基于遥感与GIS的新疆近18 a来LUCC的生态环境效应分析

 基于遥感与GIS技术,以20世纪80年代末、90年代末、2005年、2008年遥感影像为数据源,获取4期新疆土地利用/覆盖信息,采用生态系统服务价值、生态环境质量指数和土地利用/覆盖转变类型生态贡献率,对研究时段内新疆土地利用/覆盖变化的生态环境效应进行了综合分析与评价。结果表明,1990—2008年间,新疆土地利用/覆盖变化显著,生态系统服务价值整体变化较小,总价值先增后减,水域和草地面积的减少是总价值减少的主要原因,耕地和林地面积的增加补偿了总价值的部分损失;生态环境质量指数从1990年的0.157持续下降到2005年的0.153,2008年上升为0.158,说明新疆生态环境存在恶化和改善两种相反趋势,导致生态环境恶化的主要原因是草地向耕地的转变,未利用地向草地的转变则促进生态环境质量的改善。     

近15 a黄土高原植被覆盖时空变化及驱动力分析

研究黄土高原地区植被覆盖变化及其驱动因素可以揭示研究区气候变化和人工生态调节过程对植被变化的影响。基于500 m分辨率的MODIS-NDVI数据和同期气象数据,运用均值法、斜率分析法、相关分析法及残差法,分析了2001-2015年黄土高原的植被时空演变变化特征及其驱动因素。结果表明：近15 a黄土高原植被在季度上总体都呈现增加趋势且存在一定差异,夏、秋季植被增加最为明显;黄土高原植被覆盖在空间上呈现自东南向西北递减的分布特征;植被NDVI变化在不同季节上都存在明显的空间差异;黄土高原植被NDVI对气温、降水的响应关系有明显的季节差异,并在空间上与降水的相关性显著,与温度相关性不明显;人类活动对植被覆盖变化有双重影响,其中生态恢复工程是黄土高原中部地区植被覆盖快速增加的重要因素。     

基于土地利用变化的近18 a新疆沙地动态及其驱动力分析

 基于新疆1990—2008年的土地利用变化数据库利用土地利用转移矩阵和土地利用变化状态与趋势指数模型分析新疆沙地的动态,依据沙地的转化方向及转化源探讨新疆沙地变化的驱动力。研究区沙地在1990—2000年呈增加趋势,增加速率为84.40 km2·a-1,草地转换为沙地的面积最大;2000—2008年呈减少趋势, 2000—2005年和2005—2008年减少速率分别为86.98 km2·a-1和118.26 km2·a-1,且主要转换为耕地。沙地面积的增加和减少受气候干湿变化和人类活动控制。同20世纪50—90年代相比,1990—2000年新疆沙地扩张速率降低了近一半,局部荒漠地区生态环境有所改善,原因为大规模的土地开垦与气候的暖湿变化。2000—2008年新疆沙地面积不断减少,原因为土地开垦模式发生着变化、生态建设的较快发展以及气候处于相对暖湿的状态。但一些地区沙化问题仍然存在,新疆干旱脆弱的生态环境本质没有根本改变,依然存在着土地沙漠化的潜在危机。     

近50 a新疆气温精细化时空变化分析

利用新疆93个气象站1961-2010年的逐月平均气温资料,使用线性趋势分析、Mann-Kendall检测以及基于ArcGIS的混合插值法对春、夏、秋、冬四季和年平均气温的变化趋势、突变特征以及各气温要素多年平均值和突变前后变化量的空间分布进行了分析。结果表明：（1）新疆春、夏、秋、冬四季和年平均气温的空间分布总体呈现“南疆高,北疆低;平原和盆地高,山区低”的格局。（2）在全球变暖背景下,1961-2010年新疆春、夏、秋、冬四季和年平均气温分别以0.24 ℃/10 a、0.21 ℃/10 a、0.39 ℃/10 a、0.49 ℃/10 a和0.33℃/10 a的倾向率呈显著的上升趋势,并分别于2004年、1997年、1995年、1985年和1994年发生了突变性的上升,突变后较突变前,各季和年平均气温分别升高了1.5 ℃、0.8 ℃、1.2 ℃、1.6 ℃和1.0 ℃,但气温上升幅度具有明显的区域性差异,其空间分布总体呈现“北疆大,南疆小”的格局。     

