元阳哈尼梯田及周边土地利用格局的时空变化分析

以哈尼梯田所在之元阳县为例,应用遥感和GIS方法,首次对该区域1974年、1992年和2000年3个时期的土地利用变化及其特点进行了分析.结果表明:(1) 从1974年至2000年,元阳县土地利用结构变化不大,均以有林地和灌木林为主,二者始终占元阳县总面积的50%以上.其次为水田和旱地,分别占元阳县总面积的15%和20%左右,其他土地利用类型如园地和未利用地所占比例较小.(2)土地利用总体来说,有林地、水田、旱地和未利用地呈现减少趋势;灌木林、荒草地和园地呈增长趋势.(3)从1974年到2000年这27年问不同土地利用类型的相互转化比较复杂,主要发生在有林地、灌木林和荒草地及水田和旱地之间,最显著的演变过程有旱地-水田、旱地-荒草地、灌木林-有林地、有林地-灌木林、灌木林-园地、灌木林-未利用地.(4)政策和经济因素可能是造成元阳县土地利用变化的主要原因.     

不同土地利用类型对城市地表温度的影响——以广东东莞为例

利用Landsat TM6热红外遥感数据、土地利用专题图件、气象观测资料反演了快速城市化的典型地区东莞市的城市地表温度。构建了三个热效应评价指数:热效应贡献度指数、热像元权重指数和区域热像元权重指数,来定量分析不同土地利用类型对城市地表温度的贡献度,发现城乡工矿居民用地、林地和耕地的热效应贡献度较大,水域和草地的热效应贡献度较小,未利用地对区域热环境的贡献最小。此外,研究表明,随着平均温度的升高,东莞市水面和陆面1988~1998年的温度反差明显增大。     

滇南热带雨林区土地利用/覆盖变化分析--以西双版纳勐仑地区为例

根据1988年和2003年两期卫星遥感影像的解译结果,采用GIS空间分析技术,对以勐仑为代表的滇南热带雨林区的土地利用/覆盖变化(LUCC)规律及趋势进行了研究,初步探讨了其驱动力机制和环境资源效应.结果表明,15 a间该区土地利用/覆盖状况发生了很大变化,橡胶园以604.12 hm2/a的平均速度递增,而有林地则以431.17 hm2/a的平均速度递减.橡胶园取代有林地成为优势的土地利用/覆盖类型,耕地也有较大幅度减少.结合地形因子进一步分析发现,变化最为强烈的区域正处于热带雨林适宜分布的海拔范围(900 m以下),橡胶园的增加与有林地和轮歇地的减少在15°～25°坡度范围内最大,灌木林在陡坡地带有明显增加;在北向坡,有林地减少和橡胶园增加的幅度均大于其他坡向.上述变化导致了有林地的破碎化和生态环境综合服务功能的下降,反映出地形等自然条件是该区LUCC的限制因子,受市场和政策影响的人类活动在此基础上对其起着显著的驱动作用.土地利用/趋势指数结合未来10 a的驱动力变化分析表明,目前该区土地利用/覆盖变化仍处于活跃的态势.     

伊犁河谷2001-2014年地表温度时空分异特征

地表温度是地表能量平衡、区域和全球尺度地表物理过程的一个重要因子。为了辨析中国西北干旱区“天山湿岛”——伊犁河谷的地表温度时空分异,采用趋势分析法和空间数据统计法,探讨了2001-2014年不同土地利用/覆盖类型下地表温度时空变化规律,分析地表温度的时空分异特征及原因。结果表明：（1） MODIS LST产品的精度（平均R²=0.90）能够满足伊犁河谷地表温度时空变化分析的要求;（2）空间上,地表温度呈现出中部高四周低的变化趋势,高温区面积约占总面积的41%,低温区面积约占总面积的23%;时间上,伊犁河谷平均地表温度的年际波动较大,以2013年、2006年、2007年和2008年尤为突出;地表温度的年内变化呈现出单峰型分布,地表温度高值集中在3-8月,最高值出现在7月;（3）不同土地利用/覆盖类型下年均地表温度分布的总体特征为建设用地最高,稀疏草地、旱地等次之,冰川/积雪最低;（4）伊犁河谷地表温度变化趋势呈严重减少、基本不变和轻微增加区域面积分别占5%、37%和26%,以基本不变和轻微增加为主。伊犁河谷地表温度时空变化不仅受大尺度气候变化影响,还受土地类型差异影响,两者共同构成了不同地理区域及景观的温场格局,绿色植被对地表温度时空分布具有重要的调节作用。     

