中小型流域城市化典型区土地利用/覆被变化与预测

为探究中小型流域在城镇化进程快速推进背景下土地利用时空演变格局,以白云湖流域为研究区,利用土地利用动态、土地利用强度分析流域1980—2020年土地利用结构变化,采用标准差椭圆模型分析流域空间格局变化,讨论白云景观湖泊建成前后对该研究区土地利用带来的影响,再借助CA-Markov模型模拟未来2030年流域土地利用,探究未来白云湖流域土地利用格局演变趋势。结果表明：(1)1980—2020年白云湖流域土地利用现状以建设用地为主导,建设用地年平均占比达51.77%,2020年占比高达70.13%;(2)40 a间流域用地呈现以耕地、未利用地、林地、草地转出及建设用地持续转入变化趋势,土地利用强度持续上升,土地结构逐渐趋于单一化;(3)白云湖景观湖泊占用部分城市用地,使得未来2030年流域用地转移调整为以林地转入和建设用地转出为主,土地利用变化减缓,城镇建设空间得到一定管控。     

近 40 年来窟野河流域土地利用类型变化及驱动因素

为分析土地利用变化的内部特征及驱动机制,从土地利用整体格局、土地利用转移方向、转移程度和土地利用单一动态度方面出发,全面分析近40年以来窟野河流域土地利用的时空变化特征,并利用SPSS软件系统地阐述了其驱动机制。主要结果表明:目前,该流域各土地类型面积占比为草地耕地煤矿用地林地沙地居住用地水域未利用土地,耕地主要分布在研究区中部和东南部,煤矿用地主要分布在河流沿岸;在研究时段内,煤矿用地作为动态度最高的土地利用类型,其面积大幅增加,主要流入源为草地和耕地,该流域煤炭的大规模开采已严重影响到该流域的植被覆盖情况以及农业生产活动;经济的高速发展,尤其是第二、第三产业的壮大是导致该流域煤矿用地和居住用地发生明显变化最主要的驱动因子,而耕地、林地、草地和水域的面积变化也与其息息相关,但变化幅度相对较小;此外,人口作为重要因素之一,也在土地利用的变化过程中起到了较为明显的推动作用。     

土地利用变化对径流影响的定量研究

为定量研究径流对土地利用变化的响应,以淮河上游潢川流域为例,分析不同时期土地利用空间转移规律,结合SWAT模型,通过选取典型子流域,定量分析流域土地利用变化对径流的影响。结果表明:在不同时期,研究区旱地面积变化较大,主要转化为水田与林地,草地、城镇用地及水域几乎没有变化;研究区土地利用方式的改变导致年径流深明显减小,原因是水田大面积增多能够促进水面蒸散发,同时林地的增多也滞缓了径流汇集速度,进一步增加了蒸发。     

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。     

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。     

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。     

黄淮海平原风沙化土地利用时空变化研究

利用3S技术,分析了黄淮海平原风沙化土地典型区内的内黄、滑县和延津三县1979—2009年夏季土地利用变化特征。结果表明:该区近30 a的土地利用类型变化显著,变化趋势为耕地、水域和未利用地面积持续减少;林地和建设用地面积不断增加。黄淮海平原以风沙化土地为主的未利用地的利用,对研究区各土地类型之间的平衡起至关重要的作用。研究区土地利用演变规律性较强,社会经济的发展对该区林地、建设用地和耕地变化影响明显。     

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。     

基于多元线性回归模型的滦河流域径流量变化驱动因子分析

基于滦河流域中上游以山区地形为主,地势变化剧烈,地貌及土地利用类型多样,生态环境复杂的背景,为研究不同土地利用类型对流域径流量变化的影响,基于多元线性回归模型,分析了流域内不同子流域土地利用类型和降水量变化对各子流域径流量变化的影响。结果显示,处于下游的瀑河和柳河流域径流量受到耕地的影响较为显著,而滦河流域中上游各子流域径流量变化则主要受到草地、水域和林地面积变化的影响。因此,不同子流域降水量与各土地利用类型对流域内径流量变化的驱动性存在较大差异,在进行水利工程规划设计时需进行单独的讨论与分析。     

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。     

基于土地转移矩阵的疏勒河中游土地利用变化研究

为了分析疏勒河流域土地利用的变化情况,以疏勒河中游为研究区,利用1980,2000年和2013年多期遥感影像数据和地形图,运用人机交互目视解译以及空间分析方法和数理统计方法,获得疏勒河中游土地利用现状、土地利用类型转移矩阵,对疏勒河流域近34 a来土地利用结构的动态演化进行了系统分析。结果表明:(1)近34 a来,疏勒河中游内未利用土地分布最广,其次是草地和耕地,再次是林地、城乡、工矿、居民用地和水域,仅占研究区不到4%的面积;(2)近34 a来疏勒河中游地区耕地大面积增加,水域面积急剧减少;(3)疏勒河中游区各景观类型的变化强度和变化方向各有不同,生态功能呈退化的趋势;纯自然生态系统的景观格局的变化强度在近年来有所上升,人类活动的影响强度呈加强的趋势。     

