水保监测与应用技术基于RS和GIS的敦煌市沙漠化动态监测

[目的]研究敦煌市沙漠化动态变化特征,为敦煌市沙漠化防治和文物保护工作提供理论依据.[方法]基于遥感和GIS技术,选取2004和2009年的TM和ETM遥感数据进行调查判读.[结果]敦煌市沙漠化土地面积为1.97×106 hm2,占土地总面积的73.8％;研究期内沙漠化土地总面积减少9 102.59 hm2,年变化率-0.001％;极重度沙漠化向重度、中度和轻度沙漠化转变,沙漠化程度整体减轻.[结论]研究区植被盖度有所好转,沙漠化程度在减缓,但土地沙漠化趋势尚未根本改变,防沙治沙仍是敦煌市的长期任务.     

基于RS和GIS的敦煌市沙漠化动态监测

[目的]研究敦煌市沙漠化动态变化特征,为敦煌市沙漠化防治和文物保护工作提供理论依据。[方法]基于遥感和GIS技术,选取2004和2009年的TM和ETM遥感数据进行调查判读。[结果]敦煌市沙漠化土地面积为1.97×106 hm2,占土地总面积的73.8%;研究期内沙漠化土地总面积减少9 102.59hm2,年变化率-0.001%;极重度沙漠化向重度、中度和轻度沙漠化转变,沙漠化程度整体减轻。[结论]研究区植被盖度有所好转,沙漠化程度在减缓,但土地沙漠化趋势尚未根本改变,防沙治沙仍是敦煌市的长期任务。     

黑河流域中下游地区土地沙漠化现状及其原因分析

利用最新的土地沙漠化遥感监测数据(2000年),研究分析了黑河流域中下游地区的土地沙漠化现状及土地沙漠化发展的原因,并提出了其土地沙漠化防治的具体对策和措施。结果表明,2000年黑河流域中下游地区共有沙漠化土地13508.4km2,土地沙漠化类型包括耕地、草场、砾质沙漠化以及沙丘活化4种,总面积占监测土地面积(114446km2)的11.8%,其中轻度沙漠化土地27.4km2,占沙漠化土地总面积的0.2%,中度沙漠化土地1321.4km2,占9.8%,重度沙漠化土地2274.3km2,占16.8%,严重沙漠化土地9885.3km2,占73.2%,区内土地沙漠化形势严峻,以严重沙漠化土地类型占优势,特别是在黑河流域下游地区。黑河流域中下游地区土地沙漠化的发生和发展是自然和人为因素共同作用的结果,其中人类对流域内水资源的不合理利用是其主要驱动力。     

21世纪初科尔沁沙地沙漠化对区域气候变化的响应

利用2000—2013年生长季MODIS-NDVI时间序列遥感数据和降水、气温、蒸发和风速等气象数据,研究21世纪初科尔沁沙地沙漠化动态变化及其对区域气候变化的响应关系。结果表明:21世纪初,科尔沁沙地沙漠化经历了逆转-发展-逆转的过程,轻度和中度沙漠化土地面积呈显著下降趋势,重度和极重度沙漠化土地面积呈下降趋势但不显著。未沙漠化土地主要分布在研究区西北部,轻度和中度沙漠化土地广泛分布在研究区南部、东部和北部,重度和极重度沙漠化土地主要分布在西南部。2000—2013年,科尔沁沙地降水量呈上升趋势,气温、蒸发量和起沙风日数呈下降趋势,斜率分别为8.34 mm/a、-0.04℃/a、-23.56 mm/a和-1.7 d/a,其中蒸发量和起沙风日数下降趋势较为显著;近14 a来,科尔沁沙地沙漠化主要受水热条件的影响,尤其是在2000—2005年、2009—2013年2个时期,降水增多、蒸发减少,区域气候较湿润,研究区沙漠化2次逆转;此外,沙漠化受气候影响具有地域差异性,受气候影响较大的地区主要集中在研究区东部和东南部地区。研究可为科尔沁沙地沙漠形成机理分析及沙漠化防治工作提供理论依据。     

