玛纳斯河流域用水结构时空演化及水资源空间匹配分析

选取2000—2018年作为研究期,以石河子市、玛纳斯县和沙湾县为主要研究对象,归纳出玛纳斯河流域现状用水结构的演变特征,利用信息熵理论、基尼系数和洛伦兹曲线分析了流域的水资源空间匹配程度。结果表明：2000年以来流域的用水总量整体呈上升趋势,用水量增加了11-76%,整体变化程度较小,用水结构的信息熵总体持续增长,信息熵水平从2000年的0-209增加到2018年的0-448,用水总量得到一定控制,用水系统均衡度也逐渐增强,生活、生态用水的空间分布不均衡程度提高,总体来看,水资源与人口和降水较为匹配,与耕地相对匹配,与工业产值较不匹配,各区域工业耗水情况差异度增加,生态用水空间分布趋于均衡,需调整产业经济结构,缩减高耗水企业数量,发展低耗水产业,对水资源进行集约利用,重视生态保护工作,完善水管理机制,实现流域经济社会的健康发展。     

基于马尔柯夫模型的沙厂水库流域土地利用变化分析

基于沙厂水库流域1990年、1995年、2005年的TM遥感资料和2000年SPORT遥感数据,在GIS技术支持下,建立了沙厂水库流域土地利用数据库;运用马尔柯夫模型,对研究区域内土地利用动态变化进行分析研究。通过对流域2005年的土地利用变化进行验证,对该流域2010年的土地利用情况进行预测。结果表明：①阔叶林、针叶林、灌木林和农田面积呈上升态势,混交林、其他土地和水域面积呈下降趋势;②3期土地利用流向基本一致,林地之间存在互动变化,其他土地,水域和农田向林地方向转移;③阔叶林、针叶林、灌木林、混交林和其他土地是本流域土地利用变化的主导类型和主要方向,整个演变趋势使林草面积显著增加,林地类型以阔叶林和针叶林为主。     

永定河上游流域土地利用变化及生态环境效应研究

基于1980年、1990年、2000年及2010年4期土地利用数据,定量化计算永定河上游流域土地利用动态度、土地利用类型间的转移矩阵、生态环境质量指数等指标,对永定河上游流域的土地利用变化和生态环境效应进行了系统分析。结果表明:(1)过去30年期间,研究区土地利用类型的面积所占比例由大到小排列为耕地草地林地城乡、工矿、居民用地水域未利用土地;1980—1990年与1990—2000年,土地利用综合动态度分别为0.06%、0.19%,土地利用类型的转出率或转入率基本上均小于10%,土地利用变化较小;2000—2010年,土地利用综合动态度较大,达到了6%,土地利用类型的转出率或转入率均大于10%,土地利用变化较大。(2)2000—2010年间永定河上游流域生态环境质量指数从从0.4230上升到0.4290,生态环境质量略有好转;总体上维持着区域生态环境的动态稳定。该研究可为永定河上游流域土地利用格局优化及生态环境的改善提供技术支撑。     

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。     

城市化驱动下流溪河流域土地利用与景观格局时空演变分析

改革开放以来中国城市化的快速发展,造成了流域土地利用与景观格局的剧烈演变,进而影响流域生态水文环境的健康。以流溪河流域为例,选取1980—2015年间土地利用数据,利用土地利用转移矩阵与景观格局指数法,分析计算了该流域土地利用和景观格局的时空演变特征。研究结果表明:①由于流域耕地逐渐减少并大量转化为建设用地,加之耕地面积逐渐破碎化与均质化,导致景观格局表现为逐渐破碎化与均质化的特征;②流域中、下游土地利用类型与景观格局演变剧烈,且2000—2010年期间变化最剧烈;③流域第三产业占比的增加与人口的增长是促使耕地大幅减少并转化为建设用地的主要城市化指标。     

渭河流域土地利用变化及驱动力分析

以1985、1995、2005年3期遥感影像数据,分析了各时期渭河流域5个分区的土地利用类型、土地利用动态度、土地利用程度,并对土地利用类型转移方向的驱动力进行了探讨。结果表明,耕地、林地和草地是渭河流域3种主要的土地利用类型,土地利用动态度存在区域差异。全区土地利用程度呈上升趋势但仍处于中等水平,北洛河流域土地利用程度最低,渭河下游最高。土地利用类型变化的主要原因是城市化、退耕还林以及气候变化。     

辽宁省不同区域河流土地利用对径流演变影响分析

为分析辽宁省不同区域河流土地利用变化对径流演变的影响,本文以1980年、1995年、2000年、2008年为时间节点,分析东南部、中北部、西部的河流土地利用变化以及河流径流变化趋势;并通过对流域1980~2008年降水和地表径流量的相关性,分析不同分区土地利用变化对径流的影响程度。旨在为流域土地利用的合理开发提供指导。     

