical distribution of major land cover types has obvious zonal characteristics. Land cover types from low to high altitudes are cropland, forest, Shrubland and mixed cropland, grassland, sparse vegetation, bare land and water bodies. These results provide a scientific basis for the study of land use and cover change in a critical region and will inform ecosystem protection, sustainability and management in this and other alpine transboundary basins.     

大渡河上游地区土地利用/土地覆被变化与驱动力分析

本文以1967年、1987年、2000年三期遥感资料和1∶25万数字高程模型（DEM）及多种历史文献资料为基础,分析了大渡河上游地区18665 km²范围内的土地利用/土地覆被变化与驱动力。结果显示：1967～2000年,研究地区以林地为主导的覆被格局转变为以草地为主。其中,有林地面积的大幅度减少发挥着关键作用。33年间,有林地面积减少了319774 hm²,所占比例从30.92%下降为13.78%。通过对景观格局变化特征的分析,尤其是有林地斑块在破碎化过程中规则性的增强,同时结合历史资料分析,论证了政策因素在该地区土地利用/土地覆被变化中所发挥的主导作用。文中应用Logistic逐步回归方法,通过空间分析,在15个生物物理和社会经济因素中筛选出对不同地类具有重要影响的关键因素,并确定了它们之间的定量关系和影响大小。     

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。     

1990—2010年黄河宁蒙段所处流域土地利用变化

以Landsat TM和ETM+遥感影像为基础数据源,应用地理信息系统技术,对黄河宁蒙段所处流域1990-2010年土地利用变化进行了监测,并结合气候变化、人类活动和政策因素探讨了土地利用变化的驱动力,初步分析了土地利用/覆被变化对流域水-沙关系的影响。结果表明：（1）20年来研究区建设用地面积增加了1 310.04 km²,耕地面积增加了611.15 km²,水域和草地面积分别减少了1 499.51 km²和474.93 km²;（2）20年来黄河宁蒙段所处流域土地利用变化速度经历了缓慢变化-显著变化-急剧变化的过程。各土地利用类型在后10 年（2000-2010年）的变化速度均比前10年（1990-2000年）大;（3）研究时段内草地和未利用地转化为林地,草地和耕地被开发为建设用地,未利用地和草地被开垦为耕地;（4）人类活动和政策因素是影响20年来土地利用变化的主要驱动因子,但人口数量的增加、经济的发展及环境政策的调整对研究区土地利用变化的影响更为显著;（5）1990-2010年流域耕地和林地面积分别增加了611.15 km²和543.19 km²,植被覆盖度由1990年的34.7%增加到2010年的40.8%。林地和耕地面积的增加均使得流域总蒸发量增加,灌溉用水增加,从而径流量减少,植被覆盖度的增加使得流域径流量和输沙量均降低。     

皇甫川流域土地利用变化与生态安全评价

基于"3S"技术揭示了皇甫川流域近十多年来的土地利用变化状况,并进一步在像元水平上对流域生态安全进行了综合评价,最后重点分析了流域土地利用变化与生态安全的关系。结果表明：① 近十几年来,皇甫川流域土地利用变化剧烈,土地利用格局持续承受着来自当地快速城市化进程及社会经济发展和生态环境保护及建设两方面相互矛盾的巨大压力;② 1987年到2000年,流域生态安全状况有所好转,但整体好转的状况难掩局部地区生态环境在大规模治理和恢复的背景下发生的恶化;③ 流域内林地、耕地、灌丛、水体、城镇用地和草地从面积上看,基本上均处于生态安全的预警状态,而裸砒砂岩和沙地的绝对大部分属于中警状态或重警 (巨警) 状态;④ 6种不同土地利用类型的安全指数大小顺序基本保持为灌丛 > 林地 > 草地 > 耕地 > 沙地 > 裸砒砂岩,表明林、灌措施是流域生态恢复和重建的首选和重要组成部分,而沙地尤其是分布面积较广的裸砒砂岩则是流域生态环境综合治理的难题和关键。最后,提出了通过优化流域土地利用格局来确保生态安全的初步设想。     

