姚嘉[1]2003年在《基于景观生态学的中国土地利用空间格局及其变化分析》文中研究表明土地利用与人类的生活和生产休戚相关，长期以来土地利用的研究一直是地球表面科学研究的一个重要领域。本文是基于RS和GIS技术，采用从20世纪80年代末和2000年两期全国TM影像数据源提取的全国土地利用栅格数据及其动态变化数据，使用1Km格网进行切割后，在1km栅格单元上，分析中国土地利用空间格局及其变化特点，利用景观生态学的理论和方法对各个土地利用类型的空间格局、组合特征和动态变化情况进行分析。 本文主要包括以下内容： 一 通过1km栅格数据生成的2000年全国土地利用1km栅格成分比例图对2000年全国土地利用空间格局进行分析，按照六个一级土地利用类型(耕地、草地、林地、建设用地、水域和未利用地)分别说明各自的分布特点。 二 20世纪80年代末和2000年两期全国土地利用1km栅格成分比例图生成全国土地利用十年变化图，按照六个一级类型(耕地、草地、林地、建设用地、水域和未利用地)分别说明各自变化特点和空间分异特征。 叁 分析景观生态学的数量方法对于土地利用研究的重要意义，并引入景观生态学中的景观空间格局指数作为我们的土地利用空间信息指数。 四 计算20世纪80年代末和2000年全国土地利用类型的多种土地利用空间信息指数并分指数形成分布图，分析了各个土地利用空间信息指数的分布特点，讨论了土地利用空间信息指数之间的相关关系。 五 基于20世纪80年代末和2000年的全国土地利用的土地利用空间信息指数分布，计算该时间段内全国土地利用类型的土地利用空间信息指数的变化量，分析了土地利用空间信息指数的变化特点和区域分异特征。 六 根据不同土地利用空间信息指数的分布和变化特征，选取不同典型区进行土地利用格局和变化特点的具体分析。 研究发现根据20世纪80年代末至2000年以来中国土地利用计算的土地利用空间信息指数的分布和动态变化都具有一定的区域特点，并且与人为因素和各个类型所处的环境背景有很大的关系。各个土地利用空间信息指数的分布和变化相互之间也有一定的相关性，希望本文能给中国土地利用的空间分布变化特点和驱动力分析相关工作提供一定的参考。
吕川[2]2008年在《基于数字栅格技术的大庆市土地利用时空变化及可持续利用研究》文中研究说明本文以景观生态学、可持续发展和土地利用/土地覆盖变化研究的理论为基础,以系统论、信息论和控制论为指导,结合RS和GIS技术,采用大庆市1989年和2004年两期TM影像数据对大庆市的土地利用/覆盖变化进行系统研究。采用土地利用变化动态度、时空演变、分类指数等多种土地利用模型,研究近十五年来大庆市土地利用/覆盖时空演变,从多角度、多侧面来揭示大庆市的生态环境问题。在土地利用解译的基础上,提取土地利用栅格数据,以1km网格单元为尺度,通过土地利用空间信息指数来分析大庆市土地利用的景观格局及其演变过程。针对大庆市的生态环境问题建立了由叁大子系统20项指标组成的适合于大庆市土地可持续利用的指标体系。采用多源空间信息,以GIS为技术平台,构造以栅格数据为主的数字环境,进行土地可持续利用状况空间定量评价研究。本文综合栅格空间信息开展土地可持续利用研究,从时间和空间上揭示了大庆市土地生态环境演变的规律和特征,是区域土地资源可持续研究的新尝试,其研究成果为大庆市土地资源保护与重建、资源可持续利用决策提供科学依据。
汪雪格[3]2008年在《吉林西部生态景观格局变化与空间优化研究》文中提出本文以景观生态学理论为指导,以遥感-地理信息系统技术为支撑,采用基于空间分析和元胞自动机等的多种模型和方法进行了吉林西部生态景观格局变化和空间优化研究。以土地利用变化作为研究的切入点,运用土地利用变化模型对土地利用类型的数量变化和空间转移规律进行了剖析;运用景观指数法,对该区景观格局变化进行定量分析,揭示了景观格局变化的特征和过程;运用空间分析方法,以1000m×1000m的栅格尺度,对该区的生态景观格局及其影响因子进行空间自相关分析和空间回归分析,筛选与生态景观格局空间分布相关的影响因子;运用MCE-CA-Markov耦合模型对吉林西部景观格局变化趋势进行预测研究,从而揭示了该区15年尺度的土地利用变化的特点和规律;应用元胞自动机模型原理,基于Matlab平台,通过作者编程,创建了景观格局空间优化模型,并对吉林西部土地利用格局进行了空间优化研究,为进行区域土地利用规划奠定基础。与传统的方法不同,本文以景观生态学的理论为指导,采用空间分析方法和模型对该区的土地利用变化及过程、土地利用格局变化趋势与土地利用空间优化开展了系列研究,从而为景观生态学与土地利用研究领域的结合探索了一条新路。因而本文具有重要的理论意义和应用价值。
