基于Landsat TM和OLI数据的30年间土地利用变化及生态敏感性研究——以西安市秦岭段鄠邑区为例

对位于关中平原南缘的西安市秦岭段鄠邑区,采用Landsat TM和OLI数据,分析1990～2021年土地利用及景观格局变化特征,并选取高程、坡度、坡向、土地利用类型、植被覆盖度和水系缓冲距离6个敏感性因子,结合层次权重决策分析法(AHP法)评价生态敏感性,识别了不同生态环境敏感区空间分布格局。结果表明：1)在1990～2021年间西安市秦岭段鄠邑区土地利用变化为林地和建设用地面积分别增加了39.31 km²和4.01 km²;耕地、水域、草地和未利用土地的面积分别缩减了41.29 km²、 1.16 km²、 0.79 km²和0.04 km²; 30年间该区土地利用变化速率较大,土地利用程度综合指数从208.48降至204.21,与退耕还林政策的实施及城市建设紧密相关。2)在斑块类型水平上,耕地和建设用地破碎化程度高,分布趋于集中连片;林地和耕地的景观主导性不断降低。在景观水平上,整体格局趋于破碎和离散,景观形状不规则性强,总体异质性和均衡性降低,说明...     

基于生态足迹和主体功能分区的县域灾后重建政策研究 ——以2011年东乡“3.2”特大滑坡灾害为例

评价自然灾害前, 区域的生态足迹可了解当地自然生态系统的开发和利用状态, 结合主体功能分区的方法可为灾后重建提供更契合实际的政策建议. 基于合理灾后重建的理念, 从可持续发展的角度分析了2011年甘肃东乡"3.2"滑坡灾害发生前(2010年)县域生态足迹和生态承载力情况, 并根据海拔和坡度对区域进行功能分区. 结果表明: 草地人均生态足迹为0.94 hm², 生态承载供给为0.022 hm², 赤字0.92 hm² , 草地土地类型存在严重的生态赤字, 直接导致整个县域人均生态赤字0.97 hm². 这表明东乡县人民的消费需求超过了自然系统的再生能力, 人类的生产、 生活强度超过了生态系统的承载力, 区域生态系统处于人类的过度开发利用和压力之下. 由于进出口贸易不大, 因此, 东乡县主要是通过消耗自然资本存量来弥补生态承载力的不足. 考虑到东乡县的实际情况, 通过主体功能分区把该区域分为农业发展区、 生态恢复区以及二、 三产业发展区. 其中, 农业发展区面积为838.24 km²; 生态恢复区面积为701.98 km², 包括退耕还林的面积264.84 km²; 二、 三产业发展区面积105.57 km². 最后根据生态足迹和功能分区的计算结果, 结合实际情况提出了未来可持续发展的政策建议.     

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.     

塔里木河流域土地利用及人类活动强度的时空演化特征研究

【研究目的】人类活动引起的土地利用/覆被变化是全球环境变化的重要组成部分,旱区土地利用对区域水文和生态的影响尤为显著,探究土地利用变化及其对人类活动的响应对西北干旱内陆生态与资源环境可持续发展具有重要意义。【研究方法】基于1980—2018年间共5期遥感影像,结合土地利用动态度、土地利用转移矩阵和人类活动强度指数分析塔里木河流域各水资源分区土地利用变化特征。【研究结果】近40年中,塔里木河流域耕地、建设用地和林地面积分别增加1.58×10⁴ km²、1.2×10³ km²和347 km²,而草地、未利用地和水域面积分别减少1.33×10⁴ km²、0.32×10⁴ km²和815 km²。各水资源分区中塔里木河干流土地利用类型变化最大,其次为渭干河、阿克苏河和喀什噶尔河流域。自2000年以来,塔里木河流域建设用地当量面积和人类活动强度增加相对较快,特别是2000—201...     

