基于RS和GIS的石羊河流域近50年土地覆被类型变化研究

选取石羊河流域为研究区,采用1970～2017年18期Landsat系列卫星遥感数据,通过数据处理、面向对象信息提取,获取了石羊河流域近50年土地覆被类型基础数据;运用转移矩阵、GIS分析手段,对石羊河流域不同土地类型时空变化特征进行了研究.结果表明：1）近50年来,石羊河流域自然绿洲面积总体呈逐年减少趋势,由1970年的35 717.53 km²减少到2017年的33 865.47 km²;人工绿洲面积相应增加,由5 355.79 km²增至7 208.70 km².2）耕地、天然林地、天然草地、建设用地总体呈增加趋势,耕地的增加主要由天然草地、未利用地及水域湿地转化而来,天然林地的增加主要由天然草地、未利用地转化而来,天然草地面积的增加主要由未利用地转化而来,建设用地的扩张以占用周围草地、耕地及未利用地为主.3）石羊河流域土地类型的演变,总体反映了石羊河流域生态环境趋好,绿洲区域逐渐增加.     

1980-2010年石羊河流域生态服务类型变化与分析

根据石羊河流域1980年、1990年和2010年三期遥感影像数据,基于GIS技术方法,分析了石羊河流域各县市的土地利用方式变化情况。评估了流域主要生态系统生态服务价值量,分析了30 a来流域生态系统服务价值在时间和空间上的变化。结果表明：过去30 a来,石羊河流域的土地利用变化主要以耕地、草地、未利用土地的变化为主。石羊河流域生态系统服务的总价值呈减少趋势,生态服务价值在空间分布上表现为下游呈增加趋势、中上游表现为减少趋势。流域下游生态服务价值增加的主要原因是流域生态保护与恢复措施取得了显著成效。     

近50a阿克苏河流域土地利用/覆被变化过程

针对干旱区跨境河流域土地利用/覆被变化(LUCC)研究薄弱、无法满足环境变化评价的问题,选择西天山跨越吉尔吉斯斯坦国和中国的阿克苏河流域为研究区,在遥感和GIS的支持下,获取了近50a阿克苏河流域土地利用/覆被数据,并利用数理统计模型,对该流域LUCC的过程、趋势及土地利用程度变化进行系统分析.结果表明:阿克苏河流域土地变化从前期(1960-1990年)的准平衡状态转变为后期(1990-2008年)的不平衡状态,土地类型也呈现出从双向转换向单向转换过渡,且不同类型差异较大;流域后期LUCC的速度是前期的2.1倍,其中耕地和建设用地增加最快而沼泽地和盐碱地减少最快,草地变化速度最小.流域土地利用处于发展时期,且流域下游绿洲区域土地利用程度综合指数及其变化较大.政策调整、人类活动增强、气候变化以及径流变化是LUCC的主要驱动因子.     

土地利用/覆被变化对典型流域径流的影响研究

土地利用/覆被变化是地球环境变化的重要组成部分,环境变化会引起水文循环过程的改变。以王快水库以上流域为典型流域,利用SWAT模型模拟不同土地利用/覆被变化对流域径流的影响。结果显示:随着流域土地覆被的增加,年径流量减小,和大规模水利建设和水土保持对汛期径流影响更大。模拟径流量由大到小依次为裸岩覆盖、现状植被、森林覆盖、未来最佳植被。     

NSTEC不同自然带土地利用/覆盖格局分析

采用≥10℃积温为指标划分的自然带，从土地利用结构和土地利用程度两方面，以垦殖率、土地产出、城市个数、城市建成区用地水平、土地利用程度和破碎度等为指标，构建了土地利用/覆盖格局分析的指标体系，通过自然单元和社会经济单元的数据匹配，量化土地利用/覆盖在不同自然带上的差异，从而分析中国东部南北样带上的土地利用/覆盖格局，以期为分析土地利用/覆盖变化及其驱动机制提供科学依据。     

石羊河流域植被指数时空变化及荒漠化遥感监测

利用SPOT VGT NDVI数据对石羊河流域1999—2010年期间植被覆盖的时空变化进行了研究,并基于像元二分模型求算植被覆盖度,以植被覆盖度为指标对研究区荒漠化程度进行定量监测与评价。结果表明:12年来石羊河流域植被覆盖度整体呈增加的趋势,增加速率为0.003 2 a-1。植被改善的面积远大于植被退化的面积,植被改善区域的面积为11 130 km2,占研究区总面积的26.45%,主要分布在金昌、永昌、民勤、武威东部以及古浪的西北部地区;植被退化区域的面积为3 546 km2,占研究区总面积的8.43%,主要分布在天祝藏族自治县的东部和古浪南部的乌鞘岭地区。荒漠化土地面积整体呈下降的趋势,极重度荒漠化土地明显减少,转化为重度荒漠化;非荒漠化土地的增加主要以绿洲的扩张为主。     