生态脆弱区宜耕未利用土地开发适宜性评价——以山西省大同市为例

大同市地处我国西北部, 土地生态环境较为脆弱, 同时又是我国主要的煤炭生产基地, 人类活动对生态环境影响较大。为了合理确定大同市未利用土地开发为耕地的适宜性, 进而确定开发的空间和时序, 本文首先采用模糊综合评价法对大同市进行生态脆弱性分区, 分区结果为大同市南郊区、阳高县、左云县、天镇县属于生态环境重度脆弱区, 浑源县属于中度脆弱区, 广灵县属于轻度脆弱区, 新荣区、大同县和灵丘县属于微度脆弱区。在生态脆弱性分区基础上, 结合大同市生态环境现状以及农用地分等规程, 对宜耕未利用土地进行开发适宜性评价。结果表明: 大同市宜耕未利用土地总面积468 692.59 hm², 占未利用土地总面积的84.09%; 其中有205 165.81 hm²位于生态微度脆弱区内, 占宜耕后备土地资源的43.77%; 52 392.84 hm²位于轻度脆弱区内, 占宜耕后备土地资源的11.18%; 中度和重度脆弱区内宜耕后备土地资源面积为69 427.45 hm²和 141 706.49 hm², 分别占宜耕后备土地资源总量的14.81%和30.23%。微度脆弱区内的非常适宜级别的用地可以作为未利用土地开发为耕地的首选区域; 微度脆弱区内的较适宜级别的土地可以作为开发的备选用地; 对于中度和重度脆弱区内的非常适宜耕作的未利用土地, 在可能情况下尽量不作为第一开发时序用地。     

大城市近郊县域耕地保护预警方法

县域是耕地保护及预警最为合理的研究尺度,综合应用土地利用规划、年度计划和农用地分等定级成果,预测耕地资源“量”与“质”的变化趋势是科学合理地保护耕地的有效手段。该文在单项指标和综合指标2个层次上,从耕地数量、稳定生产能力、易变养分的空间变化和综合4个方面构建了县域耕地保护预警体系,并对北京市顺义区进行了耕地保护预警研究。顺义区耕地保护单项指标预警结果表明,2007、2008年顺义区耕地数量出现轻警,2009、2010年则为无警;耕地稳定生产能力在2007、2009年为中警,2008年为重警,2010年为轻警;而易变养分含量变化的警情则不尽相同。综合指标预警结果表明：2007年顺义区耕地保护出现重警,2008年和2009年为中警,2010年为轻警。研究结果从预警的时间尺度和空间尺度出发,全面考虑了耕地的数量变化和质量变化,并使警情判定与土地管理和农业生产工作相衔接,是进行区域耕地保护预警研究的有效方法。     

四川省土地整治项目时空分异格局分析

从不同空间尺度分析特定时期土地整治项目的分布特征,可为制定下一阶段土地整治规划及优化空间布局提供决策参考。基于2011—2015年土地整治项目数据,以县域为评价单元,采用变异系数法、重心模型法和空间自相关模型法,探讨了四川省土地整治项目在不同空间尺度的分布特征,分析了重心转移和空间格局演变特征。研究表明:(1)从时间维度看,四川省土地整治项目总量呈下降趋势,项目绝对规模差异、相对规模差异逐步减小,呈现均衡化趋势。(2)不同空间尺度下土地整治项目具有不同特征。区域层面上,土地整治项目集中分布在盆地丘陵农用地整治区;市域层面上,项目主要集中在成都市和宜宾市,而甘孜藏族自治州、凉山彝族自治州和攀枝花市分布较少。(3)重心移动轨迹中所有重心点均落在盆地丘陵农用地整治区内,空间分布具有一定的地域均衡性。(4)土地整治项目在县域尺度分布存在较为显著的集聚性。高-高集聚区主要集中在盆地丘陵农用地整治区的东北部,低-低集聚区主要分布在川西北高山高原生态整治区。由于受项目区社会经济、人口、地形条件和政策的影响,四川省土地整治项目时空格局均衡性有待进一步提高。该研究明确了四川省土地整治规划重心在盆地丘陵农用地整治区,今后土地整治发展方向在于适时适度地开展川西南山地河谷农用地整治区、川西北高山高原生态整治区土地整治,有利于优化四川省土地空间开发利用格局。     

