基于地貌分区的1990-2015年中国耕地时空特征变化分析

地形地貌通过分配地表水分和热量制约耕地的利用形式和成效,对耕地质量具有非常重要的决定意义,以地貌分区的视角研究中国耕地变化具有重要意义。根据1990-2015年中国6期土地利用空间数据和地貌分区数据,运用GIS空间叠加分析方法,分析中国耕地1990-2015年的面积变化和空间分布格局,进一步探讨不同地貌分区下的耕地新增与流失方向。结果表明,中国耕地面积略有增加,但总体变化不大,耕地面积从1990年的17715万hm²增加到2015年的17851万hm²,平均每年增加5.44万hm²,每年增幅仅为0.03%。耕地主要分布在平原地区,台地、丘陵次之;新增耕地主要来源为草地、林地和未利用地。东部平原低山丘陵区（I）耕地面积最大,而西北高中山盆地高原区（IV）耕地动态度明显高于其他地貌区。空间上呈现“南减北增,新增耕地的重心向西北移动”的特征。1990-2015年间,西北高中山盆地高原区（IV）和东部平原低山丘陵区（I）为耕地面积增长区,平均每年增加耕地面积分别为8.9万hm²和5.4万hm²;东南低山丘陵平原区（II）和西南中低山高原盆地区（V）为耕地面积减少区,平均每年减少耕地面积分别为5.9万hm²和2.8万hm²;而华北—内蒙东中山高原区（III）和青藏高原高山极高山盆地谷地区（VI）耕地面积几乎没有变化,平均每年变化仅为0.15 万hm²和0.06万 hm²。耕地流失主要发生在东部平原低山丘陵区（I）和东南低山丘陵平原区（II）,主要原因为城镇化进程加快带来的建设用地对优质耕地的大量占用;而新增耕地主要发生在西北高中山盆地高原区（IV）,多来自于对草地和未利用地的开垦。     

2010-2015年中国土地利用变化的时空格局与新特征

土地利用/覆被变化是人类活动对地球表层及全球变化影响研究的重要内容。本文基于Landsat 8 OLI、GF-2等遥感图像和人机交互解译方法,获取的土地利用数据实现了中国2010-2015年土地利用变化遥感动态监测。应用土地利用动态度、年变化率等指标,从全国和分区角度揭示了2010-2015年中国土地利用变化的时空特征。结果表明：2010-2015年中国建设用地面积共增加24.6×10³ km²,耕地面积共减少4.9×10³ km²,林草用地面积共减少16.4×10³ km²。2010-2015年与2000-2010年相比,中国土地利用变化的区域空间格局基本一致,但分区变化呈现新的特征。东部建设用地持续扩张和耕地面积减少,变化速率有所下降;中部建设用地扩张和耕地面积减少速度增加;西部建设用地扩张明显加速,耕地面积增速进一步加快,林草面积减少速率增加;东北地区建设用地扩展持续缓慢,耕地面积稳中有升,水旱田转换突出,林草面积略有下降。从“十二五”期间国家实施的主体功能区布局来看,东部地区的土地利用变化特征与优化和重点开发区的国土空间格局管控要求基本吻合;中部和西部地区则面临对重点生态功能区和农产品主产区相关土地利用类型实现有效保护的严峻挑战,必须进一步加大对国土空间开发格局的有效管控。     

宁夏农业综合开发战略转型区划研究

农业综合开发战略转型区划研究,是科学适应新形势下国家对农业综合开发提出的“坚持可持续、提升竞争力”要求的前提和基础。针对已有农业区划的单一目标和单一类型划分问题,以宁夏为例,基于农业相关的耕地、气候、水、地形、地貌、项目布局、生态规划等空间数据,采用地理学综合区划的方法,提出了动态与静态结合、定性与定量结合、农业与生态结合的13项多维指标体系,提出了合理且可操作的技术流程,科学划分了包含过渡类型的一级区划（7大类型：重点开发区、“重点+限制”开发区、保护性开发区、“保护+限制”开发区、“限制+重点”开发区、“限制+保护”开发区和限制性开发区）和二级区划（24个亚类）,实现了农业可持续和生态环境保护的双重目标。本文是国家财政部明确提出农业综合开发要科学划分重点开发区、保护性开发区和限制性开发区之后,首次实现在省（区）级以乡（镇）为单位的科学划分,可为今后农业综合开发战略转型项目的科学布局和精准投入提供重要依据,为宁夏农业综合开发战略转型工作的具体落地实施提供科学保障,同时也可为其他省份或地区的农业综合开发战略转型区划工作提供有益参考。     

