滇西高山峡谷区土地利用的侵蚀环境效应——以澜沧江一级支流黑惠江流域为例

土地利用直接改变土壤侵蚀的方式和强度,具有突出的侵蚀环境效应.以黑惠江流域为例,探讨了滇西高山峡谷区土地利用对土壤侵蚀的影响.研究表明,本区土地利用内部转化以林地转化最为突出,引起土壤侵蚀面积的降低或升高;各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.同时,耕地向林地、草地、水域的转化使侵蚀强度指数显著降低,而林地向耕地、草地转化,水域向其它土地利用类型的转化,均显著增加侵蚀强度指数.     

宁夏彭阳县土地利用变化及驱动力分析

以宁夏限制开发生态区典型县域彭阳县为研究对象,基于2000年,2005年,2010年,2015年4期土地利用解译数据,结合土地利用动态变化模型和土地利用强度指数,揭示了彭阳县土地利用年变化率及变化特征,并采用主成分分析法对土地利用变化的驱动因素进行了分析。结果表明,2000—2015年彭阳县土地利用类型以耕地、林地、草地为主,土地利用整体特征未发生显著改变,其中,林地、建设用地处于增加趋势,草地与耕地面积在减少,水域和其他用地面积变化幅度较小;土地利用强度指数从2000年的286.56%增加到2015年的287.90%,人类对土地利用的干扰程度逐渐加深;经济发展、产业结构优化、人口增长是彭阳县土地利用变化的主要驱动力。     

基于RS、GIS土地利用及其生态服务价值变化的研究

以遥感影像资料为依据,运用Costanza的生态服务价值计算方法,在RS和GIS的支持下分析1996～2000年哈尔滨市阿城区土地利用及其生态服务价值的时空变化特征.结果表明:土地利用类型以耕地为主,1996年面积比例为54.38％,2000年为54.55％;耕地、林地、草地、水域、建设用地均有较高的保留率,分别为99.68％、99.26％、99.34％、97.24％、97.73％;未利用地的保留率较低,为64.67％;生态服务价值2000年较1996年增加了9.6×106元,生态环境改善,草地、耕地、林地向水域的转移是生态价值增加的主要原因;生态环境增值区域,耕地到水域的转化贡献率最大,为15.96％;生态环境减值区域,林地转化为耕地的贡献率最大,为36.81％.     

基于RUSLE模型的河南省黄河流域土壤侵蚀研究

为了更好地研究黄河河南段的土壤侵蚀情况,以河南省黄河流域为研究区域,采用地理信息系统和遥感技术,融合遥感影像、DEM数据、降雨数据和土壤数据等,将RUSLE模型应用到该区域的土壤侵蚀研究中。结果表明:该区域的年均土壤侵蚀模数为861.78 t/(km~2·a),年均土壤侵蚀总量为305.44×10~5 t/a,轻度以上的土壤侵蚀多发生在河南西部的一些省辖市内。其中,土壤侵蚀等级为轻度以下的区域,其面积占研究区总面积的88.39%,该区域主要分布在0°～10°坡度范围内,主要的土地利用类型为耕地和草地;中度侵蚀和强烈侵蚀的区域,二者的总面积占比为10.71%,主要分布在15°～25°坡度范围内,土地利用类型主要为林地;极强烈侵蚀和剧烈侵蚀的区域面积所占比例较小,占比共计0.9%,该区域零星分布在坡度范围大于25°的草地和林地区域。该研究成果揭示了河南省黄河流域的土壤侵蚀情况,可为区域水土流失治理提供科学依据。     