唐宽金[4]2009年在《基于景观生态学的土地利用时空格局变化研究》文中提出随着遥感动态监测技术和地理信息系统空间分析技术的不断发展,土地利用/覆被变化作为当今全球变化研究的重要领域,已不仅仅局限于对土地利用数量和结构变化的定量研究上,而是越来越注重土地利用时空格局变化及其过程的研究,以便能更好的了解土地利用变化的过程和机制,并通过适时的调整人类经济活动,实现土地资源的合理、可持续利用。景观生态学作为一门新兴的交叉性学科,在景观格局变化及其过程的研究方面具有很大的优势。土地利用变化具有原生态的特点,而景观生态学中的景观斑块和土地利用变化研究中的不同用地类型的地块在结构和功能上具有很大的相似性。鉴于此,本文依托国家自然科学基金项目《土地利用空间数据挖掘方法及其应用》(编号:40571119)和新一轮济南市土地利用总体规划修编研究工作,将景观生态学的原理和方法引入到土地利用变化研究当中,通过对原有方法的整合改进以及新研究方法的引入,以长清区为研究对象,对区域土地利用时空格局的变化过程和发展趋势进行了分析和模拟。本文以长清区1995年、2000年、2005年叁期TM遥感影像解译所得的土地利用现状数据为主要数据源,进行了如下内容的研究:(1)利用景观相对动态度、绝对动态度、景观类型转移矩阵等模型和方法,对长清区1995-2005年的土地利用结构和数量变化、以及不同用地类型之间的相互转化进行了深入分析,从整体上对长清区土地利用动态变化强度进行了数量变化研究。构建了地类转换倾向性模型,对不同用地类型之间转换的优势倾向进行了分析。(2)利用景观指数、景观共生矩阵对长清区土地利用总体空间格局的变化进行了分析。借助于数字高程模型,构建了长清区3D景观模型,直观形象的展示了长清区土地利用空间格局状态,并以此为基础,分析了长清区土地利用变化与地形因子的关系。(3)基于Idrisi地理信息系统平台,通过挖掘土地利用类型转换规则,利用CA-Markov模型对长清区土地利用变化趋势进行了数量预测和空间模拟。结果表明,长清区土地利用变化具有明显的时空分异特征。从时间上来看,2000-2005年间土地利用变化强度要比1995-2000年大,各种土地利用类型的动态度在2000-2005年都相对较大,存在明显转换优势倾向的地类配对也较多。从空间格局的变化来看,各土地利用类型的斑块密度增加、平均斑块面积减小,斑块类型聚合度、优势度降低,景观呈现破碎化趋势;斑块形状指数、分维数不断变大,反映出人类对土地的作用强度不断加大。此外,在不同的坡度和高程区域,各土地利用类型的分布状态和变化存在明显的差异。从土地利用变化趋势上来看,2005-2020年长清区耕地面积将持续减少,且在2005-2010年间面积减少最大;城镇用地面积持续增加,农村居民点面积不断减少,二者变化趋势相反,开始呈现此消彼长的互动关系。
王晨野[5]2009年在《生态环境信息图谱—空间分析技术支持下的松嫩平原土地利用变化评价与优化研究》文中研究说明近半个世纪以来,松嫩平原的生态环境发生了显着的变化,土地盐碱化、沙化和草原退化等问题日益严重,制约了该区社会、经济和生态环境的协调发展。本文以可持续发展理论为指导,以遥感-地理信息系统技术为支撑,采用基于生态环境信息图谱、空间分析技术和元胞自动机等多种模型和方法进行了松嫩平原土地利用变化评价、预测与空间优化研究。以土地利用变化为研究的切入点,运用土地利用图谱模型对土地利用类型的数量变化、时空演变过程和空间转移规律进行了剖析;运用信息图谱方法,以盐碱化土地图形为核心,衍生图形的数量结构特征、时空分布特征、尺度特征以及景观特征图谱系列,开展土地盐碱化动态变化研究;从土地利用的系统结构、功能和效益出发,构建土地可持续利用评价指标体系,基于Geodatabase创建生态环境信息图谱指标数据库,采用层次分析-变权-物元分析(AHP-WC-ME)耦合模型进行综合评价;运用空间分析方法,以1km×1km的栅格尺度,采用空间相关函数筛选土地利用主要影响因子;运用空间主成分分析-元胞自动机-马尔科夫(SPCA-CA-Markov)耦合模型对松嫩平原土地利用格局空间变化趋势进行预测研究;基于Matlab平台将“自上而下”的灰色线性规划模型(GLP)和“自下而上”的元胞自动机模型结合,创建了松嫩平原土地利用格局空间优化模型,对松嫩平原土地利用格局进行空间优化研究,为松嫩平原土地资源的合理开发利用和区域经济的可持续发展提供参考。本文综合运用多种新技术和新方法从土地利用变化对生态环境影响的角度出发,系统开展土地利用格局变化、土地可持续利用评价、变化趋势预测和空间优化系列集成研究,从深度和广度上揭示了松嫩平原生态环境演变的规律和特征,为区域生态环境系统研究探索了一条新路,研究成果可为松嫩平原生态环境保护与重建、资源可持续利用决策提供科学依据。
