基于RS和GIS的科尔沁沙地南缘章古台地区土地利用变化及其驱动力

利用遥感影像,借助于GIS技术以及数理统计方法,对章古台地区近20年间土地利用变化及驱动力进行了分析。结果表明:1988-2009年间,章古台地区土地利用构成以耕地和林地为主;土地利用类型变化以林地、耕地和建设用地面积的增加和草地、水域及未利用土地面积的减少为特征,其中,草地、建设用地和未利用土地的年变化率大于其他土地利用类型;土地利用程度综合指数由1988年的235.34增至2009年的251.65;土地类型间的转化以草地、未利用土地向林地、耕地转化和耕地与林地间转化为主,占总转化面积的95.58%。章古台地区土地利用变化受人口、政策和自然因素的综合影响,虽然自然因素是决定土地利用变化的重要因素,但在20年的时间尺度上,人口增长和政策引导则是加剧这种变化的主导因素。     

敦煌市土地利用/覆盖变化特征及成因分析

利用ArcGIS9.2软件,结合野外调查,对敦煌市1987、1996和2007年3期Land-sat5-TM遥感影像进行解译,并分8个类型分析了土地利用/覆盖变化的特征及成因。结果表明:近20年来敦煌市呈现出植被覆盖程度不断降低、覆盖面积减小的趋势,其中耕作区、城建用地和无植被区面积净增,其他5类用地面积净减;8类用地类型之间互有转换,转移的主要方向是部分草地和无植被区转变为耕作区,水域湿地和灌木林地转变为草地,草地由高覆盖、中覆盖、低覆盖到无植被区逐次转变;除了耕作区边缘植被覆盖程度有所增加外,其他区域退化趋势明显;引起LUCC的自然因素中气温升高的影响较大,而人文因素中土地开垦、增加灌溉的影响较大。     

四川省若尔盖县土地利用时空变化研究

四川省若尔盖县是高寒湿地的重要分布区,区域土地利用变化对生态安全具有重要影响。以2000年、2010年和2019年3期Landsat ETM+遥感影像资料为基础数据源,运用土地利用动态度、土地利用转移矩阵、土地利用程度和人类活动强度模型分析了研究区2000—2019年土地利用时空变化特征。结果表明:若尔盖县土地利用类型以草地、沼泽湿地、林地为主,三者的面积百分比从2000年的61.66%、22.61%、13.69%变化为2019年的58.42%、21.21%、17.17%。总体上土地利用变化缓慢,综合土地利用动态度为0.41%;土地利用类型中建设用地动态度最大,为23.53%,草地、沼泽的动态度较小。沼泽湿地与草地、草地和林地相互之间的转变是研究时段内主要土地利用转移方式,土地转移总体表现为沼泽湿地向草地转移,草地向林地、耕地、建设用地、水域、未利用地转移。在自然地理条件和经济社会发展状况下,若尔盖县三个时期土地利用程度指数分别为177.53、178.07和179.88,人类活动强度空间分布表现出以低和较低强度为主,二者所占面积比在95%以上,表明人类活动对当地生态环境的干扰程度逐渐增...     

近20年疏勒河流域生态承载力和生态需水研究

水资源是一切生物赖以生存和不可替代的基本自然资源,生态需水在维持流域生态系统平衡和生态承载力可持续性方面扮演着极其重要的角色,干旱区内陆河流域尤为突出。以疏勒河流域和其所辖县区为不同尺度区域,利用LandsatTM/ETM+/OLI遥感数据(30 m分辨率),解译该流域近20年5期土地利用数据,同时在收集和整理流域多年水文水资源基础数据的基础上,以流域生态需水为研究主线,运用多学科方法和原理,结合遥感技术、GIS技术,通过现场调查和观测,计算了流域及其所辖县区近20年生态承载力和天然植被生态需水量。结果表明:近20年来,伴随流域生态承载力的增加,生态需水量也呈增加趋势,两者呈非常明显的正相关关系,相关系数达0.6076;县域尺度上,生态需水与生态承载力正相关关系也较高,其中林、草地的生态需水与生态承载力拟合优度R~2分别达0.8519、0.7235,说明林、草地生态承载力的变化对生态需水变化的解释能力更强,二者之间的关系更为紧密;基于空间热点分析,该流域生态承载力和生态需水的热点和冷点区域均呈现相似的空间格局,说明二者之间在空间尺度上也呈正相关关系。研究结论可为疏勒河流域生态水资源量的科学配置和调控提供重要的决策依据。     

