1985 — 2015年洛川塬土地利用/ 覆被变化及人类活动影响——以陕西省洛川县为例

洛川塬是黄土高原第二大黄土塬面，也是黄土高原面积最大的苹果种植区。近几十年来，由于塬面高强度人类活动影响，洛川塬沟道侵蚀剧烈，塬面萎缩呈现逐年加剧的趋势，严重影响了塬区的生产、生活和生态安全。因此，清晰了解近几十年来洛川塬土地利用/覆被变化及人类活动影响，对于洛川塬的保护和水土流失治理至关重要。本文使用遥感、地理信息系统和数学方法，以洛川塬主体洛川县为例，对洛川县1985年、2000年和2015年的土地利用数据进行了解译，分别从土地利用变化速度、转移方向和土地利用程度三方面综合分析了洛川县近30 a土地利用时空变化的规律及人类活动影响。研究结果表明：（1）1985—2015年洛川县主要的土地利用类型为林地、草地和耕地，三者面积占比达91.29%；近30 a土地利用变化最大的特点为建设用地面积持续增加且增幅最大，共增加了117.16 km²，年均增加5.11%，其中1985—2000年建设用地面积增加了38.13 km²，2000—2015年增加了79.03 km²，建设用地面积的增加主要由耕地转入；（2）近30 a人类活动对洛川县土地利用变化的影响主要体现在林地、草地、耕地、建设用地之间的转换；前15 a（1985—2000年）林草地面积减少，耕地和建设用地面积增加；后15 a（2001—2015年）林草地和建设用地面积增加，耕地面积减少；（3）近30 a洛川县的综合土地利用动态度呈现增加趋势但增幅较小，前15 a（1985—2000年）综合土地利用动态指数小于后15 a（2001—2015年），表明后期人类活动对土地利用综合开发利用起到积极的影响。     

淮南矿区土地利用变化对区域景观格局的影响

以淮南矿区5期遥感影像图作为基本信息源,利用土地利用转移矩阵和景观格局指数分析了淮南矿区的土地利用变化及其对区域景观格局的影响。土地利用变化相关结果表明:1980 — 2015年淮南矿区及区域土地利用变化主要表现为耕地的减少,建设用地、水域的增加。矿区耕地面积减少117.6 km~2,其中46.7%的面积转换成建设用地,51.2%转换成塌陷水域,其所在区域(流域)耕地减少了274.4 km~2,有63.1%转换成建设用地,33.1%转换成水域。将矿区增加的塌陷水域面积还原作为无采矿活动的对照,分析采矿活动对区域景观格局的影响,结果表明:采矿活动使得区域景观多样性指数增加了0.07,矿区土地利用变化使得区域景观多样性增加、优势度减小,区域景观格局更加趋于多样、均衡。     

1983~2013年江苏盐城滨海湿地景观格局变化特征

利用遥感和地理信息系统技术,通过分析江苏盐城滨海湿地1983~2013年景观格局变化过程,定量分析湿地景观组分保留率和湿地类型特定转移过程贡献率,研究景观演变的结构特征及变化方向。结果表明:1983~2013年间,江苏盐城滨海湿地自然景观面积总计减少1211.22 km2,比重下降21.63%,呈逐年递减趋势。人工景观的面积逐步攀升,2013年较1983年面积增加达1492.09 km2。其中盐田面积减小,养殖塘的面积增加到达930.28 km2。自然景观中,海水水域的保留率较高(74.4%),转出类型主要为光泥滩。人工景观中农田林地和养殖塘的保留率较高,分别为79.0%、60.9%,主要转出类型分别为建筑用地(76.1%)、农田林地(86.6%)。自然演替优势转移型累积贡献率为26.98%,人类主导转移型累积贡献率为44.00%,其中对自然湿地的围垦累积贡献率为35.21%。可见,近30 a江苏盐城滨海湿地景观格局动态变化人类活动为主导因素,主要体现为对自然湿地的围垦。     

