干旱区绿洲土地利用与覆被变化过程

应用遥感和GIS技术及数理统计学方法,以新疆三工河流域冲洪积扇－冲积平原型绿洲为研究区,利用1978年、1987年和1998年的遥感数据,深入研究了70年代中后期以来干旱区绿洲LUCC的过程和趋势。结果表明：(1) 遥感和GIS在绿洲土地利用与覆被变化数据获取和空间分析方面是一种非常强大而有效的技术手段;(2) 通过建立绿洲LUCC的幅度、速度、区域差异和变化趋势数学模型,可以较好的研究绿洲土地LUCC的过程和趋势,如变化的双向性、单向性、正向性和反向性,变化的涨势或落势等,在三工河流域绿洲应用取得良好效果;(3) 自70年代中后期以来三工河流域绿洲LUCC趋缓,并存在显著的时空差异：前期绿洲LUCC处于单向转换过程的非平衡状态,并呈现一定的地段分异,其中绿洲上部处于准平衡状态,而绿洲中部和下部处于非平衡状态。后期绿洲LUCC呈现双向转换为主的发展态势,使绿洲LUCC处于准平衡状态;绿洲上部和中部处于非平衡状态,绿洲下部处于平衡状态,均表现出不同的变化过程和趋势。     

新疆于田绿洲-荒漠交错带土地利用/覆盖变化的社会驱动力研究

以新疆于田绿洲为例，在遥感手段对图形分析的基础上，根据景观特征为于田绿洲土地利用／覆盖变化（LUCC）的具体表现提供空间分析功能。结合统计资料和调查数据，从经济发展、人口增长、政治经济政策3个方面分析影响研究区LUCC的主要社会影响因子。结果表明：20世纪90年代以来，于田县人口数量增长是研究区LUCC2最主要影响因素，其次是牲畜头数的增长以及采樵量的变化。开荒和撂荒面积对区域的土地利用变化影响也很大。     

人工绿洲生态系统中土壤和植被对土地利用变化的响应——以北屯绿洲为例

在遥感(RS)和地理信息系统(GIS)技术的支持下,对干旱区典型人工绿洲-北屯绿洲1989和2005年两期遥感影像进行了处理,分析了绿洲16年来的土地利用/覆盖变化.通过野外调查、实验室分析及"时-空替代法"等方法,对人工绿洲生态系统中的土壤和植被对LUCC的响应机制进行了分析.结果表明:(1)北屯绿洲耕地和盐碱沼泽地面积不断增加,垦荒和撂荒成为土地利用变化的两个主要过程.(2)绿洲土地利用变化对土壤养分和pH值的影响显著.(3)耕地的土壤盐分含量低于弃耕地和荒地.(4)随着土地利用类型的变化,群落组成发生较大变化,优势种更替明显.     

和田绿洲景观破碎化特征及驱动因素

景观破碎化改变着区域景观结构的完整性和系统的连通性,对景观的稳定性和可持续发展具有重要影响。选取新疆和田绿洲为研究区,以1970年新疆考察数据与MSS影像,1990、2000、2013、2018年4期Landsat TM/ETM+同月相数据为主要数据源,采用景观指数法、移动窗口法、梯度分析及归因分析等方法开展绿洲景观破碎化的时空格局变化及驱动因素的研究。结果表明：近50年来,景观分裂指数（DIVISION）由0.94减少到0.89,香浓多样性指数（SHDI）从1.44减少到1.28,绿洲景观破碎化整体呈现减缓趋势。其中,城市景观破碎化程度最低,沿破碎化梯度从城市中心向外围呈现出先上升后下降的趋势。此外,景观破碎化程度与农业的发展呈倒“U”型函数关系,当农业扩张在绿洲面积的40%—50%时,景观破碎化程度达到峰值。人口增长,农业扩张与社会经济发展共同影响着绿洲破碎化的时空格局。本研究不仅为干旱区绿洲景观破碎化格局的空间变化分析及驱动因素研究提供科学依据,也对绿洲生态景观的规划与可持续管理具有重要的意义。     