陈荣蓉[6]2012年在《重庆丘陵山区农村土地整治工程及其景观效应》文中研究表明在影响土地利用变化的人类活动中,农村土地整治是改善农业生产条件和生态环境的重要手段,也是一种强制性、时效性很强的干扰活动,在短期内会对生态系统及景观格局产生剧烈影响。目前,我国农村土地整治偏重于新增耕地目标,对农村土地利用及生态环境问题关注和治理力度不够,致使乡村景观严重受损,生物多样性降低,并对耕地保护、粮食安全和食品安全及农产品质量构成潜在的威胁。因此,作为未来应对全球气候变化、生态环境和粮食安全及国家、区域层面城乡统筹、一体化发展的战略需求的重要手段——农村土地整治,在技术需求上应如何响应；在工程措施上应如何适应；这些工程技术措施又将造成什么样的生态景观效应,尤其在小尺度上对生境质量、景观多样性、土地产能、生态景观服务功能及水文生态过程等将产生怎样的影响等,都急需在理论和实践层面上有更为深入和全面的认识或理解。本文立足重庆,基于“一圈两翼”的区域发展格局,选取5个国土整治整村推进示范村项目为样点,结合土地利用变化理论、农村土地整治理论和景观生态学理论,构建了“农村土地整治—土地利用变化—景观格局及生态学过程”分析框架,试图从工程技术的角度揭示小尺度上工程技术措施治理土地破碎化过程的机理；同时,借助于对土地整治景观生态学过程的分析,阐明土地利用、农业生物多样化与地块异质性间的联系,为评估乡村景观建设的技术需求和土地整治工程措施的适应性,以及制定农村土地整治建设乡村生态景观的技术策略,提供科学的认识途径和有针对性的解决方案,由此以期为土地整治景观建设理论和技术创新提供科学指引。研究取得的主要结果和结论如下：(1)农村居民点复垦工程及其景观效应：①依据不同的用地控制标准,5样点村农村居民点人均用地水平相对集约,但户均表现相对粗放;从格局来看,在横向水平上,农村居民点从丘陵到山地由小聚居向大分散过渡;在纵向梯度上,随着海拔的上升,农村居民点的数量和面积总体呈明显减少趋势。②农村居民点复垦作为一项系统工程加以实施,并参与产业规划,不仅促进了样点村自发形成的分散农村聚落向具有相对规模且有序的农村聚落转变,也加快了丘陵山区土地利用方式转型和生态恢复。③数量特征上,农村居民点复垦导致样点村居民点个数和面积均大幅减少,而聚落规模则明显增大,其用地格局由复杂趋于简单。④景观特征上,农村居民点复垦导致样点村景观多样性水平下降,SHDI均值由0.9209降至0.8829;而斑块形状规则化程度提高,LSI均值由23.2451降至21.3039；景观的空间集聚性有所提高,CONT均值由93.9518升至94.8299。可见,农村居民点复垦,在一定程度上尊重了村域土地利用、农业生物多样化与地块异质性间的联系,既消除了自然村落的弊端,又实现了乡村景观的重塑,同时也给当地创造了发展契机。(2)土地平整工程及其景观效应：①从浅丘到低山丘陵再到中低山槽谷,土地利用的主要矛盾从人多地少转向地形地貌约束；就耕地而言,水田均分布于15°以下,而旱地的78.28%分布于15°以上：水田和旱地的破碎化表现形式不同。制约水田利用的是田坎曲折、占地宽,制约早地利用则是坡耕旱地,生产耕作困难,水土流失和作物减产现象普遍。②在土地平整中,采取田块归并和条田整治治理水田、采取坡改梯治理旱地是丘陵山区降低破碎化、提高土地利用率较适宜的方式。③土地平整工程显着改变了水田和旱地的农田景观,田块形状趋于规整。因此,对土地破(细)碎化的治理,不仅限于单纯的地块调整和归并,在丘陵山区更应注重条田整治和坡改梯的治理方式。(3)农村道路工程及其景观效应：①农村道路优化布局和整治设计,提升了项目区道路结构、质量和通行能力,且减少了占地。除YD-Ⅱ外,其余样点田间道与生产路之比提高2%-11%;砼质生产路、硬化田间道比重增加,路面宽度增加：道路环通度(αα)、连通度(y)变化范围分别由0.32～0.37、0.54～0.58提升至0.37～0.46、0.58-0.64。②在景观水平上,新建道路会加剧景观斑块分割,导致破碎化程度增加；而道路减少,则有助于降低景观破碎化程度。不过,因工程规模有限,农村道路建设对区域景观斑块间连接程度和景观多样性不会造成显着影响。在类型水平上,农村道路整治则一定程度地改变了耕地、农村居民点和生态用地的形状及格局,发挥了对乡村景观的重塑和优化作用。(4)农田水利工程及其景观效应：①农田水利工程整治不同程度地改善了项目区农田水利工程的数量、质量及网络结构特征,增加了有效灌面。经整治,5样点村水源工程新增蓄水池65口,灌溉渠总长由19.94km增至27.25km,排水沟由80.60km增至136.03km,渠网密度(D)、环通度(α)、连通度(y)变化范围分别由10.98～22.94、0.16～0.25、0.45～0.50提升至16.73～50.60、0.20～0.28、0.47-0.52。②在景观水平上,新建农田水利工程会加剧对区域景观斑块的分割,增强景观的破碎性,导致斑块形状规则化程度降低,但对区域景观的多样性和连通性影响不明显：在类型水平上,农田水利工程整治作用于土地利用过程会明显改变耕地和生态用地的形状及格局,但对农村居民点影响较小。(5)土地整治前后土地利用(景观)变化效应及其景观生态学过程：①土地利用景观结构变化表现为：农业生产景观显着增加,农业生态景观显着减少,农业服务设施景观有所减少。