退耕还林还草工程区域生态环境质量评价初探——以太仆寺旗为例

以太仆寺旗为退耕还林还草工程的典型区域,通过2000年和2008年TM遥感影像,提取了研究区两年度的土地利用现状数据,并对研究区生态环境质量作出评价。评价结果为,1）2008年较2000年,林地、草地、水域湿地、建设用地面积有增加,耕地、未利用土地面积减少了;2）高功能组分指数增加了,草地生态系统生产力、耕地面积比指数、未利用地面积比指数均下降;3）土地利用格局和生态环境质量指数的变化均反映了退耕还林还草工程的实施对改善研究区生态环境质量的生态效益。     

近20年来黑河干流中游地区土地利用/覆被变化及驱动力定量研究

黑河干流水量统一调度实施后(即2000年以后),流域干流中游地区用水量在时空上进一步受到限制。为此,研究黑河干流中游地区土地利用/覆被变化过程及其驱动力,尤其是黑河水量统一调度以来的生态环境问题,对研究区可持续发展具有重要意义。研究表明:①研究区土地利用发生了较大变化,1985-2000年,耕地、林地、城乡工矿居民用地逐渐增加,而草地、水域、未利用土地不断减少,2000-2005年耕地、城乡工矿居民用地逐渐增加,而草地、林地、水域、未利用土地不断减少;②黑河流域干流水量统一调配以来,一方面研究区可用水量进一步减少,另一方面研究区耕地短时间增加较快,研究区生态环境有退化的迹象,草地、林地、水域面积呈现减少趋势,变化率分别为2.14%、7.36%和3.69%;③1985-2000年土地利用类型主要呈现耕地和城乡工矿居民用地、耕地和未利用土地之间的相互转换,草地转为耕地,2000-2005年,土地利用类型主要呈现未利用土地转为耕地,草地和耕地之间相互转换;④土地利用程度变化存在明显的区域差异,以甘州区变化最大;⑤研究区土地利用/覆被变化的主要驱动力为社会经济因子,包括人口增长、经济社会发展等,2000年黑河流域水量统一调配以后,中游可利用水量的约束直接影响着研究区的土地利用变化。     

松嫩平原西部湿地自然保护区保护有效性遥感分析

以松嫩平原西部国家级湿地自然保护区为研究对象,以Landsat MSS/TM/OLI遥感影像为基础信息源,综合运用最小均方差、变异系数、景观指数、信息熵模型、地理信息系统空间分析和景观发展强度指数,研究保护区保护有效性变化及其影响因素.结果表明:松嫩平原西部国家级湿地自然保护区保护有效性大致呈递减趋势;1987~2013年人类活动对保护区的干扰强度不断增加,且与保护区保护有效性呈显著负相关;耕地和草地为湿地转出的主要类型,分别占总转出面积的63.71%和21.69%;湿地自然保护区保护有效性的降低是自然环境变化和人类活动影响共同作用的结果,自然环境变化是内因,而人为活动干扰,尤其是开垦造田和水利修建加速了湿地退化.最后,论文就研究中存在的不足以及保护区管理建设中应关注的问题进行了阐述.     

青海湖流域土地利用/覆被变化研究

研究青海湖流域的土地利用/覆被变化,对识别流域人类活动特征和分析区域生态环境演化规律及其成因具有重要意义。文章以1977~2004年4期遥感影像数据为基础,采用土地利用转移矩阵、动态度、利用程度等方法,研究了青海湖流域1977年以来的土地利用变化特征及其空间分异规律。研究结果表明:①近年来流域内生态用地数量逐渐减少,其中水域面积净减少292.70km²;②对草地的开垦占用是流域增加耕地的主要来源,1977~2004年因湖泊水位下降而增加的沙地面积为103.22km²;③1977年以来,流域内除2000~2004年水域面积减少速率显著上升达0.71％外,其他主要类型土地面积变化速率不断减缓;④流域内沙地主要分布在海晏县(70％以上),90％的林地和95％以上的耕地均分布在刚察、共和两县,各县土地利用结构变化特征存在差异;⑤土地利用程度综合指数平均值为186.47,明显低于其他地区,说明人类活动对流域土地利用变化影响较小,区域生态环境问题的研究应当更加注重自然因素的驱动作用。     

