基于景观生态学的区域土地利用结构变化特征

采用滁州市1996 ~2005年土地利用变更数据作为研究的基础材料,运用景观生态学中多样性指数、优势度指数和均匀度指数等有关结构数量分析的方法,进行研究区土地利用结构分异的定量分析。研究结果表明：（1）该方法能够很好地揭示滁州市近几年来土地利用结构特征的变化规律;（2）滁州市土地利用结构变化特征更趋多样化和平均化;（3）1996 ~2005年滁州市各土地利用类型变化强度是：牧草地＞交通用地＞园地＞未利用地＞林地＞居民点与工矿用地＞耕地＞其他农用地＞水利设施用地,林地、居民点及工矿用地和其他农用地面积的增加主要是通过开发未利用地和耕地、园地、牧草地来进行平衡;（4）1996年~2005年滁州市主城区和各县（市）各类用地的相对变化及结构变化情况存在显著差异,主城区土地利用变化强度是居民点及工矿用地＞耕地＞牧草地＞林地＞未利用地＞交通用地＞其他农用地＞水利设施用地＞园地;而下辖各县（市）土地利用变化强度是牧草地＞未利用地＞耕地＞林地＞水利设施用地＞其他农用地＞居民点及工矿用地＞园地＞交通用地。最后根据研究结果提出相应对策与措施建议。     

长江上游不同地形条件下的土地利用/覆盖变化

基于1〖DK〗∶10万的1980、2000和2005年的土地利用/覆盖数据和90 m分辨率的DEM数据,采用转移概率矩阵和地形 面积频度方法,分析了1980~2005年长江上游地区不同地形因子条件下的土地利用/覆盖变化。结果表明：1）1980~2000年,草地、林地和农业用地面积变化趋势与2000~2005年相反。后5 a,可能由于退耕的土地出现反弹现象增多,草地和林地面积出现缩减而农业用地面积增加。两个分析时段主要的土地利用/覆盖类型变化趋势类似,包括农业用地向林地和草地的转化,林地向农业用地的转化以及草地向裸地的转化。2）农业用地和城镇用地主要分布于低海拔区而林地、草地则主要分布于高海拔区。低海拔区主要是退耕还林和城市化过程。高海拔区主要是林地的退化消失和草地退化沙化过程。3）农业用地在坡度段10~25°所占面积比例最大。林地用地面积比例随坡度变陡呈现规则递增,城镇用地分布趋势与之相反。近年裸地趋向分布于缓坡区。坡度0~5°的区域主要是草地退化沙化过程;5~10°坡度段主要是退耕还林过程;大于10°的区域造林工程与森林退化并存。4）各种土地利用/覆盖类型对不同坡向的适宜性相差不大。各种坡向上土地利用/覆盖类型变化类似.     

基于安徽省土地利用变化的地形梯度效应分析

为揭示地形因素与土地利用空间格局演变的关系,以安徽省2000年、2005年以及2010年Landsat TM影像和DEM数据为数据源,利用坡向、地形起伏度、坡度变率和地形位指数多种地形因子,并结合地学信息图谱分析理论从综合角度系统研究土地利用结构时空分异格局在地形梯度上的变化特点及其规律。结果表明:1)研究区主要的土地利用类型是耕地和林地,其次是建设用地和未利用土地,且建设用地面积逐期增加趋势显著。2)2000~2010年研究区不同土地利用类型在不同地形梯度区间的分异规律存在明显差异。低地形梯度范围是耕地、水域和建设用地的优势分布区;中地形梯度范围是草地的集中分布区;林地的优势分布区集中在高地形梯度范围。3)2000~2010年研究区土地利用图谱以稳定型和后期变化型为主,低地形梯度和高地形梯度是稳定型图谱的集中分布区,中低、中高和高地形梯度范围是后期变化型图谱的优势分布区。2000~2005年林地的优势分布区有向较低地形位梯度扩张的趋势,其中,耕地是主要的转入来源。2005~2010年耕地的优势分布区有向较高地形位梯度扩张的趋势,变化模式主要为:"林地–耕地"、"未利用地–耕地"和"草地–耕地"。     