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。     

喀斯特生态脆弱区猫跳河流域土地利用/覆被变化研究

LUCC是当前国际全球变化研究的前沿和热点领域,喀斯特生态脆弱区的土地利用/覆被变化是国际LUCC研究中的薄弱环节。以贵州中部的典型喀斯特流域——猫跳河流域为例,通过详实的地面调查,以1973年的Landsat-MSS影像、1990年和2002年的Landsat-TM影像为数据源,在RS、G IS、GPS为核心的"三S"集成技术支撑下,应用单一土地利用动态度、单一土地利用转入率和转出率、综合土地利用动态度、土地利用度以及土地覆被变化空间指数等指标,定量研究了该流域在过去30 a间的土地利用/覆被的变化特征。研究表明:(1)研究区的土地覆被类型主要以耕地、灌草地、灌木林以及有林地为主;(2)1970年代以来,土地利用/覆被变化剧烈,各地类之间的变化幅度存在较大差别,水田、灌木林、其他林地、灌草地等地类先减后增,旱地和裸岩地先增后减,有林地、水域、城镇建设用地、农村居民点、交通工矿用地等持续增加;⑶1973~1990年的土地利用动态度和土地利用度均比1990~2002年大,前一时期的裸岩地明显增加,土地利用具有明显的不可持续性,进入1990年后,裸岩地缩减,流域生态环境质量趋于好转;⑷伴随着分布面积在平面空间上的张缩,各地类的平均分布高程和坡度在垂直方向上也出现了相应的变化。     

1960-2010 年贵州省喀斯特山区陡坡土地利用变化

基于GIS 与RS技术, 以贵州省喀斯特山区坡度大于25°的区域为研究对象, 利用1960 年1:50000 地形图、1990 年Landsat TM遥感影像以及2010 年的环境减灾卫星(HJ-1A/1B)影像, 解译获取1960、1990、2010 年3 个时间点的土地利用数据, 并结合贵州省水文地质图、坡度图进行陡坡土地利用变化分析。结果表明:①1960-1990 年的30 年间, 有林地、灌木林、水体呈减少趋势, 其中灌木林减少的最多, 其次是有林地;而草地、建设用地、裸岩和耕地呈持续增长趋势, 其中草地增加的最多, 其次是耕地。②1990-2010 年的20 年间, 灌木林、裸岩、耕地呈减少趋势, 其中耕地减少的最多;而有林地、疏林地、草地、水体呈增长趋势, 其中疏林地增加的最多。③随坡度增加覆盖比例呈降低趋势的土地利用类型为有林地、疏林地、水体、建设用地和耕地;随坡度增加覆盖比例呈增加趋势的土地利用为灌木林、草地和裸岩。     

基于遥感的银川市建成区城市扩展及其热环境变化分析

为研究银川市城市建成区扩展对热环境的影响,基于 1989、1999、2010 年和 2017 年 Landsat 系列遥感数据,采用建筑用地指数（IBI）提取 4 个年份的城市建成区信息,获取了城市形态演化指 标,利用热红外波段反演不同年份的地表温度;在此基础上,分析了城市扩展和热环境变化的时空 演变特征,探讨了城市扩展和热环境之间的响应关系。结果表明：（1）1989—2017 年银川市城市建 成区扩展面积达 506.13 km²,各时期的扩展速度和扩展强度差异明显,城市扩展具有“缓慢—快速 —稳步”的阶段性特征,城市空间形态趋于紧凑化,向着稳定状态发展,城市整体向东部和北部扩 展,重心整体向东北方向迁移约 5.54 km。（2）热岛范围随着城市扩展不断扩大,较高温区域所占热 岛比例呈先减小后增加的趋势,高温和特高温占比表现出先增加后减小的特征,热岛强度逐渐向 较高温区转移,城市热岛效应得到缓解;热岛空间分布显示,热岛逐渐由兴庆区老城区蔓延至贺兰 县和西夏区,且兴庆区热岛逐渐演化为相互独立的小次级热岛,强度有所降低;28 a 间银川市城市 热岛比例指数（URI）表现出先上升后下降的特征,整体呈上升趋势。（3）热岛区域在空间分布和扩 展方向上与城市扩展具有较高的一致性,城镇用地、公交建设用地和裸地能促进地表温度升高,而 草地和水体能够降低地表温度,公园绿地和水体能有效缓解银川市城市热岛效应且后者对降低城 市地表温度的效果要好于前者。     

