黔中水利枢纽工程区“三生”空间用地生态环境效应

基于TM/Landsat8 OLI影像数据和土地利用变化数据,采用生态环境质量指数和分布指数,分析了贵州省黔中水利枢纽工程区2000—2020年的“三生”空间用地变化和生态环境效应,以及“三生”空间用地变化和生态环境效应对地形地貌的响应特征。结果表明：2000—2020年黔中水利枢纽工程区的“三生”空间用地总体特征为生态用地最多,生产用地次之,生活用地最少,其中生态用地面积先减少后增加,生产用地面积先减少后增加再减少,生活用地面积则呈持续增加趋势;草地生态用地、林地生态用地和农业生产用地三者之间的相互转换高于其他用地类型之间的相互转换,草地生态用地面积转移最大;工程区生态环境质量整体呈波动变化,东部和西部的生态环境质量总体优于中部地区,其中海拔大于1 700 m、坡度大于15°的区域及东坡和南坡生态环境质量较好,而低海拔区生态环境质量呈逐渐变好趋势,非喀斯特区和纯喀斯特区生态环境质量好于亚喀斯特区,但非喀斯特区和纯喀斯特区生态环境质量呈下降趋势。     

1990—2020年青海省“三生”空间格局演化及影响因素研究

基于1990—2020年青海省4期土地利用数据，构建“三生”空间分类体系，探究青海省“三生”空间格局演化及影响因素。结果表明：1990—2020年青海省各空间类型间均发生不同程度的转化，2010—2020年整体表现为潜在空间转向生产-生态空间和生态空间、生产-生态空间与生态空间之间相互转移的特征，高程与坡度对空间类型分布影响较大；2020年青海省生产-生态空间面积占全省面积比例最高，面积为408 011.90 km²,而生产-生活空间面积仅为1 769.47 km²;30 a间青海省“三生”空间景观格局破碎化、复杂化的趋势有所减缓，异质性降低、连通性升高；经济规模、城镇化水平、交通条件、碳排放强度是青海省“三生”空间格局的主要影响因子。     

2000—2021年郑州市土地利用变化及对综合径流系数的影响

洪涝灾害是中国各大城市水安全的突出问题,土地利用变化对洪涝灾害形成过程具有较大影响作用,综合径流系数是响应洪涝水文过程的一个重要因素,因此,研究土地利用变化及其对综合径流系数的影响具有重要意义。基于郑州市2000—2021年3期Landsat遥感影像土地利用分类数据,分析郑州市土地利用时空演变特征,计算区域综合径流系数和城市地面硬化率,研究结果表明：(1)2000—2021年郑州市土地利用变化剧烈,其中建设用地面积增加了1 425.97 km²,林草地、耕地面积分别减少了777.25、810.88 km²;(2)2000—2021年郑州市土地利用转换面积总占比43.39%,转换类型主要为耕地、林草地和建设用地的相互转换,2000—2014年土地转换类型主要为耕地、林草地转换为建设用地,林草地转换为耕地,2014—2021年主要为耕地向林草地和建设用地的转换、林草地和建设用地向耕地的转换;(3)2000—2021年郑州市城市地面硬化率由12.32%增加至31.14%,综合径流系数由0.24上升到0.40。     

内蒙古岱海流域生态保护红线划定研究

岱海流域出现了水资源短缺、湖面萎缩、生物多样性减少及生态功能退化等诸多生态环境问题,而划定生态保护红线是恢复流域生态系统,改善流域生态环境的重要举措。采用"三生用地"(即生活用地、生产用地、生态用地)分类法、最小累积阻力模型及生态环境评价法划定岱海流域各功能区生态保护红线,结果表明:岱海流域生态保护红线面积为504.63 km²,占流域总面积的25.63%,其中水源涵养红线区和水土保持红线区主要分布在目花河周边地区,面积分别为31.39、20.56 km²,管理措施以扩大林草覆盖面积、改善生态环境为主;生物多样性红线区分布在弓坝河、五号河两岸,面积为145.72 km²,以维护河岸生态系统、保护野生动植物和提供部分农产品为主;水土流失红线区位于流域南部和北部的山地、丘陵地带,面积为177.26 km²,以恢复林草植被为主;红线核心区,即自然保护区分布在现有湖泊及周边过渡区,面积为129.70 km²,以恢复自然植被、保护野生动植物为主要管理措施,禁止各种形式的开发活动,在其东部...     