安徽滁州天长市生态安全格局构建与优化研究

研究县域生态安全格局是推进新时代国土空间规划创新的实践手段,也是促进区域可持续发展、维护生物多样性、提高景观连接度的关键措施。利用形态学空间格局分析(MSPA)景观要素识别生态环境状况,通过最小累计阻力模型(MCR)构建生态安全格局优化县域生态安全网络。结果表明：天长市生态源地主要集中在东北部,总面积为374.35 km²,约占21.34%;区域划分出965.22 km²的低累积阻力生态缓冲带,约占55.03%。天长市主要生态廊道总长度为845.23 km,共有32条,呈现树状“包围型”网络分布,连通度不高。依托区域本底生态特征,构建“两湖四库,两横两纵五区”的生态安全保护框架,为天长市生态环境保护规划提供指导性参考依据。     

基于高分影像的松嫩低平原地区生态环境问题解析——以黑龙江省肇源县为例

基于高分辨率卫星影像数据,利用遥感、GIS技术获取黑龙江省肇源县内自然资源与生态地质环境各因子分布现状数据,其中：耕地2 541.75 km²、林地161.88 km²、草地349.00 km²、河流128.05 km²、湖泊215.80 km²、沼泽109.17 km²、其他水域84.65 km²、建设用地191.25 km²、未利用地329.94 km²;湿地1 334.54 km²、荒漠化土地775.47 km²。利用地类覆盖率、人均占有量以及景观指数（破碎度指数、平均斑块分形指数、分形维数、多样性指数、均匀度指数）量化分析后,得出两类生态地质环境因子中湿地资源尤其是自然湿地受人类活动干扰程度较大、荒漠化土地受人类活动干扰程度较小的结论。并选取老山村等典型地区进行了多期次遥感动态监测及野外核查,揭示了松嫩低平原典型地区目前存在的湿地退化、土地荒漠化等生态地质环境问题。     

基于AHP的海峡沿岸地区生态地质环境质量评价——以马六甲海峡北岸马来西亚西南沿海地区为例

生态地质环境质量显示一个区域地质作用与生态空间分布的整体情况。为了给马六甲海峡北岸马来西亚西南沿海地区的生态保护修复及“一带一路”投资建设提供依据,将地理信息系统技术与层次分析法相结合,以马来西亚基础地质、地质灾害遥感地质专题应用及编图项目成果数据集为基础数据,构建了该区的生态地质环境质量评价指标体系并进行综合评价。通过分析结果将研究区的生态地质环境质量划分为优等、良好、中等、较差4个等级,其中:优等区和良好区面积较大,分别为2 753.31 km²和2 960.33 km²,占研究区总面积的34.19%和36.76%,主要分布在北部平原地区及沿海地区;中等区和较差区面积分别为1 702.72 km²和618.57 km²,占研究区总面积的21.37%和7.68%,主要分布在雪兰莪州中部、森美兰州南部及马六甲州北部地区。从评价结果上看,该地区总体上生态地质环境质量较好,优等区和良好区总和占研究区总面积的70.00%以上,中等区和较差区主要受地层构造和生态条件的限制,需要针对具体问题进行环境保护及生态...     

城市岸线资源开发潜力综合评价及优化利用研究——以南昌市为例

作为城市发展的重要资源,城市岸线具有无法替代的生态、生活和生产功能。本文以南昌市为例,选取岸线稳定性、生态敏感度、交通便利度、夜间灯光指数等12个指标,运用层次分析法构建评价指标体系,对赣江南昌段的城市岸线资源开发潜力进行综合评价,分析城市岸线资源利用存在的问题,并提出优化利用策略。结果表明：赣江南昌段岸线资源中,自然岸线约占81.08%,人工岸线约占18.92%;岸线资源开发高潜力区面积约为12.43 km²,较高潜力区面积约为157.98 km²,中潜力区面积约为128.83 km²,较低潜力区面积约为117.24 km²,低潜力区面积约为65.16 km²;岸线资源开发潜力大,但存在岸线利用程度总体较低、部分岸线利用不合理、岸线开发保护冲突等问题。据此建议从丰富岸线利用类型、优化开发利用方式、保护岸线生态、加强修复治理等方面对南昌市城市岸线资源的利用方式进行优化。     

