哈尔滨市城市用地扩展时空特征及驱动机制分析

在RS和GIS的支持下集成多源数据,提取哈尔滨市1989—2008年城市土地利用扩张信息。利用单一土地利用动态度和弹性系数模型分析了近20年城市用地扩展时空特征。结果表明：1）近20年城市用地面积增加了123.93km2,其中1996—2002年和2002—2008年增长较快,年均增长率分别为3.24%和3.52%。2）1989—1996年城市扩展规模在合理的范围内上下波动;1996—2002年城市用地扩展速度过快,高于城市人口增长速度;2002—2008年城市用地仍在持续扩展,但扩展速度小于人口增长速度。3）1989—1996年西南南方向上扩展面积较大,为3.61 km2;1996—2002年西北北和西南西方向扩展程度较大,分别为18.37 km2和8.78 km2;2002—2008年西北西方向扩展较为集中,面积为20.45 km2,主要表现在松北区大规模开发建设。4）从经济增长、人口数量、交通牵引和政策与城市规划等因素探讨了哈尔滨市城市用地扩展驱动机制,对指导城市合理规划和促进城市理性发展具有一定理论参考价值。     

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50 a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.     

长江上游重点流域土地利用变化过程对比研究

在分析了目前广泛使用的土地利用动态度模型存在的不足的基础上,提出了转出速度、转入速度、综合动态度、状态指数模型,并指出只有综合运用这些模型才能全面的描述单一土地利用类型的动态变化情况.在遥感和GIS技术的支持下,以上世纪50年代中期1∶5万地形图、1972年MSS图像、1986年和2000年TM图像为信息源,分1955-1972年、1972-1986年和1986-2000年三个时段,运用所建立的数学模型定量研究了自上世纪50年代中期以来长江上游两个重点流域(岷江上游和嘉陵江中下游)土地利用/覆被变化过程. 结果表明,近50年间的三个时段内岷江上游(前者)和嘉陵江中下游地区(后者)土地利用结构均发生了明显变化.岷江上游林地面积持续减少,减幅分别为2.18%、2.43%和0.60%,目前该区毁林现象得到明显遏制.嘉陵江中下游林地面积变化呈现减-减-增的态势,变化幅度分别为-6.90%、-0.15%和3.30%,"天然林保护"和"退耕还林还草"工程在该流域已初见成效.前者草地面积持续增加,增幅分别为2.16%、2.13%和0.54%;后者草地面积呈现出增-减-减的态势,变化幅度分别为16.89%、-8.27%、-3.70%.前者耕地面积呈现减-增-增的状态,变幅分别为-1.41%、1.67%和0.77%;后者则呈现增-增-减的态势,变幅分别为0.67%、0.88%和-1.21%;两流域建设用地面积均持续增加,前者三个时段增幅分别为1.85%、1.02%和10.34%,后者则为7.27%、5.16%和32.89%,后者三个时段建设用地增幅均远高于岷江上游.最后作者对长江上游生态环境的恢复与重建提出了相应的建议.     

基于GIS技术及模糊物元分析法的南京市仙林新市区生态安全评价

运用压力-状态-响应模型和层次分析法构建生态安全评价指标体系,综合运用GIS技术及模糊物元分析方法对南京市仙林新市区建设前后(2003和2007年)的生态安全状况进行评价。结果表明,2003—2007年,仙林生态安全状况主要向2个方向发展,生态安全和不安全区域面积均有所增加,占区域总面积比例分别由9.6%和12.9%增加至22.3%和15.0%。由于各区域发展模式不同,生态安全状况区域差异明显。具体表现为仙鹤片区与白象片区生态安全区域面积明显增加,占研究区总面积比例分别由2.6%和3.9%增加至10.1%和9.3%;麒麟片区生态安全状况以临界安全为主,部分片区由临界安全状态向较安全状态转化;青龙片区生态安全状况变化不大。     