基于CSLE的汕头市土壤侵蚀定量分析研究

土壤侵蚀目前已成为全球范围内主要的环境和农业问题之一。为了摸清华南红壤区市级土壤侵蚀空间分布规律,选择广东省汕头市为研究区域,采用卫星遥感与地面监测相结合的研究方法,利用中国土壤流失方程（CSLE）开展了对2018年汕头全市的土壤侵蚀模数计算研究,并分析了研究区水土流失状况。研究结果表明：土壤侵蚀面积较大的是潮南区（8 832 km²）、朝阳区（8 103 km²）和濠江区（2 691 km²）,以自然侵蚀为主;土壤侵蚀面积较小的是龙湖区（1 259 km²）、澄海区（1 137 km²）、金平区（939 km²）和南澳县（766 km²）。生产建设侵蚀面积占比9 362%,主要集中在练江中下游、榕江下游和中心城区,坡地开发侵蚀面积占比491%,主要集中在潮阳区和潮南区。研究结果指出：降雨的时空分布不均为水土流失提供外营力条件;植被覆盖度降低是引发土壤侵蚀上升的重要因素;人类的生产建设开发项目活动加剧了水土流失的发生。研究成果对研究区...     

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。     

安庆长江江豚保护区江段河漫滩生境演变

河漫滩是众多水生生物的关键生境,其衰退是长江生物多样性退化的主要原因之一。安庆长江江豚保护区位于鄱阳湖和长江干流交汇区下游,江湖复合的水文情势形成了众多沙洲和沿岸浅滩,是长江干流河漫滩最丰富的江段,也是长江干流江豚高密度分布区之一。本研究采用遥感影像解译,分析了2000—2017年安庆保护区江段河漫滩的面积及农业活动的变化。结果显示保护区江段河漫滩总面积为61.81 km²（SD:16.3 km²）,其在2000至2017年间没有显著变化。2017年,河漫滩上的农田面积为19.70 km²（SD:10.84 km²）,约占总面积的三分之一。整体上,各水域（10 km尺度）的农田面积与河漫滩面积呈现显著正相关,且拥有较大河漫滩的江段还面临日益加剧的农业活动压力。相比2006年,安庆保护区江豚种群仍然呈现下降趋势,显著增强的农业活动对河漫滩造成的扰动和质量衰退可能是多重影响因素之一。我们建议加强对保护区人类活动的管控,尤其需要重点关注河漫滩保存较好而农业活动快速上升的区域。     

晋西黄土丘陵区土地利用变化及生态效应分析

晋西黄土丘陵区是黄河流域水土流失严重区和重点治理区,也是国家重点生态功能区,揭示其土地利用变化及生态环境变化趋势,对黄河流域生态保护和高质量发展特别是水土保持、植被恢复策略的调整优化具有重要的参考价值。利用1980年、2000年、2010年、2018年土地利用/覆被数据,对晋西黄土丘陵区各类土地增减转移、动态变化程度进行分析,并采用土地覆被状况指数、生态环境质量指数及土地转型的生态贡献率等指标,分析了土地利用类型变化的生态环境效应。结果表明:1980年以来土地利用变化较为显著,耕地面积减少497 km²,林草地小幅增长,建设用地成倍扩张;土地利用类型转移较为频繁,山地丘陵是土地转型热点区域,耕地向草地转化为主流;近40 a来综合土地利用动态度为0.15%,2000—2010年土地利用类型变化相对剧烈;土地覆被状况指数和生态环境质量指数均有所提高,整体向好发展,各类用地转为高覆盖度草地和林地是促进生态环境改善的主要因素。     

