基于热红外遥感的广西平果县石漠化初步研究

中国西南喀斯特地区石漠化问题十分严重。为更好地利用卫星遥感监测和评价石漠化现状,提出了一种基于卫星热红外遥感的石漠化等级划分的新方法。以广西平果县为研究区,利用2014年Landsat 8热红外遥感影像分别提取夏季和冬季的亮温值并计算亮温差,经过高分影像建立典型样本区并分析亮温差,确定不同石漠化等级的亮温差阈值,最后对全县石漠化进行等级划分。结果显示,平果县2014年重度石漠化面积占喀斯特区域面积的比例为3.87%,中度石漠化占9.19%,轻度石漠化占22.26%,潜在石漠化占57.46%,非石漠化占7.22%。研究表明,通过确定适当的夏冬季亮温差阈值可以有效地对石漠化程度进行分级划分,该新方法与已有方法相比,具有物理意义明确、方法简单有效、结果客观等优点,具有推广应用价值。     

京津冀地区土地利用变化特征及其驱动力分析

土地利用/覆被变化(Land use/cover change,LUCC)的驱动机制驱动机制对于理解其变化特征及制定相关政策有重要意义。为解京津冀地区城市土地利用变化态势与内在驱动机理,本文在京津冀地区14年间土地利用的类型变化、数量变化、程度变化及区域变化特征的基础上,对形成这种土地利用变化的驱动力从社会经济方面进行了剖析,并在统计软件SPSS的支持下对土地利用变化驱动力指数进行了计算。结果表明:12000-2013年间,土地利用变化发生了较大改变:耕地,牧草地和未利用地面积明显减少,园地、林地、其他农用地和建设用地面积则持续增加。耕地、牧草地、未利用地的年度变化率分别为-0.45%、-3.11%、-1.30%,园地、林地、其他农用地以及建设用地面积的年度变化率分别为3.60%、1.38%、5.31%、0.59%;2研究时段内,京津冀地区的土地利用程度ΔL_(b-a)为6.29,京津冀地区的土地利用处于发展时期;3土地利用变化的社会驱动力主要是人口增长、经济发展、城市化水平提高,并且这些因素的驱动力指数是逐年增加的,政策的影响作用也不容忽视。     

干旱地区土地利用结构变化与生态服务价值的关系研究——以酒泉市为例

利用酒泉市1997-2006年土地利用变更调查数据和相关统计资料,计算土地利用结构异质性指数和生态服务价值,分析土地利用结构与生态服务价值的变化及其相互关系.结果表明:1997-2006年酒泉市耕地、林地、园地面积在增加,其中耕地增加最多,增加了9 803.15hm2,牧草地、水域和未利用地面积不断减小,其中牧草地减少最多,减少了207 470.56 hm2;酒泉市土地利用结构多样性指数和均匀度增加而优势度降低,土地利用趋于多样化和均匀化;各类土地的生态服务价值都有不同程度的增加,土地利用生态服务价值总体呈增加趋势;土地利用生态服务价值与土地利用结构线性相关,通过增加牧草地、水域和耕地等生态用地面积,提高土地利用集约度,调整土地利用结构促进土地利用的多样化、均匀化,可以增加生态系统稳定性和提高生态系统服务功能的经济价值.     

