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。     

黑河流域土地利用变化研究

研究土地利用变化对科学合理地进行土地利用规划及地区可持续发展具有重要意义。以黑河中游张掖市甘、临、高三县(区)的绿洲作为研究对象,在"3S"技术支持下,以二期遥感影像为信息源,研究其调水前后土地利用变化。得出的结论是:①土地类型年变化率差异很大。年变化率增加的土地类型是城镇用地、农村居民点用地、耕地;年变化率减小的土地类型是草地和滩地;年变化率差异最小的是难利用土地,差异最大的是城镇建设用地。②耕地的总量是呈增加的趋势,但质量却在下降。③林草植被面积增加既是农业产业结构调整的结果,又是人们重视生态环境保护的结果。而面积减小与黑河调水后地下水位下降有关,也与全球气候极端变化有关。     

晋江西溪流域土地利用覆被变化及其洪水响应分析

应用HEC-HMS模型模拟分析晋江西溪流域1985年-2006年土地利用/覆被变化对洪水过程的影响。结果表明:HEC-HMS模型对晋江西溪流域有较好的适用性,计算结果和安溪水文站实测数据有较好的拟合;1985年-2006年西溪流域园地和建设用地大面积增加,导致流域出口洪峰流量和洪量增加;此外,研究区土地利用/覆被变化及其洪水响应具有显著的空间差异性,以一都溪-双溪子流域响应最为显著。     

基于GIS的松花江流域土地利用变化的研究

在GIS支持下,基于1996和2005年IandsatTM卫星遥感数据完成对研究区域土地利用信息的提取,通过空间叠加提取土地利用动态变化和相互转化的信息。结果表明：林地面积增加的最多,耕地面积减少的最少;林地、水域和建设用地具有较高的保留率,草地、未利用地和耕地具有较高的转换率;草地和耕地是林地的主要来源;开展土地利用时空格局动态变化研究,有助于实现土地资源利用的可持续发展及维持区域生态平衡。     

云南抚仙湖流域年降水量时空分布特征研究

抚仙湖是全国第二深淡水湖泊,同时也是云南省重要战略水源地,流域降水量的时空分布影响着湖泊的水量及水质状况。采用数理统计、趋势法、小波分析等方法,分析了抚仙湖流域年降水量的时空变化、地区分布,以及年内、年际、丰枯、多年变化趋势,揭示了该流域年降水量的时空变化特征。研究结果可为实现高原湖泊资源的可持续利用提供技术支持。     

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。     

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。     

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%。     

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。     

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。     

泾河流域土地利用/覆被变化对径流情势的影响

通过建立泾河流域SWAT分布式水文模型,重点模拟分析了河流径流情势对土地利用/覆被变化的响应,对比了不同气候条件及人类活动综合影响下研究区水文过程的变化。结果表明:1996年以前土地利用/覆被变化是影响水文过程的主要人类活动影响源,径流量年际变化平稳,属有小幅增加的正偏;年内影响以枯水季节为主,年内分配更趋均匀,径流集中度降低,集中期略有滞后,且趋于平稳;土地利用/覆被变化导致流域蒸散发量、冠层和落叶层截留量减小,入渗量增加,河川基流量和地表径流量相应增大,并在时域上耦合形成了水文过程的新变化;1996年以后,气候条件驱动下泾河年径流量呈现明显的增大趋势,人类活动亦从以土地利用/覆被变化为主转变为以人类水事活动为主的综合影响模式,且人类水事活动超过气候变化和土地利用/覆被变化成为影响水文过程变化的主因。     

1960-2008年间洞庭湖流域降水变化时空特征分析

依据洞庭湖流域27个气象观测站1960-2008年逐月的降水量资料,综合运用气象统计方法和GIS空间分析技术,对洞庭湖流域近年来降水变化的时空特征进行了分析。结果表明：（1）在1960-2008年间,流域年降水量呈现出不显著地增加趋势,四季中春、秋两季表现为减少趋势,而夏、冬两季则表现为增加趋势,其中夏季的增加最为明显;但在1999-2008年的近10年间,流域年降水量表现为显著的减少趋势,四季中除冬季仍表现为增加的趋势外,其余三季均表现为减少的趋势。（2）在近10年间,流域内除个别站点年降水量仍表现为增加的趋势外,其余多数站点均表现出不同程度的减少。在时间分配上,夏、冬两季降水较流域多年平均值分别偏多2.85%和3.07%,而春、秋两季则偏少1.35%和11.43%。其中,秋季9、10月份偏少明显,而变差系数同期则明显增大,带来入湖水量大幅减少和区域干旱发生增加等不良影响。     

