杭州湾南岸滨海平原土地利用/覆被空间格局变化分析

杭州湾南岸滨海平原位于沪、杭、甬经济金三角的中心地带,是我国沿海经济最发达的地区之一。研究其土地利用/覆被空间格局变化对合理利用土地资源,促进沿海地区的可持续发展具有重要意义。利用1987年和2000年2个时期的TM影像,分析了杭州湾南岸滨海平原土地利用/覆被数量及空间格局变化特征。结果表明,杭州湾南岸滨海平原建设用地、水体和养殖用地呈现明显的增长趋势,水田、旱地、滩地、林地和盐田呈减少趋势。受自然和人类活动的共同影响,土地利用/覆被类型斑块平均面积由0.245 km2降至0.173 km2,斑块密度则由4.081个/km2提高到5.781个/km2,斑块数量增加了42%。由于斑块的破碎化,大部分土地利用/覆被类型的边界密度、形态指数、分维数和斑块密度都有不同程度的增加。城市化和非农化的发展使得建设用地格局指数变化表现出一定的特殊性。     

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.     

城市边缘区土地利用景观格局变化分析

以北京市大兴区为例,以1993、20012、007年3期土地利用图为基础,对城市边缘区的土地利用景观格局变化情况进行了分析。首先对3期土地利用图进行统计分析,得到了各类土地利用类型的面积变化情况,在此基础上,利用景观格局分析软件FRAGSTAS分别计算三个时期土地利用图的景观指数。结果表明:①大兴区的景观类型主体是耕地和建设用地。从1993-2007年,大兴区的土地利用类型面积发生了很大的变化,其中,耕地面积持续减少,林地、建设用地面积持续增加,园地、草地、水域、荒土地面积先增加后减少;②大兴区景观格局的总体破碎化程度逐年增加,斑块形状相似性变小,形状越来越不规则,景观分离度持续增加,各类景观组分面积比例差别在逐渐缩小,景观中各组分分配越来越均匀,某一种或几种景观组分占优势的情况越来越小;③耕地、园地、林地、草地、水域及荒土地呈现出较为一致的变化规律,即景观的破碎程度加大,分离度增大,形状变得越来越不规则,并且分布越来越分散。建设用地的变化规律略有不同,建设用地的景观破碎度增加,但是形状变得规则,并且分布变得相对聚集。     

基于景观尺度的流域土地覆被变化及其水文响应

水资源短缺已成为限制华北地区社会经济发展的主要因子之一,其中山区来水减少问题已成为该区域水资源研究亟待解决的关键问题。采用景观格局分析法及统计学方法对华北土石山区典型流域--红门川流域土地/覆被变化及其水文动态响应进行分析。结果表明：(1)1990～2005年流域景观呈破碎化趋势,其中,优势景观林地在研究时段内面积变化不大;耕地、建设用地面积增加趋势显著,增幅分别为431%和444%;水域减少趋势最为明显,减幅达208%。(2)土地利用/覆被变化对流域径流有显著调节作用：随着土地结构不断优化,森林、耕地面积的增加,1998～2005年流域平均年径流系数较1990～1998年下降77%;丰、平和枯水年径流系数则分别减少64%、31%和85%;当剔除降水因素后,土地利用景观结构优化使得月径流系数减少16%～100%。(3)土地利用/覆被变化对流域径流的调节作用呈现季节性,植物生长季径流调节尤为显著     

土地利用/土地覆被变化研究范式的转变

土地利用/土地覆被变化(LUCC)研究的形成和发展经历了从前科学(无范式)到科学(以范式为标志)的历史过程.认识LUCC研究范式及其转变的内涵和实质对其理论和应用的发展与完善具有极为重要的意义,并有助于提高解释和预测能力.本文以库恩的“范式”和“范式转变”为基本脉络,剖析了LUCC研究中的实证主义范式、科学人文主义范式、结构功能主义范式以及复杂性范式,并指出范式及其转变主要在本体论、认识论和方法论三个层面表现出来.实证主义范式强调决定论以及主客体分离,认为应把经验与逻辑分析作为客观地认识现实的基础,它贯穿1UCC不同发展阶段,在初期发挥了重要作用,至今仍主导着LUCC研究;科学人文主义在科学主义或实证主义的基础上强调了人的主体性,修正了它们的片面性;结构功能主义为我们提供了一种可资参考的系统分析方法,在宏观层面的许多重要理论见解和研究方法,值得LUCC研究者关注和借鉴;复杂性范式强调土地系统的非线性、自组织、连通性等特征,为LUCC研究提供了一种新的科学世界观、认识论和方法论,利用复杂性理论研究具有非线性特征的复杂土地系统,体现了当前LUCC研究的范式转变.     