川江流域土地利用时空格局动态变化特征

川江流域是长江上游经济区的核心区,也是国家西部大开发的重要地区,其土地利用变化对国土资源优化布局、生态屏障建设以及下游流域生境保护具有显著作用。该研究以2000年、2005年及2013年3期的土地利用数据为基础,分析了川江流域土地利用变化动态变化特征,并利用植被指数、植被覆盖度变化对研究区土地利用合理性进行评价。结果表明,该流域土地利用类型在数量、结构上都存在明显的分异特征。2000年-2013年综合土地利用动态度0.83%,表明这期间每年每100km2土地中有0.83km2的利用方式发生了改变。研究认为,土地利用类型间的多维向转化是引起土地利用时空分布变化的直接表现形式。2000年-2013年期间植被指数NDVI出现好转现象,表明近13年来川江流域土地利用具有一定程度上的合理性。     

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。     

紫荆关流域土地利用变化

土地利用变化是当前全球变化研究的重要内容,利用1980年和2000年海河流域土地利用类型图,在GIS技术支持下,采用土地利用综合程度指数、综合土地利用动态度指数及土地利用转移矩阵的数学方法,研究分析紫荆关流域20 a间的土地利用变化过程。结果表明:流域内林草地面积增加,而耕地面积减少;土地利用变化的主要方向是向林草地转化,流域总体生态环境有良性发展态势。     

淅川县生态服务价值估算及动态变化分析

淅川县是南水北调中线工程渠首所在地,其区域经济发展和生态环境变化受到调水工程的影响,同时也对中线调水的水质有影响。基于1995年、2000年、2005年和2008年的土地利用/覆盖变化数据,估算了淅川县4个时期的生态系统服务价值并分析了其动态变化特征。结果表明:近20年来,淅川县生态服务价值最高为1995年的338 251×104元,由于受人类活动的影响,从1995年-2008年淅川县生态服务价值整体来讲减少了34 837×104元,其中农田和水域面积的减少是主要原因。林地、农田和水域产生的生态服务价值之和超过总价值的90%,并且水源涵养、废物处理和生物多样性保护分列生态服务功能的前三位,其价值之和接近总价值的50%。以调水工程未实施的2000年为界,淅川县生态服务价值1995年-2000年减少了73 650×104元。随着南水北调中线工程水源地生态环境建设的逐渐开展,2000年-2008年服务价值开始增加,2008年达到了303 413×104元,生态环境得到改善。2000年以来,淅川县生态服务价值与GDP的比值不断减小,也说明淅川县在生态环境保护的同时经济仍在不断发展。     

南水北调东线工程山东段生态安全评价

采用工程沿线勘察、社会调查、文献资料法，获取南水北调东线工程山东段生态安全方面的数据，建立了生态安全评价13项指标体系，确立了评价指标权重；采用层次分析法（AHP法），对南水北调东线工程山东段生态安全作出了量化评价。结果表明：2002年调水前，南四湖、东平湖流域生态分别为很不安全、临界安全等级，海河、沂沭河流域生态为不安全等级；调水后的2010年，南四湖、沂沭河流域生态为临界安全等级，东平湖、海河流域为较安全等级。     

基于RS与GIS的杞麓湖流域土地利用变化分析

通过遥感(RS)技术获得的土地利用时间序列信息,分析杞麓湖流域土地利用的动态变化以及未来发展趋势。以杞麓湖流域1988年、1996年、2006年、2016年4期Landsat遥感数据为基础,在遥感与地理信息系统(GIS)技术支持下,遥感解译获取4个时段土地利用类型图,结合空间格局、转移矩阵、动态度、利用程度、空间重心,分析了该区域1988—2016年期间土地利用变化特征及其驱动机制。结果表明:空间格局上,林地变化最多,耕地次之,并且大部分耕地转化为建筑用地,其他用地不断向耕地、林地转化;土地利用重心不断向北发展,说明北部经济及其城镇化发展比南部快;方位变化表明该区域西部发展前期大于东部。最后通过驱动机制分析,发现社会经济因素是该区域土地利用变化的主要驱动因素,并且驱动作用不断扩张。研究成果可为该区土地利用可持续发展提供科学依据。     

南水北调中线一期工程生态效益评估−以北京市为例

以北京市为例,对南水北调中线一期工程产生的实际生态效益进行定量评估。确立南水北调已建工程生态 效益评估方法,分析北京市南水北调供水对生态效益的贡献比例,围绕林地、城市绿地、湿地、压采地下水和水域 生态效益 5 个方面,计算南水北调中线一期工程为北京市带来的生态效益价值。结果表明：中线一期工程通水后 的 4 年间（2015—2018 年）,北京市新增的林地、绿地、湿地、水域生态效益和补充地下水生态效益累计为 181.88 亿元,其中由中线一期工程供水累计新增的生态效益价值达到 67.31 亿元。进一步分析可知,在中线一期工程供 水产生的生态效益中：新增水域的生态效益最大,占比为 55.00%;压采地下水生态效益次之,占比为 34.85%;新增 林地和绿地生态效益占比分别为 6.91% 和 3.24%。研究结果可为北京市及其他南水北调受水区的生态用水、生态 环境修复与保护和资源高效利用等方面政策及措施的制定提供支撑。     