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。     

黄河下游平原区典型城市“三生”国土空间特征分析

为研究黄河下游平原地区城市内部“三生”空间特征,指导区域国土空间开发与生态环境保护,通过建立“三生”国土空间评价体系,基于“要素-结构-功能”框架,分析山东省德州市德城区2019年12个街道(镇)“三生”空间分布特征。结果表明：对于土地要素禀赋,市区街道多样化水平高,集中化程度低,用地组合类型丰富,且以生活用地为主,而市郊镇则相反,并逐渐过渡到以工业、农业生产用地为主导;对于结构区位,市区各街道和袁桥镇的城镇居住用地和非农生产用地区位意义显著,市郊镇的农业生产、农村居住用地区位意义显著,生态用地除赵虎镇外均具有区位意义;对于功能格局,生产功能强弱呈梯度特征,生活功能由核心区向外减弱,生态功能呈四周高、中间低态势,“三生”功能空间呈圈层分布。     

近20年黄河流域陆表水域面积时空变化特征研究

黄河流域生态保护和高质量发展是国家重大战略之一。开展陆表水域的动态变化监测,有助于掌握黄河流域水资源分布与变化状况,对于了解人类活动对水资源的影响,保障流域生态安全具有重要意义。本文基于Landsat数据提取2000—2019年黄河流域陆表水域分布,分析了黄河流域陆表水域面积的动态变化状况,结果表明:(1)流域陆表水域空间分布不均衡,上游陆表水域面积占流域陆表水域总面积的60.3%、中下游占39.7%,其中青海省和内蒙古自治区的陆表水域面积占比最高,分别占40.3%和17.0%;(2)近20年间,流域陆表水域面积总体呈增加趋势,增幅约为49.0%,其中上游地区对流域陆表水域总面积增加的贡献度最大,达到47.7%,中游地区贡献度次之,为42.7%,下游地区贡献度较小,只有9.6%;(3)从流域来看,渭河和汾河流域的陆表水域面积增加较为明显,2000—2019年期间,分别扩大了113.17 km²和55.75 km²,增幅约为139.9%和152.4%。     

基于Landsat的粤港澳大湾区水面率演变分析

适宜的城市水面率对改善城市地区生态质量和提高城市生活空间质量具有至关重要的作用。借助RS与GIS技术,以免费开放的光学遥感数据Landsat影像作为数据源,利用水体指数NDWI和植被指数NDVI构建自动水体判别模型,以此开展粤港澳大湾区核心城市近20年来水面率演变分析。结果分析表明,近20年来,粤港澳大湾区水域面积共减少了136 km²,水面率从4.48%减少到4.22%;粤港澳大湾区各城市中,水域面积减少最多的城市为江门市,水域面积减少44.20 km²,水面率从6.10%减少到5.62%,其次是佛山市,水域面积减少32.34 km²,水面率从13.17%减少到12.32%;澳门、香港、惠州、肇庆水域面积减少不超过10 km²;广州、深圳水域面积减少不超过20 km²。对粤港澳大湾区土地利用类型做转移矩阵分析,得出水域面积减少的主要原因是建筑用地的增加侵占了原有的水域范围。研究成果可为粤港澳大湾区城市群水资源合理利用和水生态建设工作提供理论和方法支持,同时对推进粤港澳大湾区生...     

