鄱阳湖流域土地利用变化的土壤侵蚀效应

随着鄱阳湖流域开发进程加快,土地利用类型势必发生转移,从而对鄱阳湖流域的生态环境产生影响.为了能反映鄱阳湖流域由于土地利用变化对土壤侵蚀的影响效应,本文通过采用3S技术手段,获取鄱阳湖流域土地利用空间数据与土壤侵蚀数据,引入土地利用变化转移矩阵指数和土壤侵蚀强度指教,对鄱阳湖流域土地利用变化和土壤侵蚀效应空间关系进行定量分析.结果表明:①1985年～2000年间,影响鄱阳湖流域土壤侵蚀强度变化的土地类型主要集中在农田、林地和草地,而水域、工矿居民用地与未利用地三种土地类型对土壤侵蚀强度变化总体变化不大;②加重土壤侵蚀强度的主要是林地转化为农田、林地转化为草地、草地转化为农田;而土地利用类型农田转化为林地、林地内部之间的转化减轻了侵蚀强度.土地利用类型和土壤侵蚀强度之间的定量研究结果反映了土壤侵蚀效应的变化,与鄱阳湖流域的水土流失现实情况一致.     

兰西城市群土地利用/覆被变化模式特征——基于强度分析框架

【目的】基于土地利用转移矩阵提出土地利用/覆被变化（LUCC）强度分析框架，从绝对和相对强度两个角度分析地类之间的转换趋势及其对土地利用/覆被结构的影响。【方法】构建土地利用/覆被变化强度图谱以直观展现区域LUCC关键模式，并以兰西城市群为例进行实证研究。【结果】土地利用/覆被变化强度图谱融合绝对和相对强度信息，既可反映如耕地倾向于转化为建设用地、水域向林地转化的强度较低等LUCC的区域共性规律；也能较好地揭示兰西城市群作为西部生态脆弱区中城市化重点区的特异性变化模式，如2010—2020年期间，兰西城市群在未利用地向水域、草地向耕地及建设用地向未利用地的转化过程中均表现出倾向性的变化模式，但受气候变化、占补平衡政策及土地整治项目管护不周等因素影响，分别表现为系统倾向性、绝对倾向性及相对倾向性的变化特征。进一步与转移矩阵及桑基图对比解析可知，绝对强度和相对强度间不存在直接关联性，所构建的强度分析框架及图谱受地类比例和区域整体LUCC强度的影响相对较小。【结论】本文提出的强度分析框架具有可行性，可为识别及解析区域LUCC关键模式及规律，优化土地资源管理政策提供科学支撑。     

西南喀斯特山区土地利用/覆被变化研究——以贵州省猫跳河流域为例

我国西南喀斯特山区山高坡陡,地形破碎,生态环境非常脆弱,是土地利用变化的敏感区域,也是全 球环境变化响应比较突出的区域。本文根据贵州省猫跳河流域1973年MSS影像数据、1990年、2002年和2007年 的Landsat -TM影像数据,利用遥感、GIS技术和数理统计方法,系统地分析了该流域土地利用/覆被变化的时空格局和特征,为喀斯特其它地区土地利用变化的研究和区域土地可持续利用政策的制定提供了参考和依据。结果表明：近30年来,流域内土地利用/覆被发生了剧烈变化。1973年-1990年, 由于陡坡开荒以及城镇化发展,流域内 旱地、裸岩地和城镇建设用地增加,水田、灌木林、其它林地、灌草地均在减少;1990年以后,由于生态建设相关政 策和项目的实施,流域内旱地和裸岩地大幅度减少,林地大幅度增加,城镇用地、农村居民点和交通工矿用地呈持 续增加趋势;1973年-2007年,各地类土地利用类型转化与土地利用强度存在较大差异,主要表现为灌木林、灌草 地、有林地、其它林地、旱地和裸岩地之间的转化,土地利用强度表现为先增大后减小;流域内绝大多数地类分部 的平均海拔高程和坡度呈增加趋势,说明流域内人类活动对土地的干扰空间在扩大,趋向于高海拔和陡坡地区。     

