基于景观格局分析的土壤侵蚀时空关系研究

利用RUSLE模型分别对研究区1998年和2008年的土壤侵蚀状况进行模拟并评价;在此基础之上,从景观生态学的角度对研究区10年间土壤侵蚀时空变化特征进行分析。主要结果如下：（1）研究区土壤侵蚀以微度侵蚀和中度侵蚀为主,其中海拔在250m以上的地区、坡度为8 o ~15 o的地区是土壤侵蚀风险高的主要地带。研究区上游土壤侵蚀情况明显要高于中游和下游。（2）研究区侵蚀面积明显减少,侵蚀量降低,其中剧烈侵蚀变化率最大,达到了46.36%。（3）研究不同时间小流域的农业景观格局与土壤侵蚀的关系表明, 2008土壤侵蚀与所对应的景观指数进行单因子相关性都高于1998年,说明人为干预是研究区土壤侵蚀减少的主要原因。     

大渡河流域城镇化时空演化及驱动因子分析

为探寻大渡河各地区城镇化发展滞后的原因,并为发展新型城镇化提供指导,通过构建城镇化水平评价指标体系,运用熵值法、GIS地学空间分析技术、演化树模型等方法,测度城镇化水平和细分城镇化驱动因子模式,总结不同发展模式下地区城镇化水平的演化格局.研究表明:大渡河流域各地区城镇化水平在空间上有较大差异,差距随时间推移不断扩大;演化过程分析显示,城镇化驱动因子不同成为上下游地区城镇化水平差距的重要原因.总结了各类城镇化的动力机制特征,拟为大渡河流域城镇化水平提升提供分类指导.     

五马河流域土地利用格局时空变化及驱动因子分析

以遥感影像与土地利用/覆被详查资料为主要数据源,在Arc-GIS支持下研究了贵州省五马河流域2000～2010年间土地利用/覆被变化,分析了土地利用结构变化和动态变化特征,阐明了耕地变化的驱动因素。研究结果表明:2000～2010年的10年间各个土地利用类型均发生了不同程度的变化,耕地(旱地、水田)面积减少17.958km2,为主要净流出方;园地、水域、灌木林地在流域总面积变化程度较小,但园地与水域在各自面积的变动较大;草地、林地面积分别增加了6.622km2、9.932km2,二者为主要净流入方;其中,居住地年变化率与动态变化最显著分别为12.22%、12.20%,面积增加了0.533km2,10年间增幅达122%。研究认为,除自然因素外,政府政策、工业化、城镇化等人文因素是影响流域土地利用的主要驱动力。自实施退耕还林还草工程和《贵州茅台酒中长期发展规划》以来,流域土地利用状况有所好转。     

漓江流域森林景观格局时空变化特征及驱动因素

森林景观是自然景观中的主要成分。漓江流域森林景观是典型喀斯特景观资源的重要组成部分,为进一步了解漓江流域森林景观分布及变化规律,本研究通过定性与定量分析相结合的方式,采用1985年、2000年和2020年3期全球30 m精细地表覆盖数据(GLC_FCS30),通过ArcGIS空间分析、数据统计及景观指数计算,探究漓江流域1985-2020年森林景观格局的时空变化特征及森林景观的异质性水平,从自然环境地形因子(海拔、坡度、坡向)和人文活动(人口、经济、政策)等驱动因素探寻森林景观变化的驱动机制,对漓江流域森林景观的保育和可持续利用提供决策建议及科研依据。研究表明,1985-2020年,漓江流域森林景观面积由417 928.86 hm²缩减至382 268.44 hm²,森林景观减少主要受森林砍伐、建设用地扩张和果树种植的侵占影响,前期森林景观缩减的程度和范围大于后期;由于森林保育政策和流域治理措施等保护工作的开展,漓江流域森林景观在缩减的同时也在不同程度地恢复,集中体现在漓江风景名胜区的绿化建设和漓江上游的水源林保育,森林景观不同时期发生彼此消长的地区林木采伐与更新种植较为频繁。35年间,漓江流域森林景观格局呈现先破碎化和异质性水平先明显增大、后缓慢减小的趋势,针叶林、常绿阔叶林面积减少,落叶阔叶林和灌木林面积增加,不同森林景观类型的面积比例趋向均衡。喀斯特地区由于土层相对浅薄,相对非喀斯特地区灌木林占比大,落叶阔叶林占比小,长期以来森林与水体的用地转换相对非喀斯特地区更小。漓江流域森林景观面积变化主要发生在海拔较低(200-600 m)、坡度较缓(10°-30°)和偏东南坡向的地区,随着与居民点距离的增大,森林景观面积变化呈现先增加后减少的趋势,在1 000-1 400 m距离达到最大值,森林景观变化的面积与道路距离呈反比。本研究针对漓江流域森林景观格局的变化特征及驱动因素提出适于当地的森林景观保育策略,为漓江流域及同类地区的生态环境修复和林业可持续发展提供理论支撑。     

