基于地形梯度的土地利用类型分布特征分析——以湖南省浏阳市为例

地形因素是影响土地利用空间布局的重要因素之一。以湖南省浏阳市为例,应用TM遥感影像数据及DEM数据,在ArcGIS空间分析模块支持下,采用高程梯度、坡地梯度和地形梯度三种方法对比研究,通过分析不同土地利用类型在三种地形梯度上的分布指数,揭示研究区域的土地利用类型分布的模式及其与地形因素之间的对应关系。结果表明:耕地、园地、其他农用地和建设用地主要分布在较低的地形梯度上,分布指数随着地形梯度的增大而减少,逐渐趋向于0,以上同种土地利用类型在三种地形梯度上的分布具有一定的相似性;林地主要分布在中高等级高程、较高坡度和较高等级地形位上,而未利用地分布区域却相反;对三种研究方法的比较表明,地形位综合了高程和坡度的信息,能更方便地反映土地利用类型随地形变化的分布趋势;而地形位指数则可以更有效地反映土地利用类型的分布特征。本研究可为区域土地利用布局研究提供一种可行的定量分析方法。     

基于多分类Logistic回归模型的张家口市农用地格局模拟

区域土地利用空间格局的模拟与预测是土地利用变化研究的重要内容。本文基于张家口市第二次全国农村土地调查成果,利用地形、降水、道路、人口密度以及城镇和农村居民点等数据,以草地为参照组,构建了张家1：2市农用地分布格局的多分类logistic回归模型,对其耕地、园地、林地和草地的空间分布格局进行了模拟,并采用ROC曲线对模拟结果进行了检验。结果表明：坡度、降雨量、高程、人口密度以及至村庄距离是影响张家口市农用地空间分布格局的重要因素,耕地、园地、林地、草地分布概率的ROC曲线检验结果分别为0．7732、0．8800、0．7432、0．6750。模型模拟的耕地、园地、林地、草地空间分布格局与2009年相应地类的空间分布格局具有很好的一致性。该模拟很好地揭示了张家口市农用地格局形成的内在影响机制,研究结果为张家口市未来土地利用变化情景分析及其土地利用管理决策提供了科学依据。多分类Logistic回归模型充分利用土地利用系统完整信息,实现多种地类的模拟和预测,为土地利用系统研究提供了一种有力工具。     

河南省土地利用景观格局分析

利用河南省土地利用现状数据,对河南省土地利用现状进行分析,并在此基础上运用景观格局指标对研究区域土地利用的空间格局进行定量分析。结果表明：①河南省优势景观类型为耕地,其面积占土地总面积的65%左右,其次为建设用地和林地,其它面积较小的景观类型则呈补丁状散布在各个分区中;②由于自然条件和人类活动干扰的双重作用,造成河南省土地利用景观格局存在明显的空间差异,在地形起伏较大的山地丘陵地区,景观的多样性和均匀度相对较高,景观优势度则相对较低;在人类活动强烈的平原地区,农业景观类型具有明显的主体地位,景观则呈现较低的多样性性和均匀度,而在生态环境相对较为脆弱的山地平原过度地区,加上高强度的人类活动对土地利用的影响,致使这些地区景观破碎化程度较高。     

唐山海岸带土地利用格局的情景模拟

本文以唐山海岸带为研究区,基于2000年和2005年TM遥感影像,运用3S技术,通过人机交互目视解译提取了精度较高的两期该区土地利用/土地覆被数据.以2000年土地利用数据为基期,选取距农村居民点距离、距城镇距离、距道路距离、距河流距离、距海岸线距离、地下水埋深、土壤类型、成因地貌、工程地质条件9个自然和社会经济因素作为驱动因素,运用CLUE-S模型模拟了2005年的土地利用类型空间格局,并用2005年的实际解译数据加以验证.结果表明:正确模拟比例达88.95%,Kappa指数为0.8711.说明CLUE-S模型能够较准确地模拟小尺度海岸带地区的土地利用,土地覆被变化.在此基础上又分别模拟了自然增长、土地结构优化、经济发展、生态保护4种情景方案下2015年研究区的土地利用格局.结果表明:在不同情景方案下的土地利用,土地覆被格局存在显著的空间差异,对该区域制定合理的土地管理政策有着指导意义.     