星云湖流域土地利用变化与水质响应分析

为探究星云湖流域土地利用变化对湖泊水质的影响,对星云湖流域土地利用信息进行高分辨率遥感影像解译,获取研究区耕地、林地、草地、建设用地、交通运输用地、水体与裸地7种土地类型近30年间的土地利用状况信息,并与湖泊水质进行相关性分析。研究结果显示:1)星云湖流域在建设发展过程中各种土地类型均有明显变化,流域内主要土地利用类型是耕地、林地、草地、水体、建设用地5种。建设用地与交通运输用地面积增加显著,主要占用耕地与草地;草地与裸地面积在逐步减少,大量草地转化为耕地和建设用地;水体面积在小范围内波动,林地覆盖范围变得破碎化;耕地面积有所增加,主要流入来源是草地与林地,主要流向为建设用地与交通运输用地。2)星云湖在1995年前各项水体污染指标变化不明显,为Ⅲ类水质;2000年开始水体污染指标逐步增加,水质类别下降为Ⅳ类,2005年后水体污染指标增加明显,水体恶化显著,水质下降为Ⅴ类,处于中度-重度富营养状态。3)星云湖流域耕地、建设用地与交通运输用地与水体污染均有强烈的显著正相关性,表明星云湖的水质恶化可能是农业面源污染、生活污染源与工业污染源的共同作用结果;草地与裸地同水体污染有显著的负相关性,说明透水性下垫面对污染物具有明显截留、吸收作用。     

普光气田开发区土地利用/覆盖扰动监测

气田开发施工工程常常对植被造成破坏,改变土地利用现状,产生水土流失,因而加剧了项目区土壤侵蚀强度.以普光气田开发区为研究区,在3S技术支持下,运用空间分析方法,通过图层叠加、缓冲区分析与土地利用/覆盖变化轨迹提取,对气田开发区的生态系统破坏与恢复情况进行监测.结果表明：气田开发工程过程中会对植被和周围生态系统产生较大影响;工程前后土地利用变化主要体现在林地、耕地、草地和建设用地之间的转换上,其中气田开发区建设以占用耕地为主.但由于采取了相应的水土保持、生态恢复等措施,没有引发明显的水土流失和生态破坏,故工程中采取的措施有效,后期植被恢复较好.     

武陵山区地形起伏度特征及其与土地利用的变化关系

以武陵山区为研究区,基于航天飞机雷达地形测绘计划的数字高程模型数据,采用邻域分析方法和均值变点分析方法判识地形起伏度最佳邻域统计单元,绘制武陵山区地形起伏度分级图。在此基础上结合研究区1990年和2015年土地利用数据,探讨了土地利用在不同地形起伏单元上的分布和变化特征。研究表明:武陵山区以小起伏山地和中起伏山地为主;耕地和林地是研究区的主要土地利用类型,在过去近30年间,耕地、草地、未利用地的面积呈减少趋势,林地、水域和建筑用地面积在研究时段呈增加态势;研究区各土地利用类型主要集中在小起伏山地和中起伏山地;研究时段内耕地和草地在各地形起伏单元均呈减少趋势,林地、建筑用地和水域呈现增加趋势;中起伏山地区域耕地和草地面积减少,林地、水域和建筑用地面积增加,小起伏山地上耕地、林地和草地面积减少,水域和建筑用地面积增加。     

基于RS和GIS的滁州市土地利用与景观格局变化

人类社会经济的发展对土地利用和景观格局会产生重要的影响。以2000年、2005年、2010年和2015年4期TM遥感影像数据为基础,借助RS和GIS技术对滁州市土地利用与景观格局的变化进行分析。研究结果表明:滁州市土地类型主要为耕地、林地、居民用地和水域,草地和未利用地面积相对较小。2000—2015滁州市土地利用变化表现为耕地面积减少,林地、居民用地和水域面积增加,草地和未利用地面积相对稳定。变化过程主要是耕地转化为居民用地和林地。景观格局分析表明滁州市景观的斑块密度、形状指数、香农多样性指数和均匀度指数不断增加,景观的破碎化程度提高,异质性增强。滁州市土地利用和景观格局变化有不断加剧的趋势,城市化和退耕还林是滁州市土地利用和景观格局变化的主要因素。     