基于LUCC的城市生态安全研究进展

近代工业革命以来特别是二战以后,世界范围内城市化发展迅速,受城市化驱动的土地利用／覆盖变化（Land use／cover change,LUCC）及其环境影响越来越突出,不仅对城市生态安全产生了危胁,甚至在区域和全球尺度上影响生态系统的结构与功能,成为当今地球生态系统平衡与人类社会可持续发展的研究热点。尽管LUCC与城市生态安全态势有密切联系,然而目前研究中对土地利用变化的驱动机制较为侧重,涉及LUCC对城市生态安全影响的研究文献仍很缺乏。从城市生态安全的概念辨析入手,评述了国内外LUCC与城市生态安全响应研究的进展,将相关研究分为两个阶段：即定性和（半）定量研究阶段。指出了现有研究在理论体系与研究方法在指导实践中的不足之处,即：（1）基于LUCC城市尺度的生态安全研究的理论体系尚不成熟,目前的研究多未结合研究区域LUCC的动态特征对城市生态安全状态进行评价,因而也难以应用于指导城市生态建设实践;（2）目前的城市土地利用的生态影响实例研究中仍很缺乏采用数学模型、地理信息系统（GIS）、环境影响评价（EIA）、生态风险评价技术（ERA）及政策仿真等手段进行动态化的、多场景（Multi-Scenarios）模拟分析的综合运用,也缺乏对这些研究方法在实践中的应用的比较研究;（3）缺乏从土地利用动态监测、驱动力机制、生态响应等方面进行区域生态安全演变及调控的综合研究,现实指导意义有限。在上述工作的基础上,探讨了此研究领域未来的发展方向,即：（1）实现不同研究尺度的紧密结合;（2）多种研究方法的集成运用;（3）基于多学科知识体系的评价方法与指标体系的明细化与合理化。     

基于LUCC 的兰州城市生态系统服务价值动态分析

生态脆弱型城市生态系统服务价值评估是保育和合理开发城市生态系统的重要基础。构建典型生态脆弱型城市生态服务价值评估模型, 以兰州城市生态系统为例, 运用GIS 和遥感技术分析LUCC 特征, 计算1989 年、1999 年和2009 年6 类主要土地利用类型的9 项生态系统服务项目价值。结果表明: 1)20a 间兰州市耕地面积减少幅度最大为42.54%, 水体湿地、草地次之。总价值呈现出先增加后减少的趋势, 1999 年兰州城市生态服务价值最大为4.4377×108元, 2009 年生态服务价值是1989 年的1.5 倍。2)土壤形成与保护服务功能价值占总价值的比例最高约20%, 食物生产和娱乐文化服务功能价值占总价值比例较低为3.7%、3.4%, 气体调节、娱乐文化和原材料生态服务价值增幅最大。3)各年份林地、草地、耕地和水体湿地生态服务价值均为总价值构成的主要部分, 林地和草地生态系统对总服务价值的贡献率最高。城市扩张中应注重林草地的保育与合理规划。4)价值系数敏感性检验表明, 生态系统服务价值对其缺乏弹性, 模型能够合理评估该区域生态服务价值波动。     

