汉江流域土地利用变化及空间格局分析

土地利用变化是人类活动对自然环境施加影响的显著表现形式,已成为全球环境变化研究的重要内容。基于遥感和地理信息系统技术,利用三期Landsat TM图像的解译成果,分析了安康市1985～2000年土地利用变化的结构特征及其空间差异格局。研究表明,近15年来,安康市土地利用转移量主要发生在耕地、林地、草地和水域之间．建设用地和未利用土地的转移趋势不明显。三个时段内各土地利用类型的净变化量差异比较明显。1985～1995年．耕地变化以转入为主,其中由草地转入的比重最大,占耕地总转入量的96．02％。1995～2000年,耕地以大量转出为主,共有1503．21hm2的耕地转为其它用地,其中转向林地和草地的量占耕地总转移量的比例分别是15．46％和78．77％。在行政区尺度上各种用地类型的净变化量分布比较均衡,而在垂直带空间尺度上耕地、林地和草地的净变化随海拔高度的分异较为明显。大致以1600m为界,耕地随海拔高度升高而递减,林地、草地随海拔高度升高而递增．     

近52年来洞庭湖流域气象干旱的时空分布特征

基于洞庭湖流域84个气象站点1962~2013年的逐日气象资料,利用综合干旱指数(CI)对洞庭湖流域气象干旱的时间和空间特征进行分析。结果表明:在过去52 a,区域性干旱强度较强的时段以夏季、秋季、夏秋和秋冬时节为主;区域干旱强度在春季、夏季、夏秋、冬季呈上升趋势;秋冬时节和年干旱强度变化不明显;春夏时节、夏秋时节、秋冬时节和冬春时节的平均干旱强度比春、夏、秋、冬单个季节的平均干旱强度大。小波分析表明,区域干旱强度的周期以10a为主周期,5 a和22 a为次周期。近52 a来,历年干旱站次比主要集中于10%~30%之间,多表现为区域性干旱,以夏季和秋季的干旱范围较大;干旱频率高发时期主要为夏季、夏秋时节和秋季。干旱频率高发地主要以流域的南部山地和北部的洞庭湖平原为主,西北部的山地发生干旱相对较少,衡邵盆地随季节变化干旱频率易发生高低值转换。     

东洞庭湖湿地景观变化研究

在遥感和地理信息系统的支持下,对东洞庭湖1989和2001年两个时段的TM（ETM）卫星影像进行了遥感解译。应用景观生态学的理论和方法,对不同景观类型的斑块和面积大小、形状特征进行分析,计算了湿地景观多样性、优势度、均匀度、破碎度及斑块分形维数。定量分析和〖HJ〗研究了1989~2001年东洞庭湖湿地景观的动态变化,结果表明,由于泥沙淤积,东洞庭湖湿地的面积正在日益缩小,湿地景观多样性和均匀度下降,景观优势度和破碎化程度增加,说明东洞庭湖部分湿地景观逐渐从以小斑块、多种景观类型共同控制的景观格局向大斑块、类型较单一的景观格局演变。     

洞庭湖流域近54 a来冬季降水及其异常环流特征分析

基于洞庭湖流域96个气象站点1961~2015年逐月降水数据和美国NCEP/NCAR再分析数据,对洞庭湖流域近54 a来冬季降水的时空变化特征和典型冬涝、冬旱年的大气环流及水汽输送形势进行分析,并讨论逐年冬季降水与同期欧亚环流指数(EUCI)、可降水量和水汽通量散度的关系。结果表明:近54 a,流域冬季降水存在明显的年际和年代际变化特征,具体表现为20世纪60年代和70年代降水偏少,80年代降水开始增多,其后期至90年代中后期降水偏多明显,进入21世纪以来降水又呈波动减少的趋势。此外,流域冬季平均降水量和冬季降水标准差均呈现由南向北、由东向西递减的空间分布特征。从大气环流和水汽输送形势来看,典型冬涝年和冬旱年的空间分布大致相反,表明流域冬季异常降水是与大尺度环流形势的异常密切关联的。计算发现,逐年冬季可降水量、水汽通量散度和欧亚环流指数与流域冬季降水均具有较好的关系,相关系数分别达到0.43、-0.68、-0.53,通过0.01的信度检验。     

