近25年三峡库区土地覆被变化及驱动力分析

基于1990、2000、2005、2010和2015年五期30 m空间分辨率土地覆被遥感数据，利用动态度模型和转移矩阵，综合分析了近25 a三峡库区土地覆被的时空格局、变化特征及驱动力。研究结果表明：2015年三峡库区土地覆被以森林和耕地为主，分别占总面积的41.45%和24.58%；1990~2015年三峡库区人工表面、湿地、森林和其他用地的面积增长明显，耕地、灌丛和草地的面积整体减少，区域综合土地覆被动态度呈先增加后稳定的变化趋势，人工表面是最为活跃的土地覆被类型，其次是湿地和耕地；前10 a三峡库区人工表面占用耕地较为突出，后15 a土地覆被类型转换主要为森林、灌丛和耕地转为人工表面和湿地；三峡工程建设、移民安置与迁建、经济发展与城镇化导致人工表面不断扩张，水库蓄水导致湿地面积迅速增加，农业结构调整促使园地面积扩张。三峡库区近25 a来，在退耕还林等生态保护政策影响下，生态环境状况趋于改善，库区森林面积显著增加，坡耕地面积持续减少，但人地矛盾日益突出，研究结果可为后三峡时代库区生态环境保护与社会经济的协调发展提供数据支撑。     

南水北调中线丹江口库区土地生产潜力估算

以土地生产潜力与承载力理论为基础,以南水北调中线工程主要淹没区和水源地——丹江口库区耕地为研究对象,在遥感影像、DEM、气象、土壤等数据支持下建立模型,利用潜力递减法估算丹江口库区的土地生产潜力,同时对土地资源人口承载力进行研究。估算结果表明:研究区不同作物、不同耕作制度下的最大生产潜力与现实生产力有很大差距,在现有粮食生产水平下,库区未淹没耕地的情况下,库区的人口承载力现状已经很差,当水位达到170 m后,库区人口承载力将进一步恶化。但是,研究区作物的现实生产力还有很大的提高余地,若在移民的前提下,深入挖掘土地生产潜力,因地制宜的选择合适的耕作制度,库区的土地承载力还可以有所提高。     

基于MODIS像元尺度的三峡库区植被覆盖度变化的地形分布特征

区域植被覆盖变化监测是研究资源环境承载力的基础，其对区域可持续发展至关重要。基于MODIS NDVI数据，采用像元二分模型计算了2001~2018年三峡库区植被覆盖度，结合植被覆盖度变化类型提取模型及分布指数，揭示了库区植被覆盖度变化在不同地形因子上的分布特征。研究表明：（1）三峡库区植被以高和中高覆盖度为主，其分别占库区总面积的65.72%和28.61%。18年来，库区年均植被覆盖度增长率为0.14%；（2）库区植被稳定类型占总面积的79.50%，植被改善占16.71%，植被退化占3.79%。26个区（县）中，长寿区、江北区等7区的植被改善面积小于植被退化面积，存在生态退化风险；（3）高程小于500 m、坡度小于6°的区域植被退化优势显著；高程500~1 100 m的区域植被改善为主导类型；坡度6°~15°的区域无明显优势分布；高程大于1 100 m、坡度大于15°的区域植被稳定和植被改善类型为优势分布；（4）库区不同坡向上，平坡上的植被退化类型显著，当坡向由阴坡向阳坡转变（西坡→南坡，北坡→东坡）时，植被覆盖度变化优势分布类型由植被退化型转变为植被改善型。研究结果揭示了三峡库区植被覆盖的空间分布和变化特征，对库区生态环境评价和植被恢复及保护具有一定的借鉴意义。     