基于长时间序列landsat数据的科尔沁沙地土地利用演变分析

以科尔沁沙地沙丘-草甸过渡带区域主要土地覆被类型为研究对象,以1987-2017年多时相Landsat TM/OLI遥感影像解译分类为基础,参考生态学植被演替研究方法,系统分析研究区30年来的土地利用/覆被动态演变规律,研究结果表明：（1）决策树法在复杂下垫面不同覆被类型的同步识别效果较好,所有影像分类精度均达到88%以上,分类效果较好,其中2017年分类精度最高为95.24%,达到了分类研究的要求;（2）研究区存在着"半灌丛-草甸地-灌丛"的植被结构特征,且整体表现为"南进北退"的变化趋势。结合土地利用动态度分析结果表明人类活动干涉下,研究区整体上遵循了半干旱区植被条件改善的一般规律,侧面反映该研究区域生态环境的持续不稳定性和脆弱性;（3）研究区覆被类型发生变化的总面积达到2623.59 hm²,总变化强度为63.76%。其中正向演替的比例为52.61%,以半灌丛面积的持续减小与沙地草甸面积的持续扩张为主要变化特征。但同时,半灌丛转为沙地的面积为184.95 hm²,表明以放牧为主的研究区同时发生着局部的逆行演变;（4）质心迁移结果反映了1987-2017年间,除人为影响较大的林地、草地以及耕地向北迁移外,其他植被类型的质心都有很明显的南迁,主要植被类型重心迁移距离依次由大到小为耕地 > 半灌丛 > 灌丛 > 沙地草甸 > 湿地草甸 > 林地。研究通过记录科尔沁沙地连续扩展的时空模式,展示了遥感-生态和时间序列影像在30 m分辨率下跟踪土地利用/覆被变化的潜力,为提高干旱半干旱区土地利用情况的动态监测效率,开展土地利用/覆被动态演变研究提供参考。     

基于LUCC的生态系统服务空间化研究——以张掖市甘州区为例

生态系统服务(ES)评价为减缓或阻止人类活动导致的各种复杂生态问题提供了一种可能的方法,同时也有助于解决日益增加的各种土地利用冲突.以张掖市甘州区为例,运用一种新的空间化方法开展生态系统服务研究,并注重实现与土地利用研究的集成分析.首先根据研究区不同的群落生境和土地利用类型划分生态系统服务类型,然后检验不同土地利用类型和方式对各类生态系统服务供给的影响,最后分析该方法和数据的不确定性.结果表明:1)在灌区和甘州区两个尺度上,4类ES生产能力值均表现为:文化服务＞支持服务＞调节服务＞供给服务;2)2000-2009年,4类ES供给都呈递减趋势,同时,城镇用地、路网建设等人类活动驱动的土地利用方式迅速增加,整个绿洲农业区处于过度开发状态;3)该方法可操作性强,多学科的数据和知识分析是ES研究的难点.     

云南省红河流域景观生态风险及驱动力分析

以云南省红河流域为研究区域,利用GIS和RS技术,建立基于景观格局和土壤侵蚀过程的景观生态风险指数,分析研究区域内景观生态风险分布规律。研究结果表明:重度和极重度格局风险区域、土壤侵蚀区域及综合景观生态风险区域主要沿红河主干道分布;综合景观生态风险指数在空间上呈现正的自相关性,高风险聚集区主要沿河流分布;不同景观类型中,建设用地、未利用地和水域的景观格局风险大于耕地、草地和林地,未利用地的土壤侵蚀风险最高,综合景观生态风险度依次为建设用地水域未利用土地耕地林地草地;坡度在一定程度上影响着景观格局、土壤侵蚀以及综合景观生态风险。     

新疆三工河流域农业绿洲近30年景观格局变化及其驱动力

干旱区绿洲水土资源的不平衡利用导致了荒漠化问题日益严重.本文以新疆三工河流域农业绿洲区为例,利用1978、1987、1998和2009年4期影像数据,综合应用景观格局分析方法、GIS、RS和统计等手段,分析了流域尺度土地利用景观演变及其驱动要素.结果表明:人为土地开发作用的加强,增加了景观的多样性,同时加剧了景观破碎化,区域景观斑块由自然景观类型中的草地景观类型为主导,转变为人工景观中的耕地景观类型.由于区域耕地的增加,引发对水资源需求加大,造成人为水利建设作用加强,推动了流域景观的演变,同时人类经济活动也加速了区域景观格局的演化过程.     

