银川市2000-2020年土地利用时空变化特征及预测

为探究银川市土地利用的时空变化特征,基于2000、2010、2020年3期土地利用数据,通过土地利用变化、景观生态学和元胞自动机(cellular automata, CA)-Markov模型,定量研究了20年间银川市土地利用景观格局变化特征,并对土地利用变化进行模拟预测。结果表明:耕地、林地、水域和未利用土地面积减小,草地和城乡工矿居民用地面积增加,各土地利用类型之间转换较为强烈,土地利用变化结构的主体为草地和城乡工矿居民用地,土地利用程度不断加深但具有区域差异性特征;土地利用景观形状的复杂程度增加,城市空间不断扩张,整体景观都趋于平均,景观异质程度增强,景观向多样化方向发展趋势;CA-Markov模型能有效模拟银川市土地利用变化情况且具有较高精度,Kappa系数为0.828 5;2030年耕地、林地和未利用土地面积减少,草地和城乡工矿居民用地面积增加。人口数量与结构、国内生产总值(gross domestic product, GDP)、经济增长以及区域宏观政策是研究区各类土地利用类型变化的主要驱动因素。     

基于CA-Markov模型的滇池流域土地利用变化动态模拟研究

以滇池流域为例,基于1990和1999年TM遥感影像解译数据,分析流域土地利用类型的动态变化程度,并基于马尔可夫模型定量分析土地利用转化的方向。采用GIS中多标准评价(MCE)方法,结合元胞自动机–马尔可夫(CA-Markov)模型,对2008年土地利用变化进行模拟和预测,预测结果与实际解译结果的Kappa系数达0.7338,表明预测结果可信。在此基础上,运用CA-Markov模型对2017和2026年的土地利用空间格局变化进行模拟,结果表明,该流域土地利用变化快,生态恢复和重建的压力很大。2008—2026年,耕地、林地、水域和未利用地面积将有所减少,草地和建设用地面积将迅速增加;与1990—2008年相比,草地、水域和未利用地的变化趋势相反,而耕地、林地和建设用地变化趋势相同。建设用地在原有基础上往外扩展,水域变化则较小。林地资源虽然有所减少,但仍然是流域主要的用地类型。建设用地扩张明显增加了滇池非点源污染的负荷。土地利用不合理是造成目前滇池水质退化的主要原因之一,并将加剧未来流域的水环境和水生态压力。因此,保有足够的人均耕地,降低施肥强度,提高土地利用水平,保留足够量的生态用地,节约集约利用建设用地,是降低该区域非点源污染潜力的重要措施。研究结果可为流域土地利用合理规划管理、生态恢复和经济发展政策的制定提供科学支持。     

红河流域景观格局演变特征研究

红河是我国西南地区一条重要的国际河流,研究红河流域景观格局演变特征并分析原因,对维护流域生态系统健康和跨境生态安全具有重要意义.基于1990、2000、2010年3期土地利用数据,运用景观生态学原理,对研究区1990—2010年景观格局时空变化特征进行分析.结果表明,红河流域优势景观为林地、草地及耕地.各景观类型中,林地景观转移数量最大,主要输出为草地和耕地,说明在局部地区,林地开垦为耕地的现象仍然存在;耕地景观转移数量次之,受退耕还林及城市化等政策影响,耕地面积持续降低,主要转向林地和草地;聚落面积持续增加,主要由耕地转换而来.2000—2010年间的每一种景观类型的动态度都显著高于1990—2000年,而变化最为剧烈的景观为聚落,表明随着经济社会发展,人类活动对景观的扰动更为强烈.     

基于CA-Markov模型的关中—天水经济区土地利用变化动态模拟

基于关中—天水经济区2000年、2005年和2010年三期TM遥感影像数据,利用CA-Markov模型对土地利用格局进行模拟验证并预测2015年土地利用格局.结果表明:关中—天水经济区土地利用变化模拟的Kappa系数为0.79,模型的模拟精度高;2005—2015年,关中—天水经济区耕地、林地将呈现减少趋势,建设用地显著增加,草地、水域略有变化,未利用地几乎没有变化;研究区生态环境总体上有恶化的趋势,需加强对耕地、林地的保护.     