国家中心城市土地利用变化稳定性和系统性特征——以武汉市为例

运用改进的土地利用变化强度分析框架探析国家中心城市土地利用变化模式的稳定性和系统性特征。以土地利用变化转移矩阵为基础,从自上而下的三个层次（间隔、类别、转换）分析区域土地利用变化强度动态特征。鉴于多种地类相互转换过程分析的非直观性,提出一种转换模式交叉列联表表示各种转换类型的稳定性和系统性特征,并有助于研究者将土地利用变化的模式与过程相联系。以国家中心城市武汉为研究案例,分析其1996—2015年土地利用变化模式的稳定性和系统性特征,并对比其他国家中心城市近年来土地利用变化模式特征。结果表明：武汉市近年来土地利用变化强度呈上升趋势,农村居民点用地、城镇建设用地和耕地的转入以及耕地、未利用地和水体的转出表现出时间尺度稳定性。耕地向城镇建设用地和农村居民点用地等转换过程则表现为稳定的系统性变化模式。其他国家中心城市主要土地利用变化模式与过程及武汉市表现出较大的相似性。改进后的强度分析框架能更直观地反映土地利用变化模式的稳定性和系统性特征,研究结果对深入挖掘国家中心城市土地利用变化模式信息,理解其土地利用变化过程与机制具有重要作用。     

1985-2004年间钱塘江流域土地利用/覆盖变化

土地利用，覆盖变化不仅直接影响社会经济的发展，而且对资源开发、环境保护和生态功能改善等各方面都有密切关系。钱塘江作为浙江省的第一大水系，其土地利用变化信息对浙江省土地资源的合理规划与使用有着极其重要的意义。本文在对1991年、2004年两期陆地卫星专题制图仪获取的遥感图像进行解译的基础上，结合1985年土地利用统计资料，得出钱塘江流域内1985—1991年间和1991—2004年间土地利用变化情况。结果表明，钱塘江流域内土地利用变化表现为耕地、水域和未利用地面积明显减少：园地和居民点及工矿用地急剧增长：林地面积变化较为平缓。同时，通过对钱塘江流域内三期土地利用数据进行分析．探讨了流域内土地利用变化的驱动因素，为今后制定土地利用政策、土地利用的规划和管理提供科学依据。     

国家中心城市土地利用变化稳定性和系统性特征——以武汉市为例

运用改进的土地利用变化强度分析框架探析国家中心城市土地利用变化模式的稳定性和系统性特征。以土地利用变化转移矩阵为基础,从自上而下的三个层次(间隔、类别、转换)分析区域土地利用变化强度动态特征。鉴于多种地类相互转换过程分析的非直观性,提出一种转换模式交叉列联表表示各种转换类型的稳定性和系统性特征,并有助于研究者将土地利用变化的模式与过程相联系。以国家中心城市武汉为研究案例,分析其1996—2015年土地利用变化模式的稳定性和系统性特征,并对比其他国家中心城市近年来土地利用变化模式特征。结果表明:武汉市近年来土地利用变化强度呈上升趋势,农村居民点用地、城镇建设用地和耕地的转入以及耕地、未利用地和水体的转出表现出时间尺度稳定性。耕地向城镇建设用地和农村居民点用地等转换过程则表现为稳定的系统性变化模式。其他国家中心城市主要土地利用变化模式与过程及武汉市表现出较大的相似性。改进后的强度分析框架能更直观地反映土地利用变化模式的稳定性和系统性特征,研究结果对深入挖掘国家中心城市土地利用变化模式信息,理解其土地利用变化过程与机制具有重要作用。     

湘江流域土地利用/覆被变化研究

以红壤丘陵区典型流域—湘江流域为研究区域,利用1995、2000年2个时段的土地利用图,在RS和GIS的支持下,分析了土地利用的变化,并结合相同时段湘江流域的水质数据,探讨了流域内土地利用类型的变化状况。研究结果表明,从1995至2000年期间,湘江流域的耕地减少0.37%,林地、草地、水域、城乡居民点和工矿用地分别增加0.10%、0.06%、0.18%、0.03%。     

区域经济发展模式与水资源可持续利用研究

本文以官厅水库流域张家口地区为例，针对水资源利用中的问题，对区域现存经济发展模式进行了分析。结合流域长远发展，提出了区域水资源可持续利用的经济发展模式，为流域长期发展规划提供了决策依据。     

