地形因子的鄱阳湖地区土地利用格局变化分析

利用不同时相的遥感影像解译成果数据,在地理信息系统软件支持下,分析鄱阳湖流域土地利用时空格局、土地利用类型的变化趋势及其变化速率等。研究结果表明,自1985-2010年近25年来,鄱阳湖流域的主要土地利用类型为林地和耕地;研究期内,工矿居民点用地、林地和水域面积增加,而耕地、草地和未利用地面积减少;工矿居民点用地增加来源主要为耕地,林地来源主要为耕地,水域来源主要为未利用地;从土地利用稳定性来看,工矿居民点用地相对不稳定,从流域分析来看,鄱阳湖区的土地利用相对最不稳定。

本文对2015年12月,2016年3月、7月、9月、12月的遥感影像进行监督分类,得到土地利用覆盖数据,采用rs以及土地利用净变化量、交换变化量、总变化量分析方法,定量分析了2016年鄱阳湖湖滩的土地利用覆盖变化。结果表明,遥感影像监督分类的kappa均大于0.90,满足数据的要求。年内鄱阳湖湖滩的土地利用覆盖呈现周期性变化:从3月到9月随着水量的增加,部分河湖滩地、沼泽转变为内陆水体；从9月到12月随着水量减少,部分水体转变为河湖滩地和沼泽。本文为鄱阳湖湖滩土地覆盖变化的深入研究奠定了基础。

以鄱阳湖区为研究对象,在遥感与地理信息系统、土地利用变化指数计算模型、相关分析法等技术与方法的支持下,通过土地利用变化指数分析鄱阳湖区土地利用变化特征。结果表明:草地与耕地的单一土地利用动态度最大,每年约有0.6%的草地景观发生了变化,约有0.3%的耕地景观发生了变化;水体与未利用地景观的稳定性最好,每年发生变化的仅有0.05%左右。就综合土地利用动态度而言,南昌县为最高,每年有近4.9%的土地利用景观类型发生了变化;进贤县为最小,每年只有约0.046%的土地利用景观类型发生了变化。土地综合动态与国内生产总值和财政总收入有较好的相关性,由于受到退耕还林、退田还湖等土地政策的影响,鄱阳湖区的土地利用程度综合指数2004年较1992年略有下降。

在构建鄱阳湖区土地利用地理数据库的基础上,利用区域生态质量指数与土地利用变化生态贡献率对鄱阳湖区土地利用生态效应进行了定量研究。结果表明,鄱阳湖区1990年区域生态质量指数平均值为7·60,2002年为7·62,总体生态质量介于灌木林地、疏林地等土地利用类型之间。1990—2002年鄱阳湖区区域生态质量指数上升的主要动力为水库坑塘、有林地和疏林地的扩大;生态质量指数下降的主要动力依次为水田、中覆盖度草地的减少。在土地利用转移贡献率上,水田转为有林地、旱地转为有林地、水田转为疏林地、水田转为水库坑塘的生态贡献率之和达52·96%,为主导土地利用的正向转移类型。有林地转为水田、有林地转为旱地、水田转为农村居民点的生态贡献率之和达39·89%,为主导土地利用的反向转移类型。

以河南省1980年代和2005年土地利用/覆盖分类图为数据源,通过类型面积差异检测统计和景观格局指数计算,对1980s—2005年6种主要土地利用/覆盖类型的演变情况和景观格局变化进行了现状和动态分析。结果表明:(1)两个时期河南省耕地面积比重始终最大,未利用土地面积始终最小。从1980s—2005年,耕地面积总体减少的最多,建设用地面积总体增加的最多,引起土地利用/覆盖变化的主要人为驱动因素是人口增长、经济发展、城镇化推进和行政因素。(2)1980s—2005年,景观水平指数斑块个数、斑块密度、平均斑块形状指数、平均斑块分维数、shannon多样性指数和shannon均匀度指数呈增大趋势,而最大斑块指数、聚集度指数、蔓延度指数和优势度指数处于降低趋势。最后,针对土地利用过程中存在的问题,提出了今后土地资源可持续利用上的建议。

