山西省不同地貌形态类型区土地覆被变化的GIS分析

基于全国1:100万数字地貌数据库,全国2000、2005、2010年土地覆被数据和山西省行政区边界数据,采用土地覆被动态度、转移概率矩阵和地貌面积频度方法,分析了2000-2010年山西省基本地貌形态类型下的土地覆被变化。结果表明：（1）山西省的土地覆被类型以耕地、林地和草地为主,面积总和占省域面积的95%以上。面积变化的总体趋势是耕地和草地缩减,林地和建设用地持续增加。通过分析转移概率矩阵,表明2000-2005年和2005-2010年2个时段内,土地利用的主要转化趋势相似,即林地与草地之间大面积的相互转化,耕地、草地分别与建设用地之间的相互转化。（2）耕地和建设用地的分布,随着起伏度的增大而逐渐减小。林地分布随着起伏度的增加而逐步增大。从面积变化来看,耕地、林地和草地变化主要位于中起伏山地;水域变化主要集中在大起伏山地;建设用地变化主要分布于平原和台地;未利用地变化主要在小起伏山地。从动态度来看,耕地、草地和水域动态度,在大起伏山地地区最大;林地动态度在平原区最大;建设用地的动态度最大位于丘陵;未利用地在小起伏山地地区最大。（3）土地覆被类型之间的主要转化在地貌上也存着差异。平原地区林地的增加主要来自草地转化。台地和丘陵地区3个主要转化类型相似,2000-2005年主要是林地向草地退化,2005-2010年主要是林地和草地的相互转化。在小起伏山地地区,主要是草地和林地之间的相互转化,但草地转化为林地的面积较林地向草地的转化多。中起伏和大起伏山地地区主要以草地和耕地向林地的转化为主,也有较高比例的建设用地转化为林地。封山育林和退耕还林主要是在起伏较大的山地地区,毁林主要发生在地形平缓地区。     

1980—2020年济南市土地利用变化对生态系统服务价值的影响

面对资源紧缺、土地利用方式不合理、生态系统退化等问题,探索土地利用变化对生态系统服务价值的影响,对于制定适宜的国土空间规划、自然资源管理、生态文明建设等方面的政策措施具有重要意义。本文选取济南市作为研究区域,探讨了1980—2020年研究区土地利用结构变化以及土地利用类型间转移情况,并核算了生态系统服务价值,分析了不同土地利用类型对生态系统服务价值变化的生态贡献率。研究结果表明：(1)在研究时段内,研究区建设用地面积呈现持续增加的趋势;在1980—2000年阶段,耕地、林地、草地、水域面积呈现波动式变化,在2000—2020年阶段处于持续下降的趋势。(2)1980—2020年,生态系统服务总价值呈先下降后上升再下降的趋势;从单项服务价值来看,供给、调节、支持和文化4种主要的服务价值均有不同程度的减少,尤其在2005—2010年,下降幅度最大。(3)耕地对济南市生态系统服务价值变化影响最大,主要由于研究区内受城市发展的影响,导致耕地面积大幅减少,其次影响较大的是林地、草地和水域。     

城市边缘区土地利用／覆盖变化过程研究——以广州市番禺区为例

以广州市1992年,2000年、2005年TM、ETM遥感影像资料为数据源,在GIS技术支持下,对处于广州市南部边缘的番禺区近1 3年来的土地利用/覆盖变化过程进行了定量研究.结果显示番禺区在1992～2005年间建设用地、园地、水域大幅增加,耕地大量减少,林地、未利用地有增有减;各类型之间的转化主要表现为耕地向建设用地、园地、水域大量转移:研究区土地利用程度逐年增加,范围不断扩大.表明番禺区对广州大都市的生产功能、缓冲功能,生态功能的影响力不断加大.     