我国自然资源的承载力分析

发展与资源环境有着非常密切的依赖关系，这种实际存在的关系并不像目前流行的知识经济所设想的那样，可以通过开发技术从根本上加以改变。可持续发展不是不消耗资源。不是使发展完全摆脱对资源环境的影响和依赖，而是要将发展保持在资源环境可承载能力的限度以内。又不能使发展处于停滞状态。总体分析我国资源环境的承载力。表明：①生态空间严重不足，全国大范围出现生态赤字，但把不可再生资源计算在内的生态承载力还有巨大空间；②从全国范围来看，目前人口数量规模在水资源人口承载能力范围之内。但一些地区表现出水资源人口严重超载：③我国土地的人口承载力略有剩余，保持长期稳定的温饱具有自然资源保障基础：④我国能源矿产结构性矛盾十分突出，石油矿产长期短缺已成定局。石油能源承载能力明显不足；⑤总体上我国人口和经济发展还没有超出自然资源的承载力限度，但部分地区和部分自然资源严重超载。因此。对于目前我国资源环境的总体状况，我们既不能过分乐观也不能过分悲观的估计。总体上我国人口和经济规模还没有超越自然资源所能承载的限度。     

三峡库区乔木林生物量和碳储量的估算

以三峡库区为研究地点,建立库区优势树种立木生物量模型,并测定乔木含碳系数,结合库区第7次和第8次森林资源连续清查数据,估算了整个三峡库区乔木林的生物量和碳储量。研究结果表明:(1)整个库区乔木林生物量和碳储量第7次调查为12 583×104t和6 471×104t,单位面积生物量75.70t/hm2,碳密度38.93t/hm2,第8次调查为14 253×104t和7 396×104t,单位面积生物量77.46t/hm2,碳密度40.20t/hm2。可见,这5a中,三峡库区生物量和碳储量都有所增加。(2)对于不同森林植被类型来说,松类的生物量和碳储量都显著高于其他类型,分别占三峡库区生物量和碳储量的40%和50%。(3)三峡库区森林植被生物量和碳储量随龄级增大先增大后减少,在中龄林时达到最大,比较两次调查的生物量和碳储量,森林植被主要以幼林龄和中龄林占优。(4)两次调查显示三峡库区森林植被生物量和碳储量主要分布在天然林中,对于碳汇起到主要作用,同时,人工林所占的比例有所提高,其碳汇能力也逐步提高。     

基于多情景模式的兰州新区生态适度人口测度

适度的人口规模是城市可持续发展的关键,城市生态适度人口的确定取决于区域生态承载力与区域人口对生态资源的需求,生态敏感性分区和区域可利用土地资源评价是生态适度人口测算的前提。本文以兰州新区为例,针对新区存在的主要生态环境问题,在GIS支持下对其生态环境敏感性进行综合评价,明确了生态环境敏感性分布规律。利用数字高程模型、遥感影像解译土地利用图和国土部门土地利用数据,测算和评价了兰州新区可利用土地资源的数量和空间分布特征。基于多情景模型方法,从用地空间、可供水量、绿地指标、生态足迹和生态敏感性分区5个方面测算了兰州新区的生态适度人口与最大人口规模。结果表明:兰州新区生态适度人口规模为82.28万人-119.93万人,生态环境和用地空间对兰州新区人口容量规模的限制作用较其它因素强烈,2030年新区人口将达到或接近适度人口规模。新区发展应统筹城乡各类资源的利用,提高土地节约集约利用水平,提升土地生态承载力。     

三峡库区森林植被恢复与可持续经营研究

系统的野外调查数据和历史资料分析结果表明,三峡库区森林植被在空间上发展不均匀,无明显垂直分带,且分布分散,人为干扰严重。目前,在70多个植被类型中,森林类型占25个,江岸两侧海拔800 m以下地区森林已经很少。森林类型中,马尾松、柏木林的分布面积最大,并在许多疏林中成为主要树种,主要是飞播或人工种植。库区大于25°的坡耕地占耕地面积的17.5％。库区薪炭林仅能满足农村用能总需求量的10.78％。不合理的土地利用方式和对森林的不合理砍伐导致脆弱的土壤系统和森林生态系统的严重退化、生产力下降和严重的水土流失。库区土壤年侵蚀量达到2.9亿t。三峡工程建设和移民安置对库区森林生态系统的压力和影响将是长期的。调查结果同时表明,库区植物生物多样性丰富,植物种类在5 032种以上,而且乡土树种多。分析认为,只要抓住三峡工程建设的契机,紧密结合国家天然林保护和退耕还林工程建设,充分利用良好的生物学基础,科学地封山育林,分带逐步恢复,同时,因地制宜,退耕还林,发展森林能源,建设多目标复合和多种模式并存的林业经营体系,发展经济,就能从根本上改善森林经营环境,实现森林恢复,形成合理布局的水库森林防护系统,促进三峡库区生态环境建设和可持续发展。     