基于“源－汇”理念的黔中“两湖一库”地区土地利用变化及驱动力分析

“两湖一库”是典型的喀斯特高原湖泊,湖库周边生态环境极为脆弱,其土地利用变化对所在区域生态安全/供水安全及社会经济发展带来重要影响。基于“源－汇”理念和黔中“两湖一库”地区1998－2018年4期遥感解译数据,采用土地利用动态度模型分析近20年来“两湖一库”地区土地利用动态演变规律,并运用定量与定性分析相结合的方法探究其驱动力。结果表明:（1）1998－2018年建设用地、林地、未利用土地（主要为暂时性未利用土地）面积不断增加,水域面积波动减少,耕地、草地面积持续减少,其中建设用地和未利用土地在各时段均为变化最活跃的地类。（2）年均综合土地利用动态度由1998－2008年的1.33%提高至2008－2013年的2.4%和2013－2018年的2.3%。近10年各地类间的相互转换较10年前更为活跃。（3）主要的土地利用“源－汇”转换关系表现为耕地转为林地和建设用地、草地转为林地和耕地。（4）各地类加速向建设用地转换,建成区面积迅速扩张,“两湖一库”供水压力进一步增大。（5）人口压力、经济发展等因素是“两湖一库”地区建设用地扩张的主要驱动因素,政策因素对林地和水域面积变化有重要影响。研究结果可以为“两湖一库”地区土地利用、规划及社会－经济－生态协调发展提供参考。      

1980—2017年祁连山水源涵养量时空变化特征

祁连山是中国西北地区十分重要的生态安全屏障,也是当地极为关键的水源涵养区。基于InVEST模型中的产水量模块,对祁连山水源涵养量和时空变化进行了分析并探讨其影响因素。结果表明：祁连山多年平均产水总量和水源涵养总量约为93.03×10⁸ m³和57.83×10⁸ m³。从时间变化来看,水源涵养量呈上升趋势,上升速率约为0.196 mm·a^-1;在空间上呈“东多西少”的分布格局,与年降水量的空间分布大致相同。不同土地利用类型下的水源涵养总量依次为：草地（31.87×10⁸ m³）>林地（16.71×10⁸ m³）>耕地（4.92×10⁸ m³）>其他用地（2.29×10⁸ m³）>建设用地（0.63×10⁸ m³）。降水量与水源涵养量在所有研究时段内均存在显著正相关性。不同时期土地利用类型的变化也会对水源涵养量产生重要影响,研究区草地面积变化对水源涵养量影响较大。根据建立的经验公式并参考已有研究成果,估算得出研究区多年冻土地下冰储量在550 km³以上,在全球气候变暖的背景下,消融趋势明显。研究可为祁连山水资源合理配置和生态系统保护提供参考。     

定量评估我国西北干旱区土地利用变化对植被指数的影响

在全球变化的背景下,定量区分人类活动和气候波动对干旱区植被的影响具有重要意义。采用多种统计学方法,分析了我国西北干旱区1990-2010年土地利用/覆被变化（LUCC）和1982-2010年归一化植被指数（NDVI）的时空变化特征,并定量评估了LUCC对NDVI变化的影响。结果表明：1990-2010年,西北干旱区耕地增加量最多,高达13 476 km²,其次是林地和水域,各地类增加的面积主要来自草地（12 590 km²）和未利用地（6 025 km²）。各土地类型变化速度快慢依次为：耕地 > 建设用地 > 水域 > 林地 > 草地 > 未利用地。2000-2010年,研究区土地利用程度综合指数（0.79）明显高于1990-2000年（0.23）,表明近年来人类活动对土地利用变化的影响程度显著增强。1982-2010年,西北干旱区NDVI呈增加态势,但近年来（2002-2010年）NDVI略有下降。其中,1990-2000年,LUCC对西北干旱区NDVI总变化的贡献率较低,仅为2.9%;而1990-2010,LUCC的贡献率为26.7%,表明气候变化对植被指数变化的贡献率高达73.3%。     