城乡建设用地景观格局多尺度差异

以郑州市域内1989、2000和2009年的典型城市与农村样地（25 km×25 km）为例,应用空间自相关、半方差、以及九项轨迹方差分析方法,对城市与农村建设用地景观多尺度上的空间格局特征与动态差异进行研究,结果表明,（1）城市建设用地景观聚集强度较高,斑块规模较大,而农村建设用地景观在大部分尺度上呈随机或均匀分布,斑块规模较小。（2）随着尺度的增加,城市及农村建设用地景观分布状态都由聚集向均匀过渡,但前者过渡较为平缓,而后者在小尺度范围（0~2km）变化速度较快,在较大尺度（3~16 km）上其分布状态的波动较小。（3）1989-2009年,城市与农村建设用地景观动态特征有较大差异,并表现出尺度依赖性。城市较小尺度上（0~4 km）建设用地景观的分布状态表现出聚集-分散的趋势,在较大尺度上（8~14 km）表现出分散-聚集的变化趋势。农村小尺度上（0~4 km）建设用地景观的分布状态也表现出聚集-分散的趋势,但大尺度（4~16 km）上状态变化很小且没有规律。     

南宁市主城区不透水面与热环境效应的空间关系研究

快速城市化过程中不透水面持续扩张是影响城市热环境变化的重要原因。科学测度城市不透水面变化及其与热环境之间的关系,可以为有效制定合理的城市蓝绿空间规划提供依据。基于南宁市主城区2003-2019年间Landsat遥感影像,利用面向对象分类方法获取城市土地利用数据,借助辐射传输方程反演地表温度,定量分析城市不透水面与热环境效应的时空格局演变特征,运用双变量空间自相关方法探索城市不透水面与热环境效应的空间关系和集聚规律。研究结果显示,近15年来南宁市主城区不透水面的面积显著增加,城市主要沿环路以内的老城区和主要交通要道不断向外扩展,主要扩张方向为向东和向南。城市热场由中温区占主导,低温区和次低温区的面积波动下降,高温区与次高温区的范围逐渐蔓延,城市热岛效应有所加剧。南宁市热岛分布格局由单中心转变为多中心,新开发区的热岛效应明显增强。南宁市主城区不透水面与热环境效应之间呈现明显正相关关系,从2003-2019年相关性逐渐增强。空间集聚类型以高-高聚集和低-低集聚为主,高-高聚集区主要分布于城市中心,低-低聚集区位于东部绿地比例较高及河流分布集中的地区。该研究通过探讨南宁市主城区不透水面与热环境...     

扎龙湿地土地利用/覆盖类型时空演变及其气候响应

基于Landsat和HJ星数据,采用决策树、面向对象分类、GIS空间分析、线性拟合、相关分析等方法研究了2000—2017年扎龙湿地土地利用/覆盖时空格局变化及其对气候因子的响应,为湿地生态气象综合监测评估提供数据及方法支撑。结果表明,(1)草甸一直是扎龙湿地的主要土地利用/覆盖类型,面积在1 326.70～1 513.87 km2之间变化,平均占该湿地总土地面积的65.15%,2001年以来面积以7.21km2?a-1的速度显著下降。核心区90%以上为草甸,缓冲区和试验区的草甸所占比例依次降低,不同类型的草甸年际间相互转换频繁,总体上呈现此消彼长的现象。(2)农田面积在281.80～364.65km2之间变化,平均占总土地面积的14.24%,以4.15 km2?a-1的速度呈极显著上升趋势,绝大多数农田分布在试验区内。(3)水体和农田的地理中心有明显向东北方向转移的趋势,其他土地利用/覆盖类型的地理中心虽然在部分年份有较大波动,但总体上未见有明显聚集或转移趋势。(4)气象因子年际变化幅度小将更有利于扎龙湿地明水体和草甸的维持和发展,有地表水覆盖的草甸景观格局变化的主要驱动因子为温度,无地表水草甸变化的主要驱动因子为水分。     

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。     

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。     

基于本底格局的鸭绿江口滨海湿地景观破碎化评价

在3S技术支持下构建了鸭绿江口滨海湿地景观本底格局,并以本底格局为参照,分别对1989年和2005年鸭绿江口滨海湿地景观破碎化过程进行了监测评价.结果表明:湿地本底格局可作为强度开发环境下湿地景观格局破碎化评价的参照依据.与本底格局相比,鸭绿江口湿地景观格局呈持续破碎化趋势,1989年和2005年湿地景观整体自然度分别为89.373%和86.691%.在不同自然湿地景观类型中,芦苇沼泽、滩涂和潮沟面积萎缩幅度较大,2005年其自然度分别为69.94%、71.49%和78.42%;各湿地类型的斑块密度都出现了不同程度的增大,其中芦苇沼泽和滩涂增大最明显,2005年斑块相对密度分别达18.507和6.879;滩涂斑块形状趋于复杂,2005年斑块相对形状指数为1.085,其他湿地类型斑块形状则持续简化;各时期不同自然湿地类型斑块聚集度指数均较高,反映出鸭绿江口各湿地类型多呈聚集分布的空间格局.     