赣江新区景观格局的变化与模拟分析

通过对赣江新区1995-2015年景观格局的变化情况进行分析,同时模拟2025年赣江新区景观格局的变化趋势.利用赣江新区1995、2005和2015年3期遥感影像数据作为数据源,使用ArcGIS10.2、Fragstats4.2和IDRISI17等软件,进行景观分类,获取景观类型的空间分布信息,采用移动窗口法得到多种景观指数的空间分布情况,分析赣江新区景观格局时空动态的变化,并通过CA-Markov模型对2025年赣江新区景观格局进行模拟预测.得出结论:1995-2015年,赣江新区土地类型的主要变化表现在建设用地面积的增加与其他土地类型面积的减少,及其之间的相互转换;赣江新区快速发展,景观破碎化程度加强,优势度下降,景观类型朝着多样化的方向发展;通过CA-Markov模型对2025年景观格局进行模拟,发现建设用地面积增加明显,赣江新区发展加快,人类活动对景观格局的影响较大,景观破碎化程度进一步加强.     

采矿扰动下芦岭矿土地利用景观格局分析与预测

为了给采矿扰动下的矿区土地复垦、生态修复及水土资源优化配置提供参考依据,以芦岭矿为研究对象,选取2000～2018a五期Landsat卫星影像数据,借助3S技术及景观生态学理论揭示矿区土地利用景观格局的时空演变规律,再利用CA-Markov模型预测采矿扰动情景下矿区2025a的土地利用变化情况.研究结果表明:在2000～2018a耕地和塌陷水域是芦岭矿区主要的土地利用类型,耕地和建筑用地主要以转出为主,分别减少了11.4％和8.9％,塌陷水域主要以转入为主,18年间增加了13.7％;受采矿活动影响,耕地、建筑用地、塌陷水域的景观破碎化程度增加,斑块分布不集中,景观格局朝着多样性、均衡性发展;2025a芦岭矿区土地利用类型主要以塌陷水域为主,大范围塌陷积水造成耕地毁损和部分农村居民点永久消失,严重影响矿区生态平衡及人居生活环境.     

锦州—葫芦岛沿海地区景观格局动态分析

借助Erdas 2011和ArcGIS 9.3软件,对锦州—葫芦岛沿海地区1990、2000和2010年的遥感影像进行解译,作为景观格局动态分析的基础.采用转移矩阵及景观格局指数方法对锦葫沿海地区的景观格局及其动态变化进行了系统研究,得出结论:锦州—葫芦岛沿海地区景观主要是由耕地、林地、草地、建设用地组成,占总面积的90%以上;景观类型发生转换的空间主要位于海岸带地区,总体来说,是以建设用地的持续扩张与耕地、林地、水域面积缩小为特点;建设用地的边界越来越复杂,聚集程度加大;锦州—葫芦岛沿海地区景观格局整体水平上,破碎化程度有所缓解.对锦州—葫芦岛沿海地区景观格局的动态分析,为该地区生态环境保护和土地可持续利用提供了重要依据.     

河北省太行山区土地利用变化及预测研究——以涉县为例

以河北省太行山区退耕还林的典型县—涉县为研究对象,基于2000年、2008年遥感影像数据和其他辅助资料,分析了涉县土地资源的时空变化过程及各土地利用类型之间的转化关系,并基于CA-Markov模型预测2016年涉县的土地利用格局.结果表明:2000年~2008年,耕地、林地、草地始终是太行山区土地覆盖的主导类型,随着退耕还林工程的逐步实施,研究区内林地增加21.08km2、草地增加39.26km2,耕地减少79.22km2,工业用地、住宅用地面积增长迅速;CAMarkov模型预测结果显示:预计2016年,林地、草地将实现稳定增长,耕地面积将继续减少,但减少速度减缓,农村住宅用地将继续保持高速增长的态势.     

哈尔滨段松花江湿地景观格局演变及驱动因素分析

【目的】松花江湿地是哈尔滨最重要的生态系统屏障。定量研究20年来哈尔滨段松花江湿地生态系统景观格局演变规律及其主要影响因素,为哈尔滨松花江湿地规划提供参考。【方法】以松花江哈尔滨段流域及其周边生态区域为研究对象,借助GIS,对2000、2005、2010、2015和2020年5期Landsat遥感影像进行处理;利用Fragstats分析研究区域景观格局指数,探究景观格局时空演变特征;最后对影响景观格局的因素进行主成分分析。【结果】(1)2000—2020年,水域(含湿地)面积不断上升、耕地面积不断下降是研究区景观格局最主要的变化特征。耕地是转入水域、草地、建设用地、林地、其他用地面积的主要贡献者,分别转出343.142 1、2.484 9、94.041 9、35.469 0、1.980 0 km²。其中水域、草地、林地、其他用地面积同比增长率均超过100%,面积扩张呈上升趋势。(2)从斑块类型角度来看,各斑块破碎化程度均不同程度提高,湿地景观类型结构趋于复杂化;从景观水平角度来看,整体上景观丰富度增加,但连通性较差,受外界干扰程度比较明显。(3)城市经济发展、气候...     