基于RS与GIS技术分析淮南矿区土地利用变化

借助淮南矿区1986、1999、2012年共3期遥感影像和地形图,应用遥感和GIS技术,通过人机交互解译方法获取了矿区土地利用/覆盖变化基础数据,由此计算各年份的土地利用结构指数、土地利用转移指数和土地利用空间指数,并依据计算结果分析矿区土地利用/覆盖类型结构和变化情况。研究表明:耕地是矿区主要土地利用类型,并逐年减少,城镇用地、水域增长最为明显,林地表现为增长趋势,农村居民点面积则呈现出先增加后减少的态势;三个年份矿区的土地利用均处于发展期;1999—2012年,土地利用变化剧烈程度较大,城镇用地、水域、和林地的增加主要依靠耕地的转化,耕地与农村居民点之间的转化是空间上分布最广泛的转化。     

近30年来鄱阳湖环湖区土地利用与景观格局变化研究

以1988—2018年7期Landsat遥感卫星影像为数据源,采用土地利用转移矩阵、景观格局指数等方法探究了鄱阳湖环湖区近30年来土地利用与景观格局变化特征.结果表明：①近30年来鄱阳湖环湖区建设用地和林地面积显著增加,耕地、草地、水域和未利用地面积减少.②建设用地的转入类型以耕地为主,30年间共侵占耕地面积1243.66 km²,占建设用地面积增加量的71.19%.林地的转入类型主要为耕地和草地,其中,耕地转入占比56.95%.耕地的转出类型以建设用地、草地和林地为主,且1999年以后随着城镇化的发展耕地主要转向建设用地.③近30年来鄱阳湖环湖区景观总体破碎程度逐渐增大,景观斑块个数共增加63492个,增幅为11.68%.景观连通性降低,各类型土地呈均衡化趋势 分布,景观异质性增加.研究结果可为推动鄱阳湖环湖区土地资源保护、生态环境保护和经济协同发展提供参考依据.     

湘中红壤丘陵区土地利用变化对生态系统服务价值的影响——以长沙市为例

以长沙市为例,研究了湘中红壤丘陵区土地利用变化对生态系统服务价值的影响.同时,参照相关研究成果制定了长沙市生态系统服务价值系数表,计算并研究了长沙市生态系统服务价值的变化.结果表明:研究期内,研究区林地、草地、湿地和未利用地面积减少,林地面积减少最多.耕地、水域和建设用地面积增加,耕地增加最多;研究区生态系统服务价值下降了1483.14×106元,年变化率为-0.41%,建设用地快速扩张,价值系数较高的林地面积大幅减少是造成这一结果的主要原因;敏感性指数分析表明,生态系统服务价值对所制定的价值系数缺乏弹性,研究结果可信.湘中红壤丘陵区生态系统相对脆弱,在调整该区土地利用结构时应充分考虑土地利用的生态效益,以减缓生态系统服务价值的下降趋势.     

基于水资源分区的黄河流域土地利用变化对人类活动的响应

在分析黄河流域1980-2015年土地利用面积变化的基础上,基于水资源二级分区,采用土地利用变化重要性指数（C_i）、土地利用变化面积比例（D）、林草植被变化指数（R）三个指标分析8个子区域土地利用变化的方向和程度;然后针对1980-1990年、1990-2000年、2000-2010年、2010-2015年四个时期,采用单一土地利用动态度、综合土地利用动态度及土地利用程度研究各分区的土地利用变化速度与程度。结果表明：与1980年相比,城乡工矿居民用地与水域面积变化最为显著。8个分区的土地利用变化面积比例均在20%左右,相互之间差异不大。在单一土地利用类型变化方面,沙漠及未利用地、水域和城市及工矿用地变化速度明显,其余三种土地利用类型由于面积基数较大,变化速度相对较小,但是变化面积很大。从各时期看,2010-2015年变化速度最大,并且大致呈现随时间推移变化速度逐渐增大的特征。在综合土地利用变化的速度方面,8个分区基本呈现出逐渐增大的趋势,上游龙羊峡以上增加最为明显。     