不同土地利用方式坡面产流输沙过程模拟研究

针对目前多数坡面侵蚀预测模型难以模拟土地利用变化对坡面产流输沙过程影响的问题,基于运动波方程和泥沙输移公式,给出了一种能够反映不同土地利用方式下坡面产流输沙时空变化的简化模型,并利用裸地、草地、坡耕地、灌木地及幼林地的试验及自然降雨条件下坡面产流输沙实测资料对模型进行验证,符合较好.利用该模型对黄土高原不同降雨条件下不同土地利用场景坡面产流输沙特征进行了模拟,结果表明:典型降雨条件下,5 a树龄以上的林地或覆盖度在60％以上的草地坡面标准小区基本不再发生侵蚀;坡度小于15°的裸地坡面中下部发生轻度侵蚀;十年一遇降雨条件下,10 a树龄以上的林地坡面土壤侵蚀基本得到控制,而草地调控坡面水沙的能力有限,裸地更差.对低强度短历时降雨,草地调控水沙的见效较快;对高强度长历时降雨,林地调控水沙的作用较大,两者宜配合进行;对不同坡度裸地,要严格控制坡面坡长.研究结果为优化土地利用方式提供了理论支撑.     

基于ANN_CA模型的安徽省淮北市土地利用变化模拟

以安徽省淮北市为研究区,选取2005年、2010年、2015年土地利用数据,基于GIS、GeoSOS for ArcGIS平台,探究2005—2015两个时段土地利用变化及转化方向,并使用ANN_CA模型对研究区2015年的土地利用空间布局进行模拟。结果表明:1)淮北市土地利用以耕地为主,占研究区61%。2005—2010,耕地转变为建设用地面积为29.68km~2;水域流出量为3.14km~2,转向建设用地;水域流入量为5.21km~2,来自耕地。其他土地利用类型转化不明显。2010—2015,耕地转变为建设用地面积为45.33km~2,草地向耕地和林地转移14.22km~2、10.47km~2。水域转为耕地和建设用地面积为10.76km~2、8.36km~2。2)运用ANN_CA模型进行模拟,模拟结果总体精度为78.46%,满足预期目标。     

北京城市扩展的环境效应模拟与评价

基于L-THIA GIS模型,以北京为案例研究区,应用水文土壤类型、土地利用类型以及长期日降水量数据,有效模拟了长时间段内以城市扩展为主要特征的土地利用变化对水文过程以及城市非点源污染的宏观影响态势,挖掘出区域内潜在的长期污染问题及其空间分布。结果表明,虽然1996—2004年间连续干旱导致年径流量整体减少,但城八区年径流量却呈增加趋势,各分区年径流量变化幅度与耕地向建成区转化的比例具有一致性,说明保护并合理利用耕地对减少城市径流有重要意义;城市建设用地的单位面积产流量远远大于农业用地和生态用地,林地向城市建设用地转变所产生的水文效应敏感性最强,其次依次为:水域、草地、农村居民点和农业用地,林地、水域、草地等生态用地需要特别加强保护;通过L-THIA模型和GIS平台,实现了区域非点源污染的分布式模拟,结果显示城市扩展对城市非点源污染的影响大于降水变化的影响,根据模拟结果和下垫面(土地利用)对城市非点源污染的影响,初步将北京划分为4类城市非点源污染产生的敏感性区域,为土地利用管理和环境规划提供指引。     

济南市土地利用景观格局时空变化研究

为探讨土地利用景观格局变化及其产生的生态效应,改善区域生态环境,文章基于ARCGIS空间分析技术、景观生态学的景观格局分析法,研究了济南市2000-2010年土地利用景观要素时空变化、景观格局特征、多样性及分异性变化.结果表明：（1） 2000-2010年,济南市土地利用景观要素变化明显,耕地主要转为建设用地和林地、草地,建设用地主要流向耕地且城镇、农村居民点、交通水利及工矿用地内部转换明显.（2）水域、交通水利和未利用地三种景观类型分维数呈上升趋势,表明这3种景观类型分散程度增加,破碎化程度呈上升趋势.（3）耕地作为研究区优势景观类型,其所占比例降低,对区域景观的整体控制性减弱,景观异质性增大,多样性指数呈上升趋势,土地利用朝着多样化和均匀化方向发展,不利于生态效应的发挥.     