基于土地利用变化的生态风险评价——以广西岑溪市为例

该文以1999年及2009年岑溪市土地利用数据为来源,在GIS的支持下,分析了10年来研究区内的土地利用变化的时空特点及其转化过程,结合土地利用综合指数、耕地垦殖指数、植被覆盖指数、景观破碎度指数评价了土地利用变化的生态风险。研究表明：研究区域内10年间土地利用类型发生了复杂的相互转换,其中林草地、建设用地和耕地为研究区内变化面积最大的3种土地利用类型;受经济快速发展和城市化进程加快的影响,土地利用的广度和深度不断增大,全市土地利用趋于破碎化,土地生态风险程度有所增加。     

黑河流域土地利用与覆被变化特征

在土地类型划分的基础上, 利用黑河流域1987年和2000年两期TM遥感数据, 从土地利用与覆被变化幅度、变化速率及动态度等角度, 定量分析了流域上、中、下游及全流域总体土地利用与覆被变化的特征并进行了对比.结果表明: 在变化幅度上, 全流域各类土地利用与覆被变化均十分强烈, 中游地区最为显著, 综合土地利用与覆被变化指数达到7.6%, 耕地、城镇建设用地、水域和草地等是全流域变化最为剧烈的利用类型; 在变化速度方面, 流域上游地区的耕地、城镇居民用地和沙漠化土地年平均递增速度最高, 中游地区明显小于上游和下游地区, 但沙漠化除外, 为全流域水平的4.7倍, 下游耕地、城镇用地、水域面积和其它难利用土地变化较快, 说明上、下游生态系统极不稳定, 变化剧烈. 对中游动态度的分析表明, 耕地、城镇居民用地和较难利用土地较稳定, 其它土地类型的利用与覆被动态变化都很活跃, 说明中游地区土地利用与覆被变化复杂而强烈, 具有变化的多向性和互动性, 从而为流域合理调整土地利用方式和环境改善提供了一定的科学依据.     

石羊河流域重点区土地利用现状遥感调查与解译分析

通过对石羊河重点地区监测和统计数据的宏观分析,研究该地区国土资源对地质环境健康的影响。以石羊河流域重点地区为例,开展2010、2014年两期国土资源及地质环境健康指数评价。通过评价,科学判定石羊河流域重点地区国土资源及地质环境健康状况。为石羊河流域国土资源及相关部门评判该区国土资源与地质环境的协调发展提供科学的依据。     

贵州省近期土地利用变化及其生态效应

在全球环境变化研究中,土地利用和土地覆被动态研究是一个关键而迫切的课题。本文依据覆盖贵州省20世纪90年代末5 a时间间隔的陆地卫星数据资料,研究了土地利用变化的特征和空间分布规律,并通过土地利用转移矩阵揭示了各区域土地利用变化动态的转化过程;同时以生态系统服务功能衡量相应土地利用类型的相对生态价值,评价区域土地利用/土地覆被变化的生态效应。结果表明,在研究时段内,省内各区域退耕还林与毁林开荒并存,区域间有明显的差异,整体景观尚处于波动状态。在1995~2000年的土地利用变化中,由于旱地、有林地、灌木林地、中低覆盖度荒草地等土地利用类型相互间的频繁转换,各区域土地利用生态价值并未有明显的提高。     

黄河源区土地利用/覆盖变化（LUCC）研究

利用遥感（RS）监测手段和地理信息系统（GIS）技术,获取了黄河源区在1975、1990、和2005年3个时期的土地利用/覆盖数据,并通过叠加分析,获得了该地区土地利用/覆盖的时空转移特征. 此外,通过县级行政区对源区各县域内的土地利用/覆盖变化特征进行了统计分析,以期为该地区的环境管理提供科学依据. 结果表明：在1975-2005年间,黄河源区的环境退化非常明显,土地利用/覆盖变化主要表现为耕地、沙地、滩地和水库、坑塘面积增加;沼泽地面积减小;高覆盖度草地面积减小,中、低覆盖度草地面积增加. 从县级行政区划上来看,耕地的增加主要分布于贵南、同德和泽库三个县;林地面积在玛沁和甘德两县有大面积的减小趋势;新增的沙地主要分布在玛多、共和、曲麻莱和若尔盖县;新增水库、坑塘则主要分布于共和、和贵南两县;沼泽地面积的减少绝大部分发生在若尔盖县;高覆盖度草地在甘德和玛沁两县增加非常明显,但在玛曲、玛多、达日、兴海、阿坝、若尔盖、红原等县均有大面积的减小趋势. 因此,在黄河源区开展环境保护或环境治理工作,应根据不同区域的具体环境问题采取相应的治理措施.     