干旱区绿洲土壤盐渍化程度遥感定量评价

土壤盐渍化是制约渭干河-库车河三角洲绿洲内部植被生长最主要的生态环境地质问题,也是影响区域农业生产的第一障碍性问题.利用Landsat TM遥感数据,构建了多维向量空间下的11个遥感定量指标.首先,采用因子分析方法分析不同程度的盐渍化与这11个指标之间的相关性,并建立因子得分模型.其次,采用Fisher逐步判别分析法从这些指标中筛选出8个与盐渍化程度密切相关的指标:氧化铁、归一化盐分指数、地表反照率、植被指数、TM1、TM5、地表温度、湿度指标,并对这些指标建立判别方程,然后对渭干河—库车河三角洲绿洲典型样区盐渍化程度进行评价,将所有的实地样本分别代入判别方程,通过分析,发现判别方程的精度较高,与实际情况较吻合.轻度盐渍化的判别精度为80.3%,中度盐渍化的判别精度为68.75%,重度盐渍化的判别精度为83.65%.中度盐渍化土地的判别精度与轻度盐渍化、重度盐渍化土地的判别精度相比较低,这与中度盐渍化的光谱特征与其它地物易混淆有关.总之,所选取的指标简单,易于获取,有利于盐渍化的定量分析与评价.     

乌梁素海流域土壤盐分和pH值空间分布格局研究

土壤盐碱化是制约乌梁素海流域农业可持续发展的重要瓶颈之一,该文针对乌梁素海流域土壤盐碱化的空间复杂性与反复发生性,根据乌梁素海流域植被特征,采集了20个代表性样点的土壤0~30cm分层样品.利用电导法和电位法分别测定了土壤中总含盐量和pH,运用surfer插值软件克里金插值法(Kriging)得到了研究区的土壤盐分和pH值的空间分布.研究结果表明:在空间分布上乌梁素海流域土壤中盐分和pH呈现出显著地表聚趋势,而且随着土层的加深盐碱化程度呈现降低的趋势.总体上说,乌梁素海流域土壤的盐碱化现象仍较严重,除春季压盐措施外,需要进行灌溉方式改善和化学改良剂使用等盐碱化治理措施.     

江汉平原和鄂北地区中低产田地的改造潜力

分析了江汉平原、鄂北地区的自然地理条件、社会经济条件和中低产田地的现状及其形成因素；对各类中低产土壤作了统计；划分了两区域中低产田地的产量标准。根据其主要的土壤障碍因素，因地制宜地选择了相应的改造技术措施；并运用动态分析方法．计算了其投资效益．在当前人口不断增长而又不能以扩大耕地面积来增加农产品的前提下，以改造现有的中低产田地来提高农产品产量，这是一条可行的途径。     

人为诱导下中国的土壤退化问题

根据ASSOD人为诱导下土壤退化的概念，结合中国的实际情况，分析了中国土壤侵蚀、荒漠化、盐碱化、贫瘠化、潜育化、土壤污染和土壤生产力丧失等主要土壤退化类型的动态变化，概括了中国人为诱导下土壤退化的特点及研究前景。到目前为止，中国土壤侵蚀的总面积约占全国土地面积的六分之一，主要分布在黄河流域、南方红色土壤丘陵地区和东北地区；土壤荒漠化主要分布在北部和西北部，特别是农牧交错地带，其原因主要包括不当的土地利用方式和沙丘移动占据农地或牧场而使之丧失生产功能；土壤盐碱化主要分布在黄淮海平原、东北平原西部、黄河河套地区、西北内陆地区，其原因主要是由于人为灌溉造成的土壤次生盐碱化所致；由于过度垦殖，土壤因有机质匮乏而导致养分失衡；土壤养分长期的低投入、高支出造成全国范围土壤肥力的下降；土壤潜育化主要分布在东北和四川阿坝地区，冻融造成土壤表层滞水是其主要成因；随着化学农业和城市化对农田的影响，土壤中的有毒物质不断积累，土壤大量被用于非农业，土壤性状、环境发生了显著变化，也对人类健康构成了严重的威胁。     

