应用线性光谱分离技术研究喀斯特地区土地覆被变化——以贵州省关岭县为例

喀斯特地区土地覆被主要类型除了和非喀斯特地区一样的植被和裸露土壤外,还存在一个广泛分布的裸露基岩,一般遥感处理方法不具备直接定量提取这三类土地覆被参数的能力。基于地物光谱线性混合模型的线性光谱分离技术,可以在亚象元的尺度上直接获取植被覆盖、裸露土壤和裸露基岩等在各象元区域内的比例,非常适合用于喀斯特地区的土地覆被变化的研究。本文利用1987年2月17日和1999年12月27日LandsatTM各6波段遥感影像,使用ENVI软件,分离出植被、裸露土壤、裸露岩石和阴影等土地覆被丰度和RMS的空间分布。对比结果表明,研究区1987～1999年,植被覆盖率上升593%,裸露土壤面积下降1215%,裸露基岩面积上升408%。表明研究区尽管植被在恢复、水土流失总量在减少,但石漠化面积在明显上升,生态形势依旧严峻。     

黄河三角洲土地利用与土地覆被的质量变化

土地利用／土地覆被变化（LUCC）在全球环境变化与可持续发展研究中占有重要地位。其质量变化尤能反映人类开发活动的环境效应。运用遥感信息土地分类和植被指数提取、土壤定点采样实测和统计分析相结合的方法，研究了黄河三角洲地区数年至20余年的土地利用／土地覆被的质量变化。其在区域总体上向好的方向发展，但在内部地段间存在着差异和不平衡。盐渍土改造的任务仍然十分艰巨。地力下降的隐患不可忽视。进而分析了变化的驱动力并提出土地持续利用对策。     

土地利用/覆被变化与土地资源优化配置的相关分析

土地资源优化配置已成为土地科学领域前沿的重要课题,而近年来受到国内外学术界重视的土地利用/土地覆被变化研究正可为此提供支持,并相互促进。如何正确认识二者之间的关系,并有效的利用这种关系,无论对我们研究土地利用/土地覆被变化,还是实现土地资源优化利用都异常重要。本文对二者的研究目标及内容进行对比分析,并在此基础上详细阐述了二者的结合方式和途径,提出土地利用/土地覆被变化能为土地资源优化配置提供数据、理论、研究方法支持,同时土地资源优化配置研究有益于土地利用/土地覆被研究的深化,二者的结合可促进土地可持续利用。     

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。     

基于SSP-RCP不同情景的京津冀地区土地覆被变化模拟

如何实现自然与人文双重驱动下的特大城市群地区土地覆被变化的情景模拟,不仅是当前土地覆被变化研究领域的热点问题,也是城镇化可持续发展研究的核心主题之一。本文在对现有土地覆被变化情景模型缺陷进行分析和修正的基础上,构建了自然要素与人文要素耦合驱动的土地覆被情景曲面建模（SSMLC）方法。结合IPCC 2020年发布的共享社会经济路径（SSPs）与典型浓度路径（RCPs）组合的CMIP6 SSP1-2.6、SSP2-4.5和SSP5-8.5的气候情景数据,以及人口、GDP、交通、政策等人文参数,分别实现了SSP1-2.6、SSP2-4.5和SSP5-8.5情景下的京津冀土地覆被变化的情景模拟。模拟结果表明：SSMLC对京津冀地区土地覆被变化模拟的总体精度为93.52%;京津冀地区的土地覆被在2020—2040时段内的变化强度最高（3.12%/10a）,2040年以后的变化强度将逐渐减缓;在2020—2100年间,建设用地增加速度最快,增加率为5.07%/10a。湿地的减少速度最快,减少率为3.10%/10a。2020—2100时段内的京津冀土地覆被在SSP5-8.5情景下的变化强度整体高于在SSP1-2.6和SSP2-4.5情景下的变化强度;GDP、人口、交通和政策等人文因子对京津冀地区耕地、建设用地、湿地和水体的影响强度高于对其他土地覆被类型的影响强度。研究结果证实了SSMLC模型能够有效模拟和定量刻画京津冀地区土地覆被空间分布格局在未来不同情景的时空变化趋势和强度,模拟结果可为京津冀协同一体化的国土空间优化配置与规划、以及生态环境建设提供辅助依据和数据支撑。     

流域土地利用／土地覆被变化的生态效应

土地利用／土地覆被变化改变了地表生态系统组成结构,影响着生态系统功能,威胁着区域生态安全。本文以辽河流域的浑河-太子河流域为研究区,探讨了流域空间尺度上的LUCC特征及其所带来的生态效应。研究表明,不同的生态指标对LUCC的响应程度略有不同：（1）从景观生态格局角度看,反映生态系统斑块形状特征的景观指数对LUCC的响应...     

