基于面积转移矩阵的龙川江流域土地利用变化研究

长时期的土地利用变化研究有利于提高对土地利用和土地覆被变化动态过程的认识。基于1982年和2016年龙川江流域遥感影像及地理信息软件,将该流域土地利用类型主要分成9类,即暖温性针叶林、常绿阔叶林、人工林、暖温性石灰岩灌丛、干热河谷稀树灌木草丛、水田、旱地、水域和居民区。基于Arcmap10. 1软件的分类统计功能,从土地利用类型的面积变化、时空动态变化、动态度变化以及面积转移矩阵四个方面对研究区土地利用变化进行了分析。结果表明:研究区土地利用类型主要以暖温性针叶林、常绿阔叶林、暖温性石灰岩灌丛、干热河谷稀树灌木草丛为主。1982～2016年,暖温性针叶林、暖温性石灰岩灌丛以及旱地面积呈下降趋势,面积减少最多的是暖温性针叶林;常绿阔叶林、人工林、干热河谷稀树灌木草丛、水田、水域和居民区面积呈增加趋势,但是水域面积增加不多。动态度最大的是人工林,其变化幅度也是最大,面积大幅增加;干热河谷稀树灌木草丛和水域的动态度最小,其增幅也不大。研究成果对该流域水土保持工作的开展具有一定参考价值。     

基于GIS的抚仙湖流域土地利用时空变化研究

高原湖泊是流域内生产生活的重要水源地,维系着当地经济社会的发展,对于调节气候和美化环境起着不可替代的重要作用。由于城镇化的推进和旅游产业的发展,湖泊流域空间格局发生变化,高原湖泊环境污染加剧。以云南省抚仙湖流域为研究对象,运用GIS空间分析技术和数理统计方法,基于2005～2015年3期遥感影像从土地利用幅度变化、土地利用转移类型和土地利用动态度3个方面分析了流域10 a来土地利用时空变化特征。结果表明:①抚仙湖流域土地利用类型以湖泊水面、有林地、旱地、水田和草地为主,水田、有林地和建设用地面积增长,旱地、草地和灌木林地面积减少,园地、湖泊水面和未利用地面积先增后减,水库坑塘先减后增;②土地利用转换类型以农用地向建设用地转移、耕地内部转移和耕地向林地转移3类为主;③不同时期不同地类不同区域的土地利用动态度存在较大差异,2010～2015年与2005～2010年相比,变化更为剧烈,其他建设用地动态度最高,湖泊水面动态度最低,动态度较高的区域分布于湖泊北岸以及西岸中部,而流域北部边缘、西部边缘的动态度较低。研究成果可为该流域生态环境的保护和土地资源的可持续利用提供理论参考。     

汾河水库上游流域土地利用类型变化特征及其水环境效应研究

利用遥感和GIS技术,结合现场核查与生态调查,对汾河水库上游流域5 268 km2区域各阶段生态系统构成及转化特征进行了研究。结合区域自然地理、水文及农业生产条件,分析了研究区各类生态系统变化对流域水环境的影响。研究表明:2000-2013年,汾河水库上游流域土地利用类型主要为草地、灌丛、森林,约占总面积的80%,但农地面积减少,森林、草地、湿地、城镇面积增加;草地是最稳定的土地利用类型,森林为最活跃的土地利用类型,湿地和森林在空间上呈现扩张的发展趋势;研究区森林、湿地生态系统面积增加,农田面积减少,对流域水环境均起到正效应,城镇面积的增加体现为负效应。汾河水库上游土地利用变化向有利于流域水环境的改善趋势发展。     

赣江流域土地利用迁移变化分析

土地利用/覆被变化是人类与自然环境相互作用的重要表征，其变化特征深刻影响着区域的生态安全和社会经济可持续发展。基于赣江流域1980—2018年土地利用数据，利用ArcGIS空间分析方法，分析赣江流域土地利用的时空变化特征。结果表明：赣江流域1980—2018年土地类型以林地和耕地为主，林地和耕地面积呈减少趋势，建设用地面积不断增加；流域土地利用综合指数呈增加态势，表明土地利用变化加快；土地利用转换类型以耕地和林地向建设用地转移、林地和草地相互转移以及林地向耕地转移为主，部分耕地转化为水域；草地、水域、建设用地重心变化较明显，草地的重心在向西偏北方向迁移，水域的重心在向西偏南方向迁移，建设用地重心在向东偏南方向移动，移动速度均具有阶段性。可为赣江流域生态环境保护、水土资源规划与管理提供科学依据。     