芜湖市土地资源人口承载力与可持续发展研究

作为人类赖以生存和发展物质基础的土地资源有限性与人口的增长加剧了人地间的矛盾 ,土地资源人口承载力问题日益引起社会关注。在总结芜湖市土地资源利用现状、特点和当前人口食物消费水平的基础上分析了土地现实生产能力 ,同时为预测芜湖市 2 0 0 0、2 0 0 5、2 0 10年人口数量、复种指数、耕地面积及粮食单产发展趋势而分别建立了一元线性回归模型与灰色系统 GM(1,1)模型 ,通过取其平均值以提高其精度 ;并结合温饱型、宽裕型、小康型与富裕型四种消费水平分别探讨了预测期内芜湖市土地资源人口承载力状况 ,最后从耕地总量动态平衡、提高粮食单产与质量及控制人口增长等方面提出了可持续发展对策 ,为芜湖市建立稳定、协调、持续发展的人地关系提供科学的理论依据     

祁连山北坡水源涵养区2012年生态足迹研究

应用生态足迹理论,对祁连山北坡水源涵养区的生态足迹、生态承载力、生态盈亏、万元GDP生态足迹、人口容量及人口赤字进行计算分析。从而得出本区域生态足迹表现出明显的资源依赖性。生态环境好、森林、草地资源量大,人均生态资源占有比例高的区域,经济发展所依赖的生态资源支撑力强,生态足迹明显盈余。反之,资源总量与经济急速发展需求不匹配,经济发展支撑能力弱的县区,则出现了生态赤字。     

芜湖市土地资源人口承载力与可持续发展研究

作为人类赖以生存和发展物质基础的土地资源有限性与人口的增长加剧了人地间的矛盾,土地资源人口承载力问题日益引起社会关注。在总结芜湖市土地资源利用现状、特点和当前人口食物消费水平的基础上分析了土地现实生产能力,同时为预测芜湖市2000、2005、2010年人口数量、复种指数、耕地面积及粮食单产发展趋势而分别建立了一元线性回归模型与灰色系统GM（1,1）模型,通过取其平均值以提高其精度;并结合温饱型、宽裕型、小康型与富裕型四种消费水平分别探讨了预测期内芜湖市土地资源人口承载力状况,最后从耕地总量动态平衡、提高粮食单产与质量及控制人口增长等方面提出了可持续发展对策,为芜湖市建立稳定、协调、持续发展的人地关系提供科学的理论依据。     

三峡库区不同退耕还林模式水土流失特征及其影响因子

三峡库区为国家水土保持重点防治区，土地利用/覆盖变化（LUCC）与水土流失的关系已成为水土流失治理研究的关注重点之一，退耕还林工程的水土保持效益对于库区生态环境的建设具有重要意义。通过对库区典型退耕还林模式的水土流失的监测，分析其不同降雨条件下水土流失特征及影响因子，结果标明：（1）退耕还林后库区的水土流失问题得到了有效控制，退耕还林后各土地利用类型的年地表径流量下降了70%~95%，泥沙流失量则比农田降低了97%以上，其中乔木林和竹林对水土保持的效果最为理想；（2）退耕还林后各土地利用类型年地表径流量与降雨量呈较好的指数关系，随着降雨量的增加而增加。除农田和板栗林外，各土地利用类型年地表径流量与雨强关系不显著；（3）泥沙流失量与降雨量和降雨强度的关系均不显著；（4）各土地利用类型地表径流的80%以上，泥沙流失量的95%以上都是发生在暴雨条件下，暴雨事件成为库区水土流失的主要气候影响因素；（5）凋落物层盖度是控制退耕还林各模式地表径流的主要因素，各土地利用类型的年地表径流量均随着凋落物层盖度的增加而显著降低     