②在类型水平上,耕地景观受到较强干扰,变化显着,破碎度增加；农村居民点景观受到强烈干扰,变化剧烈,破碎度显着下降；生态用地景观受到一定干扰,但变化较小,破碎度有所下降。在景观水平上,总体景观破碎度下降,最大斑块面积和斑块聚集度提高,斑块间的廊道连通性增强,斑块形状的规则性和景观多样性降低；从样点间比较看,从丘陵平坝到中低山区土地整治带来的景观变化存在差异,但不显着。③土地整治使生态总价值均实现了不同程度的增值,且其作用于不同类型的景观产生了不同的景观生态效应。其中,农业生产景观和农业服务设施景观(水域)的生态价值普遍增加,如YD-I分别有10.25%和9.94%的显着增幅,而农业生态景观的生态价值变化不一致。④与土地整治相关的景观生态过程表现为,a)土地整治中,土地利用结构调整改变了景观结构,土地用途转变改变了景观功能,由此导致了景观格局的演变,并带来不同的景观生态效应。b)丘陵山区农村建设用地的复垦还耕、还园、还林,在一定程度上提高了生态景观要素之间的连接度水平,有利于保持景观生态的稳定;而土地整治实施的田间道路工程、农田水利工程改善了景观的连通性。c)土地整治易导致耕作层土壤发生改变,给土壤肥力和生物多样性带来负面影响,导致土壤的水分和养分循环不能充分进行。d)在土地利用结构调整中,通过尊重地块异质性,发展农业生物多样化,优化村域土地利用,有助于协调人与自然的关系,保护景观多样性。(6)研究建议在土地整治的规划设计中,适当引入基于生物多样性保护的景观规划方法,注重核心生物栖息地的保护、缓冲区的建立、廊道的构筑以及景观异质性的加强和栖息地的恢复。综上所述,在农村土地整治生态景观建设战略的指向下,本文构建了“农村土地整治—土地利用变化—景观格局及生态学过程”分析框架,为解释土地整治在微观尺度上导致的土地利用及景观变化和由此带来的景观生态效应问题,以及揭示不同区域土地利用、农业生物多样化与地块异质性间的联系提供了途径,有助于深入把握土地整治与土地生态环境的作用机理,并为评估乡村景观建设的技术需求以及土地整治工程措施的适应性,以及制定农村土地整治建设乡村生态景观的技术策略,提供了较为科学的依据。研究有望为开展土地整治景观建设理论和技术创新的综合研究提供有益的尝试。
常胜[7]2010年在《基于景观空间格局的土地可持续利用评价》文中提出土地作为人类生存与发展最重要的资源之一,是人类生存的载体,是人类一切生产和生活的场所。协调人地关系,可持续利用土地资源是经济、社会可持续发展的基础。土地可持续利用评价是土地可持续利用研究的关键问题,是土地可持续利用研究由理论到实践的必经环节,也是实施土地可持续利用的重要手段,是开展区域国土整治、土地利用规划和土地利用制度制定的重要依据。“结构决定功能”,土地空间镶嵌的稳定性是土地功能稳定的基础,是土地可持续利用的前提。就目前的土地可持续利用评价来看,在内容上,多注重区域土地功能在时间上的变化,对土地利用的空间格局关注较少；在评价方法上,多以线性加权方法为主,而一些新的综合评价方法,如神经网络方法、投影寻踪综合评价方法等,还没有在土地可持续利用评价中得到很好的应用。恩施土家族苗族自治州是湖北省唯一被划入西部大开发的地区,是鄂西生态文化旅游圈的重要组成部分。随着宜万铁路、沪蓉高速公路西段的开通,加上西部大开发的推进和鄂西生态文化旅游圈的建设,必将会极大地促进区域的社会经济发展,也给区域土地利用带来前所未有的压力。区内目前生态环境良好,但属于典型的生态脆弱区,生态环境一旦遭到破坏,将很难恢复。因此,在该区域开展土地可持续利用评价,了解目前土地利用所处的状况,找出土地可持续利用的限制因子,提出可持续利用对策,对实现区域土地可持续利用、实现区域可持续发展具有重要意义。本文首先对景观空间格局变化与土地可持续利用评价的关系进行理论探讨。人们的土地利用行为形成特定的景观空间格局,景观空间格局是土地利用的结果。首先,景观与土地在空间实体上具有相似性。人类的经济开发活动主要是在景观层次上进行的,景观为人类经济活动提供各种资源及场所,是人类的开发利用对象。而从土地的角度,土地是人类的基本生产资料,为人类的生产和生活提供场所和空间,人类所有的生产和生活都要落实到土地上,表现为土地利用行为及土地利用方式的时空变化。因此,景观是土地利用的结果。景观类型和土地利用类型、景观结构与土地利用结构、景观功能与土地功能、景观变化与土地利用／覆被的变化间具有极大的相似性。其次,从空间格局的演变上看,短时间尺度下,人类的土地利用行为是空间格局演变的主要驱动因子。土地是一个自然地理综合体,是一个由不同土地利用类型组成的空间镶嵌体,具有明显的空间异质性。一般认为,一定范围内异质性的增强有助于提高景观稳定性,而空间镶嵌稳定性是功能稳定性的基础。根据生态整体性与空间异质性理论,区域土地可持续利用的实质就是构建合理的空间异质性,维持土地利用的生态整体性。