龙川江流域土地利用方式与土壤侵蚀关联分析

土地利用方式变化直接改变土壤侵蚀的方式和强度。以长江上游龙川江流域作为研究对象，讨论了土地利用方式变化的土壤侵蚀环境效应。结果表明：龙川江流域土地利用内部转化以林地转化最为突出，导致了土壤侵蚀面积的减少或增加；其它土地利用类型向林地的转化均有利于减少土壤侵蚀，而向耕地的转化则会增加土壤侵蚀；耕地向林地、草地、水域的转化使侵蚀强度指数显著降低，林地向耕地、草地转化，水域向其它土地利用类型的转化，均使侵蚀强度指数显著增加。     

伊犁河流域陆表水域面积时空变化及驱动力分析

为探究伊犁河流域陆表水域面积时空变化及其驱动因素，为跨境水资源确权与分配提供依据，利用全球地表水数据集研究2001～2020年伊犁河流域陆表水域面积时空变化，并结合降水、温度和土地利用数据进行驱动力分析。结果表明：(1) 2001～2020年伊犁河流域陆表水域面积增加661 km²,主要增加在中国境外巴尔喀什湖南部和境内流域。(2) 20 a间大于1 km²的陆表水域增加41个，大于5 km²的陆表水域增加14个，巴尔喀什湖水体面积呈先增加后稳定的趋势，卡普恰盖水库水体面积呈下降趋势。(3)中国境内陆表水域面积受气候因素影响较小，土地利用类型变化是境内陆表水域面积变化主导因素；耕地面积变化是影响境外陆表水域面积变化的主导因素。研究成果可为伊犁河流域土地利用规划及流域水资源合理分配提供科学支撑。     

1980-2015年黄河流域土地利用变化特征与驱动力

采用1980-2015年共6期黄河流域土地利用数据,对全流域土地利用类型的面积与时空变化进行分析,利用动态度指标进一步研究流域土地利用的变化率;基于行政分区,采用转移矩阵对全流域及流域内各省(自治区)1980-2000、2001-2015年2个时期土地利用的转移类型和数量进行分析,探究了影响土地利用的主要驱动因子。结果表明:黄河流域的土地利用在数量和结构上都存在显著特征,草地、旱地、林地一直是该流域的主要土地利用类型,1980-2015年,旱地、草地、水域、未利用土地的面积减少率分别为1.60%、1.23%、6.66%、1.84%,水田、林地、城乡土地的面积增加率为8.22%、2.53%、44.32%;在单一土地利用类型方面,城乡用地的变化率较大,其余相对较小;黄河流域内发生土地利用转变的区域主要集中在中部和东部,中下游省(自治区)转变明显;气候变化、人口增加和人类经济发展等都是黄河流域土地利用变化的主要驱动因子。     

官厅密云流域土地利用/覆盖与景观格局分析

通过对1980年、2000年和2008年3期遥感影像数据进行解译,结合土地利用/覆盖和景观生态学中的研究方法,利用ArcGIS等软件分析了官厅密云流域1980—2008年的土地利用/覆盖和景观格局指数变化。结果表明:1980—2008年,流域土地利用/覆盖类型以旱地、林地和草地为主的格局并没有随时间的改变而改变,三者面积之和约占流域总面积的93%左右。林地和草地的面积总和略有下降,流域植被覆盖处于退化的趋势;建设用地面积不断增加。28 a来,流域内建设用地、水田和水域的动态度一直较大,变化较为明显;土地利用程度综合指数一直增加,说明官厅密云流域土地利用/覆盖一直处于调整发展时期。水域的分维数最大,建设用地的分维数一直在增加;建设用地、未利用土地和水域的破碎度较大;香农多样性指数和香农均匀度指数略有下降,说明流域内景观类型多样性降低、分布出现不均衡化特征。     