贵州省石漠化敏感区生态红线空间分异与管控措施研究

贵州省石漠化演变态势遏制了长江、珠江流域的生态安全需要。为响应国家生态环境保护与修复政策,加强长江上游生态保护工作,遏制贵州省生态环境恶化趋势,研究基于遥感和GIS技术,针对贵州省喀斯特石漠化等典型生态环境问题,依据《生态红线划定技术指南》(2015-06)建立敏感性评价指标体系及评价模型,评价贵州省石漠化敏感性现状,划定石漠化敏感区生态保护红线,定量揭示贵州省石漠化敏感区生态红线现状及地域分异,并根据贵州省石漠化治理实际情况,提出具体管控措施。结果表明:(1)2011年贵州省石漠化敏感性以强度敏感性为主,面积达36 227.83 km~2,占全省喀斯特地貌面积的32.23%,总体分布规律呈条带状分布;(2)通过叠加分析得出石漠化敏感区的空间分布与石漠化现状有一定关系,表现为除去无明显石漠化、潜在石漠化、不敏感性、轻度敏感性之外,已石漠化土地与中度以上敏感性所占面积比例变化趋势呈正相关。(3)贵州省石漠化敏感区生态红线面积达6 814.25 km~2,占全省国土面积的3.87%;主要由破碎斑块组成,较集中分布于贵州北部、南部及西部地区,其中遵义市、毕节市以及黔南州面积最大、最集中;(4)石漠化敏感区生态红线的管控措施应实施治理与保护并行,主要以保护为主,同时,加强石漠化敏感区综合治理以及生态保护政策体系建设。     

基于生态用地约束的土地利用数量结构优化

引入生态优先理念,采用碳氧平衡法分析规划目标年区域生态用地约束,以经济效益最大化为目标,构建基于生态用地约束的土地利用数量结构优化模型,并以南通市为例进行案例研究。研究结果显示,从区域低碳经济发展及远期预留的角度出发,到2020年南通市需65.66万hm2标准生态用地。土地利用结构优化后,目标年南通市耕地与林地面积分别增加27 256.59 hm2和6 640.08hm2,园地、城镇工矿及交通水利用地也有不同程度增加;而其他土地减少44 034.20 hm2,其他建设用地、农村居民点及牧草地等也有所减少。结果表明,优化后南通市2020年土地利用经济效益可达8 414.73亿元,折算后的标准生态用地面积达89.01万hm2,比2007年减少1.90万hm2,但其综合固碳释氧能力满足区域碳氧平衡的需要,可保障区域生态安全。     

城市区域土地利用变化及驱动机制研究 --以长江三角洲地区为例

以正处于一个新的成长期的城市群——长江三角洲地区为例,分析其工业化、城市化进程中的城市区域土地利用变化态势及内在驱动机理。通过对长江三角洲地区城市区域各地类面积比例的动态分析,发现研究区土地利用变化的主要方面是建设用地比例的增加以及耕地和水域面积比例的减少。在此基础上建立驱动因素体系,利用相关分析和主因子分析方法,并构建城市区域土地利用变化驱动力模型,得出长江三角洲城市区域土地利用变化的主要驱动因素是人口的增长和非农化、经济总量的增加以及劳动力的非农化。但是不同的时期,主要驱动力随着社会经济发展的特点和土地利用的特点不断变化：人口的非农化(城市化率)的作用不断增强;经济总量增长的作用明显的减弱;第三产业的发展对建设用地比例增加的驱动作用越来越强。     

喀斯特生态环境治理下土壤保持功能对石漠化的响应机制

喀斯特地区土壤保持功能是衡量石漠化生态治理成效的重要手段之一,基于InVEST模型,利用"3S"技术对2005、2010、2015年的关岭-贞丰花江示范区的石漠化进行解译,研究石漠化与土壤保持量两者的响应机制。结果表明:(1)2005～2015年石漠化程度总体减缓,面积由3 773.56 hm~2减少至3 474.23 hm~2,土壤保持总量相继上升,从29.29万t提高至37.29万t,2005～2010年单位面积土壤保持增量集中在6～30 t·hm~(-2)·a~(-1),后五年增量在0～6 t·hm~(-2)·a~(-1)。(2)由于土地利用方式、坡度、土层厚度等差异,土壤保持功能并未呈现简单式下降,而是表现为强度中度、轻度潜在、非喀斯特无石漠化。其中轻度与潜在差值最大,可达5.53 t·hm~(-2)·a~(-1),说明了潜在石漠化是今后治理的重点。(3)2005～2010年石漠化恢复型土壤保持增量为10.27 t·hm~(-2)·a~(-1),由于土地利用方式的转变以及治理时效性在2010～2015年降低为3.01 t·hm~(-2)·a~(-1)。稳定型石漠化变化土壤保持变化最为平稳,强度石漠化减缓区土壤保持功能上升快,轻度最为平缓,表明了治理期长且需循序渐进。因而,在治理过程中需考虑不同等级石漠化具有的土壤保持功能特性及其恢复的时效性。     