基于3S的榆林市土地利用/覆盖变化生态效应定量研究

基于遥感数据, 运用3S 技术及多种生态经济学方法测算不同土地利用/覆盖情景下的生 态服务价值, 并分析其影响因素, 构造土地利用变化生态效应指数和土地利用变化生态效应度等 指标定量测评区域土地利用/覆盖变化的生态效应。研究结果表明: (1)榆林市1987、1999 和2002 年生态系统服务总价值分别为237.58 亿元、173.43 亿元和283.69 亿元, 并存在区域差异。整个研 究期间(1987～2002 年), 南、北六县耕地生态服务价值比重不断缩减, 林地、草地生态服务价值比 重不断增加, 但北六县以林地增加为最, 南六县以草地增加为最, 且在1999 年后增速加剧。(2)除 土地利用变化外, 气候波动对榆林市生态服务价值变化的影响更不容忽视。(3)除榆阳、神木、米脂 外, 其余空间尺度的各区域在后一阶段( 1999～2002 年) 的土地利用变化的生态效应高于前一阶 段(1987～1999 年); 在前一阶段, 北六县土地类型间流转导致生态价值变化较南六县强烈; 而后一 阶段正好与之相反。     

LUCC驱动力模型研究综述

驱动力研究是土地利用变化研究中的核心问题。土地利用变化驱动力模型是分析土地利用变化原因和结果的有力工具，模型通过情景分析可为土地利用规划与决策提供依据。基于不同理论的驱动力研究方法很多，论文选取了几种国内外应用较多的LUCC驱动力模型进行综述，分析了每个模型的优缺点及适用范围，最后得出结论：1) 基于过程的动态模型更适于研究复杂的土地利用系统。2) 基于经验的统计模型能弥补基于过程的动态模型的不足。3) 基于不同学科背景的模型进一步集成将是LUCC驱动力模型未来的发展趋势。     

风沙化土地典型区滑县土地利用时空变化研究

运用3S技术,分析了风沙化土地典型区滑县1979-2009年的土地利用数量变化特征,结果显示:该区的土地利用类型变化显著.耕地、水域和未利用地面积持续减少,林地和建设用地面积呈现不断增加的态势;风沙化土地利用对研究区各土地类型之间的平衡起了重要的作用.这集中反映了人口素质提高、环保意识增强、人口增长和经济建设需求对土地利用变化的积极影响,同时宜采取有效措施减缓或调控耕地持续减少的趋势.     

基于LUCC的新疆沙尘源空间格局及转化机理分析

我国北方地区春夏季节沙尘天气频发,精准识别沙尘源区对于沙尘天气预报及区域生态环境治理意义重大。以新疆为典型研究区,采用2000、2005年和2010年3期土地利用/土地覆被数据,分析了新疆沙尘源的空间分布格局,并基于土地类型转移矩阵分析了不同类型沙尘源的转化情况。结果显示：新疆沙尘源的正、逆向转化主要跟人类活动相关。（1）沙漠/沙地转化敏感区主要分布于塔克拉玛干沙漠的西北边缘地区;转化为裸土类型沙尘源最主要的土地类型为河流/湖泊和草地,其中河流/湖泊的转化主要受自然条件影响,而草地的转化则是由过度放牧所导致。（2）岳普湖、伽师和巴楚等县区存在过度放牧现象;塔里木盆地北部以及准噶尔盆地内部等绿洲-荒漠交错带及人口聚集区域,存在大面积的垦荒现象。（3）新疆地区绿洲-荒漠交错带面积广阔,但其生态系统脆弱,为潜在的沙尘源区,应科学划定生态保护区,禁止过度放牧和无序垦荒。本文研究结果有望为区域生态环境治理及农牧业发展提供科学依据。     

新疆近50a来降水量时空变化及其突变分析

基于新疆53个气象台站1960—2005年逐月降水资料,通过Mann-Kendall非参数趋势检验方法,对新疆近50 a来年降水量和12个月降水量的趋势进行了分析,并计算12个月对年降水量的贡献率,同时通过SequentialMann-Kendall方法分析了27个台站年降水量显著增加趋势发生的时间突变点。结果表明,新疆近50 a来年降水量显著增加,北疆和南疆趋势最为明显;其中冬半年(1、2、11月和12月)这4个月的降水量增加趋势显著,对新疆年降水量的贡献较大;新疆大部分台站年降水量趋势发生突变的时间点在20世纪80年代以后。     