东南亚稻米生产时空变化格局分析

 稻米是重要的基础战略物资,其生产关乎国计民生。基于FAO数据库,从区域及国家两个层次定量分析了1961-2014年东南亚稻米生产的时空格局及其演变特征,并借助LMDI模型探讨了稻米增产的贡献因素。研究表明,1961年以来东南亚稻米生产取得了长足发展,占世界稻米生产的近30%且呈上升趋势,东南亚稻米种植向中南半岛的泰国、越南推进;东南亚国家稻米增产受单产水平提升的影响较为显著。     

贵州省食物供需格局时空变化分析

为探究2000~2010年贵州省的食物供给时空变化,在分析各类食物产量变化趋势与耕地资源的基础上,采用营养物质转化公式及小康生活水平下营养需求标准,提取热量、蛋白质与脂肪关联数据,借助Arc GIS对贵州省及各区县的人口供养能力进行时空变化分析。研究得出:从整体来看,食物营养供给总量较为富余,营养物质供养人口能力:热量脂肪蛋白质,其中脂肪供给能力增长明显;从分县的数据来看,11年间三类营养物质县域自给自足数量增多,2010年热量、蛋白质与脂肪自给自足率分别达到91%、76%、81%;从分布上看,供应能力强的区域集中在遵义县及周边地区;研究期间内,旱地面积减少了14.79%,其中15°以上的坡耕地退耕显著,占减少总量的82%;水田面积变动不大,仅减少了0.8%。总体来看贵州省食物供给在全省和分县尺度下都存在时间与空间的不均衡。     

近30年石羊河流域潜在蒸散量变化特征及时空格局变化研究

根据石羊河流域10个气象站点1980—2010年近30年的逐日气象资料,应用彭曼-孟蒂斯公式计算潜在蒸散量,并在此基础上使用ArcGIS克里格插值分析生成石羊河流域潜在蒸散量的空间分布图.结果表明,石羊河流域近30年平均潜在蒸散量空间分布格局受气候、地形等各种因素的影响,自西南至东北方向逐渐递增,具有明显的差异.从时序变化上来看,1980—2010年,石羊河流域潜在蒸散量总体上趋势较为平稳,四季变化为夏季春季秋季冬季.     

漓江流域林地时空变化及驱动力分析

为推进林地资源研究,实现对漓江流域景观可持续发展的监测与评估,基于2013年、2017年、2020年Landsat-8 OLI影像、数字高程模型(GDEM V2)以及气象、经济和人口等影响因子,采用随机森林和地理探测器等方法,分析了漓江流域林地时空变化特征及其驱动机制。研究表明：2013—2020年耕地是漓江流域内林地转化面积较多的土地利用类型,且林地面积呈现减少的趋势,林地动态度由2013—2017年的0.38显著升高到2017—2020年的4.46;高程和坡度对林地空间分布格局影响较大,第一产业产值与林地的面积呈现负相关的关系。该研究可以为有关管理部门对漓江流域林地资源的管理保护方面提供相关参考。     

河北省生态系统服务价值时空变化格局分析

河北省的功能定位是"京津冀生态环境支撑区",定量评估生态系统服务功能与价值,掌握时空变化特征,既有利于指导生态环境保护工作实践,也对实现社会经济和生态保护协同发展目标意义重大。采用生态系统服务价值当量因子法,分析了土地利用变化影响下河北省生态系统服务价值的时空变化特征,探讨了不同生态系统服务功能之间的权衡与协同关系。结果表明:2000—2015年河北省ESV呈持续减少趋势,15年间共减少了300. 56亿元(8. 5%)。其中,水域的ESV及相关的水资源供给和水文调节功能价值减少最为显著。河北省ESV在空间上呈现北高南低的分布格局,ESV较高的西北部地区得益于林地和草地的生态服务价值,ESV中等的东部沿海城市主要依靠海河水域湿地的服务价值,ESV较低的南部和中部地区则主要来源于耕地的服务价值。从四大类服务功能之间的关系看,调节服务与供给服务、支持服务均具有显著权衡关系,而供给服务与支持服务之间存在显著协同关系。     

滇池流域景观格局变化研究

利用1988,1997和2002年的遥感影像数据,在Fragstats 3.3下,对滇池流域各年的景观格局进行分析.在类型水平上,流域的景观主成分由旱地变为灌木林,各个景观类型中,水田和旱地的面积明显减少,而菜地,大棚和居民地的面积则明显增加.各种景观类型的斑块数都在增加,最大斑块指数表明菜地、林地、居民和工矿用的优势度在增加.在景观水平上,虽然流域内单类景观占据主导的趋势在减弱,多样性指数也表明各种景观有趋向均匀分布的趋势,景观中斑块的形状日趋复杂;但是这都是滇池流域的景观格局向破碎化加速发展原因,这说明滇池流域治理方案有待于进一步改善.     