地形对重庆市土地利用动态变化影响分析

对重庆市2001～2016年的土地利用进行动态变化研究,为该地社会经济发展战略的制定提供科学参考。以Landsat影像为基础,借助RS和GIS技术,分析了重庆市15 a来土地利用的时空演变及地理空间分异特征与规律。结果表明:①重庆市的土地利用类型以耕地和林地为主,耕地、草地面积减少,林地、建设用地、水域和未利用地面积增加,建设用地动态度变化最大,林地最小。②土地利用类型的转移主要存在于耕地和建设用地、耕地和林地之间。③耕地、草地、林地随着坡度的增加,土地利用类型面积变化变慢,未利用地和水域随着坡度的增加,土地利用类型面积变化变快,建设用地在各级坡度上面积变化都快。④建筑用地在各级高程范围内面积增加都十分迅速,在高程小于200 m的地区是各种土地利用类型面积变化最大的区域,各种土地类型在该区域存在最大的竞争关系。     

变化环境下子牙河流域水文过程影响要素分析

构建添加水库及取用水模块的SWAT模型，在考虑人类活动影响的基础上，分析土地利用类型及气候变化对子牙河流域水文要素的影响，并利用统合还原法计算人类活动及气候变化对研究区的径流变化的贡献率。结果表明：1980—2020年草地、耕地及水域面积呈减少趋势，建设用地呈增加趋势，其他土地利用类型变化趋势不明显；土地利用类型变化使得流域地表产流增加3.5 mm,地下水补给和蒸散发分别减少0.15 mm和2.93 mm; 1980—2020年研究区年降水量呈不显著上升趋势，年气温呈显著上升趋势，气候变化使得流域地表产流、地下水补给及蒸散发有不同程度的增加；人类活动和气候变化对流域径流减少的贡献率分别为66.36%和33.64%,人类活动占据相对主导的地位。     

无人机倾斜摄影辅助遥感技术在水土保持动态监测中的应用潜力分析

针对我国当前水土流失严重的实际情况,以我国资源三号、高分一号等新一代高分辨率卫星影像为主要数据源,并配合无人机倾斜摄影技术进行野外采样,在长江流域三峡库区开展了水土保持动态监测遥感解译实验性研究。实践发现水田、坡耕地、果园、茶园、林地等水土保持相关的各种土地利用类型在我国国产高分辨率遥感影像上都有比较明显的特征,资源三号、高分一号能够有效应用于水土保持遥感动态监测,而无人机技术作为辅助监测手段可以作为卫星影像的有效补充,在水土保持行业及其他相关领域有很大的应用潜力。     

三峡库区土壤侵蚀定量遥感监测

三峡库区人类活动强度大,土地大量垦殖和陡坡耕种,导致了较为严重的土壤侵蚀.本研究应用定量遥感监测的方法,选取三峡库区1992年4月、2002年9月TM和SPOT4遥感影像,结合地形、气候、土壤等辅助资料,采用空间信息提取技术和方法提取了土壤侵蚀各影响因子数据,分别统计出了1992年和2002年的土壤侵蚀量及其强度分布;分析了三峡库区土壤侵蚀的动态变化规律;其结果为管理部门进行土壤侵蚀防治提供了辅助决策和支持.     

分布式双源蒸散发模型及其在南广河流域运用研究

鉴于传统蒸散发模型基于单点计算,不能考虑流域下垫面条件对蒸散发影响的局限性,利用卫星遥感数据源,以四川境内的南广河流域作为研究对象,构建基于栅格单元的分布式双源蒸散发模型,实现研究区域蒸散发时空全过程计算。研究表明:基于遥感数据源的区域蒸散发计算值与蒸发站点实测蒸发值具有较好的一致性和相关性,相关系数为0.744,在相似的气象和下垫面条件下,蒸散发能力排序为:林地>灌木丛>水田>旱地>草地,模型研究成果对于流域蒸散发空间计算,以及定量分析土地利用变化对流域蒸散发影响提供一定的参考价值。     