高度城市化区域土地利用结构演化与驱动因素分析——以苏州市为例

分析高度城市化区域土地利用结构演化以及驱动因素，可为优化区域未来的土地利用结构、促进土地资源的保护和高效利用提供科学依据。采用1998～2008年苏州市土地利用变更调查数据，运用土地利用数量变化、程度变化和空间变化等指标测算模型分析土地利用演化规律。结果表明：1998～2008年，苏州市耕地面积显著减少，农业结构调整明显；居民点及独立工矿用地面积急剧增加，与耕地减少呈显著负相关；土地利用程度综合指数逐年提升；苏州全域耕地、园地、城市用地相对变化率最大的均为昆山市，建制镇和独立工矿用地相对变化率最大的分别是张家港市和吴江市；利用主成分分析法对影响土地利用结构演化的人文因素进行了分析，得出驱动因素主要为：人口增长、经济发展、工业化和城镇化水平。走集约型城市化道路，实现“效率型”土地利用模式，注重社会、经济、生态效益相结合是今后土地利用努力的方向     

三峡库区（重庆段）石漠化敏感性评价及空间分异特征

以石漠化敏感性机理为基础，运用GIS与RS技术分别分析了喀斯特岩性因子、地形因子、植被覆盖因子、土壤类型因子的空间格局特征及其对研究区石漠化敏感性的影响程度。在此基础上，基于ArcGIS的空间叠加分析，完成单要素的叠加运算，实现研究区石漠化敏感性的综合评价。探讨了三峡库区（重庆段）这一特殊生态地理区域石漠化敏感性的高低分布规律及其在不同主导因子作用下的石漠化的空间分异特征。结果表明：（1）研究区石漠化敏感区面积为17 376.5 km2（3765%），以高度和极敏感类型为主。（2）空间分布具有明显水平地域差异特征，整体上呈现弧状 条带性分布。东北部和南部最为敏感，中西部基本为不敏感地区。（3）研究区石漠化现状与石漠化敏感性之间有着很好的对应关系，局部地区受人类不合理的干扰活动影响，石漠化现状与石漠化敏感性存在一定的差异     

不同地貌类型区城镇扩展对土地利用景观格局的影响——以四川名山县为例

基于RS和GIS的支持,以名山县为研究案例,分析与探讨西部经济以农业为主地区城镇扩展的时空特征和不同地貌类型下土地利用景观格局,以期为城镇规划及区域城镇可持续发展提供决策支持。结果显示:1975～1999年土地利用类型在不同地貌区的分布格局变化显著。林地面积大幅减少,分布区域向海拔较高地区收缩。居民及建设用地在低丘区增长较快,城镇用地大幅增加,成为影响研究区景观格局的重要要素。农业生产活动向地势较高的区域扩展,中丘区成为农业生产的主要场所,水田和旱地成其主要土地利用方式。高丘区旱地分布面积占首位;园地在低山区分布面积有所增加。1999～2005年基本维持1999年景观格局,居民及建设用地继续增长,尤其在低丘区表现明显;低丘和中丘区斑块总数减少,各景观要素平均斑块面积增加,形状指数和分维数降低;高丘、低山区水田、旱地减少,园地面积增加。     