锡林河流域Nitrospira的生态位分化及环境驱动力

【背景】硝化螺菌属(Nitrospira)驱动的全程及半程硝化过程在全球氮循环中发挥关键作用,但关于锡林河流域Nitrospira的生态位分化和环境驱动力及其可能发挥的全程硝化功能尚不明晰。【目的】阐明锡林河流域不同生境Nitrospira的生态位分化及环境驱动力,探究可能的全程硝化功能。【方法】利用16S rRNA基因高通量测序及生物信息学分析研究不同生境沉积物及土壤Nitrospira类群的组成、丰度、生态位分化及其环境驱动力,并预测其全程硝化功能。【结果】共检测到9类Nitrospira,其中Nitrospira 1、2、4主要分布在旱生环境,与沙粒、水分含量、pH及氨氮间存在负相关关系,与硝态氮、可溶性盐、总有机碳、全氮、全磷、粉粒和粘粒含量间存在正相关关系;Nitrospira5、6、7、8、9主要分布在水生及湿生环境,与粉粒等存在负相关关系,与沙粒等存在正相关关系(Nitrospira 9与氨氮存在负相关除外);Nitrospira 3优先分布在河床中心水生环境,仅与沙粉粒含量存在正相关关系,与其他环境因子存在负相关关系。【结论】锡林河流域Nitrospira类群有明显的生态位分化和广泛的生境适应性。Nitrospira 1、2、4最适于营养相对丰富的旱生环境;Nitrospira 5、6、7、8、9最适于相对寡营养的水生及湿生环境;Nitrospira 3偏爱粉沙、自由水及低氨寡营养水生环境。粉粒含量、可溶性盐和氨氮是导致Nitrospira类群生态位分化及空间分异的最主要环境驱动力。推测Nitrospira 3很可能是驱动全程硝化的完全氨氧化菌(comammox),而Nitrospira 1、2、4、5、6、7、8、9是否为Comammox有待探究。     

白沟引河流域草本植被碳氮磷含量及化学计量学分析

以白沟引河流域的草本植被为研究对象,通过对不同土地利用类型(林地、农田、滩地)草本植被C、N、P含量及化学计量比的分析,探讨不同土地利用类型草本植被的养分利用特征和规律。结果表明:(1)滩地整株植被C含量和C:N比显著高于林地植被, N含量和N:P比显著低于林地植被;整株植被中C含量的差异主要在植被地上部分,滩地比林地植被地上部分高6.5%,而整株植被N含量差异在地上和地下两部分均有体现,滩地比林地植被地上和地下部分N含量分别低66.2%和58.0%。(2)三种土地利用类型植被N:P比均小于14,但滩地植被的地上和地下两部分的N:P比相差最小,差为0.68,植被内部最稳定,而农田和林地植被的地上和地下相差值分别为6.5和1.7。(3)三种土地利用类型中植被地上和地下之间的C、N、P含量均呈显著正相关(p<0.05),并且不同元素之间也具有相关性,即地上部分C与地下部分的N和P含量呈极显著负相关(p<0.01),地上N与地下C和P含量呈显著正相关(p<0.05)。三种土地利用类型草本植被养分的差异性和相关性表明,三种土地利用类型草本植被对养分的吸收具有均衡性,同时对养分...     

川西亚高山林区三种土地利用方式下土壤呼吸动态及组分区分

采用动态密闭气室法(IRGA)对川西亚高山林区云杉(Picea likiangensisvar.balfouriana)人工林、农地和冷杉(Abiesfaxoniana)原始林的土壤呼吸日变化及季节变化进行了测定,计算了土壤呼吸3个组分的值。结果表明,(1)云杉人工林中根系呼吸占林地总呼吸的22%,冷杉原始林为29%;(2)土壤呼吸速率的日变化和季节变化均与10cm地温的变化相一致;(3)由于本地区土壤水分不是限制因子,因此温度成为影响土壤释放CO2的最关键因素,云杉人工林矿质土壤呼吸随温度变化的Q10值为2.44,农地为1.82,冷杉原始林为2.73;(4)云杉人工林年呼吸CO2总量为43.93t.hm-2.a-1,其中72%来自于矿质土壤排放,6%来自于枯落物分解;农地年呼吸CO2总量为26.07t.hm-2.a-1,主要来自矿质土壤;冷杉原始林年呼吸CO2总量为33.95t.hm-2.a-1,其中61%来自于矿质土壤排放,10%来自于枯落物分解。     