大理市土地利用变化及其驱动力分析

利用大理市1995年和2000年两期TM影像解译土地利用数据,在GIS分析工具支持下,对土地利用变化和驱动因素进行分析,得出以下结论：（1）1995年到2000年这5年期间,土地利用变化总体呈现出林地和草地减少、耕地和建筑用地增加的趋势,水域面积变化不明显;（2）土地利用年变化率为0．5％,其中以建设用地面积的年变化率最大为5．84％,耕地和林地的年变化率分别为1．85％和-1．41％,而草地和水域年变化率较小,分别为-0．7％和0．01％;（3）土地利用类型转化主要呈现出林地和草地转化为耕地,耕地和草地转化为建筑用地,林地和草地相互转化的特点;（4）土地利用结构变化不明显,总体上表现出林地占优势,耕地、草地、水域相当的结构特征;（5）自然条件对土地利用结构具有重要的控制作用,而人口增长,政府行为决策和经济的发展直接影响土地利用的变化。     

2000—2010年亚欧大陆中低纬度海岸带土地利用/覆盖变化及驱动力分析

土地利用/覆盖变化是全球变化研究的重要问题,而海岸带则是该领域研究的热点区域。以三套土地利用/覆盖数据（MCD12Q1、CCI-LC和GlobeLand30）为基础,采用基于一致性分析和模糊集合理论的数据融合方法,获取2000年和2010年亚欧大陆中低纬度海岸带土地利用/覆盖分类信息,进而分析土地利用/覆盖变化特征及驱动因素。结果表明：十年间亚欧大陆中低纬度海岸带土地利用/覆盖变化方式主要以耕地萎缩和林地扩张为主,其次是湿地扩张,再次是草地和裸地萎缩,最后是灌木地和人造地表扩张;土地利用/覆盖类型之间的相互转换面积较小,仅占研究区总面积的4.22%,其中分布面积占优势的变化类型为耕地–林地–草地相互转换、灌木地–裸地相互转换、林地转为湿地以及林地转为灌木地等。地形因素、气候分异等自然驱动力深刻影响着土地利用/覆盖变化的宏观格局,而人口压力增大、经济高速发展、政策的颁布与实施等人文驱动力则是推动十年间亚欧大陆中低纬度海岸带土地利用/覆盖变化的主要原因。     

内蒙古达拉特旗高头窑镇土地利用变化及其对土地沙化的影响

以达拉特旗西南部的高头窑镇为研究区域,以达拉特旗1987、1995、2000和2003年四期遥感影像为信息源,在3S技术支持下,对遥感影像进行解译,获得1987-2003年来四个时期的沙漠化动态变化数据,分析了高头窑镇20世纪80年代中期到21世纪初的沙漠化变化情况。结果表明:该地区近20年来,沙漠化土地处于发展-发展-逆转的过程中。研究区是典型的荒漠草原区,草原在各土地利用类型中始终占有绝对优势,农田、林地和高盖度草原的面积变化较大,各种土地利用类型之间的转化主要表现为各种沙丘类型之间的转化、各种草原类型之间的转化和草原与固定沙丘之间的转化。1987-2000年期间,草原和林地的退化是导致沙漠化严重发展的主要原因。2000-2003年间,土地类型之间的转化表现为固定沙丘、半固定沙丘和林地向草原的转化,这种转化有利于沙漠化的逆转。可见,在高头窑地区,草原的退化是导致沙漠化的主要原因,因此,在沙漠化的治理方面,应该合理利用草原,防止过度放牧,大力倡导退林还草。     

基于山地垂直带谱的秦岭土地利用空间分异

为揭示秦岭山地垂直带与土地利用之间的相互关系,文章基于2000年夏季卫星遥感影象和1∶25万DEM数据,采用目视解译的方式提取出秦岭南北坡的土地利用类型。将垂直带与土地利用进行叠加分析得出:秦岭山地林地占44.83%,草地占35.93%,耕地占18.42%。土地利用在垂直带上地空间分异显著,由基带往上耕地的比例呈指数关系减少,林地呈正抛物线变化,草地则与林地相反。在秦岭南北坡同一垂直带土地利用上也有明显的变化,特别体现在栓皮栎林带、锐齿栎林以及冷杉林带上。