基于遥感图像的黄河口近年演变特征分析

选取1996年、2000年每年一期和2006年～2009年每年两期(汛期和非汛期)黄河口卫星图像,通过分类处理提取海岸线,求得研究区内陆地面积,对比各时段黄河口地区变化;并选取1996年～2009年利津水文站水沙资料进行分析,与岸线、面积变化进行对比。得出黄河口地区受到水沙条件变化影响较大,1996年～2000年,受黄河断流影响,滩区面积减小;小浪底水库投运后,调水调沙效果显著,2000年～2006年滩区面积明显增加,但总面积仍然小于1996年;2007年以后由于水沙量减少,面积有所减小。黄河口地区近年来呈侵蚀态势,今后对黄河口陆地蚀退的改善和治理仍需重视。     

潘家口水库流域土地利用变化的水文响应分析

以潘家口水库流域为研究区域,采用SWAT分布式水文模型定量评估土地利用变化对流域径流过程的影响。相对于1980年土地利用情景,2006年土地利用变化主要表现为耕地减少,林地和草地面积增大,而水域和城镇用地变化相对较小。利用3个水文站1986年1月至1999年12月的月径流实测数据进行模型的校准和验证。在不同土地利用情景下,对流域的天然径流过程进行模拟分析,模拟结果显示,与1980年土地利用情景相比,2006年土地利用情景下的多年平均径流减少11%;对于不同典型水文年份而言,土地利用变化对枯水年的影响最大,对丰水年和平水年的影响相当;土地利用变化对年径流的影响主要表现为汛期径流减少。潘家口水库流域水资源涵养能力有所增加。模拟研究土地利用变化对潘家口水库流域径流的影响对合理规划土地利用和流域水资源的综合管理具有现实意义。     

未来气候情景下覆被变化对径流量的影响

以陆浑水库控制流域为研究对象,利用流域DEM、土地利用数据、1987—2001年气候和水文观测数据,在率定SWAT模型参数的基础上,以SCS模型参数的变化来反映覆被变化,分析了未来气候变化情景及覆被变化情景对径流的影响。结果表明:2011—2050年在流域落叶林地面积退化30%情况下径流量将增大7.02%,落叶林地面积增加20%情况下径流量将减少8.48%。     

基于遥感和GIS的天津滨海新区30年间生态用地变化分析

利用天津滨海新区1979年和2004年的TM影像以及2009年的SPOT影像资料,通过目视解译方法及GIS软件的空间叠加分析功能,获取了研究区土地利用/覆被变化数据。以此为基础,结合相关资料研究了滨海新区生态用地的总体特征、生态用地与非生态用地以及生态用地内部的相互转化特点,并对这些变化的驱动因素进行了分析。结果表明:1979年-2009年,研究区的生态用地总面积在不断下降,2004年前后分别有56 424.74hm2和8 874.35hm2的生态用地转变为农田和建设用地;在生态用地内部,林地和城市绿地的比例太低,生态服务功能较高的滩涂大量转变成盐田,部分海域变为滩涂。研究区生态用地变化的主要驱动因素是自然因素、城市扩张及经济因素。     

基于GIS与RS下的1990—2015年塔里木河流域LUCC及景观格局时空分析

针对西北干旱区流域生态环境恶化、人-地关系矛盾突出等问题,以新疆塔里木河流域为例,以Landsat卫星影像为主要信息源,通过解译数据分析了研究区1990—2015年土地利用变化特征。结果表明:1990—2015年研究区土地类型变化综合动态度3.16%,土地利用格局变化明显,土地利用类型单一动态度依次为耕地(2.11%)、建设用地(0.64%)、水体(0.06%)及未利用地(0.002%),林地(-0.25%)与草地(-0.21%)面积25 a间持续减少。耕地的持续扩张导致流域内草地和水体斑块个数成倍增加,斑块破碎化程度进一步加剧:通过对遥感解译数据、公开统计面积及相关普查成果等多源数据的比较印证,得出2015年塔里木河流域较为准确的流域耕地面积37 531 km~2,25 a间流域耕地面积增加12 940.92 km~2。研究成果为未来改善流域生态环境、促进流域生态文明建设、土地资源可持续利用及其管理等决策提供基础信息支撑,对我国西北干旱区土地利用管理规划和生态环境保护具有实际意义。