长江三角洲国际重要湿地人为胁迫遥感解析

以长江三角洲上海崇明东滩鸟类国家级自然保护区、江苏大丰麋鹿国家级自然保护区、西溪国家湿地公园和江苏盐城国家级珍禽自然保护区4处国际重要湿地为研究对象,以Landsat MSS/TM/OLI遥感影像为基础信息源,采用面向对象的遥感分类方法获取了1980~2015年4个国际重要湿地（Ramsar）的5期土地覆被数据.通过分析湿地面积、景观格局动态及景观指数变化等,定量解析人类活动对湿地景观变化的影响,研究发现：（1）35a间,研究区内湿地面积持续减少,其中上海崇明东滩鸟类国家级自然保护区的湿地损失比例最高,为27.2%;（2）4个国际重要湿地的斑块数量和斑块密度都在增加,湿地趋于破碎化,景观间连通度降低.（3）耕地和人工表面增加是造成湿地损失的主要因素,耕地、人工表面、外来物种入侵和养殖池扩张等人为胁迫呈现上升趋势.（4）总体而言,入选国际重要湿地对人为活动有一定抑制作用,尤其是江苏大丰麋鹿国家级自然保护区湿地保护成效最为显著;但湿地保护有效性仍有待提升.     

1991～2016年黄河三角洲湿地变化的遥感监测

以1991、2000、2010和2016年的Landsat TM/OLI影像数据为基础,采用面向对象和目视解译的分类方法,提取了黄河三角洲湿地信息。同时,利用空间分析、动态度模型、非等间距序列灰色模型等分析方法,分析了湿地的时空变化特征,并结合相关文献资料讨论了湿地变化的驱动因素。结果表明,1991～2016年间,黄河三角洲湿地总面积逐渐减少,约91.39 km²。其中,以2000～2010年期间面积变化最为剧烈,自然湿地面积以30.21 km²/a的速度减少,而人工湿地以32.77 km²/a的速度增加。在各类型湿地中,草甸湿地面积减少最多,为312.83 km²;而人工湿地面积大幅增长,且以养殖池和盐田的增加最为迅速,增加了544.63 km²。从空间分布上来看,研究区人工湿地面积有逐渐向滨海区扩张的趋势。湿地养殖、农业开垦、工程修建等人类活动是导致黄河三角洲自然湿地减少的主要因素。     

人类活动对40年间黄河三角洲湿地景观类型变化的影响

为了解人类活动对黄河三角洲湿地景观类型变化的影响以及判别主导的人为因素,本文采用Landsat系列1976、1986、1996、2006、2016年卫星数据,利用景观转移矩阵、人类活动强度模型等方法对40 a人类活动影响下黄河三角洲湿地景观类型变化进行定量监测并对研究区内人类活动影响大小进行分区评估,研究结果如下:（1）受人类干扰影响较大的三种主要转换:自然湿地向人工和非湿地转移量最多、非湿地向人工湿地转移其次、人工湿地向非湿地转移最小。（2）40 a人类活动影响比率由前10 a的16.77%到后10 a达到了52.93%。1976~2006年农田开垦是影响景观类型变化的主要因素,2006~2016年间由各种人类活动影响导致的自然湿地面积变化转移分布较为均衡,向库塘转移比例较大占34%。1976~2016年整体上以农田开垦为主。（3）人类活动强度模型适用于黄河三角洲湿地人类活动强度的评估计算,从结果可以看出1976~2016年,重度干扰主要集中于沿海区域,未干扰和干扰减弱区主要集中于自然保护区内,与实际野外调查结果较为贴合。该研究结果可为有关部门对黄河三角洲湿地保护和管理、修复提供有利参考。     