南宁市区生态用地服务价值研究

文章将具有生态保护功能的林地、园地、草地、水面、滩涂等划分为生态用地,运用生态系统服务价值研究方法,测算南宁市区生态用地服务价值,并划分为生态服务价值高、中、低3个区域,以期为南宁市区建设生态文明、保护生态用地提供科学依据。     

1990-2010年中国土地覆盖时空变化特征

本文基于CG-LTDR土地覆盖数据产品,利用GIS空间统计等方法分析了中国1990-2010年土地覆盖的变化特点。与参考数据的比较检验表明,CG-LTDR土地覆盖数据在中国具有与其他同类数据相当甚至更高的分类精度。经逐年的长时间地表覆盖数据分析发现,由于受气候与人为因素影响,土地覆盖类型有明显的年际变化波动,尤其是云南-内蒙一线的干旱区与湿润区的过渡带。1990-2010年中国的林地和荒漠呈增加趋势,而草地和耕地呈减少趋势。利用5年的合成数据分析其年际变化,结果显示1990-2000年土地覆盖类型变化大,2000-2010年的变化较为平缓。在几种主要覆盖类型中,林地增加最明显,这主要与东南地区大部分耕地、西南和东北地区大面积草地转变为林地有关,但也有部分省份由于树木砍伐和农耕区扩张导致林地面积减小。耕地面积占比最高,其减少趋势主要与耕地变为林地和草地有关。南部的耕地减少最明显,北部略有增加,新增耕地的重心从东南向北转移。林地的增加趋势与耕地的减少趋势主要与全国大范围的退耕还林工程和生态保护政策有关。草地主要分布在生态脆弱区,其面积减少最显著,在西南及东北部分地区主要是草地变为林地,在内蒙中东部-陕西北部一线发生草地与耕地相互转换,而在内蒙北部-青藏高原一线有草地与荒漠的互相转换,在土地覆盖类型交错区,其利用类型容易发生改变。荒漠主要分布于西北地区,由于受到草地退化等因素影响,荒漠化趋势在进一步加剧。     

基于遥感的青岛市区土地利用动态变化研究

基于青岛市区2005年4月和2015年4月的TM影像,利用ENVI中监督分类法,结合人工目视解译,得出2005年和2015年青岛市区土地利用类型分布情况。利用土地利用类型动态模型,分析了10年间青岛市土地利用类型的变化规律。认为2005—2015年,青岛市土地利用类型产生了较大的变化,建设用地、耕地、水面、草地、林地的面积变化显著。其中,建设用地面积增加200.98 km~2;耕地面积减少105.89 km~2;水面面积减少76.68 km~2;草地面积减少69.53 km~2;林地面积增加54.45 km~2;未利用土地面积减少。说明青岛市区处于土地利用发展的时期,政府应该注重土地资源的合理利用。     

城市用地遥感监测与动态变化分析——以成都市土地利用为例

本文以成都市为例,应用1996和2002年两期的TM影像资料,对该市6年来的土地利用变化情况及其特点进行了研究,分析出该市各类土地利用数量变化的幅度、速度、区域差异以及土地利用空间变化的主要类型、分布特征和区域方向。结果表明:①从1996年至2002年,成都市土地利用结构变化较大,主要表现为耕地、未利用土地的大量减少和林地(园地)、城镇、居民建设用地的大幅度增加,而水域、草地面积变化不十分明显;②6年间,成都市不同土地利用类型之间的相互转化比较复杂,其主要发生在耕地、林地(园地)、城镇、居民建设用地及未利用土地之间;③成都市各类土地利用变化类型分布呈现出明显的区域差异性。同时,相同土地利用变化类型在不同区域的空间分布状况也存在着较大的差异。     

北京市高速公路周边土地利用变化对景观格局的影响

高速公路的快速发展在推动经济发展的同时,也对区域的生态环境产生重要的影响。在地理信息系统的支持下,本研究以北京市高速公路网10 km缓冲区为研究区域,利用缓冲区分析、空间分析、统计分析等方法探讨了高速公路周边土地利用变化对景观格局的影响规律。结果表明：① 北京市高速公路周边的土地利用类型主要以建设用地、耕地、林地为主,土地利用变化以耕地向建设用地转入最为显著;② 空间变化上,各缓冲区内土地利用变化以林地、耕地、建设用地的相互转移为主,随着与高速公路的距离增大,土地利用类型从以耕地、建设用地为主逐渐转变为以林地、耕地为主;③ 2005-2015年,各类景观的景观指数变化差异明显,其中水域的斑块密度与分离度指数变化幅度最大,耕地的形状指数增加最快,建设用地的分离度指数减少最多,这与相应的土地利用变化密切相关;④ 基于土地利用变化,北京市高速公路网对周边景观格局的影响范围约为6 km,其中林地转入建设用地以及建设用地与耕地的相互转移是引起公路周边景观空间变化差异的主要原因。     