三峡库区耕地利用变化及其对策研究 --以重庆市忠县为例

在分析忠县近55年来耕地数量动态变化的基础上,着重对三峡二期施工以来1996～2003年忠县耕地资源数量增减状况及构成进行了详尽的剖析,揭示了忠县耕地利用变化的主要原因,提出了耕地保护开发的对策。分析表明,忠县耕地数量变化有一定增减波动,但整体呈明显减少之势。农业结构调整占地占耕地总减少量的82.25 ％,是忠县耕地减少的主要原因;其次是非农建设占地和水域淹没,分别占总减少量的4.32 ％和\{13.22\} ％;新增加的耕地构成中,开荒仍是目前耕地增加的主要来源,其次是农业结构调整,二者分别占耕地总增加量的71.92 ％和21.88 ％。严格控制非农建设占用耕地,提高耕地的比较经济效益,加强耕地的整理、复垦和开发工作,加强以农田水利基本建设为重点的综合治理,严格控制人口数量,提高人口素质等是耕地保护开发的主要对策。     

典型流域土地利用/覆被变化预测及景观生态效应分析——以太湖上游西苕溪流域为例

以太湖上游西苕溪流域为研究区,基于1985和2002年土地利用空间数据,结合土地利用变化的驱动因子,运用马尔科夫模型和CLUE S模型,模拟了研究区2020年土地利用的空间格局;在此基础上,通过对斑块类型和景观水平上格局指数的变化分析, 揭示研究区未来土地利用/覆被变化及其景观生态效应。结果表明： 按照1985～2002年土地利用变化的发展趋势,未来研究区土地利用变化主要表现为建设用地面积大幅度增加,耕地、林地面积减小,研究区未来景观格局指数将发生较大的变化。在景观尺度上,斑块数量、边缘密度、多样性指数、均匀度指数、分维数等指标都呈增加趋势,而斑块平均面积减小,表现出景观结构破碎化、斑块形状复杂化、景观向多样性和均匀化发展的特点;而从斑块类型水平上看,各景观类型之间的景观格局指数变化差异较大,反映了生态系统的复杂性.     

近15年来长江源区土地利用变化及其生态环境效应

长江源区是我国重要的水源涵养区,也是高海拔地区生物多样性最集中的地区和生态变化最为敏感的地区。基于1986年TM和2000年ETM+卫星遥感数据和野外实地调查,采用GIS软件和景观生态空间分布格局分析方法,对长江源区近15年来土地利用类型的时空变化进行了研究。结果表明：1986～2000年,源区林地和湿地面积减少54.2 %和42.69 %,建设用地、耕地和未利用土地面积分别增加120 %、43.83 %和21.1 %。全区土地利用的空间位置转换面积大于其数量变化,土地利用类型总变化的面积大小依次是草地＞未利用土地＞湿地＞水域＞林地＞耕地＞建设用地。土地利用动态转化过程以草地转化为未利用土地、湿地转化为草地和未利用地逆转为草地为主要特征。15年里景观破碎化程度加剧,分维数和多样性指数增加,优势度降低,景观异质性增强。长江源区脆弱的生态体系对土地利用变化响应强烈,造成水土流失与沙漠化程度加剧,导致大范围高寒草甸、草原植被退化,湿地萎缩。气候变化和人类经济活动是导致研究区土地利用变化的主要因素。     

西洞庭湖鱼类物种多样性及其时空变化

洞庭湖是长江中游现存仅有的两大通江湖泊之一,研究其鱼类资源对了解湖泊通江的生态作用有着重要意义。为此,在2002年9月~2004年6月每月定期定点在西洞庭湖区开展鱼类调查,结果如下：① 实地调查到鱼类111种,隶属9目20科,包括中华鲟、胭脂鱼等珍稀物种;②鱼类物种数年动态波动较大,最高月份达69种,最低为26种,月均50±13种;③物种多样性指数年动态与物种数年动态大体一致,最高达3.34,最低为1.89,月均2.84±0.38;④空间分布上,位于入湖口的调查点物种数和多样性指数高于内湖,且差异有显著性(p<0.05);⑤在数量上,湖泊定居型鱼类占50%以上,其中,鲫数量最多,占16%左右。可见：西洞庭湖作为通江湖泊在鱼类多样性的保护上起到避难所和交流场所的作用;目前,西洞庭湖鱼类在生态组成上,湖泊定居型鱼类比重有逐渐增加的趋势。     