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。     

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。     

黑河生态调水后额济纳绿洲植被变化规律研究

为了客观认识和评估生态调水对黑河下游绿洲植被的影响,基于遥感技术手段,分析了生态调水后黑河下游额济纳绿洲植被变化规律。结果表明:1987—2017年,水域和林地、草地面积变化过程呈V形,2000年以来林地、草地面积持续增加,植被覆盖度增加显著,植被覆盖改善区域占总面积的比例近30%,水域面积持续扩大;额济纳绿洲土地利用类型转换主要经历了由林地和中、高覆被草地转变为低覆被草地和未利用地,而后转变为林地和中、高覆被草地的过程;通过近20 a的生态调水,总体上遏制了下游绿洲植被持续减少的状态,绿洲生态环境得到明显改善。说明黑河生态调水对下游植被恢复起到关键作用,随着生态调水年份的增加,林草地向高覆被转变趋势明显。     

南水北调中线水源区土地利用结构演化特征

通过测算南水北调中线工程水源区土地利用结构熵和土地利用类型转换关系,分析了水源区土地利用结构演化特征,指出水源区土地利用结构在2012年以前稳定性较高,但是2012年以后因丹江口水库蓄水而对水源区土地利用结构产生了一定影响,导致水源区土地利用结构稳定性偏弱;水源区土地利用类型的数量变化主要表现为水域、建设用地面积增加,耕地、林地、草地、未利用地面积减少,空间位置变化主要表现为耕地与林地、林地与草地、草地与水域之间空间位置的变换;利用主成分分析方法对水源区土地利用结构演化的影响因素进行了研究,指出经济发展水平、社会生活和土地利用以及生态环境为其主要影响因素。     

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。     

土地利用变化对牤牛河流域径流的影响

土地利用变化对流域水资源配置及其循环过程有显著的影响,了解土地利用与径流的关系是流域水文学研究的重要内容。以牤牛河流域为研究区,基于SWAT分布式水文模型,利用流域DEM、土地利用、土壤、气象等数据,结合GIS和RS技术,并采用极端土地利用分析方法,对流域土地利用变化的径流响应进行定量研究与分析。结果表明:流域内1998年与2009年土地均以耕地、林地、未使用地为主,约占总面积的90%;相同的气象条件下,两期土地利用情景下年、月均径流量变化趋势一致,2009年土地利用情景下的年、月径流量较1998年略小,年均径流量减少605.5万m3;7,8月份月径流模拟减少量明显;土地植被覆盖度增大径流量减小,反之则增大;在极端土地利用情景下,径流量将发生剧烈变化。因此,在不考虑研究期间内气候变化等因素的条件下,土地利用变化是影响流域径流变化的主要因素。     

近10年丹江流域土地利用时空动态演变

根据 1990,2001 年 2 期 TM 卫星影像资料,通过 3S 技术手段,获取了丹江流域 20 世纪 90 年代的土地利用变化时空数据。结果表明：丹江流域土地利用类型以林地、草灌和耕地为主,林地、草灌和耕地在 1990 年和2001年2个时期占研究区面积比例分别为 71.73%,14.12%,9.15% 和 76.29%,10.57%,7.49% 。 1990-2001 年间,丹江流域土地利用年变化率最大的是林地,达到 34.73 ％,其次是草灌地,为-27.01% ;未利用地和水域的年变化率较小,分别为 0.24% 和 -0.32% 。园地的空间动态度最大,其次是未利用地,说明这二者的空间转化相对比较频繁,尤其是近期园地的转化。这主要与土地利用程度下降,耕地减少,园地、林地、建设用地等的比重增加有关。     

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。     

1962—2019年巢湖流域土地利用变化遥感监测及驱动因素分析

为掌握巢湖流域土地利用类型变化及驱动因素,给巢湖流域生态环境保护和产业发展规划提供参考,基于1962—2019年巢湖流域10期遥感影像,解译了耕地、林草及未利用土地、水域、建设用地4种土地利用类型,分析了巢湖流域近60年来土地利用类型变化和转移情况,重点探讨了改革开放后不同年份农业联产承包责任制、城镇化、生态恢复等因素对流域土地利用变化的影响。结果表明：建设用地面积逐年增加,耕地、水域面积逐年减少。城镇扩张、生态恢复、农业开发是影响巢湖流域土地利用变化的3个主要驱动因素。