基于近地多光谱和OLI影像的黄河三角洲冬小麦种植区盐分估算及遥感反演——以山东省垦利县和无棣县为例

黄河三角洲是我国重要的后备土地资源区,而土壤盐渍化对该区的农业生产影响巨大,因此,及时获取该区农作物种植区土壤盐分含量及其分布具有重要意义。论文利用ADC便携式多光谱相机和EC110便携式盐分计,采集该区近地多光谱相片和土壤表层含盐量数据,结合两期遥感影像提取黄河三角洲冬小麦种植区面积分布,构建基于近地多光谱植被指数的土壤含盐量估算模型,进而将模型拟合反演到黄河三角洲OLI影像,得到黄河三角洲冬小麦种植区土壤盐分含量空间分布图,对麦区土壤盐分状况进行了分析。结果显示,土壤含盐量最佳估算模型为以SAVI为因变量的线性模型（Y=-0.754x+0.870,n=80）,估测R²为0.747,精度达到81.44%;研究区冬小麦分布由西南部内陆至东北部沿海呈明显递减的空间趋势;麦田土壤盐分含量主要集中在1.5~3.0 g/kg之间,占种植总面积的76.90%,而含盐大于3.0 g/kg的麦田占14.09%,宜采取针对性栽培管理措施。该研究探索了基于近地多光谱数据和OLI影像的土壤含盐量估算方法,为黄河三角洲麦田管理和土壤盐分含量估算提供了快速有效的技术手段。     

艾比湖湿地土地利用/覆被-景观格局和气候变化的生态环境效应研究

借助Arc GIS与ENVI软件,以1998年、2006年和2014年遥感影像Landsat TM/OLI为数据源,得到3期艾比湖湿地自然保护区土地利用/覆被类型图.在空间尺度上将研究区分为3个特定研究单元来分析土地利用/覆被变化特征,并从景观格局和气候变化两个方面来进行生态环境效应研究.通过计算土地利用/覆被类型生态风险指数,从而获得研究区生态安全指数,最终建立艾比湖湿地自然保护区土地利用/覆被类型与生态环境之间的数量关系,并对整体及局部地区进行生态环境质量动态分析.结果表明,水域和其他(裸地和戈壁)是研究区内的优势景观类型.水域的平均斑块面积最大,水域和其他(裸地和戈壁)的最大斑块指数较高,盐碱地和其他(裸地和戈壁)的分维度指数较高,水域和其他(裸地和戈壁)的聚集度指数较大,林草地空间分布离散,破碎化程度高,连通性差.1998—2014年期间多样性指数增加,说明各景观类型所占比例趋于均衡化,作为优势景观类型的湿地对整个景观的控制作用减小,景观异质性增加.1998—2014年间,艾比湖湿地自然保护区总体生态环境指数呈逐步升高趋势,但生态环境质量的改善与恶化同时存在,并在特定研究单元上出现明显的区域分异特征.盐碱地、其他(裸地和戈壁)向湿地及荒漠向其他(裸地和戈壁)的转化是环境改善的主导因素.湿地向水域和其他(裸地和戈壁)的转变是环境恶化的主导因素.据1998—2014年的气象资料,降水量呈下降趋势,降水减少使植物存活率降低,导致植被覆盖率下降,从而影响生态环境的健康发展.另外,在分析驱动机制的基础上,建立了优选多元线性回归方程,结果表明,在景观指数和年径流量中,艾比湖湿地自然保护区生态环境指数的变化与平均斑块面积和分维度指数均呈显著相关.该研究对艾比湖湿地自然保护区土地利用合理规划管理、生态恢复和经济发展政策的制定有着非常重要的意义.     