土地可持续利用评价不能局限于分析其构成要素的状况,而是要把握系统整体特征,综合考虑影响土地利用的社会因素、经济因素和生态因素等各种因素进行评价。景观结构与功能理论指出：“格局反衍过程,过程反衍机理,机理揭示规律”,景观结构决定着景观的功能。对区域土地利用来说,土地可持续利用即土地功能的延续和维持,就是要追求土地功能的稳定,而功能稳定又以景观空间镶嵌稳定性为基础。因此,土地可持续利用评价不仅对土地功能强弱进行评价,还必须评价其景观空间格局(土地利用空间结构),尤其是要对景观空间格局的稳定性进行评价。在景观空间格局稳定性定量评价方面,因空间异质性是空间格局稳定性的基础,般选择描述空间异质性的相关指标来对景观格局的稳定性进行评价。在此基础上提出基于景观空间格局的土地可持续利用评价思路：土地可持续利用就是区域土地在面临特定压力的情况下,能够稳定的、持续的获得较高综合效益以满足人类社会经济系统的需求,而这种土地功能的稳定性以土地空间镶嵌的稳定性为基础。因此,基于景观空间格局的土地可持续利用评价就是对区域土地面临的压力、土地的景观空间结构和综合效益的综合评价。压力是土地利用可持续性变化的驱动因子,综合效益最优是土地可持续利用的最终目标,景观空间镶嵌的稳定性是实现土地可持续利用的基础。基于景观空间格局来进行土地可持续利用评价,不仅可以实现结构和功能的结合,还可以将时间和空间耦合起来。在探讨景观空间格局演变与土地可持续利用评价之间关系的基础上,以ETM+和TM遥感影像、SRTM DEM遥感数据为数据源,综合运用“3S”技术及景观生态学方法研究恩施土家族苗族自治州1990年年以来的土地变化及空间格局演变,对其产生的生态环境影响(包括净第一性生物生产力、生态系统服务价值、生态足迹及水土保持效益)进行定量评估,建立起基于景观空间格局的“压力—功能—结构”土地可持续利用评价指标体系,对研究区1990年以来土地利用的持续性进行评价和障碍因子诊断。研究表明：1)自1990年以来,区域土地利用发生了较为剧烈的变化,其最主要的变化为草地和耕地的急剧减少,林地的持续增加,空间格局聚集性持续增强,多样性下降,空间格局的稳定性持续降低。从数量变化上看,1990年～2000年,变化幅度从大到小排序依次为：林地(7.92%)>草地(-6.20%)>耕地(-2.19%)>水域(0.23%)>建设用地(0.23%),水域与建设用地变化的比例相同,但水域变化的面积更大。2000年～2007年,变化幅度从大到小排序依次为：耕地(-8.41%)>林地(8.17%)>草地(-0.14%)>建设用地(0.11%)>水域(0.06%)。从变化强度上看,两个研究时段相比,2000年～2007年土地变化强度更大。1990年～2000年,土地利用的综合动态度为6.06%,各土地利用类型的变化强度按从大到小排序为：水域(11.51%)>草地(-9.42%)>建设用地(2.11%)>林地(1.51%)>耕地(-0.55%)。2000年～2007年,区域土地利用综合动态度为9.83%,各土地利用类型的变化强度按从大到小排序为：草地(-5.23%)>耕地(-3.19%)>水域(1.95%)>林地(1.94%)>建设用地(1.09%)。从土地利用类型的空间分布上看,从1990年以来,土地利用类型空间分布的基本变化趋势是：草地持续向高山收缩,林地持续往低海拔地区蔓延,耕地进一步向低海拔沟谷地回缩。从1990年到2000年,耕地分布的平均高程下降25.92米,平均坡度下降1.24度；草地分布的平均高程增加了474.73米,平均坡度上升了1度左右。2000年～2007年,林地分布的平均高程下降5.23米,平均坡度下降0.98度；耕地分布的平均高程下降96.99米,平均坡度下降0.97度。草地分布进一步往高山收缩,平均分布高程增加124.73米。从区域土地利用的空间格局上看,自1990年以来,空间格局的聚集度持续增大,多样性指数持续下降,空间格局的稳定性不断降低。从1990年到2000年,区域土地的利用的斑块数量从244128变为383276个,平均斑块面积从9.91公顷变小为6.31公顷，平均形状指数、分维数和分形指标趋大,土地利用空间格局趋于复杂化,破碎化；优势度和均匀度分别从1990年的0.7561、0.5302变化2000年的0.8522和0.4705,反应区域土地利用格局受林地和耕地两种用地类型的支配作用加强。景观聚集度增大,空间格局的多样性指数降低。从2000年到2007年,区域土地的利用的斑块数量从383276个变为185722个,平均斑块面积从6.31公顷变变为13.03为公顷；优势度和均匀度分别从2000年的0.8522、0.4705变化2007年的0.9867和0.3869,聚集度进一步提高,反应区域土地利用格局受林地和耕地两种用地类型的支配作用进一步得到加强,空间格局的多样性指数进一步降低。