青藏高原若尔盖地区近期土地覆被变化

土地利用/覆被是全球变化和可持续发展研究中的重要问题之一.若尔盖位于青藏高原东北边缘,是全球变化的敏感响应地带,近年来因其沙化、湿地变化而受到广泛关注.以若尔盖地区土地覆被变化为研究对象,分别选取了1987、1996和2001年的Landsat 5 TM影像,根据野外标志解译出土地覆被类型,并采用Moran Ⅰ指数揭示其空间分布特征.结论表明,在研究时段中各种土地覆被类型具有不同程度变化,其中沼泽和沙地的变化范围分别为31.86 km2,7.83 km2,增长比较显著的是沙地、居民点及建设用地、撂荒地;不同时段的Moran I指数均为0.05,表明若尔盖近期土地覆被的分布属于随机类型的.在降水没有明显增加的背景下,气温渐次升高是若尔盖土地覆被变化的主要自然因子.研究结果揭示了整个若尔盖地区的土地覆被类型及其变化;讨论了沙化现象及其防治,对全球变化的区域响应和区域环境保护具有积极意义.     

基于地表覆盖物光谱特征的土地覆被分类系统--以鄱阳湖流域为例

土地覆被主要表现为陆地表面的形态特性和动态变化特征,土地利用是其动态变化的外在驱动力,植被是土地覆被的“主要”而非唯一的组成部分,土地覆被也包含着它的功能特性。地表覆被物的光谱特征及其季节性变化规律是土地覆被的本质特征,也是土地覆被分类的基本依据之一;利用遥感资料所表达的地表覆被物特征值 (如以NDVI为指标的绿度值、始绿期、终绿期、波形、峰值、谷值等) 可以方便地对土地覆被分类标准进行量化处理;对于一些复杂的复合单元,应着重于它的组合 (包括组成成分和结构) 特性及其对地面过程的影响来赋予更确切的内涵。据此,构建了包含7个一级类别和20个二级类别的开放式 (open-end) 的鄱阳湖流域土地覆被分类系统,并且应用SPOT4-VEGETATION 的时序NDVI数据,对各类别的面积比重进行了分析,结果显示鄱阳湖流域的现状覆被主要由常绿覆被和作物-树-草混合覆被以及人工栽培植被 (作物) 等构成。     

1989-2003年中国北方土地覆被变化

The 13 provinces （autonomous regions and municipalities） in northern China are located in latitude 31°-54°N and longitude 73°-136°E including Beijing, Tianjin, Hebei, Shanxi, Inner Mongolia, Jilin, Liaoning, Heilongjiang, Shaanxi, Gansu, Ningxia, Qinghai, and Xinjiang, where environments are fragile. In recent years, the eco-environmental problems such as vegetation destruction, desertification and soil erosion etc. become serious because of climate change and unreasonable human activities. In this paper, landscape pattern and its evolution in northern China from 1989 to 2003 was investigated by the combined use of RS and GIS based on the basic theory and method of landscape ecology. Land use/cover maps of the study area in 1989, 1999 and 2003 were produced by using 1 km monthly NOAA Advanced Very High Resolution Radiometer （AVHRR） and SPOTNGT Normalized Difference Vegetation Index （NDVI） dataset from national climate bureau of China which were geo-registered to Lambert azimuthal equal-area map projection and were used in the paper. Landscape evolution in the area over the study period was investigated by two methods： （a） the changes of various landscape metrics were analyzed using the landscape structure analysis program FRAGSTATS; （b） the transition matrix of landscape patch types was calculated with the help of the RS and GIS software. The results showed that from 1989 to 2003, the landscape within the study area had undertaken a complicated evolution in landscape structure and composition. The diversity index and evenness index increased during the period, which means that the landscape pattern tended to be diversified and even. The fragmentation index of grassland, forestland and water areas also increased significantly. This showed that the distribution and structure of forestland, grassland and water areas had been changed greatly during the period, especially grassland which became more and more fragmentized, and its fragmentation index increased from 19.23% to 88.72%. The transi     

USGCRP土地覆被研究的最新动向

本文根据美国全球变化研究委员会提出的“美国全球变化研究计划”（ＵＳＧＣＲＰ）,概要介绍了土地覆被研究的目标、内容和设想。由于美国在这一领域研究中的领先地位,因此本文基本反映了国际上的最新趋势。     

