中国北方农牧交错带生态环境的空间格局演变

1 IntroductionThe scope of the farm ing-pastoral region of northern China begins from the w est of G reatH inggan M ountains, w estw ards passes through southeastern Inner M ongolia, northern H ebei,Shanxiand Shaanxi,and then reaches the O rdos Plateau.It…     

北方13省土地利用/覆盖动态变化分析

对北方13省1989~1999年的宏观土地利用/覆盖动态变化进行分析。结果表明:研究区草地、水体的退化以及未利用地的不断扩展增加区域生态系统的敏感性和脆弱性,生态环境压力进一步增大;土地利用/覆盖总体破碎度不断增加,土地利用向着多样化和均质化方向发展;10年间,各种土地利用/覆盖类型重心的空间位置均有所变化。水体变化最明显,其次为未利用地、耕地和城建用地;各种土地利用/覆盖类型变化表现出明显的区域差异。     

基于遥感与GIS的北方农牧交错带生态环境背景状况评价与分析

中国北方农牧交错带受自然条件和人为活动等多种因素的综合影响,生态环境退化问题比较突出,是生态环境退化研究的典型区和理想地带。以此作为研究对象,选择能反映生态环境特点的多种空间数据信息,利用数字网格模型,通过采用空间叠加的分析方法,评估北方农牧交错带的生态环境背景状况,并对其空间格局特征进行研究。结果表明:（1）北方农牧交错带生态环境背景状况从东南向西北逐渐变差;（2）在北方农牧交错带205个旗县中,绝大部分旗县的生态环境背景状况为一般;宁夏盐池县生态环境背景状况最差,河北兴隆县生态环境背景状况最好。     

1989-2003年中国北方土地覆被变化

The 13 provinces （autonomous regions and municipalities） in northern China are located in latitude 31°-54°N and longitude 73°-136°E including Beijing, Tianjin, Hebei, Shanxi, Inner Mongolia, Jilin, Liaoning, Heilongjiang, Shaanxi, Gansu, Ningxia, Qinghai, and Xinjiang, where environments are fragile. In recent years, the eco-environmental problems such as vegetation destruction, desertification and soil erosion etc. become serious because of climate change and unreasonable human activities. In this paper, landscape pattern and its evolution in northern China from 1989 to 2003 was investigated by the combined use of RS and GIS based on the basic theory and method of landscape ecology. Land use/cover maps of the study area in 1989, 1999 and 2003 were produced by using 1 km monthly NOAA Advanced Very High Resolution Radiometer （AVHRR） and SPOTNGT Normalized Difference Vegetation Index （NDVI） dataset from national climate bureau of China which were geo-registered to Lambert azimuthal equal-area map projection and were used in the paper. Landscape evolution in the area over the study period was investigated by two methods： （a） the changes of various landscape metrics were analyzed using the landscape structure analysis program FRAGSTATS; （b） the transition matrix of landscape patch types was calculated with the help of the RS and GIS software. The results showed that from 1989 to 2003, the landscape within the study area had undertaken a complicated evolution in landscape structure and composition. The diversity index and evenness index increased during the period, which means that the landscape pattern tended to be diversified and even. The fragmentation index of grassland, forestland and water areas also increased significantly. This showed that the distribution and structure of forestland, grassland and water areas had been changed greatly during the period, especially grassland which became more and more fragmentized, and its fragmentation index increased from 19.23% to 88.72%. The transi     

Land cover dynamic changes in northern China: 1989?2003

The 13 provinces (autonomous regions and municipalities) in northern China are located in latitude 31°–54°N and longitude 73°–136°E including Beijing, Tianjin, Hebei, Shanxi, Inner Mongolia, Jilin, Liaoning, Heilongjiang, Shaanxi, Gansu, Ningxia, Qinghai, and Xinjiang, where environments are fragile. In recent years, the eco-environmental problems such as vegetation destruction, desertification and soil erosion etc. become serious because of climate change and unreasonable human activities. In this paper, landscape pattern and its evolution in northern China from 1989 to 2003 was investigated by the combined use of RS and GIS based on the basic theory and method of landscape ecology. Land use/cover maps of the study area in 1989, 1999 and 2003 were produced by using 1 km monthly NOAA Ad-vanced Very High Resolution Radiometer (AVHRR) and SPOT/VGT Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) dataset from national climate bureau of China which were geo-registered to Lambert azimuthal equal-area map projection and were used in the paper. Landscape evolution in the area over the study period was investigated by two methods: (a) the changes of various landscape metrics were analyzed using the landscape structure analysis program FRAGSTATS; (b) the transition matrix of landscape patch types was cal-culated with the help of the RS and GIS software. The results showed that from 1989 to 2003, the landscape within the study area had undertaken a complicated evolution in landscape structure and composition. The diversity index and evenness index increased during the pe-riod, which means that the landscape pattern tended to be diversified and even. The fragmentation index of grassland, forestland and water areas also increased significantly. This showed that the distribution and structure of forestland, grassland and water areas had been changed greatly during the period, especially grassland which became more and more fragmentized, and its fragmentation index increased from 19.23% to 88.72%. The transitions of the landscape types were mainly shown by the changes among forestland, grassland and farmland, and grassland changing into unable land. Over the study period, grassland and water areas had decreased remarkably, accounting for 15% and 37% from 1989 to 1999 and 24.79% and 49.25% from 1999 to 2003 respectively. The grassland and water resources play an important role in the eco-environment and economic development of the region. So, they must be protected carefully. According to the analysis, we can conclude that the eco-environment in the study area is obviously degenerated due to unreasonable human activities and climate changes and some measures should be taken to combat the environ-mental degradation.     