利用环渤海区域1985年、1995年和2000年3期tm卫星遥感解译数据,在gis和景观格局分析软件支持下,对该区域1985年～2000年的土地利用景观格局及其变化进行了模拟分析。结果表明:耕地是区域主导的景观类型,1985年、1995年和2000年耕地分别占景观类型总面积的55.96%、53.70%和55.64%;林地、建设用地是区域优势景观类型,林地分别占景观类型总面积的21.12%、22.13%和20.95%,建设用地分别占景观类型总面积的10.48%、11.83%和11.70%;1985年～1995年、1995年～2000年两个时期,林地和建设用地景观的变化趋势是先增加后减少,与耕地景观变化趋势正好相反,在一定程度上反映了耕地与林地、建设用地景观类型之间的互动转换关系;两个时段土地利用景观斑块数、斑块密度、边界密度、多样性指数、聚集度和均匀度指数的变化表现为先增后减的过程,分维数、蔓延度指数和分离度的变化呈现出先减后增的过程。1985年～2000年土地利用景观斑块数、分维数、多样性指数、分离度和均匀度指数处于降低趋势,而斑块密度、边界密度、蔓延度和聚集度指数呈现出增大趋势,反映了该区域内土地利用景观类型之间存在较大差异,各组分的复杂性降低,大斑块增多,各景观之间的不均匀性增大,不稳定性增强。

以北京市大兴区为例,以1993、20012、007年3期土地利用图为基础,对城市边缘区的土地利用景观格局变化情况进行了分析。首先对3期土地利用图进行统计分析,得到了各类土地利用类型的面积变化情况,在此基础上,利用景观格局分析软件fragstas分别计算三个时期土地利用图的景观指数。结果表明:①大兴区的景观类型主体是耕地和建设用地。从1993-2007年,大兴区的土地利用类型面积发生了很大的变化,其中,耕地面积持续减少,林地、建设用地面积持续增加,园地、草地、水域、荒土地面积先增加后减少;②大兴区景观格局的总体破碎化程度逐年增加,斑块形状相似性变小,形状越来越不规则,景观分离度持续增加,各类景观组分面积比例差别在逐渐缩小,景观中各组分分配越来越均匀,某一种或几种景观组分占优势的情况越来越小;③耕地、园地、林地、草地、水域及荒土地呈现出较为一致的变化规律,即景观的破碎程度加大,分离度增大,形状变得越来越不规则,并且分布越来越分散。建设用地的变化规律略有不同,建设用地的景观破碎度增加,但是形状变得规则,并且分布变得相对聚集。

近年来土地利用驱动机制研究成为研究的热点,煤矿区是土地利用景观格局变化显著区域,该文主要研究土地利用景观格局动态变化及其调控原理。以2000—2010年遥感影像为基础,采用erdas软件对土地利用景观格局进行分类,研究景观格局的动态变化、转移矩阵及特征,结合七台河市煤矿区社会经济情况,确定影响景观格局因子的驱动力因素。结果表明:林草地、未利用地减少,耕地、矿业用地增加,动态变化度较大成为该时期土地利用景观格局动态变化的主要特征。第一产业总产值、人口数量是决定耕地的主要因子,林草地、矿业用地与第一、二产业产值及最终消费等经济驱动因素密切相关,同时市政府的环境保护及土地复垦、整治和恢复措施使矿业用地增长速度减慢。

本文选择崇明东部为研究区域,利用gis和rs技术对1988、1997年和2005年卫片和航片进行了提取、分类和分析,并计算了景观格局指数,分析了近20年来土地利用及景观格局变化。结果表明:耕地基本没有变化,河流水体、农村居民点等不断增加,潮滩大大减少,城镇发展缓慢,随着人类活动程度的加剧,景观多样性稍有下降,均匀度上升。