三峡库区森林植被分布的地形分异特征

基于森林植被GIS数据库和群落调查，对三峡库区森林植被分布的地形分异特征进行分析。结果表明：（1）三峡库区森林植被主要分布在海拔400~1200 m，随海拔上升和坡度增大，森林覆盖率逐步提高,海拔为400 m以下区间森林覆盖率最低。（2）不同海拔级的优势森林类型分别为灌木林（400 m以下、1 200~1 600 m、1 600~2 000 m和2 000 m以上）、马尾松林（400~800 m和800~1 200 m）。各森林类型分布面积占该类型总面积百分比在不同海拔级上的分布都为单峰型，海拔由低到高出现峰值的森林类型依次为竹林、经济林和柏木林（800 m以下）、暖温性针叶林（1 600 m以下）、针叶混交林和针阔叶混交林（400~1 600 m）、阔叶林（800~2 000 m）、温性针叶林（1 200~2 000 m）。（3）柏木林、马尾松林、杉木林、温性松林、针叶混交林及针阔混交林主要分布在坡度低于35°区域，竹林和经济林主要分布在坡度小于25°区域。在坡度低于5°、6°~15°和16°~25°的区域，马尾松面积均最大，在坡度为26°以上的区域，灌木林分布面积均最大。（4）各类植被类型在各个坡向上分布面积变化不大。研究结果为三峡库区生态规划和建设提供科学依据.     

三峡库区土地利用时序变化遥感监测与分析

三峡工程的建设在带来巨大综合效益的同时,也对库区的生态环境造成了一定程度的影响,引起了人们的广泛关注。选取库区20世纪70年代末至2005年近30年共5个时间序列(1977、1988、1995、2000、2005年)的Landsat TM或MSS 影像,对整个三峡库区的土地利用时序变化进行了动态遥感监测,并根据已有的2000年土地利用现状数据及各时段的变化监测结果,利用ARCGIS的空间分析功能,获取其它各期的土地利用现状数据,在此基础上,利用多种特征指数,从不同侧面研究与分析了三峡库区近30年来土地利用时空变化的特征,以期对三峡库区的环境保护、土地利用管理与规划提供依据与参考。     

三峡库区重庆段人类活动强度的景观格局梯度响应

基于三峡库区重庆段1995、2005、2015年土地利用图像，利用ArcGIS和FRAGSTATS软件，并结合夜间灯光数据构建人类活动强度带，分析了三峡库区重庆段在不同人类活动强度带3个时期的景观格局变化特征，并进一步研究了2015年研究区4种面积变化较大的景观类型格局特征随人类活动强度的梯度变化规律。研究结果表明：（1）人类活动的空间分布差异显著，强度由西向东逐渐递减，长江干线流域的人类活动强度相对周边区域更强;（2）在景观水平上，随着人类活动强度的增加，研究区景观斑块数大幅减少，多样性和均匀度指数先增加后减少，连通性有所下降；景观聚集度先减后增，破碎化程度有所增加，但在2015年得到一定改善;（3）在类型水平上，建设用地、水域、草地、低密度植被覆盖林地这4种景观类型能较好地反映景观格局变化特征，其中各景观类型的斑块密度、形状指数和分维数随人类活动强度的变化表现出较为明显的波动；除建设用地外其余景观类型的最大斑块指数和面积变化幅度较小，在人类活动强度最大时的建设用地面积占比和斑块指数分别达到71.2%、35.72%;（4）三峡工程、移民工程、城市化推进以及“退耕还林”等政策实施是三峡库区景观格局演变的重要驱动力。揭示了20a来三峡库区重庆段景观格局沿人类活动强度的梯度变化规律，可为研究区自然资源的合理开发及区域可持续发展提供参考。     