不同地貌类型区城镇扩展对土地利用景观格局的影响

基于RS和GIS的支持，以名山县为研究案例，分析与探讨西部经济以农业为主地区城镇扩展的时空特征和不同地貌类型下土地利用景观格局，以期为城镇规划及区域城镇可持续发展提供决策支持。结果显示：1975 ~ 1999 年土地利用类型在不同地貌区的分布格局变化显著。林地面积大幅减少，分布区域向海拔较高地区收缩。居民及建设用地在低丘区增长较快，城镇用地大幅增加，成为影响研究区景观格局的重要要素。农业生产活动向地势较高的区域扩展，中丘区成为农业生产的主要场所，水田和旱地成其主要土地利用方式。高丘区旱地分布面积占首位；园地在低山区分布面积有所增加。1999~2005 年基本维持1999年景观格局，居民及建设用地继续增长，尤其在低丘区表现明显；低丘和中丘区斑块总数减少，各景观要素平均斑块面积增加，形状指数和分维数降低；高丘、低山区水田、旱地减少，园地面积增加.     

基于土地利用变化的生态服务价值损益估算——以岷江上游地区为例

为了定量分析和比较区域生态服务功能及其价值变化,运用中国生态系统服务价值当量因子表和岷江上游流域单位面积农田生态系统提供的食物生产服务的经济价值,以及分析1986、1995和2000年三期TM遥感影像所得到的土地利用情况,对岷江上游地区不同年代的生态服务价值变化进行了估算和比较。并初步分析了生态服务价值变化的原因。1986~1995年,农田面积增加了60 801 hm2,比1986年增长了477%。林地面积减少了89 01217 hm2,占原来面积的497%。总的生态服务价值从1986年到2000年减少了1199×108元。主要是由于人口的增加和森林的砍伐,导致森林面积减少,转变为草地、农田等土地利用类型。通过1995年和2000年对比得出：自从1998年实施“天然林保护工程”政策以来,到2000年森林生态系统面积与1995年相差约4 16528 hm2,生态服务价值相差约79亿元,可见国家政策在保护生态系统服务功能上虽起到了一定的作用,但与1986年相比还相差甚远,天然林保护工程任重而道远。     

云南喀斯特关键带植被时空变化特征及气候与人为影响因子解析

受自然环境及人类活动的影响,滇东南喀斯特地区石漠化问题严重,当地生态环境面临巨大压力.基于MODIS-NDVI数据通过像元二分模型提取植被覆盖度FVC,采用回归与残差分析等方法对2000 ～ 2016年植被覆盖时空变化特征和趋势进行了分析,并对影响其变化的气候和人为因子进行了解析.研究结果表明:近17年研究区FVC总体呈波动上升的趋势,增长速率为春季(0.005 0/a)＞冬季(0.004 3/a)＞秋季(0.004 0/a)＞夏季(0.000 3/a),年增长速率0.003 6/a.2000年以来FVC呈增加趋势的区域占研究区总面积比例在85％以上,而在市域、县域中心区以减少为主.研究区分别有56.41％、61.47％的FVC与气温、降水因子的相关系数通过0.05的显著性检验,主要呈正相关关系.2000～2016年研究区受人类活动影响持续增加的面积占总面积80.54％,持续减弱的面积占13％,影响不变的面积占6.46％,人类活动对FVC变化的影响呈持续加强的趋势.研究结果将为定量评估喀斯特区域石漠化综合治理工程和生态修复评估提供科学依据.     