为了评估未来气候变化可能对鄱阳湖区土地利用变化产生的影响,本文根据ipcc的建议,利用新近建立的基于主体的土地利用变化模拟模型,详细分析了4种气候变化情景下鄱阳湖区1985-2035年的土地利用变化过程。这4种气候变化情景分别为a1b(经济高速增长模式)、a2(区域经济多样化增长模式)、b1(引进更多清洁能源的经济增长模式)和情景4(无气候变化模式)。在这些气候变化情景中,由于耕地的农业生产潜力差异显著,农户主体的收入和他们对土地利用方式的决策也发生了相应的改变。通过对这一过程的模拟和结果分析,发现气候变化可能有利于鄱阳湖区土地利用变化向着环境友好的方向自我调整。与a1b和a2两种气候变化情景相比,b1情景对土地利用变化的影响更具环境友好性。

以中缅泰老\"黄金四角\"地区缅甸段为例,通过构建土地利用重心测度、动态变化及景观指数等模型,对其1993年～2017年的土地利用与景观格局变化状况进行探究,得出以下结论:①随时间演进,研究区林地显著扩展而草地、耕地、灌丛及水体等均大幅减少,建筑用地虽扩展显著但比重始终较小;各土地利用类型的空间分布重心及其转移变化差异显著,24年间,建筑用地、耕地、草地、水体及湿地重心均整体向东北方向偏移而林地与灌丛重心偏向西南.②研究区土地利用变化速度整体较快但小幅放缓,土地利用空间变化剧烈的区域主要集中在林地、草地及耕地等用地类型上;随时间演进,各用地类型均发生了较明显的相互转化,其中以林地、草地、耕地及灌丛的间转化最为显著.③从斑块类型尺度来看,研究区不同用地斑块间的景观指数及其变动差异悬殊,整体而言,灌丛、草地及耕地的斑块密度明显较高但形状规整程度显著较低,而林地的平均斑块面积远大于其余地类.④从景观总体尺度来看,研究区景观的多样性与均匀度指数均持续降低而破碎度指数整体减小,各用地景观面积差异持续扩大且空间分布的均匀程度不断降低,整体呈由分散分布向集中布局的转变.

以1987年、2000年、2014年的landsat影像数据为基础,借助envi,arcgis,fragstats等软件,提取了土地利用信息,计算了景观指数,定量分析了流域土地利用变化及其对景观格局的影响.结果表明:(1)近30年来,南四湖流域土地利用变化突出表现为耕地向建设用地的转化,耕地面积减少1069.15km2,建设用地面积增加1573.26km2.2000-2014年,土地利用综合动态度为0.461％,是1987-2000年的4倍.(2)景观结构上,耕地是流域的主导斑块,面积约占70％,30年来占景观面积的比例降低了3.85％,斑块形状趋于复杂;建设用地日益发展为优势斑块,占景观面积的比例指数增加了6.1％.耕地与建设用地斑块在景观中的变迁,使得流域自然生态功能受到较为严重的干扰.(3)流域总体的景观特征表现为优势斑块明显,景观比较完整,但空间异质性较高而连通性较低.近30年来景观结构由较完整的大斑块主导、演化成小斑块圈点状穿孔于大斑块的格局,景观破碎化较为严重.

以中缅泰老\"黄金四角\"地区缅甸段为例,通过构建土地利用重心测度、动态变化及景观指数等模型,对其1993年~2017年的土地利用与景观格局变化状况进行探究,得出以下结论:(1)随时间演进,研究区林地显著扩展而草地、耕地、灌丛及水体等均大幅减少,建筑用地虽扩展显著但比重始终较小；各土地利用类型的空间分布重心及其转移变化差异显著,24年间,建筑用地、耕地、草地、水体及湿地重心均整体向东北方向偏移而林地与灌丛重心偏向西南。(2)研究区土地利用变化速度整体较快但小幅放缓,土地利用空间变化剧烈的区域主要集中在林地、草地及耕地等用地类型上；随时间演进,各用地类型均发生了较明显的相互转化,其中以林地、草地、耕地及灌丛的间转化最为显著。(3)从斑块类型尺度来看,研究区不同用地斑块间的景观指数及其变动差异悬殊,整体而言,灌丛、草地及耕地的斑块密度明显较高但形状规整程度显著较低,而林地的平均斑块面积远大于其余地类。(4)从景观总体尺度来看,研究区景观的多样性与均匀度指数均持续降低而破碎度指数整体减小,各用地景观面积差异持续扩大且空间分布的均匀程度不断降低,整体呈由分散分布向集中布局的转变。

