中国北方农牧交错带农村土地利用变化因子分析——以内蒙古尧勒甸子村为例

以北方农牧交错带典型生态示范村尧勒甸子村为例，应用参与式农村评估法(PRA)并结合GPS与野外测量，恢复了该村1949年后50a来的土地利用历史过程与格局，利用GIS分析其1950-1999年的土地利用变化特点。运用因子分析和逐步回归分析方法揭示了人类活动因素对土地利用变化的作用。结果发现：1985年以前耕地面积扩大，草地面积减小，沙地面积迅猛持续增加；1985年以后土地利用变化向相反的方向发展，土地利用结构趋向合理。     

基于CA-Markov模型土地利用对景观格局影响辨识

采用CA-Markov模型方法,研究挠力河流域不同时段土地利用对湿地景观格局干扰强度的差异性.结果表明:(1)流域湿地景观格局变化显著.1967-2000年,挠力河流域湿地类型景观最大斑块指数逐渐减小,耕地和水域斑块的面积周长分维数逐渐减小,而沼泽和居民地的散布与并列指数变大,草甸和耕地聚集度指数增大;湿地景观破碎化程度增加;湿地景观空间分布逐渐由流域周围高地势区向中心河流廊道退缩.(2)流域土地利用变化明显.耕地和居民用地数量迅速增加,耕地趋于集中连片分布,土地利用呈由自然湿地逐渐转化为耕地的变化过程,耕地成为主导的土地利用类型.(3)流域土地利用强度存在阶段差异.1967-2000年,流域内人类活动对湿地景观的干扰强度逐渐加剧,人为景观面积比例由1967年的26.5%上升至2000年的67.8%.土地利用影响强度指数由1967年的1.690上升至2000年的2.394.2000年模拟的流域土地利用影响强度比2000年实际土地利用影响强度小,由此可以识别1983-2000年人类对湿地景观的干扰强度比1967-1983年有所增大;利用居民地和沼泽面积的变化可以识别流域人口增长和排水活动对土地利用影响的时段差异性.     

三江源土地利用变化特征及因素分析

根据三江源地区1980年、1990年、1995年、2000年、2005年、2010年、2015年7期1∶10万土地利用数据集,运用Arcgis 10.0空间统计分析与数理统计方法定量研究了该区土地利用变化特征、规律及趋势,阐明了影响土地变化的主要因素,为三江源地区土地资源的可持续利用及土地管理决策提供科学依据。结果如下,(1)2015年三江源土地利用类型以草地、林地和水域为主,分别占总面积的71.20%、4.28%、5.47%。低覆盖草地主要分布在研究区西北部,中高覆盖度草地以及林地集中分布在东南部,水域在整个源区都有分布。(2)根据土地利用变化重要性指数(C_i),得知35年间三江源土地利用类型之间的转变主要以低中高覆盖度草地、未利用土地与水域之间的转化为主。1980—2015年,低、高覆盖度草地,水域,建设用地面积波动增加,未利用土地面积有明显的减少趋势,35年间减少了17.61%,中覆盖度草地和林地基本保持不变,草地面积总体增加了13.45%。(3)从土地利用变化来看,建设用地增加最快,1980—2015年,建设用地增加了89.54%,它的开发程度也最大,为2.63%;未利用土地的耗减程度最大,耗减率为0.66%。(4)人口、经济结构变化及政策的实施是土地利用变化的主要驱动机制。     

干旱内陆河流域土地利用变化及其对环境的影响——以西北地区黑河流域为例

从区域的角度,研究土地利用/土地覆被变化导致的生态环境退化,对于丰富土地利用/土地覆被变化研究内容具有重要的理论意义,同时又对当地生态环境的保护与恢复具有现实的指导意义。文章以我国西北干旱区内陆河流域黑河为例,利用遥感和GIS技术,分析和评价近17年(1987—2004年)来该流域土地利用的动态变化及其对于整个流域环境的影响。研究结果表明,自1987—2004年黑河流域5种土地利用类型面积发生了显著的变化。具体表现在耕地面积由1987年的5178.0km2增加到2004年的5357.8km2,林地面积从1987年的6422.1km2增加到2004年的6450.4km2,城镇用地面积从1987年的115179.5km2增加到2004年的115791.4km2;另一方面,草地面积却从1987年的27710.6km2减少到2004年的27209.3km2,水域面积从1987年的1645.7km2减少到2004年的1386.4km2。同时又分别从黑河上、中、下游方面,对土地利用变化情况作了具体的分析。通过以上研究可以看出,近17年来,黑河流域土地利用发生了深刻的变化,由此造成了整个流域的生态环境退化问题,主要表现在水环境的变化、土地荒漠化、土壤盐渍化以及植被退化等方面。     

