三峡库区土地利用与景观格局变化研究

在地理信息系统(GIS)支持下,运用ArcGis软件和景观生态学的方法,对1980～2004年三峡库区土地利用和景观结构的时空变化特征进行了研究。结果表明:24年间三峡库区1495.97km2的土地利用面积发生变化,研究区域综合土地利用变化动态度达0.13%,区域土地利用斑块数由50858增加为50998个,平均斑块面积由1.103 km2/个减小到1.10km2/个。区域土地利用空间格局指数中多样性指数增长0.14%,均匀度指数增长0.23%,破碎度指数增长0.22%,优势度指数降低0.30%。土地利用类型变化的面积大小依次是建设用地>水田>旱耕地>草地>水域>林地>未利用地,土地利用的动态转化过程以林地、草地、旱耕地的相互转化与旱耕地向水田的转化为主。     

基于RS与GIS技术分析淮南矿区土地利用变化

借助淮南矿区1986、1999、2012年共3期遥感影像和地形图,应用遥感和GIS技术,通过人机交互解译方法获取了矿区土地利用/覆盖变化基础数据,由此计算各年份的土地利用结构指数、土地利用转移指数和土地利用空间指数,并依据计算结果分析矿区土地利用/覆盖类型结构和变化情况。研究表明:耕地是矿区主要土地利用类型,并逐年减少,城镇用地、水域增长最为明显,林地表现为增长趋势,农村居民点面积则呈现出先增加后减少的态势;三个年份矿区的土地利用均处于发展期;1999—2012年,土地利用变化剧烈程度较大,城镇用地、水域、和林地的增加主要依靠耕地的转化,耕地与农村居民点之间的转化是空间上分布最广泛的转化。     

武夷新区土地利用变化及景观格局研究

以2010年的LandsatTM遥感影像图和武夷新区总体规划中新区2030年土地利用规划图为基础数据,在RS和GIS技术支持下,结合马尔科夫模型和景观生态学方法分析了未来武夷新区的土地利用与案观格局变化。结果表明：在规划实施后,建设用地通过占用耕地和林地而大面积增加,使得林地和耕地相应减少,人类活动对景观的干扰强度增大,区域景观斑块形状趋于规则简单化,斑块总数有所减少,平均斑块面积增大,景观连接度增强,破碎化程度降低,景观多样性增加。     

近30年来鄱阳湖环湖区土地利用与景观格局变化研究

以1988—2018年7期Landsat遥感卫星影像为数据源,采用土地利用转移矩阵、景观格局指数等方法探究了鄱阳湖环湖区近30年来土地利用与景观格局变化特征.结果表明：①近30年来鄱阳湖环湖区建设用地和林地面积显著增加,耕地、草地、水域和未利用地面积减少.②建设用地的转入类型以耕地为主,30年间共侵占耕地面积1243.66 km²,占建设用地面积增加量的71.19%.林地的转入类型主要为耕地和草地,其中,耕地转入占比56.95%.耕地的转出类型以建设用地、草地和林地为主,且1999年以后随着城镇化的发展耕地主要转向建设用地.③近30年来鄱阳湖环湖区景观总体破碎程度逐渐增大,景观斑块个数共增加63492个,增幅为11.68%.景观连通性降低,各类型土地呈均衡化趋势 分布,景观异质性增加.研究结果可为推动鄱阳湖环湖区土地资源保护、生态环境保护和经济协同发展提供参考依据.     

高速公路对沿途土地利用及景观格局的影响——以内蒙古省道103线蒲滩木刀口到城壕段为例

利用2002年和2006年公路建设前后的两期遥感数据,分析了公路对沿线土地利用和景观格局的影响。结果表明：公路建设使公路用地面积增加了4.10km^2,主要由侵占农业用地和沙地所导致;居民区、森林面积分别增加了1.12km^2和0.08km^2,其余土地利用类型面积有所减少;道路、居民区和森林的景观破碎化指数增加,农田、草地、灌木、沙地和水域下降;景观多样性指数增加,景观优势度降低。     