生态移民安置区城镇土地利用变化研究——以宁夏红寺堡镇为例

运用ERDAS和ArcGIS技术,以宁夏生态移民安置区——红寺堡镇为研究对象,基于1989,1999,2006,2010年的TM遥感影像数据,进行城镇土地利用变化研究.结果表明,从总体来看,随着人类活动不断增加,研究区的耕地和草地景观类型范围扩大,呈成片分布.同时,人类活动又对水体和未利用地景观进行不断分割,使研究区原来整体的自然景观呈斑分布.耕地转化为草地和建筑用地的面积呈上升趋势,1989—1999年,有84.13%的耕地转化为草地和建筑用地;1999—2006年,有97.10%的耕地转化为草地和建筑用地;2006—2010年,有85.96%的耕地转化为草地和建筑用地.     

福州市土地利用景观格局变化及驱动力研究

以1995年、2005年和2015年福州市遥感影像解译数据以及自然和社会经济统计数据为基础,运用景观指数、 Shannon多样性t检验和土地利用信息熵等方法,结合Logistic回归模型分析福州市20年间土地利用景观格局动态变化规律及驱动机制.结果表明:①20年间福州市林地、农地和未利用土地面积呈减少趋势,而建设用地和水体面积持续上升;建设用地大量蚕食林地和农地,自然景观聚集度下降,破碎化程度日益严重.②区域整体景观格局空间结构分布更加平均,景观多样性逐渐增加,在3个时期内福州市景观格局多样性均呈现极显著变化.③通过Logistic回归模型分析可知,林地转变机率主要受地形因素影响,农地、水体和未利用土地转变机率主要受可达性因素影响,建设用地的转变机率主要受人口因素影响.     

黄河三角洲互花米草、碱蓬种群变化及扩散模拟

将卫星遥感、GIS空间分析技术和生物种群扩散模型相结合,利用1996、2006、2016年黄河三角洲滨海湿地3期遥感影像,采用面向对象分类方法、景观转移矩阵、景观重心转移模型分析互花米草和碱蓬动态变化,并利用CA-Markov模型对2026年的演变趋势开展预测模拟．结果表明:1）在时间上,20 a来互花米草总面积由1996年的3.45 km2增长到2016年的25.14 km2,碱蓬总面积呈大幅度下降;在空间上,互花米草发生了连通阻断,其重心由胜利油田边缘向河口方向移动,碱蓬重心向陆源方向有一个小幅度后退．2）模拟预测2026年互花米草面积为26.67 km2,碱蓬面积为26.15 km2．3）2种植被在2006—2016年转移变化剧烈,20 a来滨海湿地人类活动呈增加的趋势．从预测结果分析看,20 a间黄河三角洲河口受重大人工改道、初期的断流、风暴潮等人为和自然灾害的强烈影响,互花米草、碱蓬等滨海湿地植被数量造成短时序变化,导致模拟精度不高．如果不对互花米草加以人为控制,到2026年互花米草面积的激增将对整个黄河三角洲地区生态环境造成显著影响．      

黑河流域1988—2000年土地利用/覆被变化研究

利用1988年和2000年Landsat 5的4、3、2（RGB）波段合成影像解译结果,采用中国科学院资源环境数据库中的全国1∶10万土地资源利用分类系统,基于GIS（ArcView 3.2a）对黑河流域近12年来土地利用/覆被变化（LUCC）进行了研究。结果表明：（1） 土地利用结构变化表现出耕地、林地和城镇用地明显增加,草地和水域减少的趋势,反映出区域城镇化进程加快和生态环境恶化的趋势;（2） LUCC的区域差异显著：上游地区水域在减少,草地和未利用地大量增加,林地和城镇用地变化不大;中游地区耕地、城镇用地大量增加,草地急剧减少;下游地区水域面积大量减少,草场严重退化,未利用地大量增加,生态环境遭到严重破坏。最后,对研究区LUCC的原因和土地持续利用途径进行了讨论。     