2)由于人口的增加和土地利用结构的调整,土地的生态承载能力有所降低,但总体上区域土地利用的生态环境效益持续提高。从面积加权平均的NPP来看,研究区域的净第一性生产力持续增加,1990年区域平均NPP为15.78t／(hm2·a),2000年上升到15.86 t／(hm2·a),2007年上升到16.63 t／(hm2·a)。各用地类型的NPP按大小基本排序为林地>耕地>草地>建设用地>水域。从单位面积NPP极值上看,1990的NPP极值为83.43 t／(hm2·a),2000年和2007的NPP极值均为98.87t／(hm2·a),说明研究期内生态环境的改善不仅仅表现在森林覆盖率的持续提高上,森林的生长情况也变得更好,其生物生产功能变得更强。生态系统服务价值评估的结果显示：研究区域自1990年以来,生态系统服务价值持续增长,表明区域生态环境质量得到持续改善,生态系统服务功能得到增强。从土地利用类型上看,林地和耕地构成区域生态系统服务价值来源的主体,其中又以林地的生态系统服务价值最大,并随时间推移得到加强。恩施州土地利用的生态系统服务价值1990年为3140522.2万元,2000年增长为3402427.2万元,2007年进一步增加到3662663.9万元。在生态系统服务价值的构成中,林地的生态系统服务价值最高,所占比例最大并逐渐增大；其次是耕地,但所占比例逐年下降。林地生态系统服务价值占区域总生态系统服务价值的比例1990年为77.85%,2000年味82.73%,2007年进一步增加到87.28%；耕地生态系统服务价值占区域总生态系统服务价值的比例1990年为18.72%,2000年将为16.33%,2007年进一步下降至11.78%。从生态足迹上看,自1990年以来,区域人均生态足迹持续增加,而人均生态承载持续下降,1990年略有生态盈余,随后转为生态赤字。1990年人均生态足迹为1.23hm2,2000年为1.44 hm2,2000年上升为2.2 hm2。两个时段相比较,2000以后人均生态足迹上升速度更快。其中,能源消费的生态足迹占据较大比重,并迅速上升。人均生态承载能力持续降低,1990年人均生态承载为1.447 hm2,200年降为1.3846 hm2,2007年进一步下降为1.2203 hm2。区域水土流失评价的结果表明,由于区域极高的森林覆盖率,研究区内水土流失轻微,水土保持效益良好。土壤侵蚀模数最大值1990年为694.947 t／km2·a,2000年为693.507t／km2·a,2007年为670.764 t／km2·a。根据土壤侵蚀分类分级标准,1990年以来研究区域土壤流失状况总体上为微度侵蚀,土壤轻度流失的面积1990年为558.9公顷,2000年为243.81公顷,2007年为230.04公顷。以轻度土壤流失面积最大的1990来看,其面积占区域土地总面积的比例仅万分之二。3)分别采用均方差决策赋权法、熵权法确定土地可持续利用评价指标权重,用线性加权方法进行区域土地可持续利用综合评价,并与投影寻踪综合评价方法评价结果进行比较印证,得到区域土地利用可持续性变化为：自1990年以来,研究区域土地利用的可持续性持续下降。土地可持续利用评价的障碍诊断表明：1990年,土地可持续利用的主要障碍因子是粮食单产水平较低,区域生态环境相对较差。1990年以后,随着区域内封山育林措施和国家退耕还林政策的实施,生态环境得到持续改善,土地可持续利用的主要限制因素为建设用地面积的增长、人口综合消费水平的提高和景观多样性的下降。其深层次的原因则是因为退耕还林使耕地、草地大量转变为林地,一方面使得区域生态环境进一步改善；另一方面直接导致区域土地的生态承载能力降低和空间格局的稳定性下降。最后,本文提出了区域土地可持续利用的对策：加强基本农田的建设,保护耕地,推行土地整理,提高耕地的产出能力；节约集约利用建设用地,控制建设对耕地的占用；抓住机遇进行产业结构调整；根据景观生态学集中于分散原理,构建生态安全格局：建立区域生态补偿机制,维持退耕还林政策的连续性。
王思远[8]2002年在《基于地理时空数据库的中国近期土地利用/土地覆盖变化研究》文中研究指明遥感技术与地理信息系统技术的发展，为研究全球变化和可持续发展提供了信息源和技术手段。而土地利用／土地覆盖作为地球表层系统最突出的景观标志，其变化是近年来全球变化研究的重要领域。面对海量的土地利用／土地覆盖的时空数据，研究如何更好的存贮这些数据，如何从这些海量信息中发掘有用的、能提供辅助决策支持的信息是本文研究的重点。本文首先对地理时空数据库的关键技术进行了探讨；并基于中国资源环境时空数据库，对中国近期土地利用／覆盖格局及其变化进行了分析。具体包括如下内容： ①土地利用／覆盖信息的存贮方式——地理时空数据库的概念、模型以及系统组织结构 从时空地理实体出发，对地理时空数据模犁的基本概念与方法(包括地理信息的时间特性、空间特性以及地理信息的时空检索与拓扑关系)进行研究。