甘肃省水资源-经济社会-生态环境耦合协调演变分析

水资源、经济社会和生态环境之间存在复杂的耦合关系，推进三者耦合协调是实现区域可持续发展的重要前提。基于耦合协调度模型测算2010—2019年甘肃省14个市（州）水资源-经济社会-生态环境系统耦合协调度，并结合重心演化模型对耦合协调度演变特征进行分析。结果表明：（1）2010—2019年，甘肃省水资源-经济社会-生态环境综合评价指数整体呈小幅上升趋势，空间分布与各市州水资源禀赋、经济社会发展和生态环境治理分布格局相一致；（2）2010—2019年，甘肃省三大系统耦合协调度处于[0.52,0.54]，属于基本协调类型；空间维度上各市（州）耦合协调类型或持续稳定或有所提升；（3）2010—2019年耦合协调度重心轨迹主要分布在兰州市，年均移动距离为7.19 km。应针对区域特点采取差异化策略以推动水资源-经济社会-生态环境向高级耦合协调方向演进。     

基于Landsat遥感影像解译的神农架林区 近30年土地覆盖动态变化

利用神农架林区1987年、2000年、2013年Landsat卫星遥感影像,结合地面调查信息,运用ERDAS软件分别解译出这3个时期地表覆盖类型,同时对比3个时期地表覆盖类型的变化,统计分析出3个时期神农架林区森林变化面积和来源。结果显示1987—2000年森林面积增长缓慢,净增长了14.70 km²,变化主要来自灌丛和草地的转化;2000—2013年期间森林面积增长迅速,净增长了207.49 km²,变化主要来自灌丛、草地和农田的转化。运用遥感技术连续、宏观、动态地监测神农架林区地表覆盖变化,不仅丰富了神农架林区的本底资料,同时也为生态环境监测与生物多样性保护提供了重要的数据。     

1975—2020年环巢湖湿地景观格局演变及驱动分析

基于1975—2020年间7期遥感数据,分析环巢湖湿地景观格局变化,揭示研究区域的演变特征及其驱动因素。采用基于样本的面向对象分类法,辅以高分辨率影像对错分地类进行目视修正。通过计算转移矩阵、动态度和景观格局指数分析景观格局特征与动态变化,通过主成分分析讨论演变驱动力。结果表明:①1975—2020年,研究区域湿地面积总体上处于缩减状态,由971.77 km²缩减到905.29 km²,主要转换成建设用地、农用地和植被用地;人工湿地在2013—2020年面积增加至39.58 km²,主要由农用地转化而来;非湿地景观中,建设用地面积增长最快,由13.85 km²增长到566.56 km²。②在景观指数分析中,斑块数量增加,不同类型斑块指数的波动变化存在一定差异;整体上景观破碎化指数从0.49增加到1.26,景观异质性增加,研究区域趋于复杂化;多样性指数总体呈现缓慢增长趋势,趋于均衡化分布。③由驱动力分析得出,自然因素在景观格局演变前期影响显著,随着社会经济的发展,自然因素作用逐渐弱化,社会经济成为景观变化的重要驱动因素;政策因素在研究区域景观演变方向中起主导作用,随着一系列政策调控的实施,有效改善了景观类型的分布。     

近20年塔里木河干流生态环境变化遥感监测分析

针对塔里木河流域综合治理后生态环境的变化状况及植被的恢复状况等热点问题,基于遥感时空变化分析方法从土地利用、地表水体和植被覆盖度的时空变化方面分析了近20年来塔里木河干流生态环境的变化状况。结果表明:(1)塔里木河干流土地利用受到人类活动的影响显著,自2000年以来,塔里木河干流耕地面积增加显著,净增2 229 km²,草地面积整体下降,萎缩3 157 km²;(2)综合治理以来,下游河段2009—2018时段水体出现频率明显高于2000—2008时段,水体出现频率提高约15%;(3)2000年以来,塔里木河流域的植被覆盖度持续增加,特别是下游河段植被覆盖度增加明显,覆盖度增加18%。但中、上游流域的植被覆盖度的增加趋势主要贡献来源于耕地,中上游地区耕地的增加仍会对塔里木河流域的生态保护和恢复造成一定的影响。     