重庆市2000~2015年土地利用变化时空特征分析

研究区域土地利用变化及其时空特征,可以为将来的区域土地利用规划和管理提供基础。基于2000年、2005年、2010年和2015年4期土地利用遥感影像解译数据,结合GIS空间分析方法,从土地利用变化速度、转移方向、利用程度3个方面定量分析了重庆市2000~2015年土地利用变化的时空特征。结果表明：（1）研究期内,耕地、草地和未利用土地持续减少,且耕地减少速度呈增大趋势,主要减少区域分布在主城及周边区县;林地、水域和城乡建设用地面积增加。（2）区县之间各类土地利用变化的相对速率差异较大,其中草地的相对变化率相差最大,其次为水域、耕地和林地。耕地变化最大的区域主要集中在主城区,城乡建设用地在各区县均有较大变化;水域发生较大变化的区县均与大型水利工程的修建有关。（3）重庆市在2000~2005年土地利用变化最剧烈,随后朝着越来越稳定的方向发展;区县间土地利用变化剧烈程度差异明显,但这种差异朝着缩小的方向发展。（4）渝东北、东南区域耕地、林地、草地之间转换活跃,但活跃度随时间后移递减;耕地一直是其他地类最主要的转入来源之一,城乡建设用地越来越成为其他地类的主要转出方向。（5）重庆市土地利用水平总体上处于发展期,土地利用程度的区域分布格局基本上保持不变,但差异明显,越往东北、东南区域,土地利用程度越低;全市土地利用程度变化量的分布格局呈现为以渝中区为核心从内到外依次为“弱变化——剧烈变化——较强变化——较弱变化”的圈层扩展形态。     

武汉城市圈城镇用地扩展的时空格局与规模等级模式分异研究

在国家大力推进新型城镇化和优化国土空间开发格局战略背景下,都市圈成为区际竞争的核心载体,定量认知基于长时间序列的都市圈城镇扩展时空格局与不同规模等级城市的模式分异规律,对提升城市空间治理能力与制定因地制宜的空间管控策略具有重要意义。基于1990～2015年4个阶段（1990～2000、2000～2005、2005～2010、2010～2015年）的武汉城市圈土地利用现状数据,用城镇用地来源、城镇扩展速率、城镇用地扩展差异指数、重心坐标、分维数以及扩展强度指数的等扇分析等指标对武汉城市圈城镇扩展的时空格局以及规模等级模式分异进行研究。结果表明：武汉城市圈城镇用地扩展的主要来源是耕地,其次是水域、林地、其他建设用地和农村居民点,来源由单一趋向多元化;城镇用地扩展速率具有明显的波动性和阶段性特征,以及扩展具有空间分异性和空间集聚性;不同时期的中快高速扩展区域呈现出不同的形状,比如扇形、”U”型;根据雷达图把城镇用地的扩展模式划分成单翼、多翼和扇形扩展3种模式,各城市主要扩展方向没有一致性,呈现出小城市扩展方向大城市聚拢的特征;武汉城市圈城市形态较为规则平整,分维数具有波动性特征;武汉、黄石、咸宁的重心往西南方向迁移,鄂州、黄冈、孝感的重心往西北方向迁移;不同等级城市的扩展格局以及模式具有差异性,中小城市的扩展速度大于大城市,城市形态都趋于稳定。 关键词： 土地利用变化;城市扩展;时空格局;模式分异;武汉城市圈     

青藏高原东缘典型流域生态系统#br# 服务的地形梯度效应#br# ——以岷江上游为例

山地生态系统受地形因素影响在垂向上呈现出明显的空间分异特征,厘清山地生态系统服务的空间分异特征是区域土地利用和生态系统管理的基础。以青藏高原东缘典型流域岷江上游为研究区,将2000、2005、2010年土地利用数据及DEM数据作为数据源,运用地形位指数、相对变化率和敏感性系数,研究土地利用变化下的生态系统服务价值的地形梯度效应。结果表明：（1）岷江上游土地利用类型以林地和草地为主,约占总面积的60%和30%;2000～2010年,1~4级地形位上除未利用地外的其他土地利用类型分布指数变化较为明显,林地和耕地不断降低,草地、水域和建设用地不断升高。（2 ）研究期内岷江上游生态系统服务价值总量和各类型生态系统服务的价值随地形位的升高均呈倒V形变化;2000～2010年,研究区1~12级地形位上生态系统服务价值呈增加趋势,13~20级地形位上呈减小 趋势。（3）2000～2010年,各地形位上生态系统服务价值变化趋势与研究区一致;除1级地形位上生态系统服务价值变化幅度略高于研究区外,2~20级地形位上的变化幅度与研究区基本一致。（4）研究 区各土地利用类型的单位面积生态系统服务价值敏感性系数均小于1,单位面积生态系统服务价值的变化缺乏弹性,研究结果可信;2000～2010年各地形位上水域、草地和荒漠敏感性系数不断上升,林地 和耕地敏感性系数不断下降。通过对土地利用变化驱动下的生态系统服务价值的地形梯度效应进行定量测度,明晰了生态系统服务价值随地形梯度变化所呈现的空间分异规律及其变化特征,为保护区域 生态系统,合理利用土地资源提供理论依据。 关键词： 土地利用;生态系统服务;地形位指数;地形梯度;岷江上游;青藏高原东缘     

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.     