湖北省耕地利用转型对农民增收的空间溢出效应研究

基于2005～2017年湖北省74个县域面板数据,构建基于交通权重的空间权重矩阵,利用空间杜宾模型,实证研究耕地利用转型影响农民增收的空间溢出效应,并进一步揭示该溢出效应呈现的具体规律与特征.研究表明:(1)耕地利用转型各形态和农民收入水平都具有显著的正向空间自相关性;(2)农民收入水平的空间自回归系数ρ为0.65,表明相邻县域农民增收存在正向空间溢出效应,即本县域农民收入增长1％,相邻县域农民收入将会增长0.65％;(3)相邻县域间的空间溢出效应主要靠耕地数量、农业劳动力和基础设施投入形态变化驱动,其中,农业劳动力形态变化产生的空间溢出效应占总效应的69％,耕地数量形态占15％,基础设施投入形态占12％.因此,应注意提升县域间耕地利用系统协同性,利用其空间溢出效应促进湖北省各县域共同发展、农民收入协同提高.     

基于GWR模型的江苏省耕地集约利用水平时空变化特征及影响因素

全面考虑耕地集约利用的综合效益,从投入强度、利用程度、产出效益和持续状况4个方面选取了15个指标,采用均方差决策法确定指标权重,构建了耕地集约利用水平评价指标体系,对江苏省2000～2015年的耕地集约利用水平进行了时空变化规律的探索分析,并运用GWR模型进行了影响因素分析。探究江苏省的耕地集约利用水平及其变化趋势,寻求耕地节约集约利用模式,为缓解我国人地矛盾,保证国家粮食安全提供借鉴。研究表明:(1) 2000～2015年江苏省的耕地集约利用整体水平呈现出先上升后平稳发展的变化趋势,其时序变化可分为两个不同阶段。(2)苏北地区的县(市)多处于中高度集约利用水平且多为高度水平,苏中地区的状况有所好转,但苏南地区的大部分县(市)整体保持低度集约利用水平甚至不集约水平稳定不变。整体来看,江苏省的耕地集约利用水平呈现出北高南低的空间分布特征。(3) GWR模型能够科学准确地进行耕地集约利用影响因素的分析,投入强度是影响江苏省耕地集约利用水平极为重要的因素,其次是持续状况,而利用程度的影响程度存在明显的时空差异,产出效益的影响程度在逐渐增强。     

城镇化、耕地集约利用与粮食生产——气候条件下有调节的中介效应北大核心CSCDCSSCI

将社会经济与自然气候条件相结合,构建了一个集城镇化、耕地集约利用、气候条件与粮食生产于一体的理论框架,实证评估城镇化对粮食生产的影响及路径。基于2000—2018年330个中国地级及以上城市的面板数据,运用一个有调节的中介效应模型考察了气温、降水量和日照时数等气候变量调节作用下耕地集约利用在城镇化影响粮食生产的中介效应,进一步分析了该中介效应的程度变化及区域异质性。研究发现:①城镇化对粮食生产存在显著的负向影响,耕地集约利用的中介效应能够削弱城镇化的负向影响。②气候条件能够在耕地集约利用的中介路径中发挥显著的调节作用,气温、降水量与日照时数均能够显著调节该中介作用的全路径,但在不同气候变量的调节下,耕地集约利用的中介作用表现出明显的区域异质性。③气温在胡焕庸线以东大部分地区、日照时数在长江流域以北大部分地区,耕地集约利用能够发挥正向中介效应,而降水量在高于800 mm等降水量线的大部分地区则部分削弱耕地集约利用的负向中介效应,即不同气候变量调节的共同作用能够弱化甚至完全抵消耕地集约利用的负向中介效应。总体上,耕地集约利用中介效应与气候条件调节效应的双重作用能够削弱城镇化的负向影响。文章在理论上有助于丰富中国城镇化对粮食生产影响的评估框架,在实践上也有助于为政府促进城镇化高质量发展与保障粮食安全均衡协调提供经验参考。     