松嫩平原水土保持价值复合计算模型的建立及应用

松嫩平原的生态环境在近几十年间严重恶化,荒漠化迅速发展,这与该区域水土保持功能持续下降有关。根据生态学、经济学和生态环境科学等学科的有关理论,以TM/MODIS/DEM数据为基础,应用3S技术建立了水土保持价值的复合计算模型,并以松嫩平原为研究区进行应用。计算结果表明,全区2001年水土保持价值总额为662.63亿元。就单位面积的水土保持价值而言,林地最高,为173.59 万元/km²;草地次之,为70.42 万元/km²;耕地较低,为24.53 万元/km²;难利用地仅为2.89 万元/km²。水土保持价值的分布趋势从东北向西南递减,从193.86 万元/km²降至18.87 万元/km²。可见,进行林地、草地建设是提高区域水土保持功能的关键,平原中、西部尤应加强水土保持工作。不仅解决了水土保持价值的量化问题,而且,为绿色GDP的核算提供了基础数据。     

基于Landsat 8遥感数据的东洞庭湖湿地变化监测与分析

基于2013~2018年Landsat8-OLI 9个时相的遥感数据,采用湿地三类分级系统,以决策树分类法提取不同时间的湿地类型,结果表明:2013-2018年东洞庭湖湖泊草洲、泥滩地和水域面积呈现动态变化,其中草洲面积平均714km²、泥滩地面积平均81km²、水域面积平均502km²;湖区草洲和水体面积占比大,且此消彼长,草洲面积平均占比55.1%,水域面积平均占比38.7%,泥滩地面积最少平均占比仅6.2%;水位变化是湖区草洲出露面积的主控因素,随水位升高,草洲出露面积逐渐减小,且在典型高低水位下草洲空间分布差异明显,高水位下主要分布在南部柴下洲和北部藕池河一带地形较高区域,而低水位条件下湖区大部分草洲面积分布广泛,其面积占湖区总面积的74%。成果进一步验证了东洞庭湖不同水情下的湿地景观格局。     

2010—2018年中国北方沙质荒漠化变化分析

荒漠化目前已成为威胁全球生态环境的主要问题。我国北方地区风蚀作用强烈,是土地沙质荒漠化问题最为突出的地区。以沙漠、沙地分布较广的北方6省(区)为研究区,利用遥感技术获取2010—2018年研究区沙质荒漠化演化特征,并将气象、地质等因素进行综合分析,探讨毛乌素沙地、科尔沁沙地沙质荒漠化变化原因。遥感解译结果表明: 2018年北方地区沙质荒漠化土地共35.08万km²,其中重度沙质荒漠化面积11.92万km²,中度沙质荒漠化13.54万km²,轻度沙质荒漠化9.62万km²,主要分布于内蒙古自治区和新疆维吾尔自治区; 2010—2018年,北方地区沙质荒漠化土地面积减少0.73万km²,其中,新疆维吾尔自治区沙质荒漠化面积减少0.48万km²,内蒙古自治区减少0.19万km²,同时有2.78万km²沙质荒漠化土地程度减轻。以毛乌素沙地和科尔沁沙地为典型研究区,对比两沙地生态地质条件差异,总结了沙质荒漠化好转、加重的原因。研究认为,毛乌素沙地应降低人类活动干扰的影响,以自然恢复为主; 科尔沁沙地应加强地下水资源管理,优化植被结构,进一步推进退耕还林、退耕还草工作。研究成果为我国北方沙质荒漠化地区生态保护修复提供了科学参考。     