城市化和退耕还林草对中国耕地生产力的影响

20 世纪90 年代以来的快速城市化进程和1999 年开始启动的退耕还林草生态工程对耕地的分布与生产能力产生了重要影响。本研究应用由TM 遥感影像获取的1980s-2000 年与2000-2005 年两个时间段耕地变化数据,结合以多时相遥感数据为主要数据源的耕地生产力光能利用率遥感模型估算两个研究时段耕地生产力变化特征,比较城市化与退耕还林草政策主导下两个时期耕地转移对各区域耕地生产力的影响。研究结果表明:两个研究时段因城市占用损失的耕地生产力占土地利用变化(LUCC) 导致的耕地生产力减少总量比例均在60%以上。在20 世纪90 年代,全国新增耕地生产力总量比被占用耕地生产力高87%,耕地转移使中国耕地生产力增加。2000-2005 年间,退耕还林草政策的启动和快速城市化进程对耕地的持续占用导致耕地生产力占补正平衡指数由前一时段的正平衡变为负平衡,转出耕地生产力总量比新增耕地生产力高31%,耕地转为林草地和建设占用损失的耕地生产力分别较前一时段提高57%和85%。城市化与退耕还林草政策等驱动因素作用下耕地开垦区与占用区的空间分布差异使得耕地生产力占补平衡状态和趋势呈现明显的区域分异。     

南水北调中线核心区土地利用变化及其生态环境响应研究

本文以南水北调中线工程核心水源区淅川县为例,选取2004年TM、2014年GF1号影像等数据,解译获取了淅川县土地利用数据,对2004-2014年淅川县土地利用变化进行定量分析。通过选用区域生态环境质量模型,对研究期内淅川县土地利用变化的生态环境效应进行评估,并采用灰色关联法对导致淅川县生态环境质量变化的驱动因素进行分析。研究结果表明：① 2004-2014年,林地、建设用地和水域面积增加,耕地面积减少。在林地资源演化趋势上,有林地、疏林地、灌木林地和苗圃地与林地资源的整体演化格局一致,而宜林地和无立木林地、未成林造林地呈减少的趋势;② 在空间分布上,林地主要分布在海拔高、坡度较陡的北部山区,耕地和建设用地密集分布于海拔低、相对平缓的东南部地区;③ 2004年和2014年2期生态环境质量均在县域内表现出明显的空间差异,呈现出北高南低的分布趋势。研究期内淅川县区域生态环境质量指数从0.5443上升至0.6039,生态环境质量提高,其中宜林地和无立木林地转化为有林地、退耕还林对区域生态环境改善贡献最大;④ 局部地区生态环境呈负向发展,其中对森林资源采取掠夺式开采和粗放型管理、毁林开地对县域生态环境产生的负面影响最为深刻。⑤ 2004-2014年县域生态环境质量变化主要由政策和居民追求利益最大化的行为所驱动。     

黄河源区玛多县土地利用/覆被及景观格局变化的遥感分析

采用了黄河源地区1977、1990及2003年MSS、TM的3个时相遥感影像,通过人机交互的解译与GIS的空间分析,提取了玛多县3个时期的土地利用/覆被信息。分析了玛多县各地类的数量变化和空间变化特征。另外对景观生态空间分布格局,利用FRAGSTATS软件对玛多县景观级别的动态特征进行了分析。结果表明:玛多县的土地利用/覆被类型以草地为主,占全区总面积77.93%;退化现象十分严重,主要是草地覆盖度的降低以及草地沙化;景观破碎化程度在前期呈下降趋势,而后期呈上升趋势,景观斑块形态越来越偏离规则而变得复杂、多样。     

3S技术在三角洲湿地资源研究中的应用

３Ｓ技术的应用在许多研究和管理领域广泛推广并日臻成熟,表现出广阔的发展前景。将遥感（ＲＳ）、地理信息系统（ＧＩＳ）和全球定位系统（ＧＰＳ） 组成的３Ｓ技术相结合,综合应用于三角洲及滨海湿地资源的调查研究,充分体现了其快速、经济、高效的强大优势。本文实验区选在黄河三角洲和辽河三角洲两个具有典型代表性的北方大河三角洲地区,经过资料收集、野外探查、光谱实验、室内计算机处理、野外抽样定位验证等阶段的工作,建立了合理的技术流程,并探讨了３Ｓ技术在湿地研究中的前景、问题和对策。     