黄土高原的景观格局变化与水土流失研究——以黄土高原马莲河流域为例

应用RS/GIS技术和景观生态学研究方法,利用通用土壤流失方程(USLE)分析了黄土高原马莲河流域2000年和2007年的景观格局变化与水土流失。结果表明:马莲河流域的景观格局和水土流失方面近8 a发生了重要变化:①建设用地、水域、中高盖度草地以及林地面积增加,低盖度草地、耕地等面积减少,其中超过50%的低盖度草地补充为中高盖度草地;②斑块数量、斑块密度以及多样性指数在减小,说明斑块破碎化程度减小,生态系统趋于稳定化,生态功能逐渐增强;③土壤侵蚀总量减小12 506.76 t,水土流失明显减弱,其变化原因与当地植被恢复、人类活动、人口城镇化、建设用地增加等因素密切相关,尤其是世行项目和国家退耕还林还草政策的有效实施。     

矿业城市景观生态安全研究——一种双层复杂网络分析方法

以土地利用变化（LUC）和景观生态安全指标（LESI）分别作为上、下层网络,通过确定LUC和LESI单层网络的节点、节点重要度和节点连接强度,以及LUC与LESI上下层网络之间的节点连接系数,形成LUC-LESI双层复杂网络模型,并构建度中心性、聚类相关性和节点影响强度等3个复杂网络指标,定量分析区域土地利用变化与景观生态安全之间的内在有机联系,为土地利用调控提供指导.大冶市案例研究结果表明,2005~2015年大冶市景观生态安全状况相对稳定,7个乡镇景观生态安全状况得到提高,8个乡镇景观生态安全状况降低,景观生态安全总体处于第4等级;耕地减少和建设用地增加在LUC网络中处于核心位置,是整个网络的骨架,香农多样性指数SHDI在LESI网络中处于核心位置,对区域景观生态安全的影响最大,耕地减少和建设用地增加在区域景观生态安全变化中起主导作用;建设用地扩张主要占用耕地,耕地-建设既有相对集中的大面积开发区,又存在工矿建设的遍地开花,且建设主要沿道路线性展开,导致耕地-建设的平均斑块面积大、斑块聚集度较低、斑块形状指数较高;耕地改种树木现象在各乡镇已较为普遍,单块面积较大且相对集中,而耕地抛荒主要发生在山丘区域,虽集中度高但单块面积较小,耕地改种树木和耕地抛荒多表现为成片进行,导致耕地-林地平均斑块面积较大而耕地-草地平均斑块面积小,两者斑块聚集度均较高,斑块形状指数均较低.LUC-LESI双层复杂网络实现了景观生态安全与土地利用变化之间关系的定量化表达,可以作为区域景观生态安全研究的一种有效分析工具.     

黄河三角洲自然保护区国土空间变化遥感监测与评价

为了解人类活动对黄河三角洲国家级自然保护区生态环境的影响,利用2000年至2019年的卫星影像数据,分析了黄河三角洲自然保护区近20年来土地利用的变化情况,并利用开发干扰指数定量分析了土地利用变化对自然保护区的影响。得出主要结论如下:黄河三角洲自然保护区近20年土地利用变化明显,草地、耕地和未利用地等土地利用面积下降,而建设用地（城乡居民点、工矿用地）和水域湿地等面积增加。变化面积占自然保护区总面积的47.0%,减少的草地和耕地等主要转为建设用地、水域湿地,主要表现为实验区内盐田和养殖塘面积的增加。2000年以来黄河三角洲自然保护区开发干扰指数逐年增大,2005年之前人类活动干扰相对轻微;2005年至2016年人类活动干扰剧烈,自然保护区开发干扰指数增加迅速,以盐田和养殖塘的开发为主要影响因素;2016年后自然保护区的监督管理力度加大,开发干扰指数趋于稳定。人类活动干扰呈现从轻微到剧烈再到稳定的过程。     