新疆且末绿洲土地利用变化机制与驱动力分析

土地利用与覆盖变化是全球变化研究的重要组成部分,干旱区土地利用与覆盖变化的机制与驱动力又是干旱地区相关问题研究的核心。新疆且末绿洲特殊的MODS背景,制约着LUCC的一系列过程及其规律。LUCC是各种自然、社会、政治、经济和文化因素相互作用的结果。驱动力类型与特征受绿洲时空特征的制约而表现出不同的特征。在区域尺度上,且末绿洲LUCC的自然驱动力,包括了相关区域地壳运动、冰川变化、风沙活动等自然作用过程,热量、降水、温度变化等的气候过程以及地表径流、冰川进退等引起的水文过程的作用。在特定生产力发展水平下,人类的社会经济活动直接影响了LUCC的演变过程及演变趋势。     

中亚干旱区马雷绿洲和于田绿洲LUCC演变对比研究

当前新疆与中亚国家的经济形势进入平稳发展的新时期,新疆在经济合作中的地位逐渐明晰,产业结构、资源条件等是开展合作的直接影响主因。利用遥感技术开展LUCC研究,可直观探讨自然和非自然因素对LUCC影响,为区域可持续发展提供决策依据。以土库曼斯坦马雷绿洲1976年、2001年、2010年和中国新疆于田绿洲1977年、2000年和2011年共6期TM和MSS影像为数据源,对中亚地区两个生态环境皆较脆弱的绿洲进行土地利用/覆被变化（LUCC）分析,对比研究干旱区绿洲LUCC,并分析其自然和非自然因素。在研究期间,马雷绿洲中轻度盐渍地变化最多,相对变化达到2.21,净变化速度为3.49%,面积下降最多的是沙漠类型,相对变化为-0.59,净变化速度为-2.60%;于田绿洲水体面积变化最多,相对变化为5.54,净变化速度达5.51%,沙漠面积也下降最多,相对变化为-0.97,净变化速度为-9.31%。结果表明：（1）马雷绿洲和于田绿洲具有相似的地类变化趋势：耕地、中轻度盐渍地、其它地类面积有所增加,而林地、重度盐渍地、沙漠面积减少;（2）LUCC是由自然因素和非自然因素共同作用引起的。     

土库曼斯坦典型绿洲土地利用/覆被变化和景观格局的时空演变

当前开展遥感和GIS技术支持下的土库曼斯坦生态环境领域方面的研究,不仅可以保障中国的能源战略安全,同时也可为中国西北干旱区的生态环境演变及可持续发展研究提供一定的借鉴。本文以土库曼斯坦穆尔加布-捷詹绿洲为研究对象,基于1976年、1988年、2001年和2011年的Landsat MSS、TM/ETM+的4期遥感数据资料,应用GIS和景观生态学方法定量分析了研究区近40年的土地利用方式及景观格局的时空变化动态特征。结果表明：（1）研究区LUCC变化明显,主要表现为林地、耕地、沙地和盐碱地呈现增加趋势,草地、水域和其他用地呈现减少趋势。土地利用在1976-1988年变化最快的是草地,1988-2001年是水域,2001-2011年是草地,1976-2011年是耕地。（2）研究区内整体景观的空间变化表现为蔓延度指数、散布与并列指数和斑块结合度指数均呈现降低趋势,分离度、SHDI和SHEI均呈现增加趋势,表明斑块数目增多,景观破碎化程度加大,连通性降低。总之,要保障土库曼斯坦穆尔加布-捷詹绿洲土地资源与生态环境的可持续发展,必须注重土地利用格局最优化,确保景观格局与生态过程的连续性。     

河西走廊张掖绿洲LUCC的驱动力分析

利用1995和2000年Landsat 5、4、3、2(RGB)波段合成影像解译结果,采用中国科学院资源环境数据库中的中国1:10万土地资源利用分类系统,对河西走廊中段的张掖绿洲的土地利用/覆被变化(LUCC)进行了研究。并运用典型相关分析方法对张掖绿洲LUCC及其影响因子进行了统计分析,诊断出各影响因子对该区LUCC的贡献作用大小,同时运用典型相关系数和冗余度分析,检验了分析结果。     