黄土高原植被覆盖度变化的地形分异及土地利用/覆被变化的影响

基于16 d合成MODIS NDVI数据提取的时间序列植被覆盖度数据,采用一元线性回归趋势分析,对黄土高原2000-2008年植被覆盖度的时空变化及其地形分异、土地利用/覆被变化的影响进行了定量分析。结果表明：（1）研究时段黄土高原植被覆盖度整体呈快速上升趋势,局部下降;（2）黄土高原植被覆盖度变化存在明显的地形分异,陡坡等植被恢复、重建和保育的主要区域植被覆盖度增速显著;（3）土地利用/覆被变化对植被覆盖度的增加影响突出,土地利用/覆被类型变更区植被覆盖度增速显著高于未变化区域,退耕还林还草区增速尤其突出;（4）土地利用/覆被类型未变化区域植被覆盖度总体上也呈增加趋势,但因植被覆盖度水平相对较高,增速明显低于土地利用/覆被类型变化区。上述结果表明,黄土高原植被保育、植被恢复和重建在植被覆盖度提升方面取得了明显成效。     

Land use and land cover change processes in China's eastern Loess Plateau

Using Landsat remote sensing images, we analyzed changes in each land use type and transitions among different land use types during land use and land cover change (LUCC) in Ningwu County, located in the eastern Loess Plateau of China, from 1990 to 2010. We found that grassland, woodland, and farmland were the main land use types in the study area, and the area of each type changed slightly from 1990 to 2010, whereas the area of water, construction land, and unused land increased greatly. For the whole area, the net change and total change were insignificant due to weak human activity intensity in most of the study area, and the LUCC was dominated by quasi-balanced two-way transitions from 1990 to 2010. The insignificant overall amount of LUCC appears to have resulted from offsetting of rapid increases in population, economic growth, and the implementation of a program to return farmland to woodland and grassland in 2000. This program converted more farmland into woodland and grassland from 2000 to 2010 than from 1990 to 2000, but reclamation of woodland and grassland for use as farmland continued from 2000 to 2010, and is a cause for concern to the local government.     

北京地区土地利用/覆盖变化研究

本文利用1975、1984、1991和1997的LandsatTM/MSS数据,对北京地区改革开放以来22年的土地利用/覆盖变化进行了研究。结果表明从1975～1997年,北京地区发生了快速城市化背景下的大规模土地利用/覆盖变化,表现出城镇用地通过大量占用平原区耕地扩展,非城镇用地间结构变化明显的基本特征。同时土地利用/覆盖变化区域差异明显,近郊区和远郊区的土地利用/覆盖变化强度发生了逆转,远郊区土地利用/覆盖变化强度在90年代已经超过近郊区,而且该区高密度城镇用地的重心也向西北方向发生了一定程度的移动,显示出同期北京城镇用地向西北方向扩展的趋势     

近30年来三江源地区土地覆被与宏观生态变化特征

利用1970年代中后期MSS图像和1980年代末、2004年以及2008年三期TM图像并结合野外调查,获得三江源地区四期土地覆被空间数据集,提出了土地覆被转类指数和土地覆被状况指数,以表征该区域生态变化的趋势。通过计算土地覆被转类途径和幅度、土地覆被转类指数和土地覆被状况指数,分析青海三江源地区1970年代中后期以来土地覆被时空变化特征及其反映的宏观生态状况变化。结果表明:三江源地区近30年平均土地覆被状况指数为38.20,土地覆被状况为4级,其中黄河流域最好,其次为澜沧江流域,长江流域最差;三江源地区土地覆被转类,在1970s~1990s和1990s~2004年两个时段,均主要以高生态级别向低生态级别转移为主,2004~2008年时段,主要以低生态级别向高生态级别转移为主;由土地覆被状况指数变化率和土地覆被转类指数,可以反映出近30年来三江源地区土地覆被和宏观生态状况,总体上经历了变差(1970s~1990s时段土地覆被状况指数变化率Zc为-0.63,土地覆被转类指数LCCI为-0.58)—显著变差(1990s~2004时段Zc为-0.94,LCCI为-1.76)—略有好转(2004~2008时段Zc为0.06,LCCI为0.33)的变化过程。这一变化过程前、中期主要受到气候变化和草地载畜压力共同驱动的影响,后期则叠加了生态建设工程的驱动作用。     