基于一级水生态分区辽河流域景观格局时空动态分析

以辽河流域四个一级水生态分区为研究区,基于1990、2000、2005年TM影像,应用GIS技术,采用转移矩阵和景观指数方法,对辽河流域1990～2000年和2000～2005年期间土地利用和景观格局的变化进行了综合分析。结果表明:1990～2000年间水生态Ⅰ区耕地减少显著,减少的耕地主要转变为林地,而2000～2005年间草地面积大幅度减少,减少的草地主要转变为耕地;1990～2000年间水生态Ⅱ区耕地面积大幅度减少,耕地主要转变为草地和林地,2000～2005期间耕地大幅度增加,主要来源于草地;1990到2000年间水生态Ⅲ区耕地面积大幅减少,耕地主要转变为林地,2000～2005年大量林地转变为耕地和建设用地;水生态Ⅳ区包括浑河和太子河流域,其中浑河流域在1990～2000年时期景观格局的变化类型主要是由耕地转变为林地和建设用地,太子河流域耕地主要转变为林地。2000～2005年时期浑太河流域景观格局变化类型主要由减少的林地流向耕地。景观指数分析得到辽河流域景观变化的总体趋势是:形状更加复杂,异质性增加,破碎化程度加剧,尤其以建设用地的破碎度最高,并且有逐年增加的趋势。Ⅰ区和Ⅱ区景观连通性和聚合度在1990～2005年时期呈上升趋势,而在Ⅲ区和Ⅳ区在2000年景观结合度和连通度最低。研究时间内Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ区景观多样性和均匀性指数在前期变化不显著,后期显著上升,Ⅲ区多样性和均匀度最高时期是2000年,1990年和2005年差别不显著。     

土壤重金属累积对土地利用与景观格局的响应

土地利用/覆被既能反映重金属污染物的主要来源,亦能通过改变土壤物理、化学和生物性质从而控制重金属在土壤中的迁移性和活性,造成土壤中重金属的累积直至污染.基于2003年和2013年宁波市区土壤重金属采样点数据和土地利用数据,采用面向对象的决策树分类方法进行土地利用/覆被分类,采用单项污染指数、内梅罗综合污染指数评价土壤重金属污染状况,采用景观格局指数探索重金属不同累积程度下的土地利用变化和景观格局演变,采用冗余和偏冗余分析识别对研究区土壤重金属累积影响最为显著的景观格局因子及不同因子之间的交互作用.结果表明:①2003～2013年研究区8种土壤重金属元素均出现了不同程度的累积,其中以Hg、Ni和Cr的累积程度最高;研究区大多数区域已受到了土壤重金属的污染且重度污染区的污染程度仍在加剧.②较高的重金属累积程度并不完全出现在土地利用类型一直为建设用地的区域,或由其他类型转为建设用地的区域,有相当一部分发生在利用类型一直为耕地或者是由其他类型转为耕地的区域.③重金属污染地区都有着破碎、复杂和聚集的景观格局特征,其中耕地、住宅用地和工业用地的这种特征与土壤重金属累积的相关性最大;④建设用地的斑块聚集程度越高,大多数重金属元素的累积程度会显著增加;景观的多样性程度和农用地的形状复杂程度越高,Cu、Hg、Pb和Cd的累积程度会显著增加;距离采矿用地越近,Cd含量增加的效应越明显.     

基于RS和GIS的陕西省洛川县土地利用类型和植被覆盖变化特征

明确土地利用类型转变和植被覆盖度变化的范围、幅度和归因是评估生态工程环境效应的前提。然而,在黄土高原塬区县域尺度类似的研究鲜有报道。基于长时间序列NDVI数据和Landsat系列卫星数据,探究了黄土高原洛川县土地利用和植被覆盖度的变化状况。结果表明：退耕还林（草）工程实施以来,洛川县植被覆盖度从0.6（2000年）增至0.9（2020年）,耕地面积减少了481.8 km²,其中212.8 km²为坡度＜15°的适耕区转为苹果园,耕地改种苹果后植被覆盖度从0.5增至0.8。由于坡耕地还林草的面积在洛川县土地变化总面积中仅占1.5%,远小于其他地类改种苹果的面积（占20.0%）,因此,洛川县植被覆盖度的提升主要是政府大力推广苹果树种植的结果。本研究可为黄土高原经济林建设提供基础数据和科学参考。     