基于3S的近15 a新疆LUCC时空变化研究及分析

 以20世纪80年代末期新疆土地利用数据库为基础,以2004—2005年度中巴资源卫星影像数据为信息源,结合多层环境要素数据库、野外定点调查分析等数据,采用多要素综合分析的解译方法,通过人机交互式解译,综合判读并提取了20世纪80年代末期至2005年近15 a来新疆LUCC时空数据。从现状、动态变化等方面对LUCC信息进行定量和定性的分析,并运用土地利用动态度进一步说明了新疆的土地利用/土地覆盖变化。结果显示,新疆的耕地、林地、水域、建设地面积都有所增加,耕地的年变化率最大;未利用地面积有所减少,草地面积减少明显。     

近35 a内蒙古阿拉善盟绿洲化过程遥感分析

 绿洲是干旱区人类活动的高度聚集区,它的时空格局变化对社会经济发展有着至关重要的影响。以1975年至2010年间5期Landsat系列数据为信息源,通过目视解译提取阿拉善盟绿洲信息,在GIS空间分析功能的支持下,对绿洲时空格局变化进行了分析。研究结果表明,阿拉善绿洲按面积大小分布依次为:阿拉善左旗、额济纳旗和阿拉善右旗;1975—2010年间,阿拉善绿洲面积变化总体上呈先缩小后增长的趋势;其中草地的变化量最大,占整个绿洲变化面积的64.92%;研究区绿洲主导景观类型为天然草地,并且35 a内没有发生变化。     

绿洲耕地变化趋势及其驱动力——塔里木盆地南部策勒绿洲为例

以多年的野外实地调查资料和统计资料,分析了塔里木盆地南部策勒绿洲50年以来耕地面积变化的总体趋势、空间差异和驱动因子。基于GPS现场定位,应用GIS进行空间分析,通过建立多元回归模型,最终对该绿洲2010年和2020年的耕地数量进行了初步的预测。分析结果表明社会经济发展动态、农业科技进步和水土资源的限制等3大类因素是影响耕地数量的3个主成分,其结果将为进一步研究整个塔里木盆地南部绿洲耕地变化提供借鉴,为合理利用和保护耕地、为干旱区可持续发展提供科学依据。     

干旱区可持续土地利用模式分析——以天山北坡为例

可持续土地利用模式是土地生态经济可持续发展的必然要求,但目前对可持续土地利用模式的科学基础研究较为薄弱。可持续土地利用模式的科学基础是土地类型及其空间组合结构,利用遥感和地理信息系统等新技术、基于社会发展需求的小尺度、大比例尺土地类型制图及其空间结构研究将是今后土地分类学的重要研究方向之一。目前土地利用中存在的与环境相关的问题,多数源自于违背土地类型自然属性的客观要求。退耕还草还林政策的实施,体现了土地利用需要遵循土地类型自然属性的客观要求。以天山北坡为例,在可持续土地利用模式的科学基础分析的基础上,根据土地类型及其空间组合结构,进一步完善和提升了近年提出的干旱区绿洲－中山带立体双带模式和干旱区山地利用模式;并基于典型的干旱区绿洲格局提出了冲洪积扇绿洲集约利用模式、冲积平原绿洲农业规模经营模式以及河流尾闾三角洲绿洲生态利用模式。     

中国绿洲城市土地利用/覆盖变化研究进展

绿洲城市是干旱区人类生产和生活的集聚中心,也是人地关系最为敏感的区域之一。了解绿洲城市土地利用/覆盖变化的研究进展对于改善区域人地关系、促进绿洲城市可持续发展具有重要意义。利用系统综述方法,对研究我国绿洲城市土地利用/覆盖变化的相关文献进行梳理,在综述已有研究进展的基础上,探讨了已有研究存在的不足并对未来研究方向进行展望。绿洲城市土地利用/覆盖变化研究的相关文献数量和被引频次均呈增长趋势。已有研究主要在局地尺度上分析了绿洲城市土地利用/覆盖变化的过程、驱动机制和生态环境效应,关于绿洲城市可持续性和基于区域尺度的相关研究较少。因此,未来应在多个尺度上开展工作,综合研究绿洲城市土地利用/覆盖变化的过程、影响和可持续性。     