1960-2008年间洞庭湖流域降水变化时空特征分析

依据洞庭湖流域27个气象观测站1960—2008年逐月的降水量资料,综合运用气象统计方法和GIS空间分析技术,对洞庭湖流域近年来降水变化的时空特征进行了分析。结果表明:(1)在1960—2008年间,流域年降水量呈现出不显著的增加趋势,四季中春、秋两季表现为减少趋势,而夏、冬两季则表现为增加趋势,其中夏季的增加最为明显;但在1999—2008年的近10年间,流域年降水量表现为显著的减少趋势,四季中除冬季仍表现为增加的趋势外,其余三季均表现为减少的趋势。(2)在近10年间,流域内除个别站点年降水量仍表现为增加的趋势外,其余多数站点均表现出不同程度的减少。在时间分配上,夏、冬两季降水较流域多年平均值分别偏多2.85%和3.07%,而春、秋两季则偏少1.35%和11.43%。其中,秋季9、10月份偏少明显,而变差系数同期则明显增大,带来入湖水量大幅减少和区域干旱发生增加等不良影响。     

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。     

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。     

土地覆被和气候变化对拉萨河流域径流量的影响

以拉萨水文站上游流域为研究对象,利用分布式水文模型SWAT对拉萨河流域水文过程进行模拟,分别用1995～2000和2003～2006年两个时间段的实测数据对模型进行校准和验证。结果显示月径流模拟相关系数和模拟效率系数分别为0.88和0.84。在此基础上通过建立情景模拟,探讨拉萨河流域气候波动和土地覆被变化对径流产流量的影响。结果表明:气候变化对年径流量影响显著,在各种模拟假设情景中最多可以使径流量增加89%。土地覆被变化相对于气候变化对径流量的年际影响较弱,但对径流量的季节变化影响显著。     

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。     

土地利用变化对东江流域产流过程影响的定量评估

基于SWAT(soil and water assessment tool)模型,对东江流域的水文过程进行了模拟,并分别采用1990年、2000年、2009年土地利用数据驱动模型,定量评价东江流域1990—2009年土地利用变化对流域水文过程产生的影响。结果表明:(1)流域出口月径流模拟率定期确定性系数R2为0.89,Nash-Sutcliffe效率系数ENS为0.87;验证期R2为0.88,ENS为0.87,东江流域SWAT模型径流模拟精度较高;近年来流域林地、草地面积减少,园地、城镇用地、水域面积增加。(2)在此影响下,东江流域单位面积侧向流降低了9.66 mm、基流降低了4.86 mm,地表径流增加了8.26 mm、实际蒸发增加了6.40 mm、潜在蒸发增加了4.40 mm;径流总量共减少了6.38 mm。(3)地表径流、侧向流对土地利用变化的响应在雨季更为敏感,实际蒸发、潜在蒸发及径流总量对土地利用变化的响应在旱季更为敏感。     

Tempo‐spatial land use/cover change in Zeway,Ketar and Bulbula sub‐basins,Central Rift Valley of Ethiopia

Understanding tempo‐spatial dynamics of land‐use/cover (LULC) and its drivers is instrumental in synthesizing knowledge for informed natural resource management planning and associated decisions. The present study investigates tempo‐spatial LULC changes, their drivers and the associated impacts in three sub‐basins (Zeway, Ketar and Bulbula) in the Central Rift Valley (CRV) of Ethiopia. Satellite imageries of different periods in ArcGIS, field observations, focus group discussions (FGDs) and secondary data were used to analyse the LULC dynamics, their drivers and associated impacts from 1973 to 2014. The overall accuracy of 1973, 2003 and 2014 classification maps was 88.7%, 88.9% and 91.6%, respectively. The analysis results revealed a continuous increase of farmland and town built‐up areas at the expense of grasslands, shrub‐bush land and woodlands. It further indicated area of open irrigated agriculture, increasing from none to 2.61% of the total area. The FGDs demonstrated agricultural land expansion, resettlement and wood extraction were proximate causes of the observed LULC changes. Population increases, changes in land tenure system and decreased farmland productivity were determined to be the underlying causes of the changes. The FGDs further indicated these changes have negatively affected the natural resources. The present study findings indicate the need to reconsider land‐use decision tradeoffs between economic, social and environmental demands, and their implications for other similar areas in Ethiopia and beyond. Quantitative analysis and periodic evaluation of the drivers of such change and the impacts of existing and emerging land‐uses in the face of changing climate is recommended to facilitate sustainable use of the fragile ecosystems in the Ethiopian CRV.