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。     

城市热环境与土地利用类型格局的相关性分析——以长春市为例

基于遥感数据和GIS空间分析方法,反演长春市的地表温度,分析长春市城市热场分布的空间格局,定量描述了不同土地利用类型面积比例地表温度特征,探讨不同土地利用类型的空间组合格局对城市热环境的影响。结论如下：①长春市存在明显的热岛效应,在城市热岛内部,地表温度差异也很显著;②不同城市土地利用类型上的地表温度具有明显差异,各土地利用类型地表温度平均值排序为：工业用地>道路用地>商业用地>住宅用地>公共建筑>其他用地>公共设施>绿地>水域;③土地利用类型空间格局影响城市热环境,随着500m×500m格网内所占面积比例的升高,不同用地类型的平均地表温度呈现出显著差异;④植被和水域在缓解城市热岛效应方面起到关键性作用,含有绿地或水域的格网,随着二者面积比的增加,地表温度逐渐降低,温度降低的过程可以用线性方程模拟。     

沽源县土地利用格局的多尺度模拟与分析

基于由遥感和数字高程模型数据源得到的土地利用、地形、河流、湖泊、道路，以及城镇和农村居民点等空间数据，本文运用Logistic回归模型对河北省沽源县耕地、林地和草地的空间分布格局进行了模拟。为了分析土地利用格局模拟过程中的尺度相关性特征，本文分别在100m×100m、250m×250m、500m×500m、750m×750m和1000m×1000m共5个空间模拟尺度的基础上构建了相应的土地利用格局模拟模型。结果显示，在不同的模拟尺度上，土地利用格局模拟模型的变量数目与变量系数都存在一定的差异，表明土地利用格局与其决定因素之间的关系包含一定的 尺度相关性特征。比较不同模拟尺度上模型的拟合优度，发现当模拟尺度为500m时，耕地、林地和草地格局模拟模型的拟合优度均达到最高（ROC值分别为0.745，0.738和0.714）。研究结果揭示了沽源县土地利用格局形成与演变的重要决定因素，这为进一步研究该县未来的土地利用动态变化情景奠定了基础；研究结果也可以为沽源县及其相似地区的土地利用规划决策提供科学依据。     

城郊农业区土地利用变化及动因分析——以四川南充市高坪区为例

根据1885年、2004年的土地利用现状图、土地详查资料以及实地收集数据，在GIS技术支持下，利用数学模型分析了南充市高坪区近20年间土地利用变化及其动因。研究表明：20年来，研究区土地利用类型的面积变化为12 050hm²，占该区总土地面积的14.84%，主要表现为园地、城市工业用地和交通用地的增加和未利用地和耕地的减少；区域土地利用空间格局发生较大变化，斑块数目增加2 921个，斑块面积均有由大到小的变化趋势，土地利用类型多样性和破碎度增加，优势度降低；除园地、交通用地以外，其他土地类型都有分散分布的趋势；不同的土地利用类型重心在不同的方向上有不同的移动距离； 影响城郊农业区土地利用变化的因素主要是城市化和政策导向。     

基于最佳分析粒度的巴彦县土地利用景观空间格局分析

适宜的分析粒度是保证土地利用景观格局分析准确的重要环节.本文以黑龙江省巴彦县为研究区,应用遥感、GIS手段及景观指数法,探讨景观指数随分析粒度变化效应,综合面积精度损失评价,确定最佳分析粒度.从景观要素空间组成、空间形态、空间关系及空间构型4个方面分析研究区土地利用景观空间格局.结果表明: 部分景观指数与粒度可拟合为数学函数关系,并确定最佳分析粒度为100m;研究区主要土地利用景观类型为旱地和林地,旱地景观优势明显,是基质景观;水域空间形态最复杂,林地、旱地等农业用地景观形状较不规则,建设用地和园地形状最简单;旱地、建设用地分布很均匀,水田、其他用地分布较合理,各乡镇间林地、草地及水域分布差异较大,园地分布差距极悬殊且斑块间分布离散;景观整体主要由团聚的大斑块组成,异质性小,形状复杂程度适中,破碎化程度不严重,稳定性差,不利于现状土地利用景观空间格局的维持.     