Estimating soil salinity in different landscapes of the Yellow River Delta through Landsat OLI/TIRS and ETM+ Data

Soil salinization has increasingly become a serious issue in coastal zone due to global climate changes and human disturbances. Assessment of soil salinity, especially at the landscape scale, is critical to coastal management and restoration. Two data from OLI/TIRS and ETM+ sensors of Landsat satellite were used to compare their ability to invert the spatial pattern of soil salinity in both farmland and salt marsh landscapes in the Yellow River Delta, China, respectively. The results showed that the in situ electrical conductivity (EC _a ) of soil, representing soil salinity, were closely related with spectral parameters and salinity indices calculated by the remote sensing data. The results of multiple regression models have showed that nearly all the spectral parameters and salinity indices calculated by OLI/TRIS data were more sensitive to soil salinity than those by ETM+ data. Therefore, the models based on OLI/TIRS data are superior to those on ETM+ data in estimating the spatial pattern of soil salinity in farmland and salt marsh landscapes. Our results were very helpful to evaluate the levels of soil salinization in the Yellow River Delta.     

荒漠绿洲农田盐渍化过程中土壤环境的演变过程

土壤环境的盐渍化演变过程是盐渍化其它过程研究的基础。采用空间代替时间的方法,在干旱绿洲区选择大麦（Hordeum vulgare L.）作物地不同盐渍化阶段农田为研究对象,并以非盐渍化农田作为对照,探讨农田盐渍化过程中土壤理化特性的演变过程。结果表明,（1）随盐渍化程度的加剧,土壤颗粒组成发生变化,沙粒含量趋于增加,黏粒含量趋于减少,粉粒含量在重度和极重度盐渍化阶段完全消失。表土层土壤容重呈显著增加趋势（P〈0-05）,但土壤温度没有显著性变化（P〉0-05）。（2）土壤有机碳、全氮、全磷和速效氮含量呈波动式降低趋势,而速效磷含量呈波动式增加的趋势。与未盐渍化农田相比,轻度、中度、重度和极重度盐渍化农田土壤表层有机碳和全氮含量分别减少了14.03%、26.26%、42.01%、48.03%;19-08%、35.63%、46.84%、56.88%。（3）随盐渍化程度的加剧,盐分表聚现象明显,除 HCO3-外,Na＋、Cl-、K＋、Mg2＋、SO42-、全盐含量均显著增加（P〈0-05）,且随着深度的增加逐渐下降。与未盐渍化农田相比,轻度、中度、重度、极重度盐渍化农田土壤电导率、全盐,SO42-,Na＋含量分别增加了31.42%、74.42%、203.95%、693.58%,6.56%、96.38%、86.36%、414.86%,5.23%、114.58%、104.00%、430.32%,31.46%、145.22%、345.11%、1797.70%;HCO3-下降了-11-31%、2.02%、3.75%、10.94%。（4）土壤电导率、全盐、SO42-、Ca2＋、Cl-、Mg2＋、K＋、Na＋之间呈极显著正相关（P〈0.01）,但与土壤含水量没有显著正负相关性,与黏粉粒含量呈显著负相关（P〈0-05）;土壤有机碳、全氮、速效氮之间呈极显著正相关（P〈0.01）,但与土壤含水量没有显著正负相关性,与土壤电导率、全盐、SO42-、Ca2＋、Cl-、Mg2＋、K＋、Na＋之间呈极显著负相关（P〈0.01）。这说明,在农田盐渍化过程中,随盐渍?     