汾河上游土地利用的生态环境建设对策的研究

汾河上游作为黄土高原生态脆弱区,是太原市重要的水源涵养地、供水区以及生态屏障.本文采用1990年、1996年、2008年宁武县、静乐县、岚县、娄烦县、古交市五个县城的土地利用现状数据,分析其土地类型变化特点及生态服务价值.研究结果表明:林地和建设用地在显著增加,未利用地和耕地明显减少;19年来汾河上游的生态服务价值总体增加,而水域贡献的生态系统服务价值在大幅度减少,造成生态环境的退化;从汾河上游各项生态系统服务功能的价值变化来看,近几年水分调节和水供应所带来的生态服务功能在大幅度减少,说明汾河上游水资源安全存在隐患.针对汾河上游流域存在的生态环境问题,应积极修复流域水环境,改变传统的水资源开发模式,加强污染控制和监测,调整产业结构,以水环境承载力为基础,建立人、地、水和谐的流域生态环境健康体系.     

长株潭地区景观格局及其变化特征研究

基于GIS、RS技术,本文利用长株潭地区1989年、1996年、2000年和2008年4个时期的LandsatTM/ETM+遥感影像提取景观类型数据,运用景观生态学理论和方法对该地区景观格局特征,及其变化特征进行了研究,并探讨了研究区景观格局动态变化的驱动力。研究结果表明:1989-2008年的近20年中,长株潭地区各景观类型的面积发生了显著变化,主要表现为林地、耕地向建设用地转化;从研究时段来看,研究区景观类型变化速率逐步加快。研究区斑块数量和密度持续增大,最大斑块指数持续减小,景观破碎化程度升高;从景观多样性指数与均匀度指数的变化可以看出,景观格局的多样性增加,且均度增强;同时,由景观形状指数增长说明斑块形状趋于复杂化。影响景观格局变化的驱动因子主要是人为因素中的人口增长、经济发展及政策引导作用。     

夜间灯光数据支持下西藏人类活动强度变化对生态系统调节服务的影响

西藏自治区特殊的高寒生态系统对人类活动具有高度敏感性,定量评估系列政策实施下西藏生态系统调节服务对人类活动强度变化的响应有助于西藏生态政策和空间规划的调整完善。本研究基于西藏1980年和2015年土地利用现状数据及1992—2013年DMSP/OLS夜间灯光指数数据,借助GIS空间分析功能分析了居民点用地和夜间灯光强度的变化;并结合生态系统调节服务空间数据,利用相关分析对居民点用地和夜间灯光变化所反映的人类活动强度变化对西藏生态系统水土保持和防风固沙服务的影响进行研究。结果表明：① 1980—2015年,西藏新增居民点用地212.06 km²,减少居民点用地44.99 km²,其中,新增居民点用地中62%为城镇用地,减少的居民点用地中95.88%为农村居民点;居民点用地变化主要发生在藏南河谷区;② 自治区内居民点用地扩张一定程度上直接导致夜间灯光强度增加,“一江两河”流域土地整治工程和农牧民安居工程等促进了当地人类活动强度增加,区内部分乡镇因进城务工和易地扶贫搬迁造成了当地人类活动强度的下降;③ 西藏2015年防风固沙服务较1990年有整体增强趋势,水土保持服务除藏东高山峡谷区外均有大幅度退化趋势;④ 对居民点用地进行的还林、还草整治工程等人类活动有利于促进生态系统防风固沙服务的恢复;人类活动强度的增加极易导致水土保持服务的退化,“一江两河”流域体现最为明显。研究能为西藏国土空间规划和生态政策的制定和调整提供参考。     

官司河流域景观稳定性的研究

 以1995年和2005年官司河流域两个时期的TM遥感数据作为基本信息源,采用GIS和数理统计的方法提取景观类型,通过基质比例、斑块数量和面积变化率、斑块密度变化率3个指标,以及景观类型转化规律对流域的景观稳定性进行了初步研究。结果表明:(1)耕地是整个流域人工景观的基质,处在频繁耕作及动态变化中,稳定性不高,马尾松林地作为半自然景观的基质,稳定性亦较低,但有所提高;(2)城镇及水域的斑块稳定性最高,马尾松林地、栎类林地和柏木林地次之,耕地与村庄的稳定性最低;(3)耕地与水域及有林地的转化最为剧烈,这与1998年以来,流域实施的退耕还林工程密切相关,但水域及有林地的稳定性仍然取决于其自然稳定性,且景观格局呈现良好发展趋势;(4)中小斑块的马尾松林地及柏木林地的稳定性对流域的景观稳定性具有重要作用,须以合理的保护、规划及建设。     