区域土地利用竞争模拟模型与应用——以江西省为例

本研究构建了区域土地利用竞争模拟模型,实现了对区域土地利用变化过程的模拟.区域土地利用竞争模拟模型包括非空间模块和空间模块两个主要模块.非空间模块基于可计算一般均衡建模思想,用以模拟区域经济发展、社会发展与生态环境发展驱动的土地利用变化需求.空间模块以多分类Logit模型为主体,用以实现区域土地利用变化需求的空间分配,输出区域土地利用格局图.江西省2000年-2005年的土地利用变化模拟检验结果表明,区域土地利用竞争模拟模型对江西省2005年的土地利用格局模拟总体精度达到77.68％,尤其是对林地的模拟精度达到86.87％.因此,区域土地利用竞争模拟模型能够用于区域土地利用变化模拟.     

流域内城市土地利用扩张多尺度空间分异特征探析——以北京温渝河流域生态廊道规划区为例

以北京东北边缘温榆河沿河道两侧的生态廊道规划区为研究对象,以流域1991年、1996年、2002年三期TM影像、中国资源二号卫星遥感影像等为数据源,分别从区域尺度、土地利用类型尺度及斑块尺度,剖析土地利用变化的多尺度空间分异特征及变化轨迹,结果表明：区域尺度上表现为近期林地面积增加显著,水域面积缩减了近一半;河道附近水域多转为林地,距离远的多转为建设用地;1996年-2002年耕地转为建设用地现象较明显;土地利用格局中经济空间连通度增强;中北部地区土地利用变更现象频繁;各土地利用类型集中度从该类中心到周围300m-400m内迅速减小．但不同土地利用类型集中程度指数下降趋势有各自的距离效应,林地和城市建设用地与其他地类的变化趋势相比有显著差异;各土地利用轨迹在各缓冲带上出现频率的内部差异不大,持续性土地利用轨迹的平均斑块面积沿缓冲带有较明显规律。     

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.     

基于CLUE-S模型的罗玉沟流域多尺度土地利用变化模拟

CLUE-S模型是适用于较小尺度的区域土地利用变化空间格局动态研究的模型。为了探索CLUE-S模型在小流域的适用性及最佳适用尺度,本文以甘肃天水罗玉沟流域为研究区,根据2001年和2008年两期土地利用数据,在筛选出的7类土地利用变化驱动因素的基础上,以2001年土地利用数据为基期,利用不同的空间尺度（25m×25m、50m×50m、75m×75m、100m×100m、和125m×125m）,运用CLUE-S模型进行了流域2008年的土地利用空间格局的模拟,并以2008年土地利用现状图加以验证。结果表明：CLUE-S模型在罗玉沟流域的适用性很好。模型模拟的最佳尺度为50m,在该尺度下耕地、园地、林地、草地、居民用地、水域和未利用地的Kappa指数依次为95.71%、88.97%、90.68%、74.66%、74.53%、96.89%、81.94%,总Kappa指数值为92.34%。说明CLUE-S模型能够准确地模拟小流域尺度的土地利用变化。在此基础上又分别模拟了自然增长、经济发展、生态保护等3种情景下罗玉沟流域2020年的土地利用格局。结果表明：在不同情景下,土地利用变化均主要发生在大于15°的坡地上,在开发利用过程中应适当采取生态保护与水土流失防治措施,防止造成流域生境的破坏。     

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。     

1995—2015年中国北方边境样带土地利用时空格局演变及驱动因素

随着“一带一路”倡议的推进,中国北方边境地区的战略地位日益显著,研究该区域的土地利用格局、过程与机理,对区域可持续发展至关重要。本文采用样带研究方法,基于1995年、2000年、2005年、2010年和2015年的土地利用/覆被数据,利用空间分析和多元回归分析揭示样带土地利用变化的时空格局演变及驱动因素。结果表明：①北方边境样带以林地、草地、水域、未利用地等生态保育用地为主,占比超过90%,20年间土地利用结构和空间格局变化较小。②研究期间,北方边境样带以城乡建设用地、粮食保障用地扩张和生态保育用地退化为主要特征,不同类型的土地利用/土地覆被变化表现出明显的时空差异,粮食保障用地、城乡建设用地扩张速度在2010年后显著加快,土地扩张模式逐渐由林草地开垦转向未利用地开发。③城镇化和经济发展是促进北方边境地区粮食保障用地和城乡建设用地扩张的主要因素,生态保育用地则受自然、气候、区位条件和农业技术水平的影响,在粮食保障用地和城乡建设用地主动式扩张过程中呈现被动减少趋势。同时,政策和制度的干预也是影响该区域土地利用变化的重要因素,作用于粮食保障用地和城乡建设用地的扩张和生态保育用地的保护恢复。总体而言,北方边境样带的生态保育用地虽然在政策和制度的干预下退化趋势有所减缓,但是,草地资源持续减少、水域面积缩减和未利用地不断开发等土地利用变化带来的生态环境危机仍然存在,影响该区域的可持续发展。     