自然因子对四川植被NDVI变化的地理探测

许多研究已表明基于遥感的植被指数在地表过程和全球变化研究中具有重要作用,对认识植被变化的驱动因素具有重要意义,但自然因子对植被变化影响仍然难以量化。应用地理探测器模型,研究四川地区自然因子变化对植被分布的空间模式和植被变化的交互影响,并确定了促进植被生长的各主要自然因子最适宜特征。结果表明：① 2000-2015年,四川植被覆盖度状况良好,中高、高植被覆盖面积之和均超过94%;归一化植被指数（NDVI）转化表现为NDVI > 0.4以上区域转化明显,中高和高植被覆盖区面积分别呈显著下降和上升趋势;植被覆盖时空变化差异显著,植被覆盖较高区域位于四川盆地东北部、川西北高原地区,植被覆盖较低区域分布于四川盆地中部城市密集区域。② 土壤类型、高程和年均温度变化等因子较好地解释了植被状况的可变性。③ 自然因子对植被NDVI影响存在交互作用,自然因子协同效应呈现相互增强和非线性增强关系,两种因子交互作用增强了单因子的影响。④ 研究揭示的促进植被生长的各主要因子最适宜特征,有助于更好地理解自然因素对植被NDVI变化的影响及其驱动机制。     

中国2010-2015年土地利用变化的时空格局与新特征（英文）

Land use/cover change is an important theme on the impacts of human activities on the earth systems and global environmental change. National land-use changes of China during 2010–2015 were acquired by the digital interpretation method using the high-resolution remotely sensed images, e.g. the Landsat 8 OLI, GF-2 remote sensing images. The spatiotemporal characteristics of land-use changes across China during 2010–2015 were revealed by the indexes of dynamic degree model, annual land-use changes ratio etc. The results indicated that the built-up land increased by 24.6×10~3 km~2 while the cropland decreased by 4.9×10~3 km~2, and the total area of woodland and grassland decreased by 16.4×10~3 km~2. The spatial pattern of land-use changes in China during 2010–2015 was concordant with that of the period 2000–2010. Specially, new characteristics of land-use changes emerged in different regions of China in 2010–2015. The built-up land in eastern China expanded continually, and the total area of cropland decreased, both at decreasing rates. The rates of built-up land expansion and cropland shrinkage were accelerated in central China. The rates of built-up land expansion and cropland growth increased in western China, while the decreasing rate of woodland and grassland accelerated. In northeastern China, built-up land expansion slowed continually, and cropland area increased slightly accompanied by the conversions between paddy land and dry land. Besides, woodland and grassland area decreased in northeastern China. The characteristics of land-use changes in eastern China were essentially consistent with the spatial govern and control requirements of the optimal development zones and key development zones according to the Major Function-oriented Zones Planning implemented during the 12 th Five-Year Plan(2011–2015). It was a serious challenge for the central government of China to effectively protect the reasonable layout of land use types dominated with the key ecological function zones and agricultural production zones in centraland western China. Furthermore, the local governments should take effective measures to strengthen the management of territorial development in future.     

“海上丝绸之路”主要海域热带气旋时空分布特征及其危险性

热带气旋作为一种海上灾害性天气,对“海上丝绸之路”海上航运影响重大。本文基于西北太平洋和北印度洋1990—2017年的热带气旋路径数据,结合热带气旋风场参数模型,利用缓冲区分析、叠加分析等GIS空间分析技术,系统研究了“海上丝绸之路”主要海域、主要海区、关键通道受热带气旋影响频次以及热带气旋危险性的时空分布特征。主要结论：① “海上丝绸之路”主要海域受热带气旋影响严重,表现在热带气旋影响范围广、影响频次高,其中西北太平洋较北印度洋受热带气旋影响更为严重,危险性更大;② 西北太平洋的15°N—30°N,120°E-—145°E海域热带气旋危险性最高;③ 热带气旋危险性季节变化较为明显,秋夏两季危险性较高,冬春两季危险性较低,在夏秋两季各月份中,7、8、9、10月危险最高;④ 在各海区中,中国东部海区热带气旋危险最高,其次是南海、日本海、孟加拉湾、阿拉伯海,而红海和波斯湾不受热带气旋影响;在各关键通道中,吕宋海峡热带气旋危险性最高,其次是台湾海峡、对马海峡、宗谷海峡、鞑靼海峡、保克海峡、霍尔木兹海峡,而马六甲海峡和曼德海峡无热带气旋危险。