自然保护区聚落空间格局与演变的梯度效应——以贵州茂兰为例

研究自然保护区人类活动动态状况,对于加强自然保护区建设与管理具有重要意义。研究以三期高分辨率遥感影像为数据源,运用GIS技术和景观指数定量分析方法,分析了茂兰国家级自然保护区自1963年以来聚落(人类活动的中心场所)空间格局演变的梯度效应。结果表明:①在自然保护区自核心区到外围区,聚落规模、等级、形态等格局信息及其动态演变的梯度效应明显;②根据不同梯度区聚落空间格局演变及其对土地覆盖的影响特点,今后茂兰保护区规划管理应该考虑将洞多聚落迁出,使其不对核心区自然环境造成影响。同时,要加大对实验区聚落用地的管理力度,尽量减少人类活动对原生生态系统的不良影响;③设立保护区后,自核心区到外围区,景观多样性降低,土地利用综合程度指数变化进一步接近200,景观基质(森林)斑块增多,生态环境明显改善;④应加强保护区缓冲区距聚落200~800 m内的土地利用方式管理与生态建设。     

基于理想参照系和关键指标的自然保护区生态系统质量评估——以额尔古纳、辉河和锡林郭勒国家级自然保护区为例

为了增强自然保护区内和保护区间的生态系统质量评估结果的可比性,基于“理想参照系和关键指标”的理念,提出量化关键指标阈值和生态系统质量的算法,并以额尔古纳、辉河和锡林郭勒国家级自然保护区为例开展具体的评估工作。研究发现：（1）额尔古纳保护区生态系统质量指数（84.59）显著高于辉河（69.26）和锡林郭勒保护区（63.41）。（2）三个保护区不同功能区间的生态系统质量指数无显著差异。（3）2000—2018年,额尔古纳和锡林郭勒保护区的生态系统质量指数均呈显著上升趋势,但辉河保护区无明显变化。本文提出的评估方法能科学、快速地评估自然保护区生态系统质量现状及变化,可量化其恢复潜力,并能实现评估结果间的比较,为保护区建设和管理提供参考。     

自然保护区人类活动天地一体化监管与评价技术体系

基于遥感监测与实地核查相结合的技术,构建了集目标、内容、指标、流程为一体的自然保护区人类活动天地一体化监管与评价的技术体系,在此基础上提出了自然保护区人类活动影响评价方法和模型.最后,为了验证方法体系的可靠性,以河南董寨国家级自然保护区为例进行了示范研究,结果表明：该自然保护区有工矿用地、旅游用地、采石场、农业用地、居民点、其他人工设施和道路7种人类活动类型,人类活动总面积占保护区总面积的16.60%,以农业用地为主,占自然保护区人类活动总面积的89.41%.人类活动主要分布在实验区,实验区人类活动总面积5554.9hm²、总数量231处,分别占人类活动总面积和总数量的68.65%和58.93%.该自然保护区人类活动影响指数为0.000697,人类活动影响较明显,不利于物种和生态系统的保护.     

黄河三角洲自然保护区湿地生态服务功能价值评估

黄河三角洲自然保护区是世界上暖温带保存最完整、最年轻的湿地生态系统之一,具有多种重要的生态服务功能。通过山东省第二次湿地资源调查（2011-2013年）及其它统计数据,结合保护区湿地生态系统的特征、结构及过程,构建了生态系统服务功能价值评估体系,应用生态经济学的理论和研究方法,对保护区湿地生态系统的供给、调节、支持和文化四大类功能进行了全面评估。结果表明:保护区湿地生态系统提供的生态系统服务总价值为123.113×108元,单位面积服务价值为5.93万元/hm2,其中调节服务功能价值最大,为85.773×108元,占总价值的69.78%;其次供给服务功能价值为19.018×108元,占15.45%;文化服务功能和支持服务功能价值分别为11.992×108元和6.330×108元,占9.74%和5.14%。具体提供的15项服务功能价值大小依次为消浪护岸>调蓄洪水>食物>科教>固碳>生物多样性维持>气候调节>供水>保持土壤>大气组分调节>水质净化>原材料>旅游>航运>促淤造陆。货币价值的直观性突显了保护区湿地对当地经济及生态环境的重要性,可提高人们对保护区湿地生态系统的正确认识,为湿地生态系统的保护和管理提供科学的理论依据。