淮南煤炭开采土地破坏及其综合治理

煤炭开采会破坏和压占大量的土地资源,导致土地利用类型、功能发生较大变化,污染周围环境。淮南煤矿开采历史悠久,因采煤形成的塌陷地总面积约133km^2,采空区面积约69km^2;形成了34座矸石山,堆体占地面积约1.6km^2。塌陷水域面积不断扩大,煤矸石长期大量堆放占用土地、污染水和大气,已成为制约淮南矿区社会经济发展的重要因素。通过对淮南煤炭开采造成的土地破坏情况进行分析,提出了一些综合治理措施,以利于矿区环境、社会和经济的可持续发展。     

江苏省耕地面积变化与经济增长的协整性与因果关系分析

江苏省近年来随着社会经济的发展,耕地面积急剧减少,土地利用变化和经济增长二者关系更为明显和完整,具有极好的典型性和代表性。论文利用近20年来耕地面积、经济增长与城市化水平之间的长序列统计资料,对江苏省1981～2004年间的耕地面积与经济增长及城市化水平的协整性和因果关系进行了研究。研究表明:耕地面积、GDP与城市化水平均是不平稳的时间序列,直接对其进行回归分析是不严谨的;江苏省耕地面积变化与经济增长之间不具有长期的协整性;江苏省耕地面积与GDP、城市化水平之间只存在单向的因果关系。通过研究,认为目前的土地利用方式极不合理。因此,降低耕地减少速度,提高土地利用效率是非常紧迫的战略问题。     

东南沿海地区土地利用转换态势与机制分析

引进土地利用动态度、利用优势度和类型复杂度评判指标,重点揭示20世纪90年代东南沿海地区土地利用类型转换程度、时空差异及其机制。研究表明:东南沿海地区耕地减少122.2×10⁴hm²,建设用地增加85.9×10⁴hm²。土地利用类型转换态势受区域经济社会发展水平及其结构变动的深刻影响。市场经济体制的完善和个体股份机制的创新为沿海土地利用类型快速转换提供了政策平台。人口增长与技术进步是土地利用类型转换的原动力,并通过推进各类产业园区(包括开发区)、中心村镇建设而作用于土地利用类型转换的全过程。     

长江三角洲近50年耕地数量变化的过程与驱动机制研究

长江三角洲是中国人口最密集、经济增长最快和土地集约化利用程度最高的地区之一,经济快速发展加剧的人地矛盾已经成为区域可持续发展面临的一个重要问题。论文利用近50年耕地长序列统计资料和近5年的土地详查与变更数据,研究揭示了长江三角洲高强度土地开发的特征和近50年耕地数量变化的基本过程及其空间差异,并初步探讨了耕地数量变化的主要驱动因子及其作用。研究表明,近50年来,长江三角洲地区耕地数量呈现明显的波动减少趋势,经历了由增加→急剧减少→缓慢减少→快速减少的基本变化过程,其中分别在1958～1963年、1985年前后和1993年前后出现了三次明显的耕地流失高峰,其形成机制主要是政策、经济发展和人口增长的驱动。     

基于GIS的煤矿区景观格局时空变化分析——以呼伦贝尔市某煤矿为例

在GIS平台和Fragstats 4．1软件的支持下,本文以1989年和1999年的TM影像,2012年的资源三号卫星影像为数据源,利用景观／斑块类型面积、斑块所占景观面积的比例、斑块密度、最大斑块指数、总边缘长度、边缘密度、香农多样性指数、蔓延度指数等景观特征指标,对呼伦贝尔市某煤矿区的景观特征动态变化进行分析。结果显示：该煤矿区20多年来景观格局有了很大变化,景观类型由1989年的水域、草地、未利用地为主导变为2012年以未利用地、草地、耕地为主导,其中因人类工业活动和人工复垦导致工矿景观、道路景观、林地景观和耕地景观面积增加,而原来占绝对优势的水域景观面积则大幅减小。     