山丘区土壤环境因子对钉螺(Oncomelania Snail)分布的影响

土壤是自然界钉螺孳生繁殖的重要场所,钉螺的分布与土壤环境因子密切相关。对山丘区9种不同土地利用类型土壤环境对钉螺分布影响的研究结果表明：耕地、荒草地、河滩地及灌溉沟渠存在钉螺分布,活螺框出现率的高低顺序为耕地＞河滩地＞灌溉沟渠＞荒草地,活螺密度的大小顺序为河滩地＞灌溉沟渠＞耕地＞荒草地;有螺土壤环境与无螺土壤环境的方差分析结果不显著,土壤全K含量与0.02~0.002mm的土壤颗粒含量存在显著差异;土壤环境因子对钉螺分布影响的灰色关联分析表明,0.02~0.002mm的土壤颗粒、土壤全P含量和土壤水分是影响钉螺的最重要的3个因子,且土壤环境因子对钉螺活螺框出现率及活螺密度影响的大小规律基本一致,不同之处在于土壤全K含量对活螺密度的影响更显著。研究结果可为我国山丘区改造钉螺孳生环境、控制血吸虫病流行及发展区域经济提供依据     

山丘区土壤环境因子对钉螺 (Oncomelania Snail)分布的影响

土壤是自然界钉螺孳生繁殖的重要场所,钉螺的分布与土壤环境因子密切相关。对山丘区9种不同土地利用类型土壤环境对钉螺分布影响的研究结果表明：耕地、荒草地、河滩地及灌溉沟渠存在钉螺分布,活螺框出现率的高低顺序为耕地〉河滩地〉灌溉沟渠〉荒草地,活螺密度的大小顺序为河滩地〉灌溉沟渠〉耕地〉荒草地;有螺土壤环境与无螺土壤环境的方差分析结果不显著,土壤全K含量与0.02-0.002mm的土壤颗粒含量存在显著差异;土壤环境因子对钉螺分布影响的灰色关联分析表明,0.02-0.002mm的土壤颗粒、土壤全P含量和土壤水分是影响钉螺的最重要的3个因子,且土壤环境因子对钉螺活螺框出现率及活螺密度影响的大小规律基本一致,不同之处在于土壤全K含量对活螺密度的影响更显著。研究结果可为我国山丘区改造钉螺孳生环境、控制血吸虫病流行及发展区域经济提供依据。     

黄柏河流域不同区域浮游植物群落特征及总磷分析

黄柏河流域矿产资源丰富,磷矿开采导致的颗粒磷排放、地表径流汇聚沉积等会对流域内浮游植物的群落演替产生较大影响。为研究黄柏河流域磷矿开采后环境因子对浮游植物群落结构的影响,于2020年的春季（5月）、夏季（8月）和秋季（9月）分别对黄柏河流域10个监测断面水质和浮游植物采样。根据地区划分法和NMDS分析法将研究区分为磷矿开采影响区（A组）和非影响区（B组）,采用主坐标分析（PCoA）和聚类分析得到A组和B组的浮游植物群落结构具有明显差异,A组优势属为隐藻（Cryptomonas）、舟形藻（Navicula）和小环藻（Cyclotella）;B组优势属为隐藻（Cryptomonas）和针杆藻（Synedra）,且B组中物种数多于A组。采用典范对应分析（CCA）法分析了环境因子与浮游植物的关系。结果表明,溶解氧、水温、氨氮、氟化物、总磷对黄柏河流域的浮游植物影响较大,且A组浮游植物群落结构与总磷、溶解氧和水温呈负相关,与氟化物呈正相关;B组浮游植物群落结构与溶解氧、总磷呈负相关。研究结果可为该流域的生态环境保护和治理提供科学指导意义。     