近20年来科尔沁南部沙地的动态变化

根据从1985年和2000年的TM影像上提取的土地沙漠化数据,运用ARC/INFO软件和Access统计软件,分析科尔沁南部沙地两个时段的沙漠化土地构成、空间分布及其在面积、程度和空间上的变化特点。主要结论如下:科尔沁南部沙地沙漠化土地面积大,占总面积的44%～50%;在沙漠化程度构成上,中度沙化土地面积最多、比例最大;受地貌和风向等因素的控制,沙漠化土地的空间分布特点具有一定的规律,西部是片状的重度和极重度类型;东部是东西向延伸、多类型复杂交错的分布区;北部是轻度和中度类型分布区。自1985年以来,沙漠化土地面积扩大,程度减轻。稳定以极重度和中度为主,发展以弱发展和中发展型为主,逆转以弱逆转为主。沙漠化程度转变的主要类型是潜在发展为轻度和中度沙化土地,重度和极重度逆转为中度沙化土地,这与人们对各种程度沙漠化土地的重视程度、投资治理重点的确定有很大关系。今后,应对沙化程度较轻的沙漠化土地和潜在沙漠化土地给予足够重视,避免沙漠化程度的加重和新的沙漠化土地的产生。     

新疆艾比湖地区土地沙漠化时空演变及其成因

基于RS和GIS技术,对1990—2010年艾比湖地区沙漠化动态变化进行了监测。研究表明,艾比湖地区分布着大面积的沙漠化土地,主要分布在其东部和西岸地区。20a间沙漠化土地面积明显减少,沙漠化土地面积从1990年的4 426.49km2减少到2010年的637.33km2,减少了3 789.16km2。经历了强烈逆转—稳定发展—基本稳定3个阶段,1990—2001年沙漠化土地面积从4 426.49km2减少到3 713.2 5km2;2001—2007年沙漠化土地总面积保持基本不变,但沙漠化程度稍有加重;2007—2010年沙漠化土地总面积略微增加,沙漠化程度在持续加深。近20a来沙漠化转变尤为显著,气候变化和不合理的人类活动共同导致了研究区东部的沙漠化程度的加剧。     

喀斯特山区县域耕地占补平衡预警

科学地开展喀斯特山区县域耕地占补平衡的预警分析,提前反映耕地占补平衡变化趋势,对确保耕地占补平衡和保障粮食安全具有重要意义。运用对象属性解析法从土地利用总体规划、耕地占补平衡、人地关系、生态环境、耕地利用效果5个方面构建喀斯特山区县域耕地占补平衡预警指标体系。运用指数和法和回归分析法,对黔西县耕地占补平衡预警进行分析。研究表明,1996-2008年期间黔西县耕地占补平衡预警综合值波动性较大,预警警度分为无警、轻警、中警、重警和剧警5个级别。2009-2020年期间,黔西县耕地占补平衡预警综合值不断降低,耕地占补平衡分为无警、轻警和中警3个级别,其中,2009-2015年黔西县耕地占补平衡处于无警状态,2016年,耕地占补平衡将出现轻警状态,2017-2020年,耕地占补平衡将出现中警状态。提出稳定和提高黔西县耕地占补平衡水平的针对性对策措施。该研究可为科学调控区域耕地占补平衡和保障区域粮食安全生产提供科学依据。     

基于生态重建的石漠化山区土地整理项目规划

实现石漠化山区土地持续利用最有效的方式即是通过生态重建,而土地整理正是改造土地利用的有效选择,通过把生态恢复措施融入土地整理规划设计中,能有效地实现土地整理和石漠化治理的双重目的.该文通过土地整理项目规划实例,规划方案以生态重建为核心内容,具体分析了不同地表形态与土地平整工程、岩溶环境与农田水利设计、植被恢复与农田林网建设以及生态系统保护与道路建设的规划设计方法;并对项目工程设计结果从农田建设和生态恢复两方面进行了跟踪监测,结果表明,基于生态重建前提下的石漠化山区土地整理项目规划,是改善石漠化山区生态环境和实现土地持续利用的有益探索.     

耕地整治质量潜力测算方法

现有耕地整治质量潜力测算大都直接利用农用地分等成果进行,忽略了耕地整治工程措施可改造的耕地质量限制因素与农用地分等因素的非衔接关系,掩盖了土地整治对耕地限制因素可改造程度差异。该文基于耕地整治可改造因素修正,以沈阳市为例,建立了服务于土地整治的耕地质量评价指标体系及质量潜力计算模型（修正法）。结果表明：该方法评价整治前沈阳市耕地质量利用等为5.6等,整治后耕地质量可提高1.2个利用等;得到的耕地利用等指数与基准作物实际产量相关系数R2为0.8517,精度高于农用地分等结果。修正法测算的耕地整治质量潜力增强了耕地整治工程措施与耕地质量限制因素的结合程度,避免了某些限制因子难以改造或难以达到最优值而导致的整治潜力结果偏差,提高了潜力测算结果的科学性和应用性,可为市级土地整治规划提供方法参考。     