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。     

雅砻江流域湿地景观格局变化分析

应用ArcGIS软件,对雅砻江流域湿地1986和2000年遥感数据进行解译、矢量化处理,用Apack软件进行湿地景观格局指数计算,研究了近15 a雅砻江流域景观空间格局特征及其变化。结果表明：（1）近15 a雅砻江流域湿地景观面积减少,减少量为49404 hm2,占2000年湿地总面积的0506%;（2）两个时期内湿地斑块密度保持不变,湿地景观的聚集度都很高,均在099以上,湿地景观集中分布,破碎化水平低;（3）雅砻江流域湿地景观的多样性指数水平和均匀度水平较低,而且两指数在两个个时期内没有发生太大的变化,且各类湿地景观比例差异相对较大,沼泽湿地景观控制的程度较高;（4）雅砻江流域的5类湿地景观分布质心基本上未发生变化,但总体格局分布质心向南偏移001°,再向西偏移023°,整体上向西南方向偏移了2532 km     

南洞庭湖湿地鱼类生境景观变化及其人为驱动

通过实地调查和制图分析,研究1983~2013年南洞庭湖区万子湖湿地和鱼类生境景观变化及其人为驱动,结果表明:湿地洲滩面积由1.410×104 hm2增加到2.135×104 hm2,敞水面面积由1.363×104 hm2减少到0.631×104 hm2;芦苇洲减少,但林地由0.056×104 hm2增加到0.728×104 hm2并扩展到保护区核心区;新增泥围21个、网围10个,引淤、沥水排水设施长度增加了201.71km。人为干扰对景观变化有极大影响,其中引种意大利杨及芦苇改变了地形和群落结构,挤占了自然演替条件下应有的草洲景观空间,使鱼类产卵、索饵的适宜生境减少;泥围作为有害渔法,与网围都处于建设发展阶段,占据了草洲、洼地等鱼类产卵、索饵的适宜生境;引淤渠建设使大面积湖泊快速淤积成洲,将水生生态景观转变为大多数时间干露的以陆相生态景观为主的水陆相生态景观,鱼类生境被压缩,并对南洞庭自然保护区核心区继续发挥促淤作用。     

太湖流域粮食生产对耕地利用变化动态响应分析及预测

认识耕地利用与粮食生产的耦合作用规律是确保粮食安全和可持续发展的基础。基于模型模拟、GIS和多目标情景模拟等方法,在定量分析粮食生产对耕地利用变化动态响应基础上,分析流域粮食生产变化的关键驱动要素及粮食增产潜力,为流域耕地利用动态调控和粮食安全问题解决提供参考。结果表明:(1)1985～2015年流域耕地利用与粮食生产变化空间集聚性显著,耕地量变、耕地利用结构和方式变化幅度分别为39.2%、23.6%和19.3%,上述变化导致粮食减产44.1%;(2)1985～2015年耕地量变对流域粮食减产贡献率为50.7%,耕地利用方式变化和耕地量变则分别以43.4%和76.3%的贡献率成为前后15年粮食减产的主要驱动因素。集聚在流域北部56.8%的区域受耕地量变影响显著;太湖东南24.3%的区域和杭州-桐乡-嘉善一线等18.9%的区域分别受耕地利用方式和结构变化影响较大。随时间变化,耕地量变影响加剧,粮食减幅增加;(3)未来耕地数量持续减少,粮食安全压力较大,低-中-高方案变动下耕地量变影响范围缩小53.5%,耕地利用方式和结构影响区分别增加了2倍和1.25倍,粮食增产区由5.4%增加到54.1%。不同区域粮食生产对耕地利用变化响应的时空差异显著,未来响应变化敏感区将是流域粮食增产潜力区和耕地利用关键调控区。     