生态输水对台特玛湖面积和植被的影响

为弄清经过20年的生态输水,塔里木河与车尔臣河尾闾湖——台特玛湖水面积、地下水位和植被面积的变化特征,利用20年的遥感影像、历史资料以及实地监测数据得出结果：台特玛湖水面积已由2000年的58.79km²增长至2020年的340km²;生态输水以来湖周边平均地下水埋深从2000年生态输水初期的9.3m逐渐抬升至2017年的0.5m,且地下水位与湖面积呈极显著负相关关系;湖周边植被覆盖面积变化呈增加的趋势。该分析结果可为其他干旱区开展类似工程提供参考。     

基于生态系统服务水平的临港区域土地利用演变研究

为探究港口发展驱动下的滨海地区土地利用演变特征,提取1993年、2000年、2007年和2014年4个时期大连市大孤山地区土地利用情况,计算生态系统服务水平,分析土地利用和生态系统服务水平演变影响因素,总结港口发展驱动下的滨海空间演化规律。结果表明:大孤山地区建筑用地面积与港口建设几乎同步增长,已经成为占比最大的土地利用类型,同时港口重心的移动方向和建筑用地空间移动趋势是一致的;生态用地面积下降速度较快,未来建筑用地扩张空间不足,生态资源压力增大,应加强林地、水域等生态用地保护,优化内部土地空间利用。     

长寿区长时序生态质量评价及影响因素分析

分析长寿区生态质量时空演变过程和影响因素对三峡库区生态建设及恢复具有重要意义。选取长寿区为研究区，以2002—2021年多景Landsat-5 TM影像和Landsat-8 OLI影像构建遥感生态指数(RSEI),从时间和空间两个维度研究生态质量演变过程，并通过随机森林模型分析生态质量和影响因子之间的关系。结果表明：(1)长寿区RSEI均值由2002年的0.642 7降低到2006年的0.566 5,2010年以后RSEI均值稳步增加，生态质量呈“先恶化后好转，整体向好发展”的趋势；(2)生态质量较好的区域集中在高程较高的区域，较差的区域集中在长江两岸的工业园区、化工园区、城镇居民居住区；(3)2002—2021年长寿区生态质量改善面积为628.838 km²,占比44.16%;退化面积为183.269 km²,占比12.87%,改善效果明显；(4)随机森林模型分析发现高程和人口密度是影响RSEI空间变化的主要因子，人类活动和地形因素对区域生态质量变化起主导作用。利用RSEI和随机森林模型可以对长寿区及三峡库区内其他相似区域进行生态质量评价。     

基于四种水体指数的艾比湖水面提取及时空变化分析

以Landsat5/7/8系列遥感影像为数据源,利用归一化差异水体指数(Normalized difference water index,NDWI)、改进的归一化差异水体指数(Modified normalized difference water index,MNDWI)、自动水体指数(Automated water extraction index,AWEI)、改进的自动水体指数(Modified automated water extraction index,MAWEI )提取艾比湖水体,建立混淆矩阵对4种水体指数提取结果进行对比分析,利用精度最高指数提取艾比湖面积并通过动态度分析湖泊面积变化趋势,同时对艾比湖面积变化的驱动因素进行分析。结果表明:MAWEI指数精度最高,精度达到95%以上,Kappa系数＞0.94。2000—2003年期间,艾比湖面积从768.93 km²增加至982.27 km²,湖泊面积增加27.74％、动态度为9.24％;2003—2014年期间,湖泊面积减至447.08 km²,湖泊面积缩减54.48％、动态度为-4.95％;2014—2018年期间,湖泊面积再次增加至852.77 km²,湖泊面积增加90.74%、动态度为22.68％;2018-2020年湖泊面积减至593.79 km²,湖泊面积缩减30.36％、动态度为-15.18％,总的来说近20 a艾比湖面积变化呈现先扩张再退缩的趋势。湖泊面积变化与年均降水量呈正相关,与蒸发量呈负相关,与博尔塔拉河和精河径流量呈正相关。水资源的减少及其周围人口、灌溉面积及生产值持续增长引起经济社会总用水量的激增,对湖泊面积变化产生一定的影响。研究成果对艾比湖生态环境保护有一定参考意义。