Impact of land-use and land-cover change on groundwater quality in the Lower Shiwalik hills: a remote sensing and GIS based approach

Human activities have exerted small to large scale changes on the hydrological cycle. The current scenario regarding groundwater resources suggests that globally there is a water crisis in terms of quantity (availability) and quality. Therefore there is a great need for the assessment and monitoring of quality and quantity of groundwater resources at local level. This paper presents a case study of the lower Shiwalik hills, in Rupnagar, Punjab, India, to trace land-use and land-cover changes during the past 17 years, with an emphasis on groundwater quality and quantity. This study was performed in alluvial and hilly terrain. The results show that the quantity of groundwater increased with the help of natural and artificial recharge due to change in land-use and land-cover pattern (increased area of fallow land). The quality of groundwater deteriorated due to input of fertilizers for enhancing the short-term soil fertility. Using a Remote Sensing and GIS based approach, we show the final results in map form. In particular we highlight a potential groundwater exploration site, which could be useful for district level planning. Our research shows that the change in land-use and land-cover affects the quantity and quality of groundwater.     

Changes in landuse and landcover along the Dhansiri River channel,Assam — A remote sensing and GIS approach

Information on landuse/landcover change is a critical input for natural resource management policy decisions. Remote sensing data under GIS domain were utilized to evaluate the changes in land-use/land-cover (LU/LC) spanning a period of thirty three years during 1975 to 2008 along the Dhansiri River channel, Assam, India. Seven different types of LU/LC were categorized and out of them cropland was evident as the most important landuse/landcover practices followed by dense mixed jungle in 1975 and the settlement in 2008. Significant reduction (13.02%) in cropland area to settlement was observed. Moreover, teagarden also occupies 0.77% of the total area from cropland and open mixed jungle. The changes in the areas of swampy land as evident from the present study in turn will impact the environmental quality around it and will help to increase the surface run off leading to enhancement of erosion processes. It is believed that the present study will help to contribute towards sustainable land-use planning and management towards protection of extremely rich biodiversity of the North East India with mighty Brahmaputra River system.     

冰川变化及其影响的公众感知与适应措施分析——以甘肃河西内陆河流域为例

以河西地区三大内陆河流域(石羊河、黑河、疏勒河)为案例研究区, 通过社会调查方式, 从总体、再分别通过农户与政府部门人员两个部分, 分析了公众对冰川变化及其可能影响的感知, 剖析了公众感知的流域差异性与原因, 对比分析了三大河流域公众对政府部门已实施应对水资源紧缺对策措施的效果与认可程度. 结果表明:超过65%的受访者认为冰川减少了, 从社会学的角度佐证了冰川明显消融萎缩的科学监测事实. 三大河流域公众对冰川变化对流域水资源、农业生产、生态影响的感知存在空间差异性, 这种差异性归因于三大河流域的地理位置、冰川分布与变化的空间差异性. 在冰川变化背景下, 公众对政府部门已实施应对水资源紧缺的对策措施的效果与接受程度不同. 三大河流域公众均认可种植业结构调整与加大宣传力度提高公众节水意识这两项措施, 且认为实施效果好; 发展设施农业措施的实施效果好, 已得到石羊河和疏勒河流域老百姓的认可与接受; 石羊河和黑河流域的公众认为实施推广节水技术措施的效果好; 退耕还林还草措施在黑河流域实施普遍且效果好; 水票制措施在疏勒河流域实施的最好, 黑河一般, 疏勒河较差.     

Changes of land cover in the Yarlung Tsangpo River basin from 1985 to 2005

Land cover is closely related to environmental changes and socioeconomic development. Land-cover change in the Tibetan Plateau (TP) is different from that in the lowlands; however, a detailed land-cover change in areas such as the Yarlung Tsangpo River (YTR) basin in the TP has not been reported. To fill this gap, the current study explores the land-cover change between 1985 and 2005 in the YTR basin. The results show that only 1 % of the land cover in the YTR basin changed during this time period. The most significant land-cover changes included increases in forest and built-up areas as well as decreases in grassland, water and wetland areas. By percentage, the most rapid land-cover change occurred for built-up areas with an annual variation of 2.07 %. There was an obvious vertical distribution pattern for land-cover types in the YTR basin; from low to high, the average altitudes were forest, farmland, built-up, grassland, water and wetland, and bare land. The average altitude and slope for most land-cover types did not vary over the past 20 years. However, the average altitude and slope of built-up significantly decreased, especially in the zone between 3,500 and 4,000 m. The water and wetland area in altitudes above 4,500 m increased; however, they decreased in the zone between 3,500 and 4,000 m. Natural factors cause most land-cover changes, whereas the increasing intensity of human activities cause some changes to built-up and farmland. Additional attention should be paid to the study of the mechanism of land-cover change in the TP.     