1996—2006年武汉市土地利用/覆被变化研究

以武汉市为研究区,利用1996和2006年Landsat5的TM影像解译结果,基于GIS空间分析与数理统计方法定量研究了1996—2006年11年间的武汉市土地利用/覆被变化。研究结果表明：（1）1996—2006年期间,武汉市土地利用覆被总体特征表现出耕地、草地和未利用地减少,林地、水域和建设用地面积增加的态势;（2）这11年间耕地转化为林地、建设用地和水域这3种变化类型分布最为广泛,转换率最大;（3）11年来武汉市土地利用综合动态度变化幅度较大,并呈缓慢上升趋势。土地利用年变化速度达到1.25%;（4）1996—2006年武汉市土地利用程度逐年提高,土地利用程度变化量和变化率均大于0,说明武汉市处于土地利用发展时期,土地利用集约度会进一步提高。     

丹东沿海地区土地利用变化对生境质量的影响研究

土地利用变化与生态效应影响研究是全球环境变化的热点。以丹东沿海地区2000—2018年土地利用景观格局为基础,运用GIS技术和In VEST模型对丹东沿海地区生境质量进行定量评估,并结合土地利用变化规律分析了土地利用变化对生境质量的影响。丹东沿海地区作为连接海陆的重要过渡带,研究其土地利用变化对生境质量的影响,对于权衡生态保护与利用土地资源海陆统筹发展具有重要意义。结果表明,(1)耕地、草地及未利用地面积减少,林地、水域和建设用地面积增加,研究末期林地仍占研究区的62.895%,耕地比重由30.565%降至25.735%,是研究区第二大土地利用类型,其次是建筑用地、水域用地,草地与未利用地占比较小。(2)研究期间,生境质量低值区扩大,较低值区缩小,中等级、较高、高值区面积增加。生境质量呈现自东北向西南递减,自沿海向内陆递减的分布特征。(3)研究区生境质量受土地利用变化影响较大,2015—2018土地利用变化与生境质量变化都较为显著,以林地、河渠为主的土地利用类型受人类活动干扰较小,生境质量较好;沿海地区的建设用地对生态环境造成破坏,生境质量较差。(4)通过空间自相关以及热点分析发现,研究区生境质量分布状况存在空间聚集性,聚集效应近年来有分散的趋势,区域间的生境质量差异扩大。     

基于遥感与GIS的黄河三角洲绿色空间生态服务价值评估

基于黄河三角洲1987、1997和2007年的TM遥感影像解译数据和野外调查结果,得到研究区三个年度的土地利用空间分布图。然后从土地利用的角度重新审视绿色空间的概念和内涵,建立基于土地利用类型的绿色空间生态评估体系,分析黄河三角洲地区的绿色空间生态服务价值及其变化情况。研究结果表明,1987—2007年间黄河三角洲地区绿色空间土地利用变化显著,其中,水体面积增加明显,农田、林地面积略有增加,湿地和草地面积显著减少,未利用地面积略有减少。土地利用面积的变化直接影响到其生态服务价值的变化,研究期间湿地生态服务价值减少了77.72亿元,草地减少9.00亿元,未利用地减少0.16亿元;水体的生态服务价值增加54.54亿元,农田和林地共增加3.41亿元。研究区绿色空间生态服务价值呈逐年减少的趋势,20年间研究区生态服务价值减少了28.94亿元。通过对绿色空间单项生态服务价值功能重要性进行评价,研究表明黄河三角洲地区单项生态服务价值以湿地、农田和水体占主要地位,这与各单项生态系统的面积及其单位生态服务价值量有关。     

兰州市土地利用变化及生态服务价值

以典型河谷型大城市兰州市为例,在RS和GIS技术支持下,剖析了1997-2009年该市各县区土地利用及其变化情况。在此基础上,参考Costanza等生态系统服务价值计算方法和中国陆地生态系统单位面积服务价值表,分析r近12年来研究区土地利用变化对生态系统服务价值的影响及其变化情况。结果表明：1997-2009年兰州市林地增长面积最大,主要来源于耕地的转出及两山绿化,其次为建设用地,主要是对耕地、草地和未利用地的占用;土地利用类型面积减少最大的是耕地,主要转变为林地、草地和建设用地。土地利用变化引起生态系统服务价值及GDP变化,其分别从1997年的59．99亿元,210．27亿元上升到2009年的61．52亿元,920亿元。总体呈增长趋势,表明该区域生态环境整体向良性方向发展。     