Effects of Land Use Change on Ecosystem Services in Arid Area Ecological Migration

Ecological migration is the process of increasing the population density in the immigration area and transferring the ecological pressure from emigration area to immigration area. This process may result in significant changes in land use and land cover in the area of immigration and have an important effect on ecosystem services. Therefore, scientifically revealing the effects and differentiation mechanisms of ecological migration on ecosystem services is becoming an important issue related to the implementation of the national ecological migration strategy in China. This study employed the Hongsibu District as a typical example of ecological migration. Hongsibu District is located in the central Ningxia steppe and desert steppe areas. Remote sensing data covering five periods from the period before ecological migration in 1995 and after migration in 2000, 2005, 2010, and 2015 was used to measure the value of ecosystem services(ESV). A geographical detector model and the value of ecosystem services model were used to diagnose the dynamic mechanism of the effects of land use change on ecosystem services. The results showed that: 1) The development of large-scale ecological resettlement has caused the area of cultivated land and urbanized land area to increase significantly in the area of immigration, while the grass area decreased significantly. 2) The overall value of the Hongsibu ecosystem services increased in a form of a ‘V'. Among them, during the period of 1995–2005, the overall ESV decreased and had an annual rate of change of-0.67%. During the period of development 2005–2015, the ESV increased steadily, with an annual rate of change of 0.79%. 3) The proportion and total ESV in soil formation and protection, waste treatment, and biodiversity conservation of the Hongsibu District decreased from 57.61% in 1995 to 56.17% in 2015, indicating that the region's ecological regulation function slightly decreased. 4) The ESV in the Hongsibu District, showed a low distribution pattern of ecosystem services increasing from northeast to southwest, and the capacity of three townships, Hongsibu, Taiyangshan, and Liuquan, to provide ecosystem services gradually declined over time. The ecological service function of Xinzhuangji Township and Dahe Township gradually improved. 5) The sensitivity index of the ESV of each land use type was less than 1, indicating that the environment lacks flexibility in providing a strong ESV index in Hongsibu, which shows that the research results are reliable and believable. 6) During the study period, the decisive force of the change of land use on ecosystem services in Hongsibu District was: grassland(0.9934), climate regulation(0.9413), soil formation and protection(0.9321) and waste treatment(0.9241).     

京津唐地区城市扩张对地表蒸散发的影响

以京津唐地区为例,基于SEBS模型,利用MODIS遥感数据和气象数据,计算了2000、2005和2010年四季代表月份的平均日蒸散发量,并结合3期土地利用图,定量评估了由城市扩张引起的日蒸散发量的变化。结果表明,不同土地利用类型的日蒸散发量在不同季节表现出不同的分布规律,春、夏和秋季的日蒸散发量分布规律为水域>林地>草地>耕地>城市用地,冬季的日蒸散发量在三年的分布不一致:2000年为林地>草地>水域>城市用地>耕地,2005年为水域>林地>草地>耕地>城市用地,2010年为林地>水域>草地>城市用地>耕地。以研究区土地利用变化不明显的区域为背景区域,评估了除土地利用/覆被变化外的其他因素对京津唐地区夏季日蒸散发的影响。除去该影响后得出土地利用/覆被变化,对日蒸散发的影响,结果表明,各土地利用类型转化为城市用地会使日蒸散发降低,且水域转化成城市用地后,其日蒸散发量降低最多,2000-2005年降低了0.977mm,2000-2010年其降低值为0.983mm。     