中国北方13省市区生态安全动态变化分析

为了寻求我国北方生态安全条件的土地利用/覆盖优化格局,加强区域生态安全研究,在GIS技术的支持下,利用景观分析和空间变异分析方法对北方13省(市、区)生态安全动态变化及其空间变异特征进行了分析。结果表明研究区生态安全指数具有较强的空间相关性。人类活动等随机因素对生态安全的作用强度在增大,但是结构性因素引起的空间相关仍然是该区生态安全空间分异的决定性因素。10年间研究区生态环境质量整体表现出下降趋势;空间上,中西部地区生态安全程度低于东部地区;13个省(市、区)的生态安全指数的变化表现为三种类型:先升后降型、先降后升型和持续下降型。     

滇西北生态脆弱区土地利用变化及其生态效应 ——以云南省永胜县为例

土地利用/土地覆被变化及其生态环境效应研究是当前地理学全球变化研究的核心内容,而生态系统服务功能则是生态学、生态经济学研究的热点问题。作者利用滇西北生态脆弱区--永胜县1988年、1994年和1999年的TM遥感影像,采用景观生态学的空间格局指数分析研究区近10年来的土地利用动态变化特征,并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,尝试将二者有机结合起来。研究表明,全县景观总体构成表现为景观破碎度较高,斑块数目较多;林地和未利用地一直占很大比重,林地的不断增加与未利用地的迅速减少是研究时段内土地利用变化的突出特征;研究时段内全县土地利用变化带来了较好的生态效应,土地利用生态效益持续提高,并表现出了较大的空间差异。     

中国国家级经济技术开发区及其产业空间格局演化——基于地级及以上市面板数据实证研究

选取1989~2015年地级市国家级经济技术开发区数量及主导产业面板数据,运用探索性空间数据分析（ESDA）技术,探讨国家级经济技术开发区及其产业空间格局演化特征。研究发现：① 国家级经济技术开发区整体经历探索阶段、推广阶段、完善阶段和升级阶段等4个阶段;空间格局演化体现出“点轴结构、T型结构、π型结构和网状结构”4种空间形态;空间扩散方式有“点-线-面”扩散、梯度扩散、等级扩散、邻近扩散、集聚扩散和升级扩散6种扩散模式;空间相关性整体呈波动起伏且逐渐上升态势,高-高集聚区从青岛-烟台逐渐演变为长三角、京津冀和福建沿海。② 五大主导产业集中稳定,装备制造始终处于集聚态势,其余4个主导产业呈“分散-集聚”态势;三大类型产业空间布局演化与上述空间格局演化态势基本一致,空间集聚性整体呈“N型”变化态势,技术密集型产业集聚特征最为明显。     

南京市土地利用效益耦合关系研究

土地利用效益的耦合程度是评价土地利用是否科学合理的依据之一,也是土地可持续利用研究的重要内容。在分析土地利用社会经济效益与生态环境效益耦合关系的基础上,借助系统科学理论与方法,建立南京市土地利用效益间的耦合模型和相应指标体系,利用1999—2009年的统计数据对南京市土地利用效益耦合度进行了研究。结果表明:(1)自1999年以来,南京市土地利用社会经济与生态环境效益都处于上升状态。(2)土地利用社会经济效益与生态环境效益的耦合度α一直处于19.16°～70.65°之间,即处于协调发展阶段。但近几年土地利用效益耦合度居高不下,土地利用效益之间的矛盾依然存在。     