河南省嵩县地质灾害风险评价

基于ArcGIS环境下,通过选取河南省嵩县区域高程、地貌、工程岩组、植被覆盖度、距构造距离、距水系距离、坡度、坡向等8个因子建立危险性评价模型,易损性选取建筑物、人员和交通等3个承灾因子,分别采用信息量模型和层次分析法对河南省嵩县区域进行地质灾害易发性、危险性和易损性评价。研究结果表明,嵩县区域划分为低风险区面积为965.34 km²,占嵩县区域面积32%;中风险区面积为1 114.65 km²,占嵩县区域面积的37%;高风险区面积为826.23 km²,占嵩县区域面积的27%;极高风险区面积为102.68 km²,占嵩县区域面积的3%。研究成果可应用于嵩县防灾减灾及地质灾害风险管控等方面。     

基于“三生”用地变化的生态风险时空格局分析和预测——以粤港澳大湾区为例

以粤港澳大湾区为例,基于2000～2018年“三生”用地空间,利用FLUS-Markov复合模型预测2026年土地利用格局演变,采用斑块密度、蔓延度和土地利用景观权重而构建的区域土地利用生态风险分析模型和划分空间格网,揭示和预测粤港澳大湾区2000～2026年的土地利用生态风险时空演变特征,为大湾区生态建设和治理、可持续发展提供科学依据。结果表明：(1)粤港澳大湾区主要土地利用类型为农村生产用地和林地生态用地,所占比例超过76%,其中2000～2018年城镇生活用地与工矿生产用地扩张面积均超150%、农村生产用地和水域生态用地分别减少14.21%和13.68%。(2)2000～2018年三期生态风险值全局空间自相关Moran’s I指数均在0.57～0.72范围内,空间分布表现出较高的趋同聚集性,呈现出生态风险“两翼高、中间低”分布特征。(3)研究区整体土地利用生态风险显著加剧,高风险和较高风险区在2000～2018年面积扩张迅猛,分别增加5203.43 km²和2367.31 km²,主要分布在广州、深圳、东莞、佛山中心城市周边地区,两者重...     

1996—2015年黄河源区植被覆盖度提取和时空变化分析

研究黄河源区植被覆盖度时空变化对于深入理解青藏高原多年冻土区在气候变化和人类活动双重作用下的植被响应,以及为黄河源区生态环境保护和治理提供决策具有重要的意义。以陆地卫星（Landsat）影像为主要数据源,利用多端元混合像元分解模型（Multiple Endmember Spectral Mixture Analysis,MESMA）,完成了1996—2015年黄河源区4.4万km²、7个时相的植被覆盖度提取,并基于转移矩阵和一元线性回归趋势法分析了植被覆盖度变化情况。结果表明：黄河源区东南部植被覆盖度较高,西北部植被覆盖度较低,且植被覆盖度在空间上由东南向西北呈递减趋势。1996—2004年植被覆盖度整体呈下降趋势,2004—2015年植被覆盖度呈增加趋势。1996—2015年植被覆盖度呈增加趋势的区域占57.25%,基本不变的区域占16.02%,植被覆盖度呈下降趋势的区域占26.73%。植被覆盖度下降的主要原因是黄河源头及一些河谷地带、环湖地区受人类影响较大,且东南部海拔较低地区受到过度放牧的影响。尽管黄河源区1996—2015年植被覆盖度总体呈改善趋势,但毒杂草的面积也由1996年的16 060 km²增加到2015年的22 942 km²,20年间增加了6 882 km²,毒杂草面积的增加对黄河源区局部地区畜牧业的发展有不利影响。     