江苏省生态系统服务价值对土地利用/土地覆盖变化的动态响应

以江苏省为研究区,利用1990—2018共4期土地利用数据,借助ArcGIS技术,综合运用生态系统服务价值当量修正法、热图聚类分析、弹性分析、IDW统计分析等方法,分析了江苏省土地利用与生态系统服务价值的时空动态变化特征,探讨了研究区特定土地利用类型动态变化对其所提供的生态服务产生的细微差异．结果表明:1990年以来,江苏省耕地、林地、滨海湿地、河流湿地面积逐渐减少,湖泊湿地、未利用地、建设用地面积不断增加,其中,耕地面积减少最多（9.23×105 hm2）,2018年耕地面积为6.50×106 hm2,建设用地面积增加最多（8.59×105 hm2）,2018年建设用地面积为1.93×106 hm2;1990—2018年江苏省总生态系统服务价值不断升高,1990年总生态系统服务价值为1.61×104亿元,2018年为1.68×104亿元;耕地、滨海湿地、湖泊湿地对总生态系统服务价值的贡献率较高,研究期内耕地、林地、滨海湿地与河流湿地的生态系统服务价值减少,湖泊湿地与未利用地生态系统服务价值增加;土地利用/土地覆盖(LU/LC)变化决定了生态系统服务价值弹性变化并影响生态系统服务价值,特别是价值系数比较高的土地利用类型,其弹性变化对LU/LC变化的响应更为明显．      

基于RS和GIS的南岸区土地利用现状及预测

以南岸区1978、1985、1988、1993、1996、2000、2003、2009年共8期遥感数据作为数据源,在RS和GIS技术支持下对重庆市南岸区1978-2009年土地利用类型的动态度变化进行分析,并用马尔科夫过程模型预测了南岸区2012-2032年土地利用的演变趋势;结果表明：从1978-2009年,林地、耕地面积迅速减少,城市建设用地面积增加;在未来的20年,南岸区的耕地和林地逐年减少,林地增加,水域面积呈增加趋势;到2032年各种地类占南岸区总面积的百分比分别为：耕地47．16％,建设用地31．08％,林地16．11％,水域5．57％。     

2000-2015年雅鲁藏布江流域耕地格局动态变化影响因素分析

基于30 m分辨率的卫星遥感土地利用数据，利用地理探测器和地理加权逻辑回归方法，探究了2000-2015年雅鲁藏布江流域的耕地格局动态变化及其影响因素.结果表明：1）雅鲁藏布江流域被占用的耕地主要分布在拉萨市（60.42%）、林芝市（16.21%）和山南市（13.01%）的城市周边区域，多变为水体和建设用地；补充的耕地主要分布在日喀则市（55.81%）、林芝市（23.26%）和拉萨市（19.61%），多由林地和草地转入. 2）经济发展、交通基础设施和行政辐射主要影响耕地占用；国家投资变化、行政辐射和海拔主要影响耕地补充. 3）耕地变化的影响因素存在明显的空间异质性.其中农业劳动力流失、旅游业发展和粗放式耕作等因素是耕地变化面临的主要问题.建议在拉萨和林芝的市郊地带强化保护后备耕地，在日喀则给予资金与技术培训等农业政策倾向，以实现雅鲁藏布江流域区域差异化的耕地保护管理.     

华南湿热山地小流域景观格局演变与径流关系——以宁江为例

基于1986—2013年宁江流域5个气象站降水量和河口水文站径流量数据,以及1986、1995、2005、2013年流域土地覆被分类数据,运用景观格局指数分析和统计分析方法,分析宁江流域径流与景观格局变化之间关系. 结果表明:1986—2013年宁江流域降水量波动较小,径流量在2002年之后出现下降趋势,且2002年以前降水量与径流量曲线吻合一致,2000年以后吻合性较低,运用Mann-Kendall检验宁江流域年径流量突变点出现在2002年;1986年以来,随着城镇化发展与退耕还林政策的实施,宁江流域建筑用地、林地、未利用土地面积增加,耕地、草地面积减少,水体面积变化不大;受人类活动加剧的影响,流域内斑块数、斑块密度、最大斑块指数激增,流域整体景观破碎度加大;宁江流域径流量与景观斑块数、斑块密度、最大斑块指数及散布与并列指数相关性较大,与香农多样性指数、景观蔓延度、斑块形状指数、景观形状指数相关性较小. 当斑块数量大于2 500,斑块密度大于18,散步与并列指数大66%以及最大斑块指数大于50时,径流量随其增大而增大.     

济南市土地利用与覆被变化特征分析

利用2000年和2005年遥感影像的ETM数据,以山东省济南市为研究区,分析2000—2005年土地利用与土地覆被类型变化。重点探讨了济南市土地利用变化转移和土地利用类型动态度。研究表明:济南市2000—2005年耕地和未利用土地变化幅度最大,耕地的转移流向主要集中于草地、林地和水域等。从土地利用类型动态度看,水域、建设用地及耕地动态度增大,综合土地利用类型动态度呈上升趋势,受人类活动影响较大。