中原经济区城市流强度时空变化分析

以中原经济区为研究区域,选取2000年和2009年两个时间截面,采用城市流强度模型,对中原经济区28个城市的城市流强度进行测度,根据计算结果将中原经济区28个城市的城市流强度分为高水平平稳型、较高水平增长型、较高水平缓增型等14种类型.结果显示,2000—2009年,中原经济区城市流强度空间整体格局保持不变,呈现围绕郑州、洛阳的圈层结构;中原经济区北部围绕郑州和洛阳形成城市流强度高梯度区域,而南部由于处于经济区边缘,且处于省际地区,为城市流强度低梯度区域,故在南北方向上北高南低;东西方向上,东部受经济近邻效应影响明显,而西部紧靠西部欠发达地区,故城市流强度东高西低;随着时间的变化,经济区核心城市的溢出作用开始凸显.     

基于GIS的天水罗玉沟流域土壤侵蚀强度评价

以天水罗玉沟流域为评价区域,采用高分辨率遥感图像解译和野外调查相结合的方法提取土地利用信息,同时结合土壤类型信息计算出该流域的植被覆盖度.利用GIS技术对1∶1万地形图建立数字高程模型(DEM),进而提取地形坡度,经过数据综合分析,建立了土壤侵蚀强度评价模型.结果表明,该流域42.34%的区域属于强烈及强烈以上侵蚀区,土壤侵蚀严重.主要原因是该区域属浅切割区,质地较软,抗蚀力弱.     

浊漳河流域水质时空变化特征

依据2012年浊漳河流域15个样点的水质调查数据,采用聚类分析法对浊漳河流域水质变化特征进行分析。将样点在空间上分为4类:较为清洁的各支流源头区;受一定程度污染的各支流下游河段和三源交汇区;污染严重的流经农业区和城镇区的跨界、跨省断面;污染最为严重的分布有多个工业园区的南源中段。水质状况与流域内污染源具有明显的空间分布特征。采用主成分分析法得到影响浊漳河流域水质的2个主成分:第1主成分为BOD5、COD、TP、CODMn,第2主成分为F-,这些主成分均体现了各自的空间变异规律。在时间尺度上,F-有较明显的季节性差异,TP总体上反映出平水期枯水期丰水期,BOD5和COD没有明显的季节性变化规律。     

岷江上游流域植被覆盖度时空变化分析

植被覆盖度是指示生态环境变化的重要指标。以Landsat系列遥感数据为基础,利用ENVI软件技术平台,通过像元分解法得出岷江上游流域1994-2014年20年间植被覆盖度的时空变化情况,确定植被覆盖度分类标准和等级的划分,并从研究区气象变化和人类活动对其影响及其变化规律进行探讨。研究结果表明:1994-2014年岷江上游流域植被覆盖度整体呈现波动向下减少趋势,特别是在2008年汶川大地震的影响下尤为明显,Ⅰ级植被覆盖度变化较为明显,减少面积占研究区的26. 4%,Ⅴ级植被覆盖度变化突出,增加面积占研究区6. 63%。空间格局上,岷江上游流域整体呈现出由西北河流沿岸逐渐降低的趋势,主要分布在维尔隆河和孟屯沟河流两岸以及理县西南部。岷江上游流域植被覆盖度结构趋于恶化,干涸河谷面积不断变大,需加强对干涸河谷的治理和林地保护,减少人为活动的干扰和提高抗自然灾害的能力,促进流域生态环境的可持续发展。     

海河流域干旱时空变化及驱动因素分析

基于MODIS EVI(Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer Enhanced Vegetation Index)、PET(Potential Evapotranspiration)和 ET(Evapotranspiration)数据构建了改进的干旱严重度指数(Mo...     

珠江口湾区沿岸土地利用时空格局变化分析

文章以多源遥感影像为基础,获取珠江口湾区1990年、1995年、2004年和2012年土地利用分类数据,并利用4个指数模型,对珠江口湾区3个时期土地利用结构时空格局变化差异进行对比研究.结果表明:珠江口湾区建设用地主要通过占用农用地和林地不断扩张,其主要驱动力为人类活动;3个时期变化较活跃的类型分别为围垦滩涂、建设用地和养殖用地,且初期综合土地利用动态度值高于中期和后期;珠江口湾区西岸土地利用类型重心呈现向珠海靠拢趋势;建设用地整体重心受地理位置、发展模式、填海造地和政府决策影响,逐年向西岸迁移;围垦滩涂整体重心向东岸移动,珠江口湾区5市重心移动具有明显的向海和向水域特征;湾区填海扩张方式主要表现为港口、道路、自贸区、公园以及机场建设,其中深圳市发展模式更符合可持续发展需要.     