近50年新疆日照时数时空变化分析

利用新疆101 个气象站1961-2010 年的逐月日照时数、总云量和低云量资料,使用线性趋势分析、Mann-Kendall 检测以及基于ArcGIS 的混合插值法对春、夏、秋、冬四季和年日照时数的变化趋势、突变特征以及日照时数多年平均值和突变前后变化量的空间分布及其与云量的关系进行了分析,结果表明：（1）新疆春季日照时数总体呈现“从东北向西南递减”的空间分布特点;夏季为“北疆多,南疆少,东部多、西部少,平原和盆地多,山区少”的格局;秋季呈现“由东南向西北递减”的分布格局;冬季具有“东部多,西部少”的特点。新疆各地年日照时数2450~3450 h,其空间分布总体呈现“东部多,西部少;平原和盆地多,山区少”的格局。（2）1961-2010 年,除春季日照时数呈不显著的略增趋势外,新疆夏季、秋季、冬季和年日照时数分别以-4.27 h·（10a）^-1、-4.30 h·（10a）^-1、-14.36 h·（10a）^-1和-19.42 h·（10a）^-1的倾向率呈显著的减少趋势。并且,夏季、秋季、冬季和年日照时数分别于1988 年、1986 年、1987 年和1982 年发生了突变。突变年前后,全疆各地日照时数的变化具有明显的区域性差异,以年日照时数为例,1982 年后较其之前,除吐鲁番、哈密盆地,塔里木盆地南缘等少部分区域年日照时数有所增多外,全疆大部为减少的态势。（3）云量是影响新疆日照时数的主要因素,总体来说,新疆总云量和低云量较少的区域日照时数相对较多;反之,亦然。近50a,新疆总云量变化不明显,但低云量明显增多,这是导致日照时数减少的主要成因。     

基于"3S"技术的林地资源可持续管理

通过对我国林地资源管理现状的分析,认为我国林地资源的管理主要存在一些领导干部思想素质不高、林地资源管理体系不健全、林地产权不清、缺乏科学的林地资源价格评估体系和森林资源的调查与监测手段落后等方面的问题。分析了“3S”技术在林地资源管理中的作用;提出了应用“3S”技术,通过建立林地资源的监测信息系统、管理信息系统、数据库系统、估价信息系统和决策支持系统等来促进林地资源可持续管理的对策。     

基于3S一体化技术的鹿泉市土地利用动态监测

该文采用 3S一体化技术建立了鹿泉市土地利用动态监测系统。依靠GPS对空间数据快速定位 ,RS数据发现土地动态变化区域 ,再利用GIS平台进行空间数据组织、管理、分析与可视化。据此 ,分析 1986～ 1996年鹿泉市土地利用动态变化情况。     

石漠化景观格局对土地利用时空演变的响应

土地利用是人类活动最直接的表现形式,喀斯特地区的石漠化演化与土地利用变化有密切关系,石漠化治理是在人为干预下加快恢复脆弱的喀斯特生态系统.运用3S技术和景观格局空间分析技术相结合的手段,对石漠化综合治理下,紫云县水塘小流域的土地利用及石漠化景观格局时空演变关系进行了探讨.结果表明:1.2004-2010年间水塘小流域土地利用类型以林地及草地变化较多,其他地类变动较少,其中林地面积增加10％,草地面积增加5％;2.2004-2010年间水塘小流域石漠化变化主要类型为,中度石漠化转轻度石漠化面积5％,轻度石漠化转潜在石漠化面积10％;3.2004-2010年间水塘小流域土地利用和石漠化景观格局,多样性指数各提高了0.3和0.12,破碎度指数各减少了0.138和0.16,优势度指数各降低了0.181和0.126,均匀度指数各提高了0.092和0.209,分维度指数各提高了0.02和0.18.研究发现运用土地利用与石漠化转移矩阵与景观格局相结合的分析方法,可为评价石漠化治理成效提供借鉴意义.     

基于“3S”技术的南流江采砂点时空分布特征

利用Landsat系列遥感数据,通过目视解译的方式分析了南流江近30年的采砂点的时空分布特征及其环境效应,并探讨其驱动因素。结果表明：南流江采砂点数量在1988—2008年快速上升,2018年的采砂点数量出现大幅下降;各时期均为下游采砂点最多,中游次之,上游最少。采砂点时空分布的主要驱动因素是流域的经济快速发展带来的城市化快速扩张,2018年采砂点数量下降的主要原因是相关部门加强对非法采砂活动的监管。采砂活动是南流江含沙量下降的重要原因之一,同时也是南流江水质下降的重要原因;采砂活动使得南流江采砂区域面积在1988—2018年总共减少了7.24 km²;目前河口三角洲岸线并没有因为采砂活动的加剧输沙量减少而发生明显的蚀退。     