针对国土时空信启、数据量巨大，数据格式不同，存贮方式多样，提出一种面向对象改进基态修正模型的分层次时空数据库模型。该模型分别由现时数据库、过程数据库和历史数据库组成，现时库、历史库分别分层次存储土地利用／土地覆盖各类型现状数据和历史数据，过程库则存储时空数据库操作的各个过程，同时进行过程操作验证，以及建立存贮土地利用／覆盖的元数据库等，并完成一些必要的计算。整个模型顾及到海量的地理时空数据管理、存储与检索、分析，具有较大实用性。 ②纳入GIS信息的遥感影像综合理解模型及土地利用／覆盖信息的自动识别与提取 本文从遥感影像理解模型出发，探讨了遥感信息的知识发现，特征提取问题，特别针对土地利用／土地覆盖研究领域，提出了纳入地学辅助信息的遥感影像综合理解模型，基于该模型，开发了相应软件系统，对土地利用／土地覆盖信息进行自动识别与提取。 ③中国土地利用／土地覆盖时空变化及驱动因子分析 由于土地利用／土地覆盖的变化涉及因素繁多，过程错综复杂，因而以减少和抽象化为特征的各种模型对于理解和预测土地利用／土地覆盖的格局具有不可替代的作用。本文分别以土地利用动态度模型、土地利用程度时空演变模型、土地利用分类指数演变模型、土地利用重心迁移模型、土地利用类型转移模型等来研究近十年中国土地利用／土地覆盖的时空演变。从景观生态学的角度考虑土地利用／覆盖变化，不仅可以反映土地利用／覆盖变化的自然过程，而且可以更有效地反映人类驱动下的土地利用／覆盖变化过程，从而更好地把握土地利用／覆盖变化的现代过程。本文通过选择景观多样性指数、优势度指数、均匀度指数以及破碎度指数等景观指数，来分析近十年中国土地利用的景观格局及其演变过程。最后，通过典型相关分析，选择43项与自然和社会经济条件有关的变量，对中国土地利用／土地覆盖变化的驱动因子进行分析。 ④基于样带的土地利用时空特征以及驱动因子分析 样带是指在全球变化或区域环境变化中具有代表性的地带和敏感地带。首先，针对土地利用／土地覆盖时空变化研究，通过分析中国自然生态环境的综合特点，选择有代表性的五条样带；而后，在各样带内，通过对土地利用／土地覆盖的样带内土地利用变化研究，及其与社会经济发展水平、样带生态环境背景状况的相关研究，发现空间特点的形成原因和区域分异规律。并通过模型的建立来实现这种规律的数学语言描述，以数学信息实现空间规律与区域特点的比较与差异程度描述。 ⑤基于神经网络的中国生态环境综合分区 在GIS技术支持下，选用自然气候因于和地形地貌因子，利用主成分分析法进行多源－t空间信息复合，生成自然生态综合因子图，而后利用神经网络分区法进行自然分区，生成中国土地利用自然分区图。在综合考虑分区原则的基础下，把中国分为 9个区域，分别为：东·＠北寒温带、温带湿润地区；东北北亚热带半湿润地区：华北暖温带半湿润地区；内蒙温带半湿润半干旱地区；华中、华南亚热带湿润地区；华东亚热带湿润地区：华南热带、亚热带湿润地区：曲北温带干旱极干旱地区；青藏高原及西北高寒区。 ⑤基于分区的土地利用／土地覆盖景观格局演变研究 在神经网络分区法生成的中国生态环境综合分区的基础上，由于在不同的自然气候条件以及地形地貌条件作用下，不同的分区具有各自不同的景观格局及演变特点。通过选川各类景观指数（如景观斑块个数、斑块面积、斑块周长、景观分维数、景观多样性、均匀度、优势度、聚集度、分离度、破碎度指数等），来对不同分区的士地利用／土地覆盖景观格局及演变进行分析。
田静毅[9]2007年在《秦皇岛市生态环境信息图谱模型及生态安全研究》文中指出本文以生态安全、地学图谱信息、景观生态学、土地利用变化等原理为指导,以3S集成技术为支撑,运用生态环境图谱信息模型,进行秦皇岛市生态安全研究。首先,以土地利用变化作为研究的切入点,基于地学信息图谱理论,建立了秦皇岛市土地利用变化信息图谱模型,根据图谱模型分析秦皇岛市土地利用动态变化过程,发现了秦皇岛市14年间生态环境时空演变过程和规律。构建Logistic-CA-Markov多图谱信息耦合模型,基于栅格,综合了社会、经济和自然等因素,对研究区土地利用影响因子进行了分析,根据空间回归系数创建了土地利用适宜性图集,实现了2016年秦皇岛市的土地利用数量及其空间分布综合预测,并对其发展趋势进行了分析。在土地利用变化研究的基础上,对秦皇岛市土地利用图谱进行了重分类,得到了景观图谱分类,制作了1988年和2002年景观生态图。确定了秦皇岛市景观图谱模型,包括密度大小及其差异、边缘、多样性和聚散性等指标模型。对不同时期、不同景观的土地覆盖景观格局及演变过程进行分析,对秦皇岛市景观格局及其演变规律进行分析。运用RS-GIS-USLE耦合图谱模型,对研究区进行了土壤侵蚀量定量实验研究,基于Arc/info的空间分析模块,得到了图谱模型因子图集,进行图谱运算,获得了秦皇岛市像元土壤侵蚀量图、土壤侵蚀等级图,统计了不同侵蚀级别、不同地类的土壤侵蚀量和侵蚀面积,为秦皇岛市水土保持提供了科学依据。以生态环境信息图谱模型为基础,构建生态安全评价指标体系;提取各指标数据;确定指标生态安全标准值;建立了支持向量机生态安全评价模型,实现研究区生态安全评价,并提出对策和建议。