1956—2017年河西内流区冰川资源时空变化特征

基于修订后的河西内流区第一、 第二次冰川编目数据及2016—2017年Landsat OLI遥感影像, 对河西内流区1956—2017年冰川时空变化特征进行分析。结果表明： ①河西内流区现有冰川1 769条, 面积976.59 km², 冰储量约49.82 km³。冰川面积以介于0.1 ~ 10 km²的冰川为主, 数量以<0.5 km²的冰川为主。祁连山是该区域冰川集中分布区, 其冰川数量、 面积和冰储量分别占该区域冰川相应总量的98.47%、 97.52%和97.53%。②疏勒河流域（5Y44）冰川数量、 面积及冰储量最多（最大）, 冰川平均面积为0.81 km², 石羊河流域（5Y41）最少（最小）。从四级流域来看, 宁掌等流域（5Y445）冰川最为发育, 冰川数量、 面积及储量均最大, 宰尔莫合流域（5Y446）冰川平均面积最大（1.80 km²）, 夹道沟-潘家河流域（5Y422）最小, 仅有0.05 km²。③近60年河西内流区冰川数量减少556条, 面积减少417.85 km², 冰储量损失20.16 km³。面积介于0.1 ~ 0.5 km²之间的冰川数量与面积减少最多（457条和 -117.49 km²）, 海拔4 400 ~ 5 400 m区间是冰川面积集中退缩的区域（98.55%）, 北朝向冰川面积减少最多（-219.92 km²）且冰川退缩速率最快（-3.61 km²·a^-1）。④1956—2017年河西内流区各流域冰川面积均呈退缩态势, 区内冰川变化呈自西向东逐渐加快的趋势, 但有3条冰川在1986—2017年出现不同程度的前进, 气温升高是该区域冰川退缩的主要原因。     

中国湖泊分布特征及典型流域生态保护修复建议

湖泊是地球关键带的重要组成部分,是水循环、物质循环和能量循环的重要环节。为了解我国湖泊分布现状,依托中国地质调查局“生态地质调查工程”及其所属二级项目“全国地球关键带遥感地质调查”,利用Landsat8 OLI 等卫星影像数据,通过遥感解译等技术方法,识别了2018年我国境内(不包括香港、澳门与台湾地区)面积大于1.0 km²的湖泊2 780个,总面积78 727.9 km²; 研究统计并分析了我国各省/自治区、五大湖区、主要流域的湖泊数量、面积和分布特征; 针对典型区域的湖泊存在的生态问题进行分析,提出相关湖泊生态保护修复的相关建议。其中,北方农牧交错带湖泊大量萎缩干涸,主因是农业和畜牧业的发展,地下水超采严重,应着力减少地下水开采; 黄河流域人工湖建设存在无序发展、过度追求景观水面扩张等问题,应遵从水循环与水平衡自然规律,针对全流域水资源配置进行调控; 长江源区湖泊水面整体处于扩张状态,应以自然因素为主、人类活动干扰触发为辅,加强冻土变化过程以及主要河流的水生态、水环境监测,综合提高源区整体监测水平。研究成果为后续湖泊生态保护修复研究工作提供了参考。     

基于FLUS的长春市土地利用动态变化与预测分析

研究城乡土地利用变化规律与驱动机制,有利于实现区域土地资源可持续发展。本文以长春市为例,以监督分类与人工解译相结合的方式对1997、2007和2017年Landsat卫星影像进行分类,总体精度分别为93.06%,90.70%和94.12%。1997-2017年,草地、耕地和其他土地面积分别减少354.74、922.11和55.35 km²,建设用地、水域和林地面积分别增加1 154.14、70.38和107.54 km²,整体表现为建设用地向周边扩张,侵占其他用地类型面积。利用未来土地利用模拟（future land use simulation,FLUS）模型,以2007年分类数据为基础,结合地形、交通区位和社会经济等土地利用变化驱动因子,仿真2017年土地利用格局,仿真结果与真实情况吻合较好,仿真精度达85.10%,Kappa系数为0.821 2,验证了模型和驱动因子精度可靠,符合土地利用变化趋势。以此模型因子预测2027年土地利用格局,结果表明：在城镇周围,建设用地将持续侵占耕地、林地、草地和其他土地的面积,但趋势减缓,同时林地面积和水域面积增加。