新疆盐渍化土壤氮肥氨挥发损失特征初步研究

在室温下应用“静态吸收法”,研究不同盐渍化程度的盐化土壤和碱化土壤上氮肥氨挥发损失特征。结果表明:(1)除碱土外碱化土壤上氮肥氨挥发量随时间延长呈现下降趋势,在盐化土壤上氨挥发量随时间呈现先上升后下降趋势。(2)供试9个典型盐渍化土壤样品上氮肥氨挥发量(Y)与时间(t)关系均符合Y=at2 bt c动力学方程,相关性呈极显著水平。(3)氨挥发总量(Y)、氨挥发速率(Yi)与土壤含盐量(x)呈极显著正相关;氨挥发持续时间随着盐渍化程度的增加而延长。(4)氨挥发总量、挥发速率与盐渍土pH相关性未达到显著水平;盐渍土上pH值对氨挥发的影响需要进一步研究。以上结果表明,盐渍化耕作土壤上氮肥氨挥发的控制要依据盐渍化类型的不同而制定相应的措施。     

盐碱草原土壤特性及生物量空间异质性研究

土壤盐分是土壤特性中最活跃和复杂的一部分。受土壤性质、气象、地形、地下水文及长期地球化学过程等自然条件和耕作、灌溉等人类活动因子的影响,土壤水分、盐分的变异状态在一定程度上反映了土壤各层的盐渍化程度和状态。而土壤盐分与水分、土壤物理性质等有十分密切的联系,因此,运用地统计学研究采用振动深松集成技术改良盐碱化草原前后土壤水分、盐分等特性的空间变异规律,以地理信息系统ArcGIS为平台,建立土壤水分、盐分等图形数据和属性数据相结合的信息数据库,建立其空间分异模型和空间分布图,直观的表现各特性的空间变异规律。结果表明,采用振动深松集成技术后土壤盐分含量在空间上有递减,平均ρ（土壤盐）由5.60g.L-1下降到3.73 g.L-1;土壤容重、土壤硬度分别降低13%和24%,利于牧草根系生长,生物量变异结果显示,改良前后的草层高度和产量空间分布逐渐达到了均一化,牧草产量达到了2738.1 kg.hm-2,实现了植被全覆盖,盐碱化草原得到了恢复。     

资源型城市土地利用变化及其对生态系统服务价值的影响

东营市是新兴的石油资源城市,土地利用/覆被变化剧烈且具有独特的区域特征。探讨该地区的土地利用变化及其对生态系统服务价值的影响有着重要的现实意义。为此,基于RS和GIS技术,利用Costanza提出的生态系统服务价值评估方法,研究了东营市1986—2008年间的土地利用变化及其引起的生态系统服务价值动态变化。研究结果表明：（1）耕地是东营市主要的土地利用类型,面积有所减少;未利用地和次生盐碱地所占比重较大,居民点及工矿用地大幅增加,油田生产建设和生态环境保护矛盾非常突出。（2）生态系统服务价值减少了6.68%。2008年东营市提供的生态服务仍然以维护原材料、气体调节、食物生产、气候等为主,而废物处理、水源涵养、生物多样性保护、土壤形成与保护和娱乐文化功能是比较弱的。今后应维护生物多样性保护和水源涵养功能,防止土壤盐渍化,提升区域生态系统服务功能;（3）生态系统服务价值对生态价值系数的敏感性指数均小于1,说明研究区内的生态系统服务价值缺乏弹性,研究结果是可信的。     

基于遥感与GIS的土壤侵蚀强度快速估测方法

针对土壤侵蚀问题,提出了一种基于遥感数据、气象数据、土壤数据的区域土壤侵蚀快速估测方法。首先,通过对土壤侵蚀问题形成原因和影响因素的分析,确定土壤侵蚀敏感性因子;其次,利用遥感(RS)、GIS技术提取土壤侵蚀敏感性因子信息;然后,在GIS系统支持下,运用主成分分析方法,进行土壤侵蚀强度分级;以北京密云水库周边区域为例,进行了土壤侵蚀估测方法的应用,并对该区域的土壤侵蚀空间特征进行分析。研究结果表明:(1)区域土壤侵蚀快速估测方法与实际情况有较好的一致性;(2)密云水库周边地区土壤侵蚀以微度和轻度侵蚀为主,所占面积比例为67.51%,中度以上侵蚀仅占面积的1.46%;(3)土壤侵蚀受坡度、地貌影响明显,中度侵蚀主要发生在低山、丘陵区以耕地为主的土地利用上以及坡度在大于25°的阳坡地带。