基于经济发展阶段理论的土地利用变化研究——以广西江州区为例

土地利用在不同的经济发展阶段表现出不同特点。广西江州区属于我国西部经济欠发达地区,经济发展正处于工业化初期的起步阶段,土地利用变化特点主要表现为:以农业生产用地和生态用地竞争为主,耕地变化是土地利用变化的主要内容;建设用地低效、缓慢增长,农村居民点增长面积占较大比重;人均农村居民点面积逐渐增加。以1978-2002年的统计数据为基础,用主成分分析和回归分析相结合,对耕地面积变化的驱动力进行了研究,结果表明:人口增长、经济发展和土地管理使得耕地面积不断增长,收入和消费的提高以及农业产业结构调整导致耕地面积减少。发达地区的发展历程表明,经济高速发展必然引起农地快速非农化,江州区在土地利用中,必须注意节约用地,保护耕地,减少土地资源浪费,防止环境污染,实现区域土地的可持续利用。     

太湖流域土地利用变化及洪涝灾害响应

根据1986年和1996年土地资源调查和土地详查资料,分析了太湖流域土地利用的数量变化和空间变化,揭示了该区土地利用变化的幅度、速度、区域差异,以及土地利用变化的驱动力。根据1991年汛期(5～9月)降雨,分别计算了1986、1996年下垫面状况下的产水量,比较了二期产水数量和空间分布的差异,分析了20世纪90年代以来流域水位连续偏高的原因,进而分析洪涝是如何对土地利用的变化作出响应的。太湖流域土地利用变化的特征是耕地面积快速减少和建设用地迅速增加,土地利用变化的驱动力是政策因素、经济发展和人口增长。太湖流域10年间土地利用变化使流域产水量增加,洪涝过程缩短,增加的产水分布在流域的上游,加重了流域的洪涝灾害。     

集约化农区近50年耕地数量变化驱动机制分析——以河北省曲周县为例

根据曲周县历年耕地数量变化统计数据和1986年土地利用现状以及1986～2000年土地利用变更调查数据进行分析表明,曲周县耕地面积经历了增加→急剧减少→缓慢减少→快速上升→相对稳定的变化过程。1949～1957年为耕地增加期,全县年平均递增率达到0.43%;1958～1961年为耕地急剧减少期,年均递减1.55%;1962～1974年为耕地缓慢减少期,年均递减0.47%;1975～1985年为耕地数量快速增加期,年均递增0.63%;1986～1999年为耕地数量相对稳定的阶段,耕地年均递减0.026%。人口变化、自然因素变化、技术进步、区域经济发展和政策演变共同组成了耕地数量变化的驱动力系统。人口增加对粮食和住宅用地的需要为耕地数量的增加提供了最根本的需求;气候因素的变化为大量盐渍土的改良提供了基础,而只有技术进步才能使大量盐渍土变为耕地;以第一产业为主的经济结构组成,使耕地比重占据了土地利用结构中的主导地位;而国家政策的阶段性变化,促使耕地数量发生了相应变化。     

我国耕地保护经济补偿分区及其补偿额度测算——基于省级耕地-经济协调性视角

正确处理耕地保护与经济发展之间的关系,对保障我国粮食安全具有十分重要的意义。论文从省级耕地资源禀赋与经济增长协调性出发,基于粮食安全及区域耕地生产力均衡视角确定了耕地盈余区、平衡区、赤字区,并利用机会成本法测算了耕地保护经济补偿标准以及补偿额度。结果表明：1）2007—2015年我国耕地资源禀赋与经济增长间存在非协调性,需要进行区际间耕地保护利益协调;2）将全国划分为8个耕地盈余区、11个耕地平衡区及12个耕地赤字区;3）2015年全国平均耕地保护经济补偿标准为2.90万元/hm²,其中,耕地赤字区最高,耕地盈余区次之,耕地平衡区最低;4）基于情景模拟法得出,不同区域的耕地盈亏量及耕地保护补偿额度存在较大差异。据此提出：实行差别化耕地保护政策;建立动态化的耕地保护制度,制定合理的区域差异化的耕地保护经济补偿标准,尽快建立健全耕地保护利益协调机制,以保障我国粮食安全的目标。