傅丽华[10]2012年在《基于景观结构的长株潭核心区土地利用生态风险调控研究》文中研究说明在快速城市化进程中,针对区域土地利用结构与功能的变化,如何有效调控土地利用生态风险,实现生态、经济、社会可持续发展是一个亟需解决的难题。本研究以长株潭核心区为研究对象,运用地理学、景观生态学、管理学、数学与计算机科学等多学科的方法与技术,依据研究区近20年来区域土地利用变化的尺度特征及生态风险作用驱动因子的分析,以景观结构及功能变化为切入点,对不合理的土地利用方式导致的土地利用结构变化及功能退化等引起的生态风险进行识别,构建基于景观生态学的风险评价指标体系和评价模型,开展不同尺度的土地利用生态风险评价,并以评价结果为依据,从调控目标、调控重点、调控尺度选择、调控行为决策与调控策略等方面提出如何有效实施土地利用生态风险调控。主要内容及结论如下：1.土地利用变化特征尺度分析根据长株潭核心区1989～2008年4期遥感影像数据资料,提取区域土地利用变化数据,以湘江样带为典型研究区,运用小波分析方法进行特征尺度检测。结果表明：长株潭核心区不同部位的特征尺度选择不是唯一的,长株潭城市群核心区土地利用变化具有多尺度敏感性,不同研究区域或研究部位的土地利用及景观格局变化对特征尺度选择有一定影响。不同土地利用及景观类型具有不同的尺度特征,城市边缘区的特征尺度值最小但景观敏感性最强,宜选择1980m左右的分析粒径；城市建成区特征尺度值最大,宜选择3300m左右的分析粒径,其景观敏感性最差。2.土地利用生态风险驱动因子及作用机理分析土地利用结构及功能变化是导致长株潭核心区土地利用生态风险的主要原因。在分析土地利用变化社会驱动因子作用的基础上,研究景观结构特征及格局变化的生态学特征,开展景观敏感性分析及生态系统服务价值评估,以更好的把握生态风险驱动因子作用的方式及过程。研究表明,社会经济因子是长株潭核心区土地利用生态风险作用的主导驱动因子,建设用地变化与GDP变化具有一致性；耕地与草地的景观敏感性最强,其次是林地和水域,建设用地及未利用地的景观敏感性最差。3.土地利用生态风险评价及特征分析根据对研究区土地利用变化及生态风险驱动因子作用的分析,结合景观生态系统服务功能价值,建立基于“源”与“汇”景观结构的土地利用生态风险评价指标体系及评价模型。结果表明,城市建成区土地利用生态风险高于其他区域,长沙市区整体风险值最高,较高风险及高风险区分布最广,湘潭次之,株洲市区整体土地利用生态风险最低。长株潭核心区土地利用生态风险均表现出即由一般风险区向中风险区,或者是由一般风险区向较高风险区发展的过渡性特点,低风险分布区域呈现零散分布,区域土地利用生态风险调控的压力较大。评价单元大小对评价结果的准确性有一定的影响,比较10km×10km及2km×2km粒径两种评价单元的分析结果,后者是更适合的城市群土地利用生态风险评价单元。4.土地利用生态风险调控结合对土地利用生态风险因子作用分析,以生态风险评价结果及风险指数变化规律为依据,确定不同变化情景的风险调控目标与调控重点,探讨土地利用生态风险的最佳时间、空间及功能调控尺度选择,并根据调控行为主体系统的特点,从微观层面开展了基于多智能体模拟(ABM)方法的土地利用风险调控行为模拟与决策,并提出了不同土地利用生态风险水平下的多种调控手段与调控策略。
参考文献：
[1]. 基于景观生态学的中国土地利用空间格局及其变化分析[D]. 姚嘉. 中国科学院研究生院（遥感应用研究所）. 2003
[2]. 基于数字栅格技术的大庆市土地利用时空变化及可持续利用研究[D]. 吕川. 吉林大学. 2008
[3]. 吉林西部生态景观格局变化与空间优化研究[D]. 汪雪格. 吉林大学. 2008
[4]. 基于景观生态学的土地利用时空格局变化研究[D]. 唐宽金. 山东师范大学. 2009
[5]. 生态环境信息图谱—空间分析技术支持下的松嫩平原土地利用变化评价与优化研究[D]. 王晨野. 吉林大学. 2009
[6]. 重庆丘陵山区农村土地整治工程及其景观效应[D]. 陈荣蓉. 西南大学. 2012
[7]. 基于景观空间格局的土地可持续利用评价[D]. 常胜. 中国地质大学. 2010
[8]. 基于地理时空数据库的中国近期土地利用/土地覆盖变化研究[D]. 王思远. 中国科学院研究生院（遥感应用研究所）. 2002
[9]. 秦皇岛市生态环境信息图谱模型及生态安全研究[D]. 田静毅. 吉林大学. 2007
[10]. 基于景观结构的长株潭核心区土地利用生态风险调控研究[D]. 傅丽华. 湖南师范大学. 2012
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