我国北方农牧交错带西段退耕对土壤保持功能影响研究

退耕还林（草）等生态工程对区域用地结构及生态系统服务功能产生了重要影响。本研究基于RUSLE模型,并辅以遥感监测与GIS空间分析方法,对北方农牧交错带西段2000-2015年退耕状况及其引起的土壤保持功能变化分3个时段（2000-2005年、2005-2010年及2010-2015年）进行了探究。结果表明：北方农牧交错带西段地区2000-2015年耕地面积净减少1663.83 km²,以转为林地、草地、建设用地为主,其中耕地转林、草地净减少面积为1113.64 km²,草地和未利用地是新增耕地的主要来源;15年间土壤保持功能提升显著,退耕还林（草）工程的实施使土壤保持量增加了56.50×10⁴ t,2005-2010年由退耕所带来的土壤保持增加量在3段时期中最高;不同坡度等级的生态退耕引起的土壤保持增加量差别较大,总体随着坡度升高呈下降趋势,但在25°以上的陡坡耕地由退耕还林（草）带来的土壤保持效益又有所升高。研究对于评估北方农牧交错带西段地区实施退耕还林（草）等工程的生态效益具有重要意义,并能为区域生态保护与修复工程的建设规划提供科学依据。     

基于遥感的丁字湾地区土地利用时空变化分析及地区生态修复建议

丁字湾地区是山东半岛蓝色经济区划9大核心区之一,是胶东经济圈一体化建设的焦点,发展远景广阔。本文选取2005年、2010年、2016年三期TM影像进行遥感解译研究丁字湾地区土地利用变化特征及其空间分布。研究结果表明,丁字湾地区土地利用类型以耕地为主,2005—2016年间建设用地、草地的面积显著增加,水域、海域面积大幅减少。土地的转移主要发生在"建设用地与耕地、耕地与水域、养殖盐田与海域、草地与养殖盐田"之间。城乡建设的不断发展,也给丁字湾地区带来了海岸侵蚀、海水入侵等生态环境负面影响。建议在湾口地区开展"退围还海、退养还滩、退耕还湿"等海岸整治修复工作后,发展人地环境和谐的生态旅游经济。     

Changes in ecosystem service of soil conservation between 2000 and 2010 and its driving factors in southwestern China

Human activities significantly alter ecosystems and their services; however, quantifying the impact of human activities on ecosystems has been a great challenge in ecosystem management. We used the Universal Soil Loss Equation and county-level socioeconomic data to assess the changes in the ecosystem service of soil conservation between 2000 and 2010, and to analyze its spatial characteristics and driving factors in the southwestern China. The results showed that cropland in the southwestern China decreased by 3.74%, while urban land, forest, and grassland areas increased by 46.78%, 0.86%, and 1.12%, respectively. The soil conservation increased by 1.88 × 10~(11) kg, with deterioration only in some local areas. The improved and the degraded areas accounted for 6.41% and 2.44% of the total land area, respectively. Implementation of the Sloping Land Conversion Program and urbanization explained 57.80% and 23.90% of the variation in the soil conservation change, respectively, and were found to be the main factors enhancing soil conservation. The 2008 Wenchuan earthquake was one of the factors that led to the degradation of soil conservation. Furthermore, industrial adjustment, by increasing shares of Industry and Service and reducing those of Agriculture, has also promoted soil conservation. Our results quantitatively showed and emphasized the contributions to soil conservation improvement made by implementing ecological restoration programs and promoting urbanization. Consequently, these results provide basic information to improve our understanding of the effects of ecological restoration programs, and help guide future sustainable urban development and regional industrial restructuring.     

Hydrological services by mountain ecosystems in Qilian Mountain of China: A review

Hydrological service is a hot issue in the current researches of ecosystem service, particularly in the upper reaches of mountain rivers in dry land areas, where the Qilian Mountain is a representative one. The Qilian Mountain, where forest, shrubland and grassland consist of its main ecosystems, can provide fresh water and many other ecosystem services, through a series of eco-hydrological process such as precipitation interception, soil water storage, and fresh water provision. Thus, monitoring water regulation and assessing the hydrological service of the Qilian Mountain are meaningful and helpful for the healthy development of the lower reaches of arid and semi-arid areas. In recent 10 years, hydrological services have been widely researched in terms of scale and landscape pattern, including water conservation, hydrological responses to afforestation and their ecological effects. This study, after analyzing lots of current models and applications of geographical information system (GIS) in hydrological services, gave a scientific and reasonable evaluation of mountain ecosystem in eco-hydrological services, by employing the combination of international forefronts and contentious issues into the Qilian Mountain. Assessments of hydrological services at regional or larger scales are limited compared with studies within watershed scale in the Qilian Mountain. In our evaluation results of forest ecosystems, it is concluded that long-term observation and dynamic monitoring of different types of ecosystem are indispensable, and the hydrological services and the potential variation in water supplement on regional and large scales should be central issues in the future research.