中国省域违法占用耕地的空间效应

要通过中国省域违法占用耕地的时空特征分析,得知1999-2007年中国违法占用耕地均值的空间布局总体较为离散,局部地区表现出集聚态势;运用空间计量分析方法,对1999-2007年间中国各省域违法占用耕地的空间效应研究表明,中国大陆31个雀域的违法占用耕地在地理空间上存在显著的正自相关关系,表现出了某些省域违法占用耕地的相似性在空间上趋于集聚现象,1999-2007年中国违法占用耕地的省域空间集聚近似呈现“N”字型波动变化的态势.中国违法占用耕地省域之间正的空间效应正在增强,中国省域违法占用耕地存在地理空间的邻近效应.     

近40年阿克苏河流域径流变化特征及影响因素研究

利用1961—2000年近40a的气温、降水、冻土深度等逐月资料及年蒸发量资料和20世纪50年代初或中期建站起到90年代中期径流逐月实测资料．分析20世纪下半期阿克苏河流域径流变化特征及其与气候变化的关系．同时分析人类活动对径流变化的影响作用。研究表明：阿克苏河流域普遍存在升温的变化趋势，尤其是冬季升温明显；同时导致冻土层温度的升高和冻土退化；流域内降水增加趋势明显。1990年以后径流增加趋势更加明显．从年内变化分析来看。流域内各水文站春、夏季径流有明显的增大趋势；秋、冬季径流减少明显；分析径流的变化特点．主要还受到流域地表状况变化、大面积开荒及上游水库调节等人类经济活动作用的影响。     

耕地资源变化的空间计量及其驱动力分析——以江苏省为例

采用1998~2008年江苏省13个地级市的耕地数据,分析了近10 a来耕地数量变化的基本过程及空间差异。然后运用Moran I指数验证了耕地资源分布空间相关性的存在,并利用空间计量模型研究了江苏省耕地数量变化的驱动机制。结果表明：（1）1998~2008年,江苏省耕地面积净减少2969×104 hm2,平均每年减少270×104 hm2。耕地数量变化存在明显的空间差异,无锡、苏州、常州、南京和镇江5个地区耕地资源减少最为严重;（2）全省耕地资源空间分布存在明显的空间相关性,1998~2008年,耕地面积Moran I值由0400 3增加至0452 4,呈逐步增强的趋势;（3）人口、经济增长和粮经作物比是江苏省耕地数量变化的主要驱动因子,其弹性系数分别为-0803、-0070、0069;（4）相邻地区各因素的空间扩散效应对耕地数量变化存在显著的影响,其弹性系数为0779,因此,未来在制定耕地保护政策,应考虑区域耕地资源分布的空间相关性,推进跨区域耕地保护机制的形成,建立一体化的区域耕地保护政策。     

中国耕地养育力及其可持续利用研究

本文通过对制约２１ 世纪中国经济发展重要因素之一的耕地资源及其生产力、承载力、支持力的分析,阐述了耕地养育力的概念、特征及其与耕地可持续利用的关系,在进一步分析耕地可持续利用的基础上,提出了提高耕地生产力、承载力,实施可持续发展的对策     

1990年以来长江三角洲耕地资源变化及驱动因子研究

长江三角洲地区是中国经济发展最为快速的地区之一,虽耕地资源秉赋较好,但在经济快速发展的背景下,耕地问题显得十分严峻。以长江三角洲地区16个地级市为研究对象,利用1990~2012年相关数据,以市域为单元分析了耕地资源变化和实际利用强度的时空演变过程。结果表明:(1)1990~2012年,长三角地区的耕地总面积和人均耕地面积呈现周期性的下降趋势,以"快-慢-快-慢-慢"的循环模式逐步降低;(2)长三角地区耕地实际利用强度大体呈现"北强南弱"分布规律,在空间表现上,原来集中连片的 "高-高"、"低-低"格局正逐渐破碎化,开始出现斑点镶嵌式格局;(3)长三角地区的人口、二三产业比重和城市化水平均对耕地面积变化起到显著作用,其弹性系数分别为-0.216、-0.194和-0.203,而人均GDP与耕地面积则没有显著相关性。