云南纵向岭谷区河流输沙量对土地利用变化的响应——以黑惠江、龙川江、盘龙河流域为例

以黑惠江、龙川江、盘龙河流域为例,探讨了云南纵向岭谷区河流输沙量对土地利用变化的响应关系。结果表明,林地面积增加,耕地和草地面积减少,使河流输沙量明显降低;林地向耕地和草地的转化以及草地向耕地的转化,导致输沙量明显增加。黑惠江流域和盘龙河流域在1990年后的10 a中土地利用方式趋于合理,年输沙量呈现减少趋势;而龙川江流域土地利用的合理性降低,年输沙量呈现增加趋势。3个流域河流输沙量变化均符合气候变化的大趋势,土地利用变化是河流输沙量变化的主要原因。3个流域河流输沙量对土地利用的响应规律符合山地河流的一般规律,但是其表现强于地势相对平缓的地区。     

广东省森林资源动态变化及成因分析

在1983年到2005年的林地基本数据的基础上,文章利用统计分析方法、单一土地利用类型动态度、土地利用变化区域差异模型分析方法结合GIS对广东省森林资源进行了分析,主要分析了森林资源的时间变化,包括数量的动态变化、变化速度以及区域变化差异,总结出广东省森林资源动态变化的几个特点:①林业用地1987年最少,有林地持续稳定增长,先由无林地和疏林地大面积减少转化为有林地,后来主要是非林业用地转化为林业用地.防护林面积有大幅度上升,薪炭林呈下降趋势.②幼龄林占绝对比重,近过成熟林比重低但在逐渐增加.活立木总蓄积持续上升,幼龄林、中龄林和近成过熟林蓄积基本随着面积变化而变化.③灌木林地和未成林造林地有相当幅度面积的增加.④1996-2004年,广州、深圳、珠海、东莞、中山、佛山林地相对变化率大多数在10以上,比平均变化大得多.文中对成因有简单的探讨,明确了广东省森林资源变化特点和规律,这将为广东省森林资源的可持续发展和决策部门提供依据.     

1985-2010年南京市耕地变化轨迹及驱动力分析

随着经济的快速发展,城市化程度加剧,南京市的土地利用发生了巨大变化.基于1985-2010年覆盖南京市的Landsat MSS/TM卫星影像,利用最大似然法获取南京市历年土地利用数据,将其归纳为耕地和非耕地2类.基于分类结果,提取并归纳了恒定耕地、恒定非耕地、转变为耕地、转变为非耕地和短暂性耕地5种耕地类型的变化趋势,借助景观水平上的斑块占景观面积的比例以及散布与并列指数来分析5种耕地类型变化趋势的景观格局时空动态,以说明耕地扩张和遗弃的时空轨迹.结果表明：（1） 1985-2010年,耕地面积减少40.42％;（2）恒定耕地面积在方位3所占比例最大,为56.89％,转变为非耕地主要分布在方位1、6和8,揭示了城市扩张的主要方向;（3）恒定耕地类型主要分布于六合区,面积为895.92 km2,转变为非耕地主要分布于江宁区;（4）恒定非耕地集中于市中心附近,而恒定耕地则远离市中心分布;（5）恒定耕地仍占主导地位,转变为非耕地具有较高破碎度.短暂性耕地面积不稳定,较易发生土地撂荒乃至土地退化;（6）人口与产业重心转移、经济发展、政策和城市扩张是显著影响耕地空间格局的关键因素.     

Eco-efficiency of urban material metabolism: a case study in Xiamen,China

In this research, the data envelopment analysis (DEA) model of measuring the eco-efficiency of urban material metabolism has been constructed based on the urban material input and output indicators. According to the data of Xiamen from 1985 to 2007, an empirical study was conducted to measure the eco-efficiency of urban material metabolism using DEA program. The results showed a general downtrend of Xiamen's eco-efficiency of material metabolism from 1985 to 2007, in which there were 15 efficient years and eight inefficient years. The eco-efficiency and urbanization rate of Xiamen was remarkably negatively correlated. Moreover, the results revealed at 4 years (1995, 2001, 2002 and 2003) there had been undesirable output slack (environmental pollution), and at 2 years (1991 and 1999) there had been desirable output slack (GDP), and at 8 years there had been input slack (water, land, food and energy), especially for water and energy. Finally, some suggestions on promoting the eco-efficiency of urban material metabolism were put forward.     