四川马边彝族自治县土地利用/覆被变化分析

采用基于最大似然法的监督分类方法对四川省马边彝族自治县1988年和2001年两期Landsate5 TM影像进行解译,利用单项土地利用动态指数〖WTBX〗（LUDI）、双向土地利用动态指数（Ki）以及土地利用类型转移矩阵（Cx×y）〖WTBZ〗等定量分析方法分析解译结果,得到马边县13年间土地利用/覆被动态及转移特征,并对可能的生态影响进行了分析预测。结果显示：①次生林面积增加,针叶林面积有所下降,灌草地被农田大量取代;②城镇及居民点和次生林的动态最为活跃,转入面积明显高于转出面积;③中山区和亚高山区林地构成发生变化,高山草甸面积有所萎缩,河谷区的阔叶林带被次生林大量取代,低山河谷区的土地破碎化程度增加。研究表明,13年间马边土地利用/覆被变化具有动态高、转换活跃、空间性强以及人为活动干扰影响明显等特点。其中,低山丘陵区的灌草坡大量被农地替代、中山区和亚高山区次生林面积扩大应该作为生态退化的信号加以重视。另外,气候变化对马边森林植被演替可能产生的影响应在今后进行深入的分析研究     

上海浦东新区土地利用变化及其生态环境效应

上海浦东新区是我国快速城市化的典型地区,尤其1990~2001年,是浦东新区快速城市建设和扩展时期。依据1990、2001年两时相的卫星遥感数据,运用图像处理软件进行监督分类,提取了浦东新区两时相土地利用信息,分析了浦东新区1990~2001年土地利用变化特点和土地利用类型的转化特征,探讨土地利用的变化对生态环境的效应。研究表明：①11年间浦东新区农业用地和水体急剧减少,其中农业用地减少了58.16%,水体减少了 17.4%;②1990~2001年浦东新区城市扩展用地55%由农业用地转化而来,35.26%由水体转化而来;③土地利用的快速变化引发了水资源面积减少、水体污染加重和需水量增加,以及大气污染加重、大气温度上升和地面热中心面积扩大等生态环境问题。     

洪泽湖地区土地利用与景观格局演变

基于多时点 TM/ETM影像解译数据,运用遥感、GIS和景观生态学方法,分析洪泽湖地区近 18 a的土地利用变化和景观格局演变过程,揭示该地区内各种土地利用时空变化特征,并得出3个时期景观类型分布特征、景观格局变化的趋势及特征。结果表明：（1）区域内土地利用变化显著,整体处于不平衡的状态,主要表现为耕地持续减少、建设用地迅速增加、林地先增后减及草地和水域略有增加;（2）研究区景观结构和景观异质性发生了较大变化,斑块数目增加、平均斑块面积减少,景观多样性指数、景观均匀度指数总体上升,在区域景观破碎化程度加剧的同时,各景观类型间差异缩小,景观结构趋于多样化、均匀化和破碎化。最后,指出人类活动,尤其是经济建设是土地利用景观格局变化的主要因素,并对地区的生态可持续发展提出了相应建议     

汉江流域土地利用/覆被变化的水文效应模拟研究

针对流域LUCC驱动因子众多、驱动因子与土地利用/覆被变化之间存在复杂的非线性动态关系的特点,以汉江上游流域LUCC模拟为例,构建基于人工神经网络（ANN）与元胞自动机（CA）的模拟土地利用/覆被变化的CA ANN耦合模型,并应用该模型预测汉江上游流域2020s年代的LUCC变化情景。结果表明：2020s汉江黄家港站上游流域水田、旱地、灌木林与建设用地面积均有不同程度的增加,其中建设用地增幅最大,与区域交通和城市化的迅猛发展趋势相符;除建设用地增幅变化较大之外,1980s～2000s与2000s～2020s两个时期其余土地利用/覆盖类型的面积变化率都比较相近,表明CA ANN耦合模型能够刻画土地利用/覆盖类型的转换规律,在流域土地利用/覆被变化的复杂非线性动态演变情景的模拟预测方面是可行的。在此基础上,应用SWAT分布式水文模型模拟汉江上游流域水文过程。研究结果表明：在1980s年代、2000s年代及预测的2020s年代LUCC情景下,汉江上游流域年平均径流量呈增加趋势,LUCC对径流量年内影响较汛期显著,多年平均蒸散发量呈增加趋势     