农村居民点整理后耕地质量评价与应用

农村居民点整理作为耕地占补平衡的一项重要途径,其补充耕地应统筹质量与数量。该文以北京市平谷区为例,利用农用地分等方法与数据,辅助于GIS空间分析功能与邻域替代法,评价了农村居民点整理后耕地质量等别,将研究成果应用于农村居民点整理规划,核算了规划补充耕地的生产能力,探讨了规划实施的目标设定、时空安排与关键性工程措施。研究表明,全区农村居民点整理后耕地自然质量分值在0.3910～0.9745之间,划分为5个等别,可实现单产浮动区间为5769～12758kg/hm2;平谷区农村居民点整理规划中拆迁农村居民点面积为2442.60hm2,适宜整理为耕地的面积为1922.07hm2,整理后一等耕地到五等耕地分别占12.75%、21.69%、40.54%、15.36%和9.66%;近期优先整理Ⅰ级区,推进耕地规模化经营与用养结合,中期重点整理Ⅱ级区,加强培肥地力和农田水利工程建设,远期适度整理Ⅲ级区和Ⅳ级区,需长期开展山地土地平整和生态保护工程建设。该研究尝试将农用地分等理论与方法应用于农村居民点整理研究,以期为耕地占补"双平衡"的实践与管理提供科学依据。     

黄土丘陵沟壑区耕地细碎化评价与土地整治工程分区——以吴起县为例

为研究黄土丘陵沟壑区耕地细碎化的特征,提高农业机械化水平,以延安市吴起县为研究区,以行政村为单元,基于ArcGIS与Fragstats软件,运用景观指数、地理探测器等方法评价了吴起县的耕地细碎化程度,分析影响因素,并划分土地整治工程分区。结果表明:(1)吴起县耕地综合细碎化程度总体较高,各程度细碎化的行政村数量排序为中度细碎>重度细碎>轻度破碎。轻度细碎化集中分布于吴起县北部,重度细碎化主要分布在中部、南部、西南部,中部地区的重度细碎化呈现出西北—东南走向的条带状。吴起县耕地细碎化的主要类型为面积细碎化,形状细碎化与分布细碎化程度相对较低。(2)吴起县耕地综合细碎化的主要影响因素为高程、坡度、距河流的距离、距农村居民点的距离,影响力大小排序为距河流的距离>坡度>高程>距农村居民点的距离。坡度、距河流距离分别与距农村道路距离、距农村居民点距离有很强的交互作用。(3)基于耕地细碎化评价与影响因素分析结果,划分土地权属调整区、土地平整工程主导区、农田水利工程主导区、农村道路工程主导区、土地工程综合整治区共5个整治工程分区,为吴起县耕地细碎化整治提供方向性引导。可见,吴起县耕地细碎化水平较高,空间异质性较强,主要受地形、水源、耕作便利性等多因素影响,需要以权属调整、土地整治等手段改善。     

基于压力-状态-响应模型的土地整治空间格局及障碍诊断

科学开展土地整治空间格局及其影响因素分析,是明确区域土地整治方向、分解整治规划指标和实施差别化整治策略的重要依据。该文以"压力-状态-响应"的概念框架作为理论依据,构建土地整治的PSR(pressure-state-response)评价指标体系,综合熵权TOPSIS模型、组合矩阵模型和障碍度模型等系统算法,划分土地整治空间格局,探讨不同区域土地整治的障碍因素及调控策略,基本形成了土地整治空间区划的理论与方法体系。实证分析表明:1)山东省139个县(市、区)中土地整治压力分值高于全省均值的比例为69.04%,状态和响应分值低于全省均值的比例分别为50.68%和70.51%,表明山东省整体土地整治的压力较高、状态水平中等和响应程度偏低。2)山东省"3+6"的土地整治空间格局中,3大主区包含县(市、区)的数量比例相对均衡,分别是37.41%、28.78%和33.81%,空间分布也比较集中;而对应6种整治类型的县(市、区)数量比例差异较大,在7.91%~20.86%之间,且空间异质性显著;说明土地整治空间区划过程中需要将"自上而下"的区域综合评价与"自下而上"的区域差异识别统筹兼顾。3)山东省土地整治障碍因子作用频次具有区域相似性和差异性的双重特征,土地整治潜力和经济支撑能力的薄弱是约束土地整治响应的主要阻力,建议引入市场机制,探讨因地制宜的多元治理模式。本研究是对"自下而上"土地整治空间格局划分方法的有效补充,藉此完善土地整治区划的理论与方法,并为"十三五"土地整治规划提供有益参考。     