气候与土地利用变化对汉江流域径流的影响

作为联结大气圈和地圈的纽带,水文循环同时承受气候变化和土地利用/覆被变化（LUCC）的双重影响,然而大多数的水文响应研究主要关注未来气候变化对径流的影响,忽略了未来LUCC的作用。因此,本文的研究目的是评估未来气候变化和LUCC对径流的共同影响。首先采用2种全球气候模式（BCC-CSM1.1和BNU-ESM）输出,基于DBC降尺度模型得到未来气候变化情景;然后,利用CA-Markov模型预测未来LUCC情景;最后,通过设置不同的气候和LUCC情景组合,采用SWAT模型模拟汉江流域的未来径流过程,定量评估气候变化和LUCC对径流的影响。结果表明：① 未来时期汉江流域的年降水量、日最高、最低气温相较于基准期（1966—2005年）,在RCP 4.5和RCP 8.5浓度路径下,分别增加4.0%、1.8 ℃、1.6 ℃和3.7%、2.5 ℃、2.3 ℃;② 2010—2050年间,流域内林地和建设用地的面积占比将分别增加2.8%和1.2%,而耕地和草地面积占比将分别减少1.5%和2.5%;③ 与单一气候变化或LUCC情景相比,气候变化和LUCC共同影响下的径流变化幅度最大,在RCP 4.5和RCP 8.5浓度路径下未来时期年平均径流分别增加5.10%、2.67%,且气候变化对径流的影响显著大于LUCC。本文的研究结果将有助于维护未来气候变化和LUCC共同影响下汉江流域的水资源规划与管理。     

西双版纳地区公路两侧土地利用变化格局特征

根据西双版纳地区1976、1988和2003年三期LandsatMSS/TM/ETM影像解译的土地利用数据,运用Arc-G IS软件的缓冲区分析方法,分析该区内主干公路两侧土地利用变化的时空格局。结果如下:27 a间,与整个西双版纳州相比,主干公路两侧的土地利用强度更大、增长速度更快。公路两侧的土地利用转化主要表现为由林地向橡胶园和茶园转变,林地锐减,橡胶园迅速增加,林地是橡胶园的最主要来源。主要地类的面积在一定范围表现出与距公路距离的相关关系,距公路越近,林地面积百分比越小,橡胶园、建筑用地和水田面积百分比越大。土地利用变化也表现出明显的公路效应,距离公路越近,林地减少的速度、橡胶园增加的速度越快;随着距离的增加,林地向橡胶园的转化面积逐渐减小。土地利用变化的公路效应深度表现出不断扩展的趋势:1976年为公路两侧5 km,1988年为7 km,2003年达11 km。     

西双版纳林地景观演变过程及其驱动力分析

利用西双版纳州1980年、1995年和2000年三期TM影像解译土地利用数据,使用GIS分析工具,得出近20年来,各土地覆被类型的动态变化信息,借助景观格局变化分析软件Fragstats进一步研究了西双版纳州林地的景观格局特征。结合云南省1985—2003年分县社会经济调查统计数据,使用SPSS进行主成分分析,对林地景观变化的主驱动力进行了详细分析。研究表明1980～2000年西双版纳州各土地利用类型及景观格局指数均发生了重要变化。有林地和疏林地大幅度减少,同时各林地景观组分表现均匀化和破碎化的趋势,这些变化都将对西双版纳州的生态稳定性产生显著影响。从西双版纳州20年的短时间尺度来看,经济发展与城市化进程的加快和人口增长导致的粮食需求量增大是导致本区土地利用／土地覆被变化的最主要驱动因子。     