Land-use change and its environmental impact in the Heihe River Basin, arid northwestern China

Rapid land-use change has taken place in many arid and semi-arid regions of China over the last decade as the result of demand for food for its growing population. The Heihe River Basin, a typical inland river basin of temperate arid zone in northwestern China, was investigated to assess land-use change dynamics by the combined use of satellite remote sensing and geographical information systems (GIS), and to explore the interaction between these changes and the environment. Images were classified into six land-use types: cropland, forestland, grassland, water, urban or built-up land, and barren land. The objectives were to assess and analyze landscape change of land use/cover in Heihe River Basin over 15 years from 1987 to 2002. The results show that (1) grassland and barren land increase greatly by 22.3, and 268.2 km², respectively, but water area decreased rapidly by 247.2 km² in the upper reaches of Heihe River Basin; (2) cropland and urban or built-up land increased greatly by 174.9, and 64.6 km², respectively, but grassland decreased rapidly by 210.3 km² in the middle reaches of Heihe River Basin; and (3) barren land increased largely by 397.4 km², but grassland degraded seriously and water area decreased obviously by 313.3, and 21.7 km², respectively in the lower reaches of Heihe River Basin. These results show that significant changes in land-use occur within the whole basin over the study period and cause severe environmental degradation, such as water environmental changes (including surface water runoff change, decline of groundwater table and degeneration of surface water and groundwater quality), land desertification and salinization, and vegetation degeneracy.     

广西都安县三只羊地区与贵州罗甸县大关地区岩溶石漠化进程对比分析

基于遥感数据得出贵州罗甸县大关地区和广西都安县三只羊地区三个时期的土地覆盖类型数据。通过对这些不同时期土地覆盖类型数据的分析,发现大关地区从1979年到2001年,植被面积减少,石漠面积增加,土地覆盖类型以灌木林→灌丛→荒草地→石漠的方向变化为主,岩溶生态环境朝着恶劣的方向即典型的石漠化方向发展;而都安三只羊地区则相反,从1976年至2002年,植被面积增加,石漠面积减少,土地覆盖类型的主导变化方向是石漠→荒草地→灌丛→灌木林,即反石漠化方向,岩溶生态环境总的趋势是朝着良性的方向发展。两地的石漠化进程不同的原因主要在于土地利用的方式不同,大关地区采取的是劈山造田的方式来解决紧张的人地关系;而三只羊地区则是采取生态移民的方式。      

一种面向LUCC的时空数据存储管理模型

为满足土地利用和地表覆盖变化(land-use and land-cover change,LUCC)动态监测中时空数据统计分析、时空过程模拟、时空演变分析预测、时空数据挖掘的应用需求,需将LUCC数据存储管理方式由单一空间数据推进至时空数据存储管理。本文提出一种基于快照和面向对象的混合时空数据模型,支持矢量和栅格时空数据存储管理、LUCC时空过程模拟、LUCC时空过程建模参数提取和成果数据管理与发布。基于该模型研发了LUCC时空信息系统原型,以LUCC时空信息统计、地表覆盖斑块时空过程模拟、地表覆盖时空转移矩阵计算为例,验证了模型的可行性。     

Simulation of surface runoff in theWujiang River watershed based on GIS

Surface runoff in the Wujiang River watershed was simulated by a GIS-based method using precipitation, hydrology data, and land-use data. The volume of surface runoff is chiefly controlled by climates, topographical characteristics and types of land use at the watershed. Five subwatersheds that can represent the whole watershed were chosen and their average annual precipitation, average annual surface runoff and current land use were calculated respectively in the grid model of the Wujiang River watershed based on the climate and hydrology data from 1965 to 2000 and the land-use data acquired in the year of 2000. Surface runoff is assumed to be a function of precipitation and land use and the multiple regression tool is used to determine the relationship between surface runoff, precipitation and present land use. Thus, the rainfall-runoff model for each land-use type has been established. When calibrating these models, the results show that the percent errors are all below 7%, which indicates that the accuracy of this simulation is high.