土壤侵蚀研究中的"3S"技术应用进展

随着地球信息科学的进步与发展,“3S”技术成为土壤侵蚀研究的有效工具。本文介绍了“3S”技术在土壤侵 蚀研究中应用的途径和使用的限制条件,在对大量研究文献分析的基础上,认为国外学者利用“3S”技术主要集中 在全球和区域土壤侵蚀调查、土壤侵蚀的生态效应等2 个方面。而国内学者主要开展了区域土壤侵蚀调查、土壤侵 蚀动态研究和土壤侵蚀模式的构建等3 个方面的工作。指出目前和GIS 技术结合应用最为广泛的土壤侵蚀模式是 USLE 和RUSLE,这两个模式都是基于统计的经验模式,缺乏充足的实测资料,精度不高;利用“3S”技术对于区域土 壤侵蚀因子的研究缺乏与综合评价方法或模型间的协调。展望未来“3S”技术在土壤侵蚀研究中应用的可能趋势。     

基于3S技术的金沙江干热河谷区LUCC研究——以云南省元谋县为例

以云南省元谋县为例,集成3S技术,对多期Landsat-TM数据进行土地利用/土地覆被信息提取及建立数据库,采用单一土地利用/土地覆被动态度和综合土地利用/土地覆被动态度指标,分析金沙江干热河谷区土地利用/土地覆被结构变化规律,提出基于生态环境建设的金沙江干热河谷区土地利用优化对策。并结合DEM数据分析分析金沙江干热河谷区土地利用/土地覆被垂直分异及其变化规律,结果表明：1.草地和林地是土地利用/土地覆被的主体,但林地以疏林地为主,草地以低、中覆盖度草地为主,具有相当大的敏感性和脆弱性;2.土地利用较为粗放,如水浇地占耕地、人工草地占草地及城乡建设用地占总用地面积的比例等相对较低;3.土地利用/土地覆被结构发生了较快的变化,耕地、草地、水域、未利用土地面积有所减少,而林地、城乡建设用地面积增长较快;4.低山区和中低山区为以林草地为主、耕地亦有一定比例的类农林牧交错带,是干热河谷区生态环境最脆弱的地带。     

基于RS和GIS的西双版纳土地覆被动态变化

人口增加、经济发展导致滇南热带地区西双版纳土地利用/土地覆被发生显著变化,这些变化对该区的生态环境及生物多样性保护有着重要影响。基于RS和GIS方法,通过对1976、1988和2003年三个时期遥感影像解译分析,试图了解西双版纳近27 a间土地利用/土地覆被时空变化特征及影响因素。结果表明,近27 a间有林地在西双版纳分布最广、占绝对优势,其中以亚热带常绿阔叶林面积最大;但在研究时段内,有林地面积不断减少、呈现破碎化,尤其是热带季节雨林、山地雨林面积减少最为明显和破碎化最为严重。相应,橡胶园、灌木林面积不断扩大并聚集成片,其中橡胶园在1988~2003年间是面积增长最快、最多的地类,其面积扩张主要来源于对热带季节雨林的砍伐。轮歇地面积在1976~1988年是所有地类中增长最快、最多的,在1988~2003年由于向橡胶园转变而大幅度减小。粗放式的刀耕火种和橡胶种植园的不断扩大是主导本区土地利用/土地覆被变化的主要因素,土地利用变化导致了本区生态环境的退化和生物多样性的丢失。     

基于"3S"技术的云南省烟草作物及农田资源信息系统的设计研究

烟草产业是云南省的特色优势产业,也是云南省经济发展的主要支柱产业.云南优异的自然条件为烟草种植提供了世界首屈一指的自然环境.另外,根据农业科学规划,在云南省现有的266.67×104 hm2多总耕地面积中,适宜种烟面积为80×104 hm2.目前,引进"3S"、"精准农业"等科学理念和技术,对云南烤烟原料的生产进行监测,对农田资源进行管理,充分发挥云南烟草优势,无疑具有重要的实践意义.其中的核心技术是构建基于"3S"的适应云南烟草生产需求的云南省烟草作物及农田资源信息系统.     

广州市土地利用时空变化研究

土地利用变化包括土地数量变化、质量变化和空间变化.土地利用空间变化作为土地利用变化研究的重要内容,对了解一个地区土地利用变化规律有着深刻意义.广州市属于我国发达地区,研究广州市土地利用空间变化有助于加深对我国发达地区的土地利用变化情况的了解.利用1990,2000年广州市土地利用数据,并结合ArcGis 的分析功能,分析了广州市10年间的土地利用空间变化状况,发现广州市土地利用变化有一定方向性,并且不同辖区的土地利用变化类型不同.10年间全市和各辖区的土地利用程度和信息熵都有所增加.但除了番禺,各辖区的土地利用类型组合却保持不变.