Land Cover Status in the Koshi River Basin,Central Himalayas

The Koshi River Basin is in the middle of the Himalayas, a tributary of the Ganges River and a very important cross-border watershed. Across the basin there are large changes in altitude, habitat complexity, ecosystem integrity, land cover diversity and regional difference and this area is sensitive to global climate change. Based on Landsat TM images, vegetation mapping, field investigations and 3S technology, we compiled high-precision land cover data for the Koshi River Basin and analyzed current land cover characteristics. We found that from source to downstream, land cover in the Koshi River Basin in 2010 was composed of water body (glacier), bare land, sparse vegetation, grassland, wetland, shrubland, forest, cropland, water body (river or lake) and built-up areas. Among them, grassland, forest, bare land and cropland are the main types, accounting for 25.83%, 21.19%, 19.31% and 15.09% of the basin’s area respectively. The composition and structure of the Koshi River Basin land cover types are different between southern and northern slopes. The north slope is dominated by grassland, bare land and glacier; forest, bare land and glacier are mainly found on northern slopes. Northern slopes contain nearly seven times more grassland than southern slopes; while 97.13% of forest is located on southern slopes. Grassland area on northern slope is 6.67 times than on southern slope. The vertical distribution of major land cover types has obvious zonal characteristics. Land cover types from low to high altitudes are cropland, forest, Shrubland and mixed cropland, grassland, sparse vegetation, bare land and water bodies. These results provide a scientific basis for the study of land use and cover change in a critical region and will inform ecosystem protection, sustainability and management in this and other alpine transboundary basins.     

基于TM数据的广州市番禺区土地覆被格局分析

以覆盖番禺区1990年、1995年、2000年、2005年4个时相Landsat-TM影像为主要数据源,借助GIS手段和景观生态学方法生成土地覆被图。在数量化研究LUCC的基础上,借助景观格局指数反映番禺区4个时相土地覆被的变化机制,对土地覆被景观格局生态效应研究提供依据。研究表明:番禺区的土地利用结构在1990~1995年间处于开发调整时期,2000年后土地利用结构调整趋于成熟,土地覆被变化伴随着城市化的进程趋于平缓。研究时期内,番禺区的景观破碎度增加,土地利用结构的复杂程度也在增加,人为因素导致的土地覆被类型变化的影响逐渐替代自然作用下土地覆被类型情况。     

近30年青海贵南县土地利用与景观格局变化

基于1977、1999、2007年:三期生长季的Landsat遥感影像,利用RS、GIS及景观生态学方法,对青海省贵南县1977-2007年的土地利用/覆被进行监测.并计算土地利用转移矩阵和景观格局指数;在此基础上对研究区土地利用与景观格局动态变化进行分析.结果表明:1977-2007年间贵南县的土地利用/覆被状况发生了显著变化,草场面积总体呈现退化趋势,其中东南部芒曲镇和森多乡地区的高覆盖度草场持续退化.而木格滩地区的中覆盖度草场则经历了被开垦为耕地后又退耕还草的过程;耕地先增后减,总体呈减少趋势:另外研究区东部和南部山地地带的疏木灌林有所增加,龙羊峡水库的修建淹没了周围一些裸岩和低覆盖度草场,而2000年后政府实施的退耕还草工程也逐步见效.木格滩沙地面积被控制.30年间贵南县景观总体发生破碎化,前期破碎化程度剧烈.优势斑块呈分散趋势,景观异质性上升;后期因退耕还草等保护措施,破碎化程度有所缓和,优势斑块倾向聚集,景观内部聚合度增加.研究区景观变化是自然因素与人为因素共同作用的结果,但近几十年来人口和牲畜数量急剧增加、人类对草场乱采滥伐、不合理发展畜牧业等人为干扰因素还是占主导.     

土地利用规模−结构−形态演变对城市热环境的影响——以西安市主城区为例

土地利用变化与城市热环境关系紧密。以西安市为例,采用遥感影像数据,从规模?结构?形态对土地利用变化进行了分析,同时,对西安市热环境变化特征进行了阐释,在此基础上,对土地利用规模、结构和形态变化与热环境变化关系进行了系统分析,揭示土地利用变化对城市热环境的影响。结果如下：① 2000—2016年,随着建设用地的增长,西安市平均地表温度呈上升趋势,耕地与建设用地面积占比变化与地表温度变化呈正相关性,林草地与水域面积占比变化与地表温度变化呈负相关性;② 林草地、水域的斑块优势度越大,形状越复杂,集聚度越高,越有利于改善热环境,而耕地和建设用地的斑块景观优势度大、集聚度高,则会导致地表温度升高和热环境恶化;③ 集聚度和连通度高的大斑块林草地和水域具有更突出的降温效果,相反,高度集聚的建设用地形成的不透水面具有更强的升温效果。可为从土地利用视角改善城市热环境提供参考依据。     

