黑河中下游土地覆被变化与驱动力分析

黑河流域自2000年实施水资源统一调度以来,土地利用发生了显著变化。利用2000年、2011年两期TM和ETM+遥感影像,解译获取了干流中下游地区土地利用变化数据,并基于GIS空间分析与数理统计方法进行了定量分析。运用区域生态环境质量指数和区域土地利用变化类型生态贡献率,对研究时段内土地利用变化的生态环境效应进行了分析与评价。结果表明:(1)2000—2011年流域土地利用变化主要表现为耕地、建设用地、水体增加,未利用地减少;(2)中游地区土地利用变化主要发生在山丹县的马营河灌区和张掖绿洲的边缘区域,下游地区土地利用变化主要发生在沿河区域、额济纳核心绿洲区和古日乃地区的边缘区域;(3)中游地区2000年、2011年的区域生态环境质量指数分别为0.190 8、0.196 0,下游地区分别为0.047 8、0.055 6;(4)局部地区生态环境呈恶化趋势,其中草地退化及围水造田对区域土地利用/覆被变化产生的影响最为明显。     

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。     

渭河流域土地利用变化对径流的影响

近年来土地利用变化在人类活动影响下越趋明显,对其引起的水文循环变化的研究也受到越来越多的重视。为定量分析渭河流域咸阳站以上流域土地利用变化对径流的影响,根据1965—2015年径流长系列数据分析径流变化趋势及突变点。基于1986年、2000年和2015年3期土地利用数据,分析了土地利用面积及动态变化特征,结合SWAT模型,在1986年和2015年土地利用情景的基础上,定量分析了土地利用变化对径流的影响。结果表明:20世纪90年代初期流域径流发生突变;SWAT模型在渭河流域适用性良好;林地、草地和耕地为流域主要用地类型,耕地面积减小22%,主要转化为林地和草地,城镇用地增加显著;渭河流域土地利用变化对径流存在抑制作用,其影响小于10%。     

潇湘水源地土地利用对土壤侵蚀影响定量研究

为定量掌握不同土地利用方式下潇湘水源地土壤侵蚀变化,利用1998~2009年潇湘水源地附近站点气象数据、潇湘水库坝上月径流资料,结合水源地1986~2009年3期土地利用、土壤空间分布图和DEM,构建了SWAT模型。在模型率定和验证的基础上,定量研究了土地利用方式变化对土壤侵蚀的影响。结果表明,1986年和2000年,土地利用类型变化不大,土壤侵蚀以轻度侵蚀为主,林地和草地面积大幅减少,耕地面积大幅增加,导致土壤侵蚀模数增加。     

SWAT模型在土地利用变化对水资源的影响研究

土地利用变化直接反应了人类活动,对水资源循环过程影响十分显著,以乌伦古河流域二台水文站上游集水区构建SWAT模型并模拟径流,利用1986年、2000年和2010年三期土地利用图设置三种土地利用情景,模拟研究区径流量,同时定性的分析土地利用变化对径流的影响,3种情景模拟结果表明:土地利用变化对径流的影响较大,主要原因在于流域土地利用开发导致下垫面产流特征的变化。     

近30a来白洋淀土地利用变化规律及驱动力分析

分析土地利用变化规律对提高土地开发利用效率和推动生态环境保护工作具有重要意义。针对白洋淀的土地利用演变,为探究其变化趋势,以白洋淀湿地为例,采用30 a来8期Landsat TM/OLI遥感影像为数据源,结合遥感和地理信息系统方法,分析白洋淀湿地土地利用的时空变化特征和驱动力。结果表明:(1)1986—2018年,主导的土地利用类型是耕地和水域。耕地变化最为明显,减少了60.3%,水域变化次之,增加了24.1%。水生植物面积大致呈"增多—减少—增多"的趋势,居民地面积持续增加。(2)分析土地利用动态度得出,1986—2018年间水生植物和水域面积的单一动态度较大,综合动态度(L_C)从0.267%下降到0.117%,呈现缓慢下降趋势,说明白洋淀土地利用到后期的变化速度变慢,土地利用状态趋于稳定。(3)白洋淀土地利用类型变化的驱动因子为气候、人类活动和国家宏观政策。研究成果有利于区域进行土地利用决策,也可作为土地可持续利用和生态环境保护的科学依据。     

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RS和GIS的土地利用变化碳排放现状及预测分析

根据2000年和2010年2期拉萨地区的遥感数据,在erdas平台上将该区域分为耕地、林地、草地、水域、建设用地和未利用地6类土地,利用ArcGIS的空间分析技术,得出这2期的土地利用现状分布和土地利用转移矩阵,并利用马尔科夫模型对2020年、2030年、2040年土地利用变化进行预测。以此为基础,计算出该地区标准年中每1 a的碳排放量,及预测每10 a碳排放量。结果显示:生态用地结构改变、林地面积增加是碳吸收的主要原因;过度放牧、畜牧业消费需求的增加、旅游业的开发是土地利用变化碳排放的主要原因。最后提出建议:注重保护生态环境、限制过度放牧、低碳旅游, 可以有效抑制生态用地的减少和控制碳排放总量。     