人工园林大面积种植区土地利用/覆被变化对生态系统服务价值影响

近10a来由于经济利益的驱动,橡胶、茶园、咖啡和桉树等人工园林在云南省西南部西盟县大规模种植,使土地利用结构和布局发生了较大变化,影响了种植区的生态系统服务价值。以西盟县为研究对象,基于2000年、2005年和2010年的遥感影像解译的土地利用/覆被数据,参照"中国生态系统单位面积生态服务价值当量",修订了西盟县生态系统单位面积服务价值,结合敏感度分析,探讨了土地利用/覆被变化及其对生态系统服务价值的影响。结果表明:(1)2000~2010年西盟县的耕地、园地、水域和乡镇用地面积增加,林地和草地面积减少,西南部的土地利用/覆盖类型相互转化主要表现在林地和耕地转化为园地,而东北部表现在林地转化为耕地;(2)从时间上看,生态系统服务价值呈减少趋势,10 a间净减少106.29×106元,林地的生态系统服务价值始终最高;(3)研究期内,只有食物生产服务有价值量的增加,其余生态系统服务的价值量均为不同程度的减少;(4)从空间上看,西盟县生态系统服务价值东北部和东南部高,西部、中部和东部低。力所乡生态系统服务价值有小幅度增加,其余乡镇均呈减少趋势。西盟县以经济利益为目的的发展模式给生态系统服务和可持续发展带来巨大压力,在一定程度上使区域整体生态效应下降。因此,西盟县的发展应该在保证生态系统稳定的前提下,适当发展园地,同时优化土地利用结构,在生态效益和经济利益之间,找到双赢的平衡点。     

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。     

洞庭湖区近50年土地利用/覆盖的变化研究

利用1978，1989，1998年的Landsat卫星遥感影像资料及20世纪50年代航测的地形图，研究了洞庭湖区近50年土地利用／覆盖及其景观结构的变化，土地利用／覆盖类型分为水体，湿地，农田，林地和建成区五类，各时期遥感影像的总体分类精度都在80％以上，运用ArcInfo和ArcView GIS软件，将不同时期的土地利用／覆盖格局在空间上清晰地显示出来，通过叠加4个不同时期的影像分类图，计算出各种土地利用／覆盖类型转变为其他土地利用／覆盖类型的比例，洞庭湖区50年来水体面积不断减少，减少量为1460km^2，其中1955年到1978年水面面积缩小了970。57km^2，分别为1978年到1989年和1989年到1998年缩小面积的2．23倍和1805倍，湿地面积逐渐增加，1998年湿地面积分别为1955，1978和1989年的1．46，1．41和1．09倍，农田的面积百分比从1955年的54．70％增加到1978年62．15％，又逐渐降低到1989年的51．88％和1998年的48．17％，林地的面积1978年比1955年减少了17％,，1989年比1978年增加了57％，1998年比1989年增加了11％，建成区的变化表明近50年来湖区城市化的进程，洞庭湖区土地利用／覆盖及其景观结构的变化是社会经济和自然因素综合作用的结果。     

三峡库区土地利用变化与影响因子分析

利用1995、2000和2005年的Landsat TM遥感数据解译结果分析了三峡库区的土地利用格局，三峡库区建设用地总量上升，各类建设用地的增长率不一致，库区水面在增加；运用单一土地利用动态度分析了相关地类的变化速度和分布，各地类的动态度与变化速度存在空间上的差异；采用景观生态学的方法分析了土地利用变化的景观特征，景观的多样性在增加，而景观的破碎度有一个先减小后增加的趋势，同时景观优势度的变化不大，耕地景观的优势逐渐被多样性景观特征所替代。然后采用典型相关分析的方法，计算典型载荷，找出各典型变量在分析过程中的作用，借此分析了土地利用变化与社会经济影响因子之间的关系。     