三峡库区汛期极端降水非均匀性特征

利用极端降水量集中度和集中期讨论三峡库区汛期极端降水量的非均匀性分布特征。结果表明: 三峡库区极端降水量空间分布表现为西南部和东北部地区相对较少，中部、东南部相对较多。库区汛期极端降水集中度和集中期的空间差异不大，集中程度总体较差，东北部和西部地区极端降水相对集中，中部相对分散。库区极端降水主要集中在6月底和7月上中旬，东北部和西部偏西地区集中期相对较晚，中部地区集中期相对较早。库区汛期极端降水量的分配状况与同期极端降水量存在较好的关系，即极端降水量越少，则极端降水量越集中、集中期越早；反之极端降水量越多，则极端降水量越分散、集中期越晚，尤其是在库区东北部地区最为显著。三峡库区蓄水后极端降水集中程度在空间上一致性较好，表现为蓄水后更为分散；极端降水量和集中期则在空间上差异显著，大致表现为蓄水后东北部极端降水增加并延迟；西南部极端降水减少并提前     

三峡水库建设前后库区10年土地覆盖变化

介绍利用定量遥感监测手段,开展10年间三峡库区土地覆盖监测,采用联合国粮农组织土地覆盖分类系统在150 000尺度下划分38类土地覆盖类型,利用面向对象的信息提取方法,通过多尺度分割和模糊判别的手段开展土地覆盖的信息提取。通过监测分析,三峡库区在2002年耕地总量占总面积43.93%,森林面积占29.03%,与1992年对比,耕地面积减少1.13%,森林面积减少0.13%,灌木林增加了0.58%。影响土地覆盖变化的主要是城市扩展、库区移民、生态环境政策等原因。     

长江三峡水库气候效应数值模拟

在地形坐标系中建立了一个三维静力平衡的大气-土壤耦合模式,模式详细考虑了复杂地形、植被和水面的热力、动力过程。与其它中、小尺度模式相比其独特之处是：此模式在地表与植被冠层建立的辐射平衡方程和能量平衡方程中,均详细地考虑了坡度、坡向的影响。观测表明,长江三峡江面水温的日变化小于3℃。长江三峡段水流湍急,江水上下交换十分剧烈,各处水深变化较大,使模拟江水的动力、热力过程变得十分困难。所以,在研究中忽略了江水温度的日变化,模式中作为动力、热力外强迫因子,水库建成后的改变仅为水面海拔高度的升高和水面区域的扩大,水面温度是常数。用此模式模拟研究长江三峡建成前后气象要素场的日变化过程,通过计算它们的差别来分析水库的小气候效应。结果表明风、温、湿气象要素场在方圆近10 km范围内均有不同程度的改变,但变化幅度不大。     

运用生物埂治理三峡库区坡耕地水土流失技术研究

阐述了三峡库区耕地构成和开展针对性研究的目的与意义，三峡库区水土流失的严重危害。试图通过种植不同的生物篱笆，探求治理三峡库区水土流失的有效途径。选择了7种不同的生物篱笆，设立小区试验研究生物埂对治理坡耕地水土流失的机理，分析其水土流失构成机理与成因，提出了三峡库区减少水土流失，防止农业面源污染的对策与措施。通过试验得出以下结论：应用生物埂技术可以保持水土，主要是减少土壤中养分的主要载体<\{0.02 mm\}大小的泥砂颗粒的流失，从而有效地保护了生态环境，增大库区环境容量。实施生物埂技术可以创建缓坡梯田，金荞麦、百喜草等是适合库区实际的生物埂植物。     

三峡库区水源涵养重要区生态系统格局动态演变特征

利用三期遥感分类数据为基础数据源,结合野外地面核查和生态空间分析方法,对三峡库区水源涵养重要区2000~2010年生态系统格局时空动态变化进行了分析。结果表明:研究区内各类生态系统空间分布差异较大,以森林和农田为主体生态系统;10a间,由于三峡水库蓄水淹没了大量农田和林地,导致森林生态系统和农田生态系统分别向湿地生态系统转化了179.99km2和191.27km2;其他生态系统(主要是人工表面)面积在时段内增加了506.63km2,主要是城镇建设占用部分森林和农田转换而来;时段内森林生态系统总的面积未发生较大减少主要是由于近年退耕还林、森林工程等生态工程的实施获得了大量补充;研究区后期的生态系统转化强度在逐渐增强,生态系统动态类型相互转化强度也显示出研究区生态系统类型的转化总体变差。