2000-2010年西伯利亚地表覆盖变化特征——基于GlobeLand30的分析

西伯利亚是全球环境变化的重要敏感性区域,但以往缺乏该区域中高分辨率地表覆盖数据,对其地表覆盖的整体分布与变化缺乏深入的认识。本文利用中国新近研制的2000、2010年两期30 m分辨率地表覆盖数据产品GlobeLand30,对2000-2010年西伯利亚地表覆盖的空间分布格局、变化幅度、区域差异及主要地类的变化原因进行了综合分析。研究发现：①西伯利亚地表覆盖的空间分布现状具有明显的地带性特征。②10年间,西伯利亚地区地表覆盖整体变化幅度较大,其中林地及草地呈显著缩减、湿地呈较大幅度增加、耕地呈微弱减少、人造地表呈增加态势。③10年间,西伯利亚地表覆盖变化具有显著的区域差异性。变化最显著的为西西伯利亚地区,其中以湿地增加最明显,主要分布于鄂毕河—叶尼塞河流域,林地、草地及耕地减少集中于西伯利亚西南部。④人类活动和气候变暖是引发西伯利亚地表覆盖变化的主要原因。大规模林地砍伐导致林地减少;冰冻层消融,林地、草地和水体向湿地的转化是湿地增加的主要原因;耕地的人为废弃和撂荒导致耕地面积有所减少。     

山地城市土地覆盖变化对地表温度的影响

针对山地城市复杂的城市地貌和下垫面类型,本文使用TM、DEM、ETM⁺等遥感影像资料,提取了重庆市土地利用覆盖类型;借助TM、MSS等遥感数据的红外波段,反演出1988年和2000年的地表温度。分析了重庆市近十年的土地覆盖变化及其对地表温度的影响,结果表明,在1988~2000年间,研究区土地覆盖变化明显,特别是城市土地覆盖面积有显著增加。土地覆盖类型的变化会改变地表温度的空间分布,尤其是城市土地的扩展会提高地表温度。对山地、丘陵、平坝、陡坡四种耕地的地表温度进行了深入分析与研究,结果表明:山地城市土地覆盖变化引起了植被覆盖度的变化,而植被覆盖度的变化又相应地影响了地表温度的变化,植被覆盖度每下降10%,地表温度上升0.49K。     

山区土地利用/覆被变化对土壤侵蚀的影响

本文以福建省山区为例,在对福建省水土保持实验站、建瓯市牛坑龙水土保持试验站长期观测、实验资料深入分析对比的基础之上,探讨了土地利用/土地覆被变化对土壤侵蚀的影响规律。分析结果表明,土地利用/土地覆被变化对径流的产生和土壤侵蚀有重要影响,植被的覆盖度的变化直接影响着径流系数和土壤侵蚀模数;植被的覆盖度和径流系数呈负线性关系,随着覆盖度的增加径流系数逐渐减小;植被覆盖度和土壤侵蚀模数为负指数关系,随着植被覆盖度的增大,土壤侵蚀模数急剧下降。     

Unplanned urban growth: land use/land cover change in the Guwahati Metropolitan Area,India

Unplanned urban growth, particularly in developing countries has led to changes in land use/land cover (LULC). Numerous Indian cities face problems of unplanned LULC change due to nominal or non-existent planning efforts compounded by rapid urban population growth. The Guwahati Metropolitan Area (GMA) is one such urban centre. The present study assesses the trajectories of LULC change using Landsat imageries acquired in 1976, 1989, 2002 and 2015. Natural and semi natural vegetated area and artificial and natural water bodies decreased while built-up areas, cultivated and managed areas, and natural and semi natural non-vegetated areas increased. The built-up area increased from 23.9 in 1976 to 115.1 km² in 2015 becoming the dominant land cover class accounting for 41.8% of the total geographical area. During this period, natural and semi natural vegetated land were reduced by 88.9 km² at an annual rate of 2.2 km². Over the years there was an increasing trend of built-up land and cultivated and managed areas in the peripheral areas of the city while natural and semi natural vegetated land diminished. Consequently, as in many other developing countries, there is an urgent need for the governmental authorities and other stakeholders to implement effective urban planning policies.     

Determination of land salinization causes via land cover and hydrological process change detection in a typical part of Songnen Plain

Causes of land salinization were determined via land cover and hydrological process change detection in a typical part of Songnen Plain. The area of saline land increased from 4627 km² in 1980 to 5416 km² in 2000, and then decreased to 5198 km² in 2015. The transformation between saline land and other land covers happened mainly before 2000, and saline land had transformation relationship mainly with cropland, grassland, and water body. From 1979 to 2007, groundwater depth fluctuated to increase and was mainly deeper than 3.3 m. Spatially, the area of the region where groundwater depth was deeper than 3.3 m increased from 46.7% in 1980 to 84% in 2000, while the area of the region almost occupied the whole region after 2000. Precipitation and evaporation changed little, while runoff decreased substantially. Shallow groundwater, change of cropland, grassland, and water body induced from human activities and decrease of runoff and increase of irrigation and water transfer from outer basin were the main reasons for land salinization before 2000. After 2000, groundwater with relatively great depth could not exert great influence on land salinization. Protection of grassland and wetland prevented the increase of the area of saline land.