2000~2010年长江流域土地利用变化与生态系统服务功能变化

基于2000/2005/2010年三期土地利用现状遥感监测数据,利用GIS空间分析技术,分析长江流域土地利用变化方式、过程、区域特征和生态系统服务功能变化。研究表明：2000~2010年长江流域城乡建设用地、林地和水域面积增长显著,而耕地、草地面积持续减少;耕地减少和城乡建设用地增加相关,草地减少和林地增加相关,水域增加与三峡蓄水及退田还湖相关;四川盆地、中游城市群和长三角城市群等人类活动热点区域的土地利用程度显著提高;受土地利用变化影响,2000~2010年长江流域生态系统服务总价值逐年提高,水源涵养、废物处理和娱乐文化服务功能增强,而土壤形成与保护、食物生产服务功能明显减弱;生态服务价值高值区主要分布在沿江湖泊和湿地,其次是林草地覆盖区,青海高原荒漠区生态服务价值最低。     

岩溶槽谷区山坡-槽坝土地利用变化的对比研究

揭示当前多因素驱动下岩溶槽谷区典型地貌单元土地利用变化的一般规律,对山坡-槽坝土地利用变化的差异性和耦合作用具有重要的意义。以2005、2010、2014、2017年高清影像为数据源并结合实地调研对解译数据进行对比验证,通过对土地利用变化的土地动态度相关指标计算,揭示了岩溶槽谷区山坡-槽坝的土地利用变化的幅度、动态度以及空间分布的共同特征与差异。结果表明：(1)随着时间的发展,在3个连续阶段岩溶槽谷区山坡-槽坝土地利用变化的幅度与动态度为：2014~2017年>2010~2014年>2005~2010年,且西部槽谷>东部槽谷>中部槽谷,槽坝的土地利用变化动态度较山坡快且稳定。(2)岩溶槽谷区山坡-槽坝的土地利用空间分布的共同特征是：城镇用地、居民用地、水田主要分布于槽坝;灌木林地、有林地、草地、山地旱地等主要分布于山坡上。由于山坡-槽坝自然环境的不同与社会经济的影响,从而形成了西中东部槽谷变化出现各自差异以及土地利用受到局限性。     

青岛市城镇用地扩展研究

城镇用地扩展的模式和特征是土地利用变化研究中重要的课题。本文以1980年、1990年、2000年和2010年四期土地利用数据和社会经济统计数据为基础,借鉴地理信息技术,对青岛市城镇用地扩展进行分析。研究表明,青岛市城镇用地在2000年至2010年扩展强度较大,重心总体向西北方向偏移,形态变化波动不大,整体较为规则和稳定;从影响因素来看,自然地理条件起决定作用,人口增加和经济发展具有强大的推动力,交通条件对城镇用地扩展表现出廊道效应,而区域规划项目的建设则具有很强的引导作用。最后,提出青岛市城镇用地扩展协调发展的政策建议。     

经济快速发展地区土地利用结构的时空演变——以苏锡常地区为例

利用1996～2007年苏锡常地区土地利用变更数据,从土地利用变化幅度、动态度、变化强度、相对变化率及景观生态学角度,对区域土地利用结构的动态变化及区域差异进行分析。研究结果表明：近十多年来,由于区域经济快速发展,工业用地扩展迅猛,城镇加速蔓延,从而导致区内耕地面积锐减,居民点及工矿用地、交通用地所占比例则逐年上升,交通用地的变化幅度及动态度最大;各用地类型的变化强度在此期间呈一定波动,除牧草地外,交通用地历年的变化强度之和最大,其次为园地、居民点及工矿用地、水利设施用地、耕地、其他农用地、林地、未利用地;区域土地利用结构逐渐向均衡状态发展,用地结构的均质性逐渐增强,地区土地利用结构渐趋稳定;各市耕地、居民点及工矿用地、其他农用地的变化幅度及相对变化率差别不大,而园地、林地、牧草地、交通用地、水利设施用地及未利用地的变化幅度及相对变化率区域差异较大,且三市园地、牧草地及未利用地的变化方向不一致。     