基于地貌和空间分异特征的中国近期耕地变化分析

利用我国“八五”资源环境遥感数据库与“九五”县级土地资源遥感调查数据分析了90年代初期到中期我国耕地的变化情况，结果显示我国耕地变化存在区域差异，其中黄淮海平原及山东丘陵区减少最为显著，东南丘陵区耕地为显著增加；通过俄分析个土地利用区划一级单元内不同变化度基本研究单元所占总体耕地面积比例情况，说明各区域内耕地动态差异也比较大；为了定性反映不同区域内由于耕地面积的变化所引起的整体耕地质量的相对变化，运用全国1：100×104地貌图与基本研究单元图的叠加，统计分析了不同地貌类型上的耕地面积变化量。总体上，我国平原地区的耕地减少绝对量 与相对量均最大，而高原地区耕地面积是增加的，表明我国耕地总体质量有所下降。为了切实保护耕地和生态环境，必须严格控制平原地区耕地的非农业利用，减少山区的自然灾害毁地，有秩序地开发高原地区耕地。     

大都市边缘区土地利用动态变化研究——以北京市平谷区为例

本文以北京市平谷区为例,利用1993年、2008年两期土地利用现状图,从数量结构、空间格局和类型转换三个角度对平谷区土地利用的动态变化情况进行了定量分析。结果表明：①15年来,平谷区耕地面积锐减,园地面积大幅增加,城乡建设用地逐年增加;②土地利用变化的强度和方向在不同地貌分区存在明显差异,山区、半山区受农业结构调整和生态退耕政策影响,耕地流失最严重,主要转为园地和林地,而在平原区,主要是建设占用导致耕地减少;从山区、半山区到平原区建设用地面积增加量依次增大;③在土地利用类型转换上,主要表现为耕地转为园地、林地和城镇村及工矿用地,林地转为园地,以及草地转为林地;园地的增加主要来自农业结构调整,新增建设用地主要分布在平原区,来源于耕地。因此,协调经济发展与农地保护间的矛盾,是平谷区社会经济发展中必须重视和解决的问题;继续加强生态保护,以保障平谷发展服务首都北京的功能,实现自身社会经济的可持续发展目标。     

基于Moran’s I分析方法的耕地质量空间差异研究

本文引入Moran's I指数的空间自相关分析法,以广东省广宁县为例,以表征耕地质量的自然等指数、利用等指数和等别指数为空间变量,以耕地图斑为单元进行空间自相关分析,探讨Moran's I值的空间差异特征,以及在县级和乡镇级尺度上的变化情况及其相关应用。结果表明：①不同类型耕地质量指数在同一空间尺度上,均表现出较强的空间正相关性,自然等指数具有较强的空间正相关性,聚集程度较高,等别指数次之,利用等指数较弱,空间格局上相对较为分散;②不同的空间尺度,耕地质量指数具有不同的空间关联度。县级尺度空间自相关水平普遍高于镇级平均空间自相关水平;而且从镇级数据来看,大部分乡镇的Moran's I值均低于县级整体水平;③基于Moran's I值的耕地质量类别划分,通过引入空间权重刻画耕地质量空间分布特征,将其空间关联性作为“第四维”纳入到分区评价因素中,可为耕地保护分区提供新思路。     

山坡地农业开发中的水土资源保育问题探讨

该文针对南方,特别是福建山坡地开发中造成的水土流失与土壤退化等生态环境问题,在野外调查与试验研究的基础上,系统分析了近年来山地果园开发规模、现状以及开发中存在的系列水土资源保育等生态问题;揭示了山地果园水土流失发生发展的机理;明确了山地果园开发中需要注意的关键时期与关键地形部位;分析了果树早衰的原因.以生态经济学与可持续发展为理论,以山地水土资源合理开发利用为基础,提出了科学规划,坚持适地适种,提高建园质量,加强幼园管理,推行山地水土资源保育新技术,增加地面覆盖,控制水土流失,建设生态果园的可持续发展综合治理体系和对策.