人类活动对海岛土壤侵蚀影响的数值模拟

利用基于物理概念的综合水文模型(InHM),模拟分析舟山市摘箬山岛开发前、后侵蚀的变化情况,研究不同土地利用工况对土壤侵蚀的影响规律.模拟结果表明,开发前沟间侵蚀较严重,尤其是道路的侵蚀与堆积相对明显;开发后由于下垫面的改变,各边界出口流量增大,混凝土铺面的道路和东岙基本不产生大的侵蚀,北岙因道路北段产流增大并顺势而下,产生较大冲刷,西岙出口输沙量的增加幅度大.在暴雨情况下,各岙产流产沙响应更加显著.由于海岛的植被覆盖率高,且开发建设基本在地势低平地区,因此开发区及林地的侵蚀变化不大,但西岙和北岙间接受到影响,侵蚀变化较大.     

基于USLE模型的祁连山南坡土壤侵蚀现状评价

借助“3S”技术,应用USLE模型,对祁连山南坡土壤侵蚀现状进行了定量评估,分析了高程、坡度、植被覆盖度等土壤侵蚀的主要影响因子, 得到了土壤侵蚀的空间分布特征. 结果显示:2014年祁连山南坡土壤侵蚀量为1.54×107 t/a,侵蚀面积为2.21×104 km2. 从面积来看,以微度侵蚀为主,占土壤侵蚀总面积的70.43%;从侵蚀量来看,以轻、中度侵蚀为主,占总侵蚀量的87.67%;强度侵蚀和极强度侵蚀面积及其侵蚀量所占比例均极小,无剧烈侵蚀;从空间分布来看,微度侵蚀多分布在山体之间地势平坦区域,轻度侵蚀及以上级别主要分布在托勒山、走廊南山、冷龙岭、大通山及其托勒南山沿线. 坡度、植被覆盖度、海拔与土壤侵蚀模数相关性显著,土壤侵蚀级别与侵蚀量随着海拔和坡度的增加而上升,随植被覆盖度的增加而下降.     

江淮丘陵土地利用景观格局变化分析与预测

以2000年、2005年、2010年和2015年4期TM遥感影像为基础数据,借助GIS技术和Markov模型对江淮丘陵地区滁州市南谯区的土地利用及景观格局变化进行分析与预测.研究结果表明:南谯区土地利用以耕地和林地为主,其次为居民用地和水域,草地面积最小.2000—2015年南谯区土地利用总体上表现为居民用地明显增加,...     

基于土地利用变化的岳阳市碳排放时空格局研究

研究市域土地利用碳排放时空格局,对于指导区域实现碳中和目标具有重要的意义。因此,基 于岳阳市 2013—2019 年的土地利用数据和能源消耗数据,结合重心转移模型、ArcGIS 空间分析等方法,对 岳阳市的土地利用碳排放时空格局特征进行了分析。研究结果表明：岳阳市的土地利用类型以林地和耕地为 主,建设用地面积呈现出增加的变化趋势,土地利用的净碳排放量由 2013 年至 2019 年增加了 4.05%,其中 建设用地的碳排放是岳阳市最主要的碳源,林地对碳汇的贡献量最大,同时总土地利用碳排放强度呈现出先 减少后增加的变化趋势;岳阳市土地利用类型转移呈现出一转多的特征,土地利用碳排放总量和碳排放强度 重心均集中在岳阳县,整体上均向东南方向转移,转移距离分别为 2.96 km 和 16.15 km;2013—2019 年岳 阳市主要的土地利用变化引起的碳效应表现为碳排放增量高于碳吸收增量 5 168 294.63 t,且建设用地侵占 耕地、林地是碳排放总量大量增加的主要原因,此外林地带来的生态效益较为显著,在平衡碳循环中发挥着 重要作用。     