千岛湖镇土地利用变化及其驱动力分析

利用GIS和Logistic回归分析方法,在分析千岛湖镇1993～2004年土地利用变化特征的基础上探讨其变化的驱动力,揭示了千岛湖镇土地利用的时空分异特征。结果表明:土地利用变化以城镇及工矿用地的输入和林地的输出为主要特点;耕地、林地、未利用地和其它未利用地的转出面积超过转入面积,而园地、其它农用地、交通用地、水利设施用地和城镇及工矿用地则相反;自然因素、城镇化、农业结构调整、比较经济利益、交通条件和政策因素是引起其土地利用变化的主要驱动力因子,距一级干道的距离是最重要的自然驱动因子。     

1980-2000年中国LUCC对气候变化的响应

基于中国1980~2000年气候数据及两期土地利用/土地覆盖 (LUCC) 数据,利用Holdridge 植被生态分区模型、重心模型及土地利用程度模型,分析气候变化及人类活动对中国植被覆盖及土地利用的影响程度及变化趋势。1980~2000年间,中国大部分地区温度升高,降水增多。气候变化不仅影响了中国植被群落分区,更进一步影响了植被群落的生长状况;东北、华北、内蒙古高原等区域未利用土地型向草地和灌木生态类型转换,草地和灌木型生态类型向林地和耕地型转换;又因为1980~2000年间中国经济的发展,东部沿海区域城市乡村建设用地及交通用地的增多,使土地利用类型由农业耕地型向建设用地型发展,导致土地利用程度指数的升高。气候变化及经济发展的双重作用,导致中国土地利用程度重心20年来向东北方向移动了54 km,东西方向土地利用程度偏移强度,气候占81%,人类活动占19%,南北方向土地利用程度偏移强度,气候占85%,人类活动占15%。     

2000—2010年亚欧大陆中低纬度海岸带土地利用/覆盖变化及驱动力分析

土地利用/覆盖变化是全球变化研究的重要问题,而海岸带则是该领域研究的热点区域。以三套土地利用/覆盖数据（MCD12Q1、CCI-LC和GlobeLand30）为基础,采用基于一致性分析和模糊集合理论的数据融合方法,获取2000年和2010年亚欧大陆中低纬度海岸带土地利用/覆盖分类信息,进而分析土地利用/覆盖变化特征及驱动因素。结果表明：十年间亚欧大陆中低纬度海岸带土地利用/覆盖变化方式主要以耕地萎缩和林地扩张为主,其次是湿地扩张,再次是草地和裸地萎缩,最后是灌木地和人造地表扩张;土地利用/覆盖类型之间的相互转换面积较小,仅占研究区总面积的4.22%,其中分布面积占优势的变化类型为耕地–林地–草地相互转换、灌木地–裸地相互转换、林地转为湿地以及林地转为灌木地等。地形因素、气候分异等自然驱动力深刻影响着土地利用/覆盖变化的宏观格局,而人口压力增大、经济高速发展、政策的颁布与实施等人文驱动力则是推动十年间亚欧大陆中低纬度海岸带土地利用/覆盖变化的主要原因。     

土地利用/土地覆被变化对大盈江流域径流的影响

为揭示大盈江流域土地利用/土地覆被变化对径流变化的影响,基于SWAT(Soil and Water Assessment Tool)模型,通过设置不同情景,定量分析了土地利用类型变化对流域内径流的影响。结果显示:(1)SWAT模型在大盈江流域径流模拟中具有较好的适用性,率定期的模型参数R2、Ens分别达到0.68、066,验证期的模型参数R2、Ens分别达到0.69、0.67;(2)大盈江流域月均径流量与土地利用类型关系密切:把农业用地变成林地或者草地,径流量均会减少,把林地变成草地径流量则会增加,农、林、草3种土地利用类型中产流由强到弱依次为农业用地、草地、林地。(3)2006~2015年,大盈江流域土地利用类型变化主要为农业用地和林地转化为草地,这种转变导致流域的月均径流量略有增加,增加的径流量主要是由林地转化为草地所致,且林地转化为草地引起的径流增加量强于农业用地转化为草地引起的径流减少量。