The dynamics of shifting cultivation captured in an extended Constrained Cellular Automata land use model

This paper presents an extension to the Constrained Cellular Automata (CCA) land use model of White et al. [White, R., Engelen, G., Uljee, I., 1997. The use of constrained cellular automata for high-resolution modelling of urban land-use dynamics. Environment and Planning B: Planning and Design 24(3), 323–343] to make it better suited for modelling the dynamics of shifting cultivation. In the extended model the time passed since the last land use transition of a location is a factor of its land use potential. The model can now account for the gradual decrease in soil fertility after an area of forest has been cleared for cultivation and also capture the process of regeneration once the plot is fallowed. The model is applied for the Ruhunupura area of Sri Lanka where chena, a particular practice of shifting cultivation, is a common land use that dominates the landscape dynamics. The model is calibrated for the period 1985–2001 and the results are assessed in terms of location to location overlap as well as structural similarity at multiple scales. These results give confidence in the representation of land use dynamics for the main land use classes. On the basis of a long term scenario run for the period 2001–2030, it is verified that the model captures stylized facts related to chena dynamics, in particular shortening fallow periods and increasingly long cultivation periods of chena, as a result of increasing land use pressure.     

Land use and land cover in a transitioning militarized landscape

The repurposing of military lands is common in many parts of the world and presents a variety of conservation opportunities. This study examines land cover at Big Oaks National Wildlife Refuge, Indiana (U.S.A.) as it transitioned from military proving ground to wildlife refuge from 1985 to 2013. We use remote sensing, semi-structured interviews, and a review of planning and management documents to examine this transition. Limited change in land cover composition and distribution are detected, despite changes in use and management. This landscape similarity relates to similarities in land management practices, and the impact of landscape history on current management practices. The findings suggest that military use and conservation objectives at this site yield similar land covers and are not necessarily in contrast to each other. As military base closures continue, the potential to maintain and expand conservation opportunities on these lands will likely grow in importance.     

安徽省耕地资源利用分析

根据安徽省生态环境现状调查的结果 ,耕地是安徽省主要的土地利用类型。由于经济建设、生态建设、经济利益的驱动和有限的后备资源 ,耕地面积逐年减少 ;肥力不足、土壤退化、水土流失等因素影响了安徽省耕地资源质量 ;低的生态占用表明该省人口数量已给环境造成巨大的生态压力 ,人地矛盾日趋突出。粮食的安全保障依赖于耕地的高强度利用、化肥的大量施用和有效灌溉面积的扩大。加强土地管理 ,严格执法 ,合理规划用地 ,以科学技术来提高粮食的单产水平和土地利用的集约化程度 ,是耕地可持续利用的保证。     

Future habitat loss and extinctions driven by land‐use change in biodiversity hotspots under four scenarios of climate‐change mitigation

Numerous species have been pushed into extinction as an increasing portion of Earth's land surface has been appropriated for human enterprise. In the future, global biodiversity will be affected by both climate change and land‐use change, the latter of which is currently the primary driver of species extinctions. How societies address climate change will critically affect biodiversity because climate‐change mitigation policies will reduce direct climate‐change impacts; however, these policies will influence land‐use decisions, which could have negative impacts on habitat for a substantial number of species. We assessed the potential impact future climate policy could have on the loss of habitable area in biodiversity hotspots due to associated land‐use changes. We estimated past extinctions from historical land‐use changes (1500–2005) based on the global gridded land‐use data used for the Intergovernmental Panel on Climate Change Fifth Assessment Report and habitat extent and species data for each hotspot. We then estimated potential extinctions due to future land‐use changes under alternative climate‐change scenarios (2005–2100). Future land‐use changes are projected to reduce natural vegetative cover by 26‐58% in the hotspots. As a consequence, the number of additional species extinctions, relative to those already incurred between 1500 and 2005, due to land‐use change by 2100 across all hotspots ranged from about 220 to 21000 (0.2% to 16%), depending on the climate‐change mitigation scenario and biological factors such as the slope of the species–area relationship and the contribution of wood harvest to extinctions. These estimates of potential future extinctions were driven by land‐use change only and likely would have been higher if the direct effects of climate change had been considered. Future extinctions could potentially be reduced by incorporating habitat preservation into scenario development to reduce projected future land‐use changes in hotspots or by lessening the impact of future land‐use activities on biodiversity within hotspots.     