基于土地利用/覆被变化表征的现代绿洲演变过程——以天山北坡三工河流域为例

本文以天山北坡三工河流域为例,利用1958年、1968年和1978年3期航片、1987年彩红外航片、1998年Landsat TM、2004年SPOT 5和2014年Landsat OLI影像,构建绿洲及其外围荒漠7期土地利用/土地覆被数据集,综合分析1950s屯垦戍边以来现代绿洲演变和外围荒漠植物群落变化。结果表明：①1950年以来,屯垦戍边使位于三工河冲洪积扇中下部的老绿洲不断向冲积平原扩张,老绿洲外围以柽柳和梭梭为建群种的土质荒漠景观不断转变为新绿洲,绿洲面积增加了4倍多。其中1958-1968年和2000s以来是绿洲变化最为显著的两个阶段,这两个阶段分别对应了农业用地和建设用地增幅最大的时期。② 三工河流域的现代绿洲演变过程中存在“地方管辖区”和“兵团农场区”两种基本管理模式,也正是这两种模式相互渗透、相互交叉融合,共同推动了现代绿洲演变。③三工河流域1950s-2004年现代绿洲演变具有干旱区绿洲演变的普遍特征,但2004年以后的演变仅适用于有较大规模跨流域调水或新增水源的绿洲演变情形。现代绿洲的扩张以荒漠植被的砍伐和破坏为代价,导致绿洲外围植物群落结构发生了显著的变化,这使得绿洲外围荒漠生态系统的保护愈加困难     

新疆天山北坡经济带城乡建设用地动态变化的时空特征

土地利用变化具有明显的时空特性,是当前国际上开展土地利用／土地覆盖研究的重要内容。通过利用20世纪80年代末和90年代末两个时段的Landsat TM卫星影像,运用GIS空间分析和EXCEL统计分析方法,分析了新疆天山北坡经济带城乡建设用地变化的时空特征及其主要驱动力。结果表明：（1）在这10年的时间里,区域城乡建设用地增长较快,其中特大城市（乌鲁木齐市）和中等城市用地增长迅速。（2）区域城乡建设用地扩张以占用草地和耕地为主。同时,城乡建设用地类型及其结构变化在17市县存在明显的差异。（3）天山北坡经济带城乡建设用地变化是自然和社会经济两大因素共同作用的结果,人口增长、国民经济的增长、工业的发展和政府政策是区域城乡建设用地变化的主要驱动因素。     

Coincidence of abandoned settlements and climate change in the Xinjiang oases zone during the last 2000 years

The study on the relationship of abandoned settlements and climate change in the oases could provide a historical reference for understanding human responses to present and future global warming in the arid zone. A total of 554 abandoned historical settlements in Xinjiang Uygur Autonomous Region, China, were used to examine the relationship between abandoned settlements and temperature change over the past 2000 years. The analysis covered dynastic epochs from the Han Dynasty (206BC–220AD) to the Qing Dynasty (1644AD–1911AD) in the oases of Xinjiang. Greater density of settlements was found at the oases larger than 2000 km², which were more stable and less sensitive to climate change compared to smaller oases. Settlements flourished at small oases and the middle and lower reaches of rivers during warm periods and shrank back to piedmont basins and upstream alluvial fans during cold periods. These results demonstrated responses of oasis agriculture to climate change.     

基于SD和CLUE-S模型的张掖市甘州区土地利用情景分析

近年来,学者们基于不同研究需要开发了很多土地利用变化/覆盖(LUCC)模型.但迄今没有一个单独的模型可在不同时空尺度上揭示所有土地利用变化的关键过程.本文尝试开发一种集成SD模型与CLUE-S模型的建模方法,用以弥补已有LUCC模型缺陷,并将其应用于张掖市甘州区的土地利用情景分析中,得到的LUCC模拟结果可为该区土地利...