流域生态系统健康评价研究

以流域为单元,评价生态系统健康状况,将为流域的规划、管理和保护以及流域综合治理提供决策依据。总结了国内外关于流域生态系统健康评价的方法,对流域生态系统健康评价体系的理论基础、基本框架、指标选择、指标的评价函数、权重分配、体系建构步骤等关键性问题进行了研究。以“自然条件限制因子-流域生态健康指示因子-人类活动影响因子”评价体系为基础,选择了水质、植被、水土保持、生物多样性、湿地、土地利用、人口、点源污染、面源污染、水资源开发利用率、河流自然化、人均GDP、土壤、水文和生物第一性潜在生产率等20项指标,构建每个评价指标的评价函数,利用层次分析法对滦河山区流域和北四河平原流域进行生态系统健康评价。综合评价结果表明,滦河山区流域和北四河平原流域生态系统健康得分为76和46,年降雨量、点源污染、面源污染、水资源开发利用率是我国北方半湿润/半干旱地带小流域生态系统健康状况的主要控制因子。     

喀斯特石漠化与土地利用相关性研究

基于黄平县2004年的石漠化和土地利用数据,定量研究了黄平县各区不同等级石漠化土地中土地利用类型的分布规律和不同土地利用类型的石漠化发生率。结果表明,不同等级石漠化与不同土地利用类型存在着相关性,石漠化土地中以灌木林地、低覆盖度草地、未利用地、山区旱地、石质旱地等土地利用类型占较大比例。轻度石漠化土地中以低覆盖度草坡和中密度草坡为主,中度石漠化土地以未利用地和低、中覆盖度草坡和石质旱地为主,强度石漠化土地以石质旱地和未利用地为主。灌木林地中中度石漠化最高可占4.17%,低覆盖度草地中轻度石漠化比例最高为62.09%,未利用地中中度石漠化比例最高可达56.95%、强度石漠化比例可达5.43%,山区旱地中中度石漠化比例可达5.21%,石质旱地中中度石漠化比例可达56.78%。在研究区,土地利用和石漠化的这种空间关联因区域而异,土地利用和石漠化的相关性受岩性等因子的控制,在岩性以连续性白云岩为主的区域,石漠化发生比例大于研究区其它岩类,连续性白云岩区存在的大面积草山草坡均以已发生不同程度的石漠化。     

平谷区农村居民点用地的时空特征及优化布局研究

农村居民点的优化布局必须在分析现状的基础上,按照农村产业发展规划目标,针对不同类型进行分类调控,科学评价农村居民点的综合发展潜力是村庄量化分类的基础,也是协调推进村庄整治的关键所在.本文以北京市平谷区为例,利用2004年、2009年土地利用现状数据库,研究了平谷区2009年农村居民点空间分布特征及2004年-2009年间居民点用地的变化情况.结合山区和平原区的不同发展条件,分别制定山区和平原区农村居民点的综合发展潜力评价指标体系,运用GIS的地理空间分析功能,对评价要素的空间叠加、计算,评价村庄的综合发展潜力.并将评价结果与城镇发展规划相结合,针对农村居民点用地的区位条件,提出居民点用地调控的类型及区域产业发展布局的方向.研究结果体现了土地利用的现状及适宜性,对推进农村居民点整理具有一定的指导意义.     

中国山地科学发展构想

我国山地面积约占陆地面积的70%,是世界第一山地大国。我国人口与经济快速增长,山区土地利用、矿产资源、森林资源等开发强度的增加与山区脆弱的生态环境难以承受的尖锐矛盾日益凸显,严重影响国家未来经济和生态环境安全。当前,国外重大研究计划(IGBP,IHDP,GTOS)非常关注山地重大科学问题的探索,山地研究已成国际热点和科学前沿。加强山地科学研究,着力发展山地科学体系,为新山区建设提供强有力的科技支撑,确保山区发展又好又快,同时对提高我国在国际地球系统科学领域的影响力和引领作用具有重大的战略意义。     