南水北调东线一期条件下南四湖水质模拟研究

分析了南四湖的污染现状,通过数值模拟的方法模拟、分析了现状排污情景下各入湖排污口污染负荷对上级湖的污染贡献。预测分析了南水北调一期条件下,以现状排污、现状控污和规划控污3种情景为例的枣庄市污染治理对湖区水质的影响。研究结果表明:南四湖周围各河中对上级湖出口处水环境质量的影响程度由大到小排序靠前的光府河、不牢河/郑集河、洙新赵河、新万福河和泗河应当是区域水污染治理的重点河流。随着入湖排污口污染物控制的愈加严格,排污对南四湖湖区内水环境质量的影响也越来越小,因此为了保证湖区水质,必须大力加强污染源的治理和控制。     

基于 RS 和 GIS 的淮河流域老王坡蓄滞洪区 土地利用/ 覆被变化

动态监测蓄滞洪区土地利用/ 覆被变化状况, 全面掌握蓄滞洪区的土地利用结构和程度, 对蓄滞洪区科学合理 运用和发展具有重要意义。采用老王坡蓄滞洪区 2000 年、 2005 年和 2010 年三期 LandsatTM 遥感数据, 分析计算 老王坡蓄滞洪区 2000 年- 2010 年土地利用/ 覆被变化状况、 单一土地利用动态度、 土地利用/ 覆被变化转移矩阵, 计算蓄滞洪区土地利用程度变化指标。研究表明, 11 年来老王坡蓄滞洪区土地利用结构和强度都发生显著变化, 且仍处于发展变化期。     

1960—2020年南水北调区域极端气象要素变化分析

南水北调工程会引起所涉区域极端气候发生变化,同时极端气候事件对调水工程运行也存在影响。研究以1960—2020年气象观测数据为基础构建极端气象要素指标体系,采用变化范围法(RVA)与集对分析法(SPA)对南水北调影响区极端气象要素的改变程度进行量化计算,揭示了经济发展、气候变化与南水北调工程影响下区域极端气象要素的演变规律。结果表明：在经济发展与气候变化影响下,1960—2020年南水北调影响区极端气象要素指标综合改变度总体为上升趋势,并出现了明显的区域差异性,中线地区极端气候改变度显著大于东线,而两线水源区变化程度低于输水区和受水区;调水前后对比分析表明,工程调水对中线的影响大于东线,且受水区极端气象要素变化程度更为明显;对极端气象要素分析发现,极端蒸发受气候变化与经济发展影响显著,极端气温受调水工程影响变化较大,极端降水受外界扰动变化不明显。     

1980～2015年长江流域土地利用变化分析

基于长江流域1980,1990,1995,2000,2005,2010,2015年7期土地利用数据,通过土地利用转移矩阵以及多种指标,分析了1980~2015年间长江流域土地利用的时空变化过程。研究表明：近35 a来耕地和草地呈下降趋势,而林地、水域和城乡用地面积明显增加,未利用地总体呈下降趋势;随着时间的推移,各地类的变化形式由以交换变化量为主导转变为以净变化量为主导,说明各地类逐渐倾向于在原有空间位置发生面积变化,而不是在流域内发生空间位置转移;长江流域土地利用综合动态度从大到小排列依次是1990~1995年、1980~1990年、2005~2010年、1995~2000年、2000~2005年、2010~2015年。1980~1990年和1990~1995年这两个时期的综合土地利用综合动态度明显大于其他各时期,即这两个时期长江流域土地利用变化程度最为剧烈。     

近30a瀛湖流域土地利用时空变化的遥感分析

为揭示1988~2014年南水北调中线工程水源区瀛湖流域土地利用变化规律,以Landsat TM/ETM+和ALOS遥感影像为数据源,采用监督分类与目视解译相结合的分类方法,提取瀛湖流域1988~2014年5期土地利用信息,分析了土地利用时空变化特征。精度分析表明:监督分类与人工目视解译相结合方法,能够快速、准确地完成土地利用空间分布信息提取,ALOS影像总体分类精度达98%以上;但是Landsat TM/ETM+等中低分辨率遥感影像难以识别山区较分散的农村居民用地等建设用地,导致建设用地解译结果偏低。土地分类结果表明:受山谷型地貌特点影响,瀛湖流域土地利用类型呈斑块状交错分布,建设用地多呈条带状分布;目前土地利用类型以草地、耕地和林地为主,分别约占流域面积的51%,29%和18%;1988年以来建设用地的年变化率最大,高达22%,新增量来源主要是耕地,其贡献比例高达87%。