地表覆被格局优化对流域土壤侵蚀影响的模拟试验

在已有的通用土壤侵蚀模型的基础上,提出了基于信息栅格的利用地表覆被格局进行区域土壤侵蚀调控的模型,并分析了覆被格局对区域生态安全可能影响.通过对区域内的覆被格局进行林地、灌丛、草地、耕地等情景设定,对可能的区域土壤侵蚀进行情景分析.以减少区域土壤侵蚀量为目标,从地表覆被格局的总量调控和空间优化两个方面,进行了地表覆被格局优化.试验表明,通过对地表覆被格局调控和空间布局优化,可以有效地减轻土壤侵蚀强度,是确保区域生态安全的有效途径.     

流域土壤侵蚀对椒江口悬浮泥沙时空分布的影响

利用通用土壤流失方程,对椒江流域1995年、2000年、2005年、2010年及2015年土壤侵蚀模数进行估算,椒江流域1995年、2000年、2005年、2010年及2015年均达到中等土壤侵蚀的强度,其中,1995年至2010年土壤侵蚀有逐年恶化的趋势,而2010年至2015年有所缓解.基于椒江及河口、近岸的野外实测数据,构建椒江及近岸水体悬浮泥沙浓度遥感定量反演模型,对椒江及近岸水体1995年、2000年、2005年、2010年及2015年悬浮泥沙浓度进行估算,对水体悬浮泥沙的空间分布进行分析,椒江口水体悬浮泥沙浓度表现出较强的空间分布规律及高时空动态性,其中,椒江悬浮泥沙浓度明显高于河口和台州湾;椒江中游累年悬浮泥沙浓度平均值最大,时空动态性最低,受陆相及海相输沙综合影响,易形成悬浮泥沙的最大浑浊带.流域土壤侵蚀量越大,水体悬浮泥沙浓度越高.最后,定量分析了降雨,日照时间和人类活动等因素对河口悬浮泥沙格局影响.降雨作为椒江地表径流的主要来源,对悬浮泥沙也起到一定的“稀释”作用.年内日照时长的增加,加剧了水体水量的损失,削弱水体的“稀释”作用.若以流域内居民地面积表征人类活动强度,其与水体年均悬浮泥沙浓度之间相关性较弱,但其年际变化表现出较高的相关性.     

广州市土地利用变化强度的空间格局分析

土地利用变化是国际地圈生物圈计划(IGBP)的核心研究计划之一,经典的数理统计方法未考虑空间因素的影响,因此土地利用空间演变分析的结果易产生偏差．基于广州市土地利用变更调查数据,采用GIS空间分析和空间自相关方法,在对2005-2009年广州市土地利用变化格局进行初步分析的基础上,选取交通运输用地和城镇村及工矿建设用地,对这两类用地变化强度空间格局及其集聚情况进行了探索,结果表明：(1)广州市土地利用变化向南发展速度最快,各个地类中道路与建设用地的扩张方向一致,大量建设用地转为交通用地和林地;(2)空间位置影响下,各年份网格单元存在明显的空间正相关．邻近空间单元之间互相依赖发展变化,且趋于高动态度集聚(H-H);(3)广州市土地在各区交界处废弃、破碎、分散的建设用地复垦为农用地,在这些地区会有高动态度集聚(H-H),由此认为土地利用动态度集聚对行政因素的响应较敏感．     

安徽省1980—2020年土壤侵蚀时空变化特征

土壤侵蚀不仅会造成土壤破坏、肥力下降,甚至会造成自然灾害,研究土壤侵蚀分布特征及其驱动因素,对于治理水土流失和保障土壤生产力具有重要意义。基于修正的通用土壤流失方程(revised universal soil loss equation, RUSLE)模型,利用降雨、土壤、数字高程模型(digital elevation model, DEM)、土地利用等数据,分析安徽省1980、2000、2005、2010、2015和2020年土壤侵蚀强度时空演变特征,基于地理信息系统(geographic information system, GIS)技术进一步探讨了土壤侵蚀变化与土地利用类型之间的关系。结果表明：安徽省40年来土壤侵蚀整体呈现先降低后略微回升的趋势,1980年侵蚀总量为6 510.92万t/a, 2005年降低到3 169.26万t/a, 2020年回升为4 205.01万t/a。安徽省整体侵蚀以微度侵蚀为主,由北至南侵蚀强度逐渐加剧,强度及以上等级的侵蚀主要集中在皖西大别山区、皖南丘陵山地区。安徽省土壤侵蚀强度发生改变的区域主要集中在皖西大别山区和皖南丘陵山地区。草地的土壤...