流域土地利用变化的长周期水文效应及管理策略

长周期水文效应作为不同强度暴雨事件的综合反映，对流域规划和管理决策非常重要。以太湖地区蠡河流域为研究区，通过解译1984年、1995年和2000年3个时段TM/ETM获得土地利用分布地图，分析其土地利用变化的模式，并基于研究区30年的降水序列，应用长周期水文分析模型L-THIA（Long-Term Hydrologic Impact Assessment），计算3个时段土地利用特征对暴雨地表径流的影响，分析不同土地利用类型水文效应的敏感性，在此基础上总结了减少流域水文效应的土地利用管理策略。分析结果显示，该区土地利用有明显变化，主要表现为水田、旱田向建筑用地的转化，从1984年到2002年，城镇及居民地扩展占流域总面积的4.199 4 ％，地表径流量增加了6.170 ％，不同土地利用方式的水文效应有较大差别，林地、湖滩湿地的敏感性最大，其次是水田和旱田。     

基于CLUE-S模型的千岛湖镇土地利用动态模拟分析

基于1993、2004年两期土地利用数据和1〖DK〗∶250000DEM,运用GIS技术,通过Logistic逐步回归分析,在地形、高程、水系、道路交通、城镇和居民点等多种自然和社会经济因素中,筛选出不同时期对千岛湖镇主要土地利用类型空间分布及其变化具有决定作用的驱动因子,并对所得结果进行ROC检验,同时生成相应的土地利用空间分布概率适宜图,然后采用CLUE-S模型,对其2004年的土地利用变化格局进行模拟;并用2004年的土地利用现状图对模拟结果进行检验,结果显示,在基本单元（90 m×90 m栅格）的水平上,模拟的正确率为8471%,Kappa值达到了0825。在此基础上,针对两种政策情景,应用相同模型模拟预测了千岛湖镇2015年的土地利用时空变化。与2004年相比较,变化明显的是城镇工矿用地的扩张和林地的减少,并且城镇工矿用地的扩张多是在原有城镇及工矿用地的基础上向四周扩展,侵占的多是周边的耕地、林地、未利用地。     

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。     

环鄱阳湖区分区土地利用景观格局变化模拟研究

依据水环境约束力的大小,将环鄱阳湖区划分为核心、边缘和外围3个影响区。以该地区2005~2010年间土地利用情况为基准,通过构建CA-Markov-Logistic模型模拟2015年该地区土地利用格局情景,并采用景观格局指数进一步分析3个影响区土地利用景观格局变化趋势。研究表明:(1)从土地利用类型变化来看,覆盖环鄱阳湖区约82%土地面积的耕地和林地将有较大幅度的减少,而城建用地所占比重将大幅上升,对环鄱阳湖区的开发在逐渐加快;(2)从土地利用影响力来看,地类分布概率与人口城市化率、生活城市化率以及经济城市化率的空间分布有着一定的相关关系;(3)从模拟结果来看,环鄱阳湖区核心区耕地范围将缩小而水体范围将扩大,边缘区其他建设用地和农村居民点面积增加,外围区水体范围将大幅缩减,土地景观破碎化程度依次从边缘区-外围区-核心区的顺序下降,表明对鄱阳湖保护的作用正在显现,整个土地利用景观格局取向更为合理。     

2000～2015年山地城市土地利用景观格局动态演变研究——以重庆市渝北区为例

以重庆市渝北区为例,借助地理信息系统和遥感手段,利用Landsat TM 遥感数据和DEM数据,采用景观指数分析、地形位指数和分布指数等计算方法,对渝北区 2000、2005、2010 和 2015 年土地利用景观格局变化特征进行了分析,着重探讨了不同地形、坡度下各种景观类型变化情况,以及它们之间的相互关系,以期为在相似条件下的城市最佳土地利用模式选择提供一定的借鉴和参考。结果表明：（1）渝北区土地资源以中、高级地形位为主,海拔 200 m 以下,坡度6°以下的土地资源比较匮乏;（2）渝北区主要的景观类型是耕地和林地,但耕地景观总的趋势是不断减少,林地不断增加,建设用地增长较快,总体上景观破碎化程度在增加,景观多样性呈上升趋势;（3）研究期内,中低级地形位区间内大量耕地转变为建设用地,林地、草地景观面积的分布趋势随着地形位指数成正相关关系,其优势地形位主要集中于高级别地形位区间。     