运用gis技术和景观分析软件fragstat方法,依照自然地貌特点,研究了扬州地区土地利用及其景观格局特征。土地利用分析表明:研究区自然地貌类型简单,主要由平原区和丘陵区组成。平原区面积和斑块数量占绝对优势,分别占83.54%和73.71%;区内95%以上的耕地、水体、草地面积分布在平原区。整个景观组分中耕地面积最大,占总面积的68%。区内水网密布,天然河湖面积大,水体占总面积的19%。居民点数量最多,分别占总面积和总斑块数量的11%和61%。林地和草地面积仅各占1%。景观格局分析表明:研究区景观多样性和景观优势度高,景观均匀度指数不高,土地类型分配不均匀,在整个区域内表现为水田、居民点和湖泊为主要的土地类型,水田占有绝对优势。根据平原区和丘陵区景观格局分析及其地貌特征指出:发展平原区林、农、牧、副复合经营的商品林建设,以低丘岗地植被恢复为主加强丘陵区生态公益林建设,以及在整个区域加强和完善城市森林建设和\"三网\"防护林体系建设应成为扬州现代林业发展的重点。

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数,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。

为揭示湖北省黄石市土地利用景观格局的发展变化,合理利用土地,选取2004、2011、2016年3期的landsat遥感影像,采用景观生态学原理和gis技术,对各类用地进行土地利用变化分析。选取斑块数量、斑块密度、聚集指数、最大斑块指数、景观形状指数、蔓延度指数、香农多样性指数、香农均匀度指数8个指数进行分析,研究黄石市近15年的景观格局的发展规律。结果表明:农田、建设用地面积增加,林地、水域面积基本保持不变,裸地数量大量减少,景观连接性减弱,破碎度增加,景观格局复杂性增加,景观格局受人类活动影响加剧。

草原文化遗址是草原民族文化的灵魂之一,加强对草原文化遗址的保护具有重要的意义。本研究利用地理信息系统(geographicinformationsystem,gis)与遥感(remotesensing,rs)技术以及景观分析软件,选取了单一土地利用动态度、综合土地利用动态度、土地利用转移矩阵及景观格局指数等指标对元上都遗址区域近30年土地利用和景观格局的变化进行分析。结果表明,1)草地是元上都遗址最主要的土地利用类型,在研究时间段内面积波动变化；2)近30年,元上都遗址草地、林地、农田之间相互转化频繁,伴随着景观指标的不断变化；3)2000–2005年综合土地利用动态度最高,林地单一土地利用动态度变化速率最高；4)景观整体比较脆弱,越来越多样化、破碎化,但已逐渐趋于稳定；生态建设工程的大力开展以及农牧民生产方式的不断变化是引起变化的主要原因。维持草原类型的面积和草原景观的稳定性,对元上都遗址的保护具有重要的作用。

以1975年和2005年的土地利用图为基础图件,以各个县市为研究单位,提取各个县市的土地利用数据,分析三峡库区近30年来土地利用动态度的变化、土地利用程度的变化;然后接合景观生态学的理论,引入了斑块平均面积、景观的多样性与景观破碎度,寻找分异特征。研究表明,三峡库区近30年各类建设用地的变化速度>河流水域的变化速度>林地、草地的变化速度>耕地的变化速度;各县市土地利用程度在增加;各个景观指数的变化在各个地域分布上的变化趋势是不一样的,土地利用对景观格局的影响比较和缓,三峡库区景观的多样性在减少。

基于landsatmss和tm影像数据,应用rs、gis软件和景观生态学方法,以拜泉县为例分析了1979～1990年、1990～2001年两个时段土地利用及景观格局的动态变化情况。结果表明,拜泉县以农田和建设用地为主,林地大幅度增加,各土地利用类型相互转移,从1979年到2001年,农田面积减少了15.53%,林地、水体、草地、建设用地面积分别增加了710.71%、66.44%、13.73%和133.69%,土地利用率逐渐提高。运用分维数、优势度指数、破碎度指数、多样性指数等景观指数分析了拜泉县景观格局变化过程,斑块数总体呈增加趋势,表明景观整体上破碎化程度增加,这是因为人类对生态环境的干扰越来越大。