太湖流域土地利用变化特征与机制分析

太湖流域土地总面积36 895 km²，包括了上海、江苏、浙江两省一市的部分区域，其中，江苏占53%，浙江占33%，上海占14%。太湖流域土地利用按下垫面可以分为耕地、建设用地、水域和其他用地4种类型。采用2005年土地详查数据与上次防洪规划数据进行比较。研究发现：耕地是太湖流域最重要的下垫面，占土地总面积的36.6%，建设用地占土地占面积的23%，与耕地的矛盾十分尖锐，水域面积较大，占土地总面积的14.5%。1996~2005年，土地利用变化的总体趋势是，耕地面积减少，减少幅度最大的地区在太湖流域江苏部分，两省一市建设用地均有30%左右的增长幅度，土地围垦得到有效控制，水域面积略有下降。人口增长和城市化快速发展、经济发展、效益驱动与土地管制差异是造成土地利用变化的主要原因     

自然保护区景观生态开发研究

依据可持续发展和景观生态学的相关理论,利用地理信息系统(GIS)的空间信息处理技术,采用景观生态格局分析与景观生态适宜性评价相结合的方法,对福建省峨嵋峰自然保护区景观生态开发的关键内容进行了探讨,结果表明:该区域森林景观面积大,斑块数也多,是主导景观类型;但是,由于受到人类的干扰,森林景观出现一定程度的非连续性.居民点、农田景观破碎度较大,不利于自然保护区内物种的繁殖、扩散、迁移和保护.景观的类型面积多样性指数为0.817 25,类型斑块数多样性指数为0.922 34,类型周长多样性指数为0.962 58,该区域须在有效保护的基础上,进行适度的景观改造和利用,提高景观多样性.通过景观生态适宜性评价,确定该区域景观生态保护核心区的面积1771.3.hm2,占保护区总面积的32.69%;景观生态保护缓冲区的面积2 874.06 hm2,占总面积的53.05%;景观生态开发区的面积772.77 hm2,占总面积的14.26%.最后提出了该区域景观生态化设计意见.     

红壤丘陵区土地利用变化对土壤质量影响

以鄂南红壤丘陵典型区的三个村为代表 ,应用地理信息系统对 1981和 1998年两个时期的土地利用变化和土壤质量进行对比研究 ,分析了土地利用变化对土壤质量的影响。结果表明 :研究区土地利用结构总体上具有农业型特点 ,17a间水田减少了 2 1% ;其余的利用方式则有不同幅度的增加 ,居民地、水域、林地、园地和旱地增加了 4 2 .2 %、99.6 %、8%、5 6 .8%和 8%。土壤质量有从优劣两端向中等靠拢的趋势 ,17a后 、 、 和 等地面积分别减少 18.6 %、12 .2 %、2 9.6 %和 2 5 % ; 等地增幅达 5 1.9%。土地利用方式及管理措施是影响土壤质量演变方向和强度的关键因子 ,园地和林地的土壤质量大多得到明显改善 ,水田的Δ SQI多数呈下降的趋势 ,旱地的土壤质量变化比较复杂 ,与土地利用结构相关。依此 ,本文探讨了定向培育土壤质量的途径     

太湖流域水供给服务供需时空演变分析

太湖流域是我国经济发展最快、人口最密集的地区之一。受土地利用和降水条件变化的影响,太湖流域水供给服务供需关系也发生着变化。通过分别设置1995～2015年太湖流域不同降水条件和土地利用变化情景,利用Invest模型定量评估水资源供给量,同时利用空间离散法定量评估水资源需求量,并进一步分析供需赤字和盈余区域的时空变化。结果表明:1995～2015年随着土地利用变化,尤其是建设用地的扩张(20年来涨幅达106%),水资源需求占供给量的比重由73%升至90%,需要依赖外来客水的县域面积占整个流域的比重由19%升至33%;2015年在不同降水条件下供需关系变化更为明显,降水量越少,供需赤字的县域越多,在干旱年份整个流域需求量占供给量的117%,供给量已不能满足需求量,且赤字县域的面积占整个流域的47%。两种情境下,太湖流域东北部水供给服务供需关系均比西南部紧张。作为影响太湖流域水资源供需变化的主要因素,土地利用和降水条件变化分别通过影响需求量和供给量改变供需关系。     