Simulation of soil carbon changes due to land use change in urban areas in China

Land use change can have a strong impact on soil carbon dynamics and carbon stocks in urban areas. Due to rapid urbanization, large areas of land have been paved, and other areas have undergone rapid land use change. Evaluation of the impact of urbanization on carbon dynamics and carbon stock (30 cm) has become an issue of urgent concern. The soil carbon dynamics, due to rapid land use change in Tianjin Binhai New Area of China, have been simulated in this paper using the RothC model. Because this area is saline, a modified version of RothC that includes a salt rate modifier provided more accurate simulations than the original model. The conversion to urban green land was not accurately simulated by either of the models because of the undefined changes in soil and plant conditions. According to the model, changes of arable to grassland resulted in a decline in soil carbon stocks, and changes of grassland to forest and grassland to arable resulted in increased soil carbon stocks in this area. Across the whole area simulated, the total carbon stocks in 2010 had decreased due to land use change by 6.5% from the 1979 value. By 2050, a further decrease of 21.9% is expected according to the 2050 plan for land use and the continuing losses from the soils due to previous land use changes.     

三峡库区小流域土地利用方式对土壤肥力的影响

为探讨三峡库区小流域不同土地利用方式对土壤肥力的影响特征，采用野外调查、取样和室内实验分析相结合的方法，对三峡库区五桥河流域内3种主要土地利用方式(旱地、柑橘园、林地)的土壤理化性状进行对比分析。结果表明，不同土地利用方式对土壤吧力具有较为明显的影响，土壤孔度、渗透率变化由大到小的次序为林地→柑橘园→旱地；土壤有机质和氮、磷、钾养分含量由大到小次序为林地→柑橘园→旱地。这与不同土地利用方式下人类耕作活动、对土地的劳力与经济投入不同密切相关。林地受人为扰动少，因而土壤肥力高；柑橘园、旱地受人类耕作活动影响大，但因柑橘园经济产出效益较高，农户对土地的投入相应较高，使得柑橘园土壤肥力高于旱地土壤。     

Synthesis and spatial dynamics of socio-economic metabolism and land use change of Taipei Metropolitan Region

Ever since the concept of metabolism was extended from biological science by social scientists to analyze human systems, socio-economic metabolism has been extensively applied to explore resource consumption, asset accumulation, waste emissions, and complex processes of land use change in a socio-economic system. Current research in socio-economic metabolism and land use change has used accounting approaches for macroscopic comparisons of countries and regions. However, socio-economic metabolism has seldom been applied to the analysis of land use change. To simulate the spatial-temporal dynamics of socio-economic metabolism and land use change, this study adopts a spatial system modeling method to develop a Socio-Economic Metabolism and Land Use Change (SEMLUC) model for the Taipei Metropolitan Region. The simulation results illustrate that the Taipei Metropolitan Region is highly dependent on inflows of non-renewable energy and exhibits a spatial hierarchy of non-renewable energy consumption centering on Taipei's Main station. Additionally, urban assets provide feedback to natural and agricultural systems to extract additional resource inflows which, driven by the maximum power principle, accelerate the convergence of energy flows toward urban assets. Accumulating urban assets also facilitates inflows of non-renewable material to nearby cells thereby enhancing land use conversion to urban areas. This work also demonstrates the capability of ArcGIS software in simulating socio-economic metabolism and land use change in an urban system.     

西庄河流域土地利用方式对土壤肥力影响的研究

采用野外调查、取样和实验分析相结合的方法对云南省保山市西庄河山地流域内4种主要土地利用方式（林地、耕地、茶园、灌丛）的土壤理化性质进行对比研究，讨论了不同土地利用方式对土壤肥力的影响，结果表明，不同的土地利用方式对土壤肥力具有比较明显的影响：土壤有机质和全氮质量分数变化从大到小依次为灌丛＞林地＞茶园＞耕地；磷、钾元素表现为耕地＞茶园＞林地＞灌丛；土壤阳离子交换量表现为耕地＞茶园＞灌丛＞林地；盐基饱和度表现为耕地＞灌丛＞林地＞茶园；农业耕作活动对表层土壤物理性质影响明显。