自然遗产地生态脆弱性分析与评价——以托木尔区域为例

以托木尔区域为研究区,从景观生态学的角度,结合生态环境特征,选取分离度、分维数倒数、破碎度、植被覆盖指数和土壤侵蚀指数作为评价指标,探讨各景观类型区域生态环境脆弱度的空间分异规律,并依据生态环境的脆弱度等级结果进行区划。结果表明：（1）依据研究区海拔、坡度值划定地貌特征区,包括极高山、高山边缘区,南北部中山区,红层地貌区和南北部低山丘陵区;（2）建设用地的分离度最大,各景观类型的分维数倒数值差别不大,低覆盖度草地破碎度、景观类型脆弱度最大;（3）托木尔区域生态环境脆弱度指数具有强烈的空间自相关性,是自然因素和人为因素共同作用的结果;（4）区域生态环境脆弱度指数空间表现为“北低南高”的趋势,自然因素是影响生态环境高脆弱度区域（7～9级）的主导干扰因素;人类活动与自然因素共同作用于生态环境中脆弱度区域（4～6级）;影响低脆弱度区域（1～3级）生态环境脆弱度的主要因素是人类活动;（5）根据研究区内生态环境脆弱度值,结合当地自然特征、社会经济发展现状,研究区可划分为保护区、限制开发区和可开发区,并对其实施差别化的政策管理与保护措施。     

北方农牧交错带土地利用变化 及其生态环境效应 ——以陕北榆林市为例

基于1985~2000年间的高分辨率土地利用/土地覆盖数据,对位于农牧交错带的陕北榆林市土地利用变化及其区域生态环境效应进行定量分析。结果表明：1985~2000年,榆林市土地利用变化区域差异明显,土地利用变化多分布在北部风沙滩地区,表明这些地区的土地利用变化过程相对活跃。生态环境质量总体上得到改善,但局部地区恶化也相当严重,且在县级尺度上表现出明显的区域分异特征。在大的区域尺度上北部风沙滩地区的生态环境质量的改善程度强于南部丘陵沟壑区。导致生态环境变化(改善和退化)的主导因素是林地、草地与其它土地利用/土地覆盖类型之间的转变,其中治沙种草与防护林体系建设对该市生态环境质量改善的贡献率最高,达到74.8%。     

黄河流域生态环境综合评价及其演变

在定性分析黄河流域自然生态环境特点的基础上，针对黄河流域不同的地理特征与生态环境特征，从气候环境、水文环境、土地覆盖、土壤侵蚀、土地利用和地形地貌等方面选择评价指标，在遥感与地理信息系统技术支持下，首先通过一系列的模型计算与遥感影像解译，分别生成黄河流域1980年代末期与1990年代末期数值型的生态环境背景因子，而后应用主成分分析法对生态环境质量进行了综合评价，得出了不同空间尺度下的反映黄河流域1980年代末期与1990年代末期生态环境质量的分级图，并对黄河流域近10年间的生态环境演变进行了分析。     

湖南省近40年来伏旱期气温的时空变化特征分析

利用湖南省29个站近40年(1960-1999年)伏旱期(7-9月份)的气温资料,采用经验正交函数分解法(EOF)和旋转经验正交函数分解法(REOF)分析气温空间变化特征,用气候趋势系数、累积距平和连续功率谱等方法分析气温时间变化特征。结果表明,湖南省伏旱期气温的空间变化具有很好的主体一致性,而且依据空间异常类型可分为湘中区、湘北区、湘西南区、湘南区4个区;从时间演化特征来看,湘南区的江华站与其它3个区的代表性站点在气温变化上有较大差异,即在1989年出现了由冷到暖的突变,之后有比其它站点非常明显的上升趋势,而且有着准22 a的变化周期,与全球的增暖具有一致的趋势。     

东北限制开发区域开发强度与生态环境的时空耦合关系研究

通过构建开发强度与生态环境评价指标体系,系统分析2005-2016年东北限制开发区域开发强度与生态环境协调发展的时空格局特征与影响因素.结果表明:①土地开发强度增加和经济总量扩张的交互关系是造成东北限制开发区域开发强度综合水平提升的主要原因;同时由于生态环境状态增长的持久性不强,生态环境响应正逐渐成为改善区域生态环境综...     

间歇性输水影响下的2001-2011 年塔里木河下游生态环境变化

采用2001-2011 年野外调查资料和卫星遥感影像数据,对生态输水影响下的塔里木河下游地下水、植被变化特征进行分析,并探讨了典型断面植被对地下水埋深变化的响应关系。结果表明:(1) 各断面地下水位变化过程与河道来水过程密切相关,近10 年来经历了显著抬升(2000-2005 年)—缓慢降低(2006-2009 年)—小幅抬升(2010 至今) 的过程,主要表现为随生态输水量的改变呈波动变化;地下水位抬升幅度与生态放水量的相关系数达0.78,与生态放水持续时间的相关系数为0.70。(2) 2001-2011 年塔河下游植被覆盖面积总体上呈增加趋势,其中灌木林地和草地变化显著,林地和耕地面积呈小幅度变化;植被覆盖度的变化主要表现为2001-2006 年显著提高和2006-2011 年小幅变化。(3) 植被覆盖度随地下水位的抬升呈现出增加的趋势;垂直河道的方向上,同时期植被覆盖度与地下水埋深空间分布特征一致,均以输水河道为轴向两侧植被覆盖度(地下水埋深) 逐渐降低(增大);平行河道的方向,植被覆盖度对地下水埋深的响应幅度随着离大西海子水库距离的增加而减小。     