扬州市土地利用变化的驱动力机制研究

基于扬州市1996—2004各年份土地利用数据及相关统计资料。分析了8年中土地变化的特点及主要驱动力因子，结果表明：①8年来全市主要土地利用类型的变化表现出耕地、园地的面积大幅下降，建设用地的面积普遍增长；②选择11项指标构建土地利用变化驱动力模型，采用“主成分分析法”及SPSS13．0统计软件。分析得出：影响该市土地利用变化的主要驱动力因子是人口和经济的增长；③运用Eviews 3．1软件对土地利用变化中经济因素的驱动作用做回归分析得出：全市GDP每增长1亿元，需要新增建设用地约15．36hm^2．减少耕地约17．53hm^2；城镇化水平每增加1个百分点．需要减少耕地面积389．3hm^2，同时扩展城镇用地266．17hm^2。     

人工园林大面积种植区土地利用/覆被变化对生态系统服务价值影响

近10a来由于经济利益的驱动,橡胶、茶园、咖啡和桉树等人工园林在云南省西南部西盟县大规模种植,使土地利用结构和布局发生了较大变化,影响了种植区的生态系统服务价值。以西盟县为研究对象,基于2000年、2005年和2010年的遥感影像解译的土地利用/覆被数据,参照"中国生态系统单位面积生态服务价值当量",修订了西盟县生态系统单位面积服务价值,结合敏感度分析,探讨了土地利用/覆被变化及其对生态系统服务价值的影响。结果表明:(1)2000~2010年西盟县的耕地、园地、水域和乡镇用地面积增加,林地和草地面积减少,西南部的土地利用/覆盖类型相互转化主要表现在林地和耕地转化为园地,而东北部表现在林地转化为耕地;(2)从时间上看,生态系统服务价值呈减少趋势,10 a间净减少106.29×106元,林地的生态系统服务价值始终最高;(3)研究期内,只有食物生产服务有价值量的增加,其余生态系统服务的价值量均为不同程度的减少;(4)从空间上看,西盟县生态系统服务价值东北部和东南部高,西部、中部和东部低。力所乡生态系统服务价值有小幅度增加,其余乡镇均呈减少趋势。西盟县以经济利益为目的的发展模式给生态系统服务和可持续发展带来巨大压力,在一定程度上使区域整体生态效应下降。因此,西盟县的发展应该在保证生态系统稳定的前提下,适当发展园地,同时优化土地利用结构,在生态效益和经济利益之间,找到双赢的平衡点。     

土壤侵蚀对土地利用和降雨变化响应和空间分布特征——以金沙江一级支流小江流域为例

全球变化引起了一系列环境效应，土壤侵蚀是全球变化最为敏感环境效应之一。选择生态极其脆弱区小江流域作为研究对象，通过遥感影像和雨量站点获取3期土地利用和降雨变化信息，结合区域基础地理信息数据，利用通用土壤流失方程（USLE模型）对该区域土壤侵蚀对土地利用和降雨变化的响应进行了分析。研究表明：（1）降雨量在1981~1990年为降雨量较小年份，1991~2000年为降雨量较大时间段，2001~2005年降雨量开始急剧减少；（2）1987、1995和2005年的平均侵蚀量分别为：7058、8008和7981 t/（hm2〖DK1〗·a)，中度侵蚀以上面积分别占总面积的2992%、3383%和3318%，其中极强度侵蚀分别占915%、1281%和1263%；（3）在分布特征上，强度侵蚀和极强度侵蚀主要分布在小江流域的中下游地段。极强度侵蚀主要分布在中海拔区域（1 600~2 800 m），所占的比例呈持续下降的趋势，但在高海拔区域，极强度侵蚀呈增加趋势；同时，极强度侵蚀集中分布在高坡度段（>35°）上，占其面积的85%以上，且呈持续增加趋势，在中坡度段（15°~35°）上，极强度侵蚀呈现明显的减少趋势。USLE模型可以较好的反映出全球变化条件下土壤侵蚀效应，为合理开发土地资源和人类经济活动提供科学依据