遥感图像自动识别监测平原地区农村居民点用地变化

以安徽淮北平原地区为研究区,充分利用1993年时相1∶5万土地利用背景空间数据库信息和地理信息系统（GIS）技术,对2003年遥感图像研究采用基于主分量和形态学分析的区域聚类分类方法,自动识别提取农村居民点用地,对安徽淮北平原地区及各市1993和2003年农村居民点用地面积及其变化进行监测, 分析了动态度和相对变化率。方法利用了土地利用背景空间数据的先验知识,将形态学和传统的分类手段相结合,使识别结果更加可靠和准确,经检验精度达到90%以上,基本满足农村居民点用地变化监测需求。1993~2003年,安徽淮北平原地区农村居民点用地面积呈现增加趋势,共增加面积33 17995 hm2,年均动态度为083%,扩展速度较快,各市农村居民点用地扩展程度不一,区域差异明显.     

抚河流域径流对土地利用变化时空响应

为了揭示近十几年抚河流域径流对土地利用变化时空响应过程,通过2003、2010和2017年三期遥感影像图进行监督分类得到土地利用图,基于SWAT模型,定量分析和研究土地利用变化对径流的影响.结果 表明:(1)2003～2010年和2010～2017年土地利用变化规律一致,林地和城镇用地面积不断增加,其余类型则呈现减少的趋势;(2) SWAT模型在抚河流域径流模拟中适用性好,李家渡水文站率定期和验证期结果R2和ENS均大于0.85,沙子岭水文站除了验证期ENS为0.77外,R2和ENS均大于0.80,两处站点相对误差| Re|均小于20％;(3)在气象数据同为2010～2016年及其他阈值设置相同的条件下,仅改变输入的土地利用图,发现林地面积的增加,耕地和草地面积的减小导致了2010年比2003年的多年平均月径流量降低0.65 m3/s,2017年的多年平均月径流量较2010年相比降低0.41 m3/s,后段时期的差异与前者相比较小与林地的增长减缓和城镇用地快速增长有关;(4)在第一阶段2003～2010年和第二阶段2010～2017年,流域内大部分地区径流系数都处于降低状态,林地和草地面积的增加对径流系数有降低的效果,而径流系数升高一般是因为耕地、城镇用地面积增加或者林地面积减少导致的.     

城镇化背景下济南市土地利用变化驱动机制分析

以山东省省会济南市为例,运用ENVI5.1与ARCGIS10.2平台对1990—2015年四期遥感影像进行处理。分析城镇化进程中济南市土地利用动态变化的特征,在SPSS19.0平台上采用主成分分析法揭示济南市1990—2015年土地利用变化的城镇化相关驱动因子。结果表明:1990—2015年济南市土地利用格局有较大变化。从动态度看,1990—2015期间,用地面积增加的地类包括耕地、水域和城镇建设用地,城镇建设用地的年变化率最大;用地面积减少的地类包括林地、农村居民点和未利用地,未利用地的减少幅度最大。选取11个城镇化相关指标进行主成分分析,从人口增长、经济发展、政策导向和科技水平等方面研究土地利用变化驱动机制。研究结果可为济南市土地利用总体规划的编制及各类土地的合理利用提供参考和借鉴。     

川东平行岭谷区土地利用变化时空分异特征

川东平行岭谷地区生态地位十分重要,研究其土地利用变化及其影响因素具有重要的意义。利用1986、2000和2007年的Landsat TM影像,辅以10 m分辨率的SPOT影像和野外调查,结合土地利用程度、土地利用效应指数探讨了平行岭谷地区土地利用/土地覆被的空间格局和变化轨迹及其相应的生态效应。结果表明,研究区土地利用格局受地形空间分异明显控制;1986~2007年,土地利用变化总体特征是建设用地、水体增加,耕地减少,耕地 耕地 建设用地变化迹线占1986~2007年建设用地变化量的6647%,建设用地的增加主要以2000年后的耕地转入为主;邻近主城所在地的岭谷条带土地利用程度指数增加快于相隔较远的其它各区;总的说来,土地利用效应的增加和强化大于恢复和减少。研究区土地利用变化的因素可归纳为主城区的通道效应、岭谷区交通线的节点效应和河流廊道引起的土地利用变化。进一步的研究应揭示平行岭谷地区通道驱动效应和低山阻隔效应综合作用下土地利用演变过程和景观生态多样性的维持机制,模拟通道驱动效应与生态安全双重约束下的土地利用优化格局