藏北地区草地退化的时空分布特征

根据草地退化国家标准和藏北地区草地退化实际情况以及遥感数据特征,选择草地植被盖度为草地退化的遥感监测指标,建立藏北地区草地退化遥感监测和评价指标体系,并对藏北地区近24年的草地退化进行遥感监测和评价。结果表明：藏北地区草地退化现状 (2004年) 十分严重,重度和极重度退化草地面积分别占草地总面积的8.0%和1.7%,区域草地退化指数 (GDI) 为1.86,接近中度退化等级;其中藏北地区冰川与雪山及其周围等气候变化较为敏感区域和交通要道沿线等人类活动较为频繁区域的草地退化相对严重;从1981年到2004年的近24年以来,藏北地区及其各个区域草地退化较为严重,其草地退化等级分布比例和草地退化指数年际波动较大,草地退化等级在轻度退化至重度退化等级之间波动;近几年藏北全地区总体草地退化情况及中部、东部和北部地区的草地退化具有更加严重的趋势,而西部地区草地退化状况则略有减缓趋势。     

黄河源区土地利用/覆被变化及其生态环境效应

应用1989年TM影像和2005年ETM+影像提取黄河源区两期土地利用/覆被数据,并利用GIS的空间叠加分析对两期土地利用图进行土地利用动态信息的提取。在建立黄河源区土地利用数据库的基础上,采用生态环境质量指数模型建立各土地利用类型与生态环境质量之间的数量关系,定量的分析土地利用变化对生态环境质量的影响。结果表明:①黄河源区1989-2005年间,土地利用变化缓慢而匀速,存在着生态环境的恶化和改善两种相反的趋势。在大尺度范围内,生态环境质量相对稳定,有轻微的恶化,但是在研究区局部范围内,生态环境质量变化显著;②植被是影响黄河源区生态环境质量的主要因素,其中草地对环境质量的影响处于主导地位;③利用生态环境质量指数模型不仅可以从整体上了解研究区生态环境质量,也可以发现影响区域环境质量的主要驱动力。     

藏北那曲地区草地和未利用土地动态变化及原因

根据1990年和2000年2期那曲土地利用馒盖分类图,运用GIS的空间分析和数理统计功能,分析那曲地区草地退化和未利用土地的增加情况,并结合气象资料和人口资料分析这些变化的原因。结果表明：10a间,那曲地区未利用地增加;草地减少,突出表现为草地向未利用地转化。草地向林地和耕地转化,导致这种结果的主要原因是由于人类的社会经济活动造成的,人类社会经济活动引起这一地区土地利用变化的强度已经超过自然因子所能达到的强度,起到了绝对的主导作用。     

基于变化轨迹分析方法的生态用地流失空间关联研究

针对现有研究割裂了生态用地流失这一基本变化过程的不足,本文基于变化轨迹分析方法,从过程完整性角度探求了京津冀城市群地区生态用地流失的空间关联特征。结果表明：① 京津冀城市群地区土地利用变化主要表现为林地、草地、水域和耕地的流失,流失面积的40%转为人工表面;② 林地、草地和水域流失的空间自相关性随空间尺度增大而增强,7 km×7 km空间尺度上3种生态用地流失空间正相关性较强,且随距离阈值增加而降低;③ 距离阈值为10 km时,林地、草地流失高发区集中分布在京津冀西北部地区,水域流失高发区集中分布在东部渤海湾附近,生态环境保护应从京津冀协同发展角度,打破区域发展不均衡,促进京津冀城市群全面发展。     

北京丰台区土地利用变化及其经济驱动力分析

采用GIS技术和统计分析技术,基于1984、1992和1995～2001年土地利用图件和数据,分析了1984年以来北京丰台区土地利用变化历史过程及其空间分异特征。土地利用变化的基本特点是农业用地面积大幅度下降,非农用地面积快速增加,且随着时间的推移,变化高峰地域在由内向外传递。对1999年土地利用类型数据与经济产值数据匹配结果表明:土地经济产出效益巨大差异的存在是驱动丰台区土地利用从农业用地,尤其是耕地向非农业用地转化的最大动力所在。利用1992～2001年的非农业用地与固定资产投资、人口,二、三产业增加值进行的相关分析显示,固定资产投资、人口增长和第二产业的发展对非农业用地扩展有着显著的作用。