土地利用变化情景下牧羊河水文响应研究

土地利用方式变化影响水量平衡各要素的分配,进而导致流域水源涵养能力发生变化。本研究选用长江流域金沙江水系下段牧羊河小流域内及周边气象站气象资料,植被、土壤以及地形数据,构建了研究区SWAT水文模型,并分析其在牧羊河适用性后,结合1986—2009年的土地利用以及设置的人类活动增强和生态环境改善的4种土地利用变化情景,用SWAT模型分析了土地利用变化下牧羊河水文响应。结果表明,径流依次按1986、2000、2009、1995年土地利用方式减小,而蒸散依次按2009、1986、2000、1995年土地利用方式减小,土地利用对径流和蒸散的影响在汛期大于非汛期,随着林地面积的增加径流将减小;将现有耕地变为林地或变为草地都有助于减少径流,从流域水源水量涵养角度出发,构建适宜的生态系统将有助于减少径流和蒸散,而增加入渗。这一结果为牧羊河水源涵养林建设提供科学依据。     

陕西佛坪土地利用对径流变化的影响分析

以位于秦岭的陕西佛坪地区为例,在利用GIS/RS手段对其土地利用/土地覆盖变化分析的基础上,结合SCS模型,模拟分析该地区1991~2000年10 a间径流量变化与土地利用之间的关系。结果表明：土地利用变化对径流有较显著的影响,林地面积和植被覆盖面积的增加导致了径流量减少,研究方法及其成果对于我国山地的植被恢复与水资源保护具有一定的指导意义。     

南水北调中线地区土地利用变化 及生态环境效应

根据河南境内南水北调中线沿线地区的土地利用数据,分析了土地利用变化的空间特征,并在县域尺度上分析了不同时期土地利用的生态环境效应。结果表明,近年来该区域耕地向建设用地的转移面积较多,但土地利用的整体格局并未发生显著变化,而整个区域内土地利用变化强度的空间分布极不均匀。中线工程施工以来,沿线地区生态环境状况总体上有所改善。     

Streamflow and lake water level changes and their attributed causes in Eastern and Southern Africa: state of the art review

The objective of this review is to evaluate recent quantitative changes in streamflow and lake water levels in drainage basins of Eastern and Southern Africa. Findings indicate that the majority of analyzed case studies report decreasing streamflow or lake water levels between 1970 and 2010. The causes of change are chiefly anthropogenic, namely water withdrawal, land use and land cover change, and dams, and only to a lesser degree climate-related. However, there are distinct regional and temporal differences regarding reported changes and causes, e.g. land use and land cover change being mainly attributed to Eastern Africa, and dams to Southern Africa.     

黄土高塬沟壑区绿水对土地利用和气候变化的响应研究——以南小河沟流域为例

黄土高原地区生态环境脆弱,水资源十分匮乏,生产、生活和生态用水受到严重威胁。本文选择黄土高塬沟壑区典型小流域——南小河沟流域为研究对象,分别采用水量平衡法和Zhang模型法评价了该流域1954—2012年的绿水资源量,利用Mann-Kendall统计检验法对年绿水量进行了趋势分析和突变点检验,并探讨了绿水对土地利用和气候变化的响应规律,定量评价了两者变化对绿水的影响。结果表明:与水量平衡法相比,Zhang模型法的拟合结果较好,流域多年绿水资源量为443.2 mm,年绿水量呈不显著的下降趋势,突变时间发生在1978年;各土地利用类型绿水的年际变化不均,其中林地绿水量最大,草地次之,建筑用地最小;气候变化对绿水的影响中,降水是影响绿水的主要限制因素;根据情景分析法的计算结果,1954—2012年期间气候因素和土地利用因素对绿水变化的贡献率分别为123.6%和-23.6%,分离评判法的计算结果为137.7%和-37.7%,因此气候变化对绿水的影响要远大于土地利用变化,而林地面积增加是土地利用变化使绿水量增加的原因。该研究可为黄土高原区域生态环境恢复、区域水资源规划管理提供合理有效的理论依据。     

移民安置综合开发区土地利用变化及驱动力分析——以疏勒河中游干流区为例

分析移民安置综合开发区土地利用变化与驱动力对于揭示人类活动与气候变化对土地利用影响具有重要科学意义。为此,以疏勒河中游干流移民安置区为例,利用GIS和RS技术分析区域内从1970—2013年土地利用变化特征,基于景观指数分析了不同年代土地利用类型的变化特点。基于移民城乡建设、农业耕地开发、农田水利建设、生态治理和气候变化等五个方面分析了对区域土地利用的影响,并结合不同土地利用相互转化关系定量分析了五个驱动力的贡献程度,从而系统全面地揭示了移民安置区土地利用变化与驱动力的相互关系,为构建区域生态屏障保护技术提供基础支撑。     

黄河三角洲湿地蒸发蒸腾及其对土地利用/覆被变化的响应特征研究

以黄河三角洲为研究区,基于1986年6月5日和2009年6月4日的Landsat TM影像进行土地利用/覆被分类及变化特征研究,同时,基于SEBAL模型估算区域蒸发蒸腾量,进而分析湿地蒸发蒸腾的数量特征、空间格局特征及其对土地利用/覆被变化的响应特征。结果表明:23年间,58.74%的区域土地利用/覆盖类型发生了变化,未利用地大幅减少,水体和建设用地大幅增加,显著的土地垦殖与耕地荒废则同时存在;蒸发蒸腾强度大小按土地利用/覆被类型排序依次为水体>滩涂>苇地>林草地>耕地>建设用地>未利用地,研究区未利用土地变为水体和耕地是导致区域蒸发蒸腾整体提高的主导原因,而耕地流失则是导致区域蒸发蒸腾整体下降的主要原因,但23年间实际变化以前一种情形占优势,因而区域蒸发蒸腾总体呈现为增加趋势。研究结果对区域土地利用规划和水资源管理有重要的理论和实践指导意义。     

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。     

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。