基于用地强度指数的昆明市呈贡区土地利用变化特征分析

土地利用强度指数能够反映土地利用变化的深度和广度,是探测人地关系的重要量化指标.以昆明市呈贡区为研究对象,运用GIS数量分析方法对研究区内各种类型土地进行数据统计分析,以土地利用动态指数和用地强度指数定量地研究土地利用变化的人类活动强度影响.结果表明:1)呈贡区的土地利用强度指数差异巨大.从时间序列看,2013—2017年用地强度指数的增加迅速,土地平均利用强度指数由206.82增长到240.81,土地利用强度增长14.11％;从空间上看,呈贡区用地强度指数呈现西高东低的态势.2)呈贡区土地利用强度主要受到房地产开发、道路建设等城市用地的影响和驱动,而受到农业生产等人类活动的影响较低.     

土地利用变化对太平池湿地区域生态系统服务价值的影响

以农安县太平池湿地区域为研究对象,利用1989年、2000年和2014年遥感影像对土地利用变化特征及其与生态环境演变的响应关系进行分析,在此基础上对研究区生态系统服务价值进行评估.通过分析生态系统服务价值流向,不同土地利用类型生态系统服务价值和单项生态系统服务价值对生态系统服务总价值所产生的影响,研究土地利用变化与生态系统服务价值间的关系.结果表明:1989~2014年间农安县太平池湿地区域土地利用变化程度较大,耕地、居民用地、盐碱地和湿地面积呈增长趋势,水域、草地和林地面积呈递减趋势,耕地和草地面积变化最为剧烈,分别为68.42km2和-92.20km2.土地利用变化同时受到自然因素和人为因素的影响,其中,影响土地利用变化的主要驱动因素为人口因素.耕地和水域对研究区生态系统服务价值贡献最大,占总生态系统服务价值的比例分别为45%以上和20%以上.研究区单项生态系统服务价值大部分处于递减状态,水源涵养功能价值减少最多,为2 178.12万元.由于土地利用类型转化处于不平衡状态,研究区生态系统服务价值在1989~2014年间整体价值流向为负.湿地作为重要的生态系统类型,其生态系统服务价值受人类活动下土地利用变化的影响较大,因此,本研究对土地利用变化对湿地生态系统服务价值所产生影响的情况进行评估,研究结果对区域生态安全的评价具有重要意义.     

生草覆盖条件下不同降雨强度对紫色土坡面侵蚀产沙的影响

造林种草,增加植被覆盖度是防止土壤侵蚀的重要措施.通过人工模拟降雨试验,探讨生草覆盖下紫色土坡面侵蚀产沙的动态变化.结果表明,有生草覆盖的坡面径流含沙量较裸地的径流含沙量更快达到稳定状态;坡面侵蚀产沙率随覆盖度增加呈指数型递减,且坡下种草的减沙效果最好;覆盖度与降雨强度对坡面侵蚀产沙量的影响存在对比消长关系,但生草覆盖度对产沙量的影响小于降雨强度的变化对产沙量的影响.     

巢湖流域土地利用功能演变及其生态环境效应

以巢湖流域为例，构建基于“三生空间”的土地利用主导功能分类体系，基于 1980年、1990年、2000 年、2010 年、2020 年五期土地数据，运用转移矩阵与图谱、重心转移，分析土地利用功能演变特征，运用生态环境效应模型分析生态效应规律。结果表明：①数量上，生活空间面积显著增加，生产空间面积大量减少，生态空间面积相对稳定。②空间上，城镇、工矿、耕地空间重心转移明显，2000 年后土地转移主要集聚在城区。③生态效应上，1990 年后生态质量持续下降，密集的城乡生活空间是主要低值集聚区。④生态贡献率上，导致生态环境恶化的主要转型为城乡建设空间对耕地、林地、草地的侵占，使其改善的主要转型则为耕地向林地、水域的转换。