应用灰色关联分析研究粮菜立体种植模式结构

应用灰色关联分析法,对宁夏引黄灌区粮菜立体种植模式的不同结构,按生态效益,经济效益,社会效益的各项指标进行了综合评价．筛选出了适合宁夏灌区种植的模式结构．其粮食亩产量可接近“吨粮”,亩纯收入达到130O～1400元左右．实现了高产高效．     

川中丘陵区土地利用方式对土壤理化性质影响的灰色关联分析

以川中丘陵区小流域为研究对象,研究了坡耕地、坡改梯、甜橙林和水保林4种土地利用方式以及裸地(对照)对0～10和10～20 cm土壤容重、土壤孔隙度及土壤养分含量的影响.结果表明: 同一土地利用方式下,毛管孔隙度、非毛管孔隙度、总孔隙度、有机质、全氮、全磷、碱解氮、有效磷、速效钾随土层加深而减小,而土壤容重则相反,全钾层间差异不大.相同土层甜橙林毛管孔隙度、非毛管孔隙度、总孔隙度、全磷、有效磷含量最大,容重最小,水保林全氮、碱解氮含量最高,水保林0～10 cm土层的有机质含量最高,甜橙林10～20 cm土层的有机质含量最高.0～10 cm土层,灰色关联度从大到小依次为水保林(0.9441)、甜橙林(0.8858)、梯平地(0.6300)、裸地(0.5397)、缓坡耕地(0.4714);10～20 cm土层,灰色关联度依次为水保林(0.8919)、甜橙林(0.8401)、梯平地(0.5773)、裸地(0.5301)、缓坡耕地(0.5175).水保林改善土壤理化性质作用最佳,缓坡耕地改良效果最差.     

北京地区不同地形条件下的土地覆盖动态

利用MSS/TM影像和1∶250 000 高程数据分析了1978~2001年北京地区土地覆盖的变化。为研究人类活动对土地覆盖类型及植被变化的影响,根据植被的分布规律和人类活动影响,利用数字高程模型(DEM)将研究区遥感影像分为不同海拔段,分别建立标志进行解译。通过转移概率矩阵计算、不同地形因子影响下的土地覆盖类型分布的GIS分析,得到如下结果:1) 1978~2001年间北京市土地覆盖变化主要发生在平原和低海拔、小坡度的平缓地区,表现为农业用地向城镇用地的转变;高海拔地区主要为天然植被所覆盖,土地覆盖变化相对较小,主要是灌丛向林地的转变。2) 地形因子显著影响土地覆盖类型的分布及变化。随着海拔的升高和坡度的增大,农业用地和城镇用地减少,林地和灌丛逐渐增加。坡向对植被的分布也有较大影响。     

伊犁河流域土地利用/覆被变化对生态系统服务价值的影响——基于强度分析模型

人类活动引起的土地利用/覆被变化(Land Use/Cover Change, LUCC)和景观格局的改变会对生态系统服务价值(Ecosystem Service Value, ESV)产生影响,但大多数对LUCC的分析方法都缺乏对各土地利用类型内部转换过程的深入信息挖掘。因此,利用强度分析模型在由浅入深的三个层次(时间间隔、地物类型、转换)上系统地,定量地分析新疆伊犁河流域1980—2015年土地利用变化强度时空分布的动态特征,同时对流域景观格局的演变和生态系统服务价值进行评估研究,探讨ESV对土地利用变化强度的响应特征。结果表明：(1)伊犁河流域土地利用强度呈现先增强后减弱的变化趋势(2)在1980—2015年期间,流域内景观格局斑块聚集性减弱、破碎化加剧、景观多样性增加、各地类景观均衡化发展,生态系统服务总价值增加了0.49亿元,其中水域和林地占流域总生态系统服务价值的47.94%。(3)伊犁河流域优势景观斑块面积的增加、形状多样化、各斑块聚集化发展会促使流域生态系统服务价值的增加,土地利用变化强度与ESV存在明显的正相关关系。通过系统地分析多个层次下的土地利用景观变化,以及生态...