基于贝叶斯概率模型的鄂西北山地区耕地整治适宜性评价

在中国耕地保护形势日益严峻的情况下,如何在山地区开展耕地整治项目布局,提高耕地整治效率,是当前开展山地区土地整治规划工作的重要内容,而耕地整治适宜性评价则是耕地整治项目布局的前提。本文以鄂西北山地区房县为研究区域,选取灌溉保证率、地形坡度、土壤质地、有效土层厚度、耕地系数、与道路距离、与城镇中心距离和田块规模指数8个评价指标,运用贝叶斯概率模型计算影响因素权重和耕地整治的后验概率,并得到研究区耕地整治的适宜性分布图,最后进行预测结果检验。结果表明：①在影响山地区耕地整治的因素中,耕地系数、灌溉保证率、地形坡度、与道路距离四个因素对耕地整治影响程度比田块规模指数、有效土层厚度、与城镇中心距离和土壤质地4个因素对耕地整治的影响程度大;②对2013年耕地整治项目布局与适宜性分布图进行对比分析,有88.81%处于适宜性整治区,说明该模型具有可行性。该文可为耕地整治适宜性评价提供方法借鉴,并为鄂西北山地区更合理科学地开展土地整治规划提供依据。     

山地城市的用地布局与绿地系统规划初探

由于山地城市用地条件所限,在实际规划项目中必须注重对现状地形的合理分析,本文以如何协调好山地城市开发、协调好绿地系统规划为主要研究对象,构建适合山地城市发展的用地布局与绿地系统规划。     

长三角地区土地利用功能权衡的空间特征及其影响机制

经济发达区资源环境优化配置与国土空间质量提升是可持续发展领域关注的热点问题。科学认知不同类型土地利用功能间权衡关系及其空间特征、形成机制,有效调控和管理多种土地利用功能,是实现区域可持续发展目标的重要途径。本文以长三角地区为例,构建土地利用功能分类框架与评价指标体系,集成多源遥感、土地利用和社会经济统计等数据,利用InVEST、RUSLE以及均方根误差、地理探测器等模型方法,基于县域尺度定量评估区域各项土地利用功能,重点分析不同功能间权衡关系及其空间特征、影响机制,划定土地利用功能分区,探寻差别化土地利用功能调控路径。研究发现：①长三角地区农业生产功能与非农生产、生活保障2项功能权衡高值区主要分布在上海、苏州、无锡等沿江平原区,生态服务功能与农业生产、非农生产、生活保障3项功能权衡高值区主要分布在浙江和安徽两省的西南部等山地丘陵区;②土地垦殖率和年平均降水量、坡度等自然环境条件对农业生产功能影响较大,城镇化率是非农生产、生活保障2项功能的最主要影响因子,自然环境条件和土地利用结构均对生态服务功能具有较高影响;③长三角地区可划分为弱功能区、单一功能区、双功能共生区、多功能共生区4种类型分区,不同分区土地利用功能特征差异明显,据此提出差异化分区调控策略。本文结论有助于强化对土地科学研究领域的认知,支撑国土空间规划与管理决策。     

广东省耕地非粮化的时空分异及其驱动机制

粮食安全是保障国家经济发展和社会稳定的基石,日益严峻的耕地非粮化问题加剧了粮食安全风险,直接影响中国社会经济的可持续发展。本文从食物性生产的非粮化角度,选取广东省为研究区域,以县域为评价单元,运用社会经济统计数据及地理空间数据,集成Theil指数、空间自相关模型、随机森林模型、主成分分析和聚类分析等方法,从全省四大区域角度探讨了广东省2005和2019年耕地非粮化的时空演变特征、影响因素及其驱动类型。结果表明：①广东省耕地非粮化率由2005年的48.47%上升至2019年的54.65%,耕地非粮化程度由低度为主转向中度为主,且耕地非粮化利用空间差异呈现缩小态势,以珠三角的演变差异最为显著。②耕地非粮化的空间分布保持稳定的集聚状态,并以珠三角的高高集聚和东翼、西翼、山区的低低集聚为主。③路网密度、地均GDP对耕地非粮化存在显著的推动作用,农村第一产业劳动力占比、各县到省会城市距离是抑制耕地非粮化的重要因素。④耕地非粮化驱动类型以经济驱动型为主(44.63%),主要分布在珠三角;其次是农业支持型(33.06%),大多分布在山区;资源依赖型占比最少(22.31%),集聚在东、西两翼。研究结果有利于精准识别广东省耕地非粮化的时空特征,提升当地耕地非粮化的风险管控水平,对于农业可持续发展以及保证地区的粮食安全具有重要的理论与现实意义。     