基于农用地分等修正的土地整治项目耕地质量评价

提高耕地质量是土地整治的核心任务之一。在现有国土资源调查评价成果的基础上,快速有效地在项目尺度上对整治后的耕地质量进行评价,是当前土地整治研究与实践的迫切要求。该文从分析土地整治项目对耕地质量的影响入手,甄别敏感因素及稳定因素,在农用地分等基础上,补充自然质量和生产条件修正因素,建立相应的评价体系,并以海南省陵水县典型土地整治项目进行实证分析。研究结果表明:修正后的项目区综合自然等别由4.7提升至4.2,综合利用等别由4-3提升至3.2,修正后利用等指数与基准作物实际产量的相关系数为O.86,高于修正前的O.82,说明所构建的评价体系能有效反映土地整治项目对耕地质量的影响,分析结果满足实践中耕地质量的变化评价的需要。该研究可为项目尺度土地整治耕地质量评价提供参考和借鉴。     

近15年来共和盆地土地沙质荒漠化动态变化及原因分析

在野外调查和前人研究的基础上,建立了青海共和盆地沙漠化土地遥感分类分级的指标系统,并在地理信息系统支持下,对该区1990年和2005年的TM影像进行了目视解译,分析了该区近15 a来土地沙漠化时空变化规律和原因。结果表明:①研究区沙质荒漠化依然严重,共有各类沙化土地7 419.62 km²,占研究区总面积的62.84%,以轻度和中度为主;②较为严重的沙质荒漠化主要发生在中部和南部气温较高的地区;③沙质荒漠化总体趋势为整体面积缩小,恶化和逆转并存,程度略有加强;④气候变化导致的蒸发量增加对研究区土地沙质荒漠化有一定的促进作用,而20世纪90年代后期以来耕地面积和农牧业人口急剧减少是研究区土地沙质荒漠化面积略有减少的主要原因;⑤研究区沙质荒漠化趋势虽然得到一定程度的控制,但沙质荒漠化形势仍然相当严峻,控制人口密度,调整土地利用结构,控制超载过牧,加强土地管理和生态环境建设势在必行。     

村镇土地利用预警系统设计与实现

土地利用的监测、评价、预警是保证土地资源合理配置的技术依据。该文通过总结土地利用预警研究现状,从耕地保护、建设用地节约集约、生态安全3个方面出发,以村镇为研究主体,提出了土地利用预警研究的总体思路。基于已有研究成果,构建土地利用预警指标体系,研究指标值获取、指标预测预警模型选择和警度区间划定等方法,进行土地利用预警系统功能模块设计及实现。最后对北京市房山区2015年耕地利用情况进行预测预警,得出房山区部分乡镇在2015年将可能出现较为严重的耕地利用警情。结果表明,土地利用预警系统具有动态、实时的监测及预警     

基于熵权可拓物元模型的农村土地整理项目绩效评价

在剖析农村土地整理项目绩效内涵的基础上,从决策绩效、实施绩效、运营绩效三个方面构建了评价指标体系,建立了农村土地整理项目绩效评价的熵权可拓物元模型,并以苏州市农村土地整理项目为例进行了实证研究。研究结果表明:(1)苏州市农村土地整理项目绩效水平参差不齐,项目之间的差异较大:两个项目绩效处于"良好"水平,三个项目绩效接近"良好"水平,一个项目绩效接近"较差"水平;(2)植被覆盖提高率、粮食产能提高量、农地年收入增加量、土地利用提高率、灌溉面积增加率、防护林网密度、机耕面积增加率等指标是农村土地整理项目绩效水平提升的关键制约因素。(3)应进一步加强农村土地整理项目管理建设,建立景观生态型农村土地整理模式,健全农村土地整理后期管护机制,合理实施农地规模经营,优化种植结构等,进而促进农村土地整理项目绩效水平不断提升。