近25a来,受自然环境和人类活动的影响,陕西省关中地区土地利用及景观格局发生了明显变化。以陕西省1990—2015年4期30m栅格土地利用数据为基础,利用gis技术和景观生态学方法,对研究区土地利用和景观格局时空变化特征及其驱动力进行分析。结果表明：（1）研究区土地利用类型以耕地、林地和草地为主,其中耕地面积最大,1990、2000、2010、2015年分别占46.25%、45.81%、44.73%和43.94%;（2）研究期内,耕地、草地面积持续减少,其中耕地减少面积较大,减少了12.79×104hm^2,林地、水域、城乡工矿居民用地面积均呈增加趋势,城乡工矿居民用地面积增加了14.94×104hm^2,增加幅度69.88%,未利用土地减少0.58×104hm^2,减少幅度38.16%;（3）由于人类活动干预,研究区土地利用类型相互转化频繁,主要表现为耕地转为城乡工矿居民用地、草地和林地,草地去向和来源主要为耕地和林地,林地去向和来源主要为耕地和草地等;（4）研究区景观形状指数、香农多样性指数和均匀度指数分别从204.6934、1.7746、0.5741上升到211.8055、1.8518、0.5991,表明景观破碎化程度升高,异质性增加;（5）研究区土地利用景观格局变化的驱动因素是社会经济发展及区域政策和农业生产。

近25a来,受自然环境和人类活动的影响,陕西省关中地区土地利用及景观格局发生了明显变化。以陕西省1990—2015年4期30m栅格土地利用数据为基础,利用gis技术和景观生态学方法,对研究区土地利用和景观格局时空变化特征及其驱动力进行分析。结果表明:(1)研究区土地利用类型以耕地、林地和草地为主,其中耕地面积最大,1990、2000、2010、2015年分别占46.25%、45.81%、44.73%和43.94%；(2)研究期内,耕地、草地面积持续减少,其中耕地减少面积较大,减少了12.79×104hm~2,林地、水域、城乡工矿居民用地面积均呈增加趋势,城乡工矿居民用地面积增加了14.94×104hm~2,增加幅度69.88%,未利用土地减少0.58×104hm~2,减少幅度38.16%；(3)由于人类活动干预,研究区土地利用类型相互转化频繁,主要表现为耕地转为城乡工矿居民用地、草地和林地,草地去向和来源主要为耕地和林地,林地去向和来源主要为耕地和草地等；(4)研究区景观形状指数、香农多样性指数和均匀度指数分别从204.6934、1.7746、0.5741上升到211.8055、1.8518、0.5991,表明景观破碎化程度升高,异质性增加；(5)研究区土地利用景观格局变化的驱动因素是社会经济发展及区域政策和农业生产。

以鄱阳湖区为研究区,采用logistic回归测度不同影响因子与各地类之间的驱动作用,结合markov预测构建适用于湖区土地利用变化模拟的元胞自动机模型,对模型精度进行检验并对湖区未来土地利用发展趋势进行模拟预测。结果表明:(1)2000~2010年湖区各地类变化幅度呈显著提升趋势,草地是最活跃地类,耕地面积大幅下降,城镇化扩张稳定；(2)不同影响因子对各地类的驱动作用方向与解释能力各不相同,整体解释效果良好,各个roc检验值均超过了0.81；(3)ca-markov模型整体kappa系数>0.85,点对点精度>75%,模拟结果具有较高精度,其中模型对于林地、耕地及水域变化的模拟效果最优；(4)2010~2025年湖区各地类变化幅度有所扩大,但其变化活跃程度趋向稳定；(5)2010~2025年耕地、林地面积减少主要是城市建设用地的侵占所致,其它类型转变为居民用地的单向变化趋势显著,湖区城镇化进程大幅加速,主要集中在昌九一体化城市群区域；(6)2010~2025年草地、未利用土地面积增加主要集中在湖区各区县城镇边缘地带,城镇化进程中绿地保护措施效果明显,但仍容易造成耕地、林地抛荒等状况。