都市山区耕地资源演变的定量测度——以北京市门头沟区为例

利用北京市门头沟区2001年、2008年两期土地利用现状数据库,在GIS技术支持下,选取与耕地演化相关的坡度、距居民点的距离、距交通干线的距离等地理因子,分析了2001年-2008年间门头沟区耕地流出和流入的情况,并以村域数据为基础,度量耕地利用变化与农民人均分配收入变化的耦合关系。结果表明：0-2°是耕地流失最为集中的坡度区间,随着距居民点的距离增加,耕地流失率呈现持续下降的趋势,耕地的流出与流入均与交通道路的分布有密切的关系,新增耕地整体上向居民点的外围空间扩散,且整体质量状况不佳,随着耕作半径的扩大,很容易被弃耕。从村域耕地与人均分配收入的演变情况来看,耕地理性减少的村庄有87个,耕地非理性减少的村庄有36个,耕地非理性增加的村庄有14个,耕地理性增加的村庄有27个。最后,从耕地保护的制度、理念创新和土地整治等方面提出推动都市山区耕地资源可持续利用的策略。     

基于形态优化和边界识别的基本农田保护区研究

划定基本农田保护区是保障国家粮食安全,提高粮食综合生产能力的重要举措。然而,2011年修订的《基本农田保护条例》只强调将优质耕地划入基本农田保护区,却没有对保护区形态做出明确要求,导致保护区片块数量多,边界线长且模糊不清,无形中增大了基本农田被占用的风险。基于此,本文拟采用逐级修正多因素综合评价法、基于Moran's I指数的局部空间自相关分析、GIS空间分析方法,以甘肃省榆中县2015年耕地为基础,对基本农田保护区进行优化。结果表明：①榆中县耕地质量总体是中等水平,其中高等地与中等地合计占79.76%。高质量耕地聚集区（HH）和低高集聚区（LH）可以划入基本农田保护区;②经过边界识别,共划定11个基本农田保护区,总面积75 878.17hm²,其中平原区3个,丘陵区5个,山地区3个。与优化前相比,能够完成土地利用总体规划确定的目标,图斑数量减少,单位图斑面积增大,边界线缩短且明确,景观格局优化。该研究过程和方法可为相关工作的开展提供参考。     

经济快速增长区土地利用信息图谱构建——以江苏省环太湖地区为例

基于1980年～2005年江苏省环太湖地区4期土地利用遥感数据,在地学信息图谱理论和GIS技术支持下,构建了4个时序单元的土地利用格局信息图谱、土地利用分类信息图谱和土地利用转移信息图谱.图谱构建结果表明,25年来江苏省环太湖地区土地利用变化既具有明显的时空分异特征,又具有相似的转移图谱.复合应用CLUE-S和Markov模型对江苏省环太湖地区2015年的土地利用进行模拟,弥补原有土地利用信息图谱研究缺乏未来模拟的不足.从模拟结果得知,由于规划指标的控制且随着土地集约利用的深化,江苏省环太湖地区在2015年建设用地增加和耕地减少的幅度将降低.苏锡常都市连绵区仍是江苏省环太湖地区土地利用变化的"热点"区域.     

经济快速增长区土地利用信息图谱构建

基于1980年~2005年江苏省环太湖地区4期土地利用遥感数据,在地学信息图谱理论和GIS技术支持下,构建了4个时序单元的土地利用格局信息图谱、土地利用分类信息图谱和土地利用转移信息图谱。图谱构建结果表明,25年来江苏省环太湖地区土地利用变化既具有明显的时空分异特征,又具有相似的转移图谱。复合应用CLUE-S和Markov模型对江苏省环太湖地区2015年的土地利用进行模拟,弥补原有土地利用信息图谱研究缺乏未来模拟的不足。从模拟结果得知,由于规划指标的控制且随着土地集约利用的深化,江苏省环太湖地区在2015年建设用地增加和耕地减少的幅度将降低。苏锡常都市连绵区仍是江苏省环太湖地区土地利用变化的“热点”区域。