基于遥感影像的丹江口水库水域面积动态变化与原因研究

丹江口水库是南水北调中线工程的水源地,水库水域面积的动态变化研究,对保障调水有重要意义。针对丹江口水库水域面积变化较快、短期波动明显,对南水北调中线工程稳定调水有较大影响的问题,采用2000年3月~2015年10月逐月遥感影像,基于归一化差异水体指数(NDWI)提取水体,研究了丹江口水库水域面积的动态变化。结果表明:丹江口水库近16 a来月际平均水域面积均超过400 km2,2~7月份为枯水期,8月份~翌年1月份为丰水期。按季节来看,夏季至秋季水库水域面积呈增大趋势,冬季至次年春季水库水域面积呈减小趋势,同时水库水域在秋季波动最为剧烈,冬季较为平缓。自2014年12月~2015年10月,受大坝加高蓄水影响,水库水域面积均维持在550 km2以上。水库的水位涨落形成的消落区主要集中在丹江水库北部、东部和汉江水库的西部。     

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。     

三峡库区腹地草堂溪小流域土地功能格局变化

探讨三峡库区腹地土地功能格局动态特征是促进库区土地功能优化、土地利用可持续发展的重要途径之一。以草堂溪小流域为研究区,基于1990~2015年4期遥感影像和1∶5万DEM数据,借助ArcGIS 10.2与Fragstats 4.2软件,依据土地提供主要服务的差异性将土地功能划分为3个大类5个亚类,并分析研究区土地功能格局时空演变特征。结果表明:近25 a,研究区生态功能用地占绝对优势,面积增长1 541.96 hm~2,生产功能用地面积缩减1 844.19 hm~2,生活功能用地面积扩展302.24 hm~2;生物质生产功能用地和人工/天然生态功能用地间的转移关系是研究区土地功能转移网络的关键关系,决定着研究区土地功能变化特征;土地功能变化空间集聚特征时空差异性显著,生物质生产功能用地和人工/天然生态功能用地附近为土地功能变化热点区域,1990~2015年土地功能变化热点区向研究区西部推移;生物质生产功能用地、交通功能用地和住宅功能用地优势区间为中低地形位,中高地形位是非生物生产功能用地优势区间,人工/天然生态功能用地在高地形位占优势;较低地形位上景观异质性高、形状复杂,较高地形位上景观类型单一、聚集程度高。     

土地利用变化对生态系统服务价值的影响--以武汉市为例

分析了1996～2001年武汉市快速城市化区域土地利用/土地覆盖变化,并计算由此导致的生态系统服务价值变化。应用Costanza生态系统服务价值计算公式,采用谢高地等人的中国陆地生态系统单位面积生态服务价值表进行计算,结果发现：①在研究期内,研究区耕地、草地、水域和未利用地在减少,其中耕地减少最多,达12.32×103 hm2,林地、湿地和建设用地在增加,建设用地增加最多,为11.70×103 hm2;②ESV由1996年的457.74×107元减少到2001年的456.14×107元,5年减少1.61×107元;③生态系统单项服务功能价值中的气体调节、气候调节、原材料和娱乐文化在增加,气候调节增幅最大,达8.51%,水源涵养、土壤形成和保护、废物处理、生物多样性保护和食物生产在减少,食物生产减幅最大,达7.42%;④敏感性分析表明,ESV对生态价值系数(Value Coefficient, VC)缺乏弹性,研究结果可信。     

1991－2001年南昌市土地利用/覆被变化特征研究

土地利用/覆被变化是区域变化的重要组成部分，是短时期内人类活动对自然环境改造的显著表现形式。南昌市地处京广线和沿海地区之间，属于经济欠发达地区的省会城市。近年来，社会经济发展迅速，城镇化进程明显加快，土地利用变化显著。文章利用1991—2001年南昌市土地详查和变更数据，分析南昌市土地利用/覆被变化特征，其基本结论有： （1）土地利用类型构成以耕地、水域和林地为主；（2）建设用地增幅显著，而耕地数量则呈下降态势，土地利用结构的变化与城镇的发展密切相关；（3）从土地利用程度看，不论是单项指标指数还是综合指数，南昌市均高于全国平均水平；（4）从时间序列看，南昌市土地利用/覆被的多样性指数和均匀度指数逐渐增大，而优势度指数逐渐减小，指数变化的趋势还表现为前一时期（1991—1996年）比后一时期（1996—2001年）要大，这表明土地利用/覆被的破碎化程度持续加强，但后期的加强程度呈弱化趋势。