唐根年[1]2002年在《区域土地利用/土地覆被变化动态监测与生态影响评价研究》文中进行了进一步梳理土地资源是人类赖以生存和社会经济可持续发展的基础，又是人类从事一切社会经济活动和休养生息的基本场所，随着人口增长、粮食短缺、环境污染、气候变异等一系列全球性问题的日趋激化，全球性变化研究领域逐渐加强了对土地利用／土地覆被变化(LAND USE AND LAND COVERCHANGE-LUCC)的研究。土地是人类活动与自然界交互作用的界面，土地利用／土地覆被变化一方面客观地记录了人类对大自然的干扰；另一方面，也是人类认识地球系统变化过程的基础；人类通过对与土地有关的自然资源的开发和利用，改变地球陆地表面的覆盖状况，其对生态环境的影响不只局限于当地，而且对区域的水循环、环境质量、生物多样性及陆地生态系统的生产力产生更为深刻和持久影响，进而影响到全球生态环境。为此，九十年代初，“国际地圈与生物圈计划”(IGBP——International Geosphere-Bioshphere Programme)和“全球环境变化人文计划”(HDP——HumanDimensions Of GIobal Environmental Change Programme)二大组织就积极筹划全球性综合研究计划，1995年拟定《土地利用／土地覆被变化科学研究计划》，希望以此为契机，推动全球性问题的综合研究，有关土地利用／土地覆被变化及其评价研究也因此成为自然及社会科学共同深感兴趣的热点和前沿研究内容。 土地利用／土地覆被变化研究的关键内容可以概括为二个方面：第一，如何有效地监测不同尺度范围的土地利用／土地覆被动态变化趋势，即研究如何高效、快速地获取反映土地利用／土地覆被动态变化、过程、趋势的有关信息及相关技术方法；第二，土地利用／土地覆被变化的生态影响评价及其 论 文 摘 要动力学机制研究；上地利用／土地覆被变化对局地、区域、全球环境都产生广泛而深刻的影响，“几乎涉及到所有的组织水平——一从基因到全球”［Vitousek，1994］，所以土地利用／土地覆被变化生态影响评价是颇受重视的研究内容：在在动力学机制研究方面则侧重社会经济机制及土地利用决策对区域土地利用／土地覆被变化的影响，包括：体制怎样影响到具体的土地利用行为；经济发展与政治体制的改变怎样作用于土地利用与土地覆被变化的过程等。然而由于跨学科综合性研究的难度，迄今这方面探索成功实例尚不多见。 基于前人研究的成果，结合研究条件及其实际应用的需要，本博士论文立题定位于区域土地利用／土地覆被变化监测及其生态效应评价研究；主要研究内容可概括为以下方面：①土地利用／土地覆被变化遥感分类集成模式研究；②大比例尺区域土地利用／土地覆被变化日常变更技术系统的集成组织、开发，在上地利用／土地覆被变化遥感分类提供土地利用／土地覆被变化变化信息的基础上，结合土地利用详查基础成果集成组织、开发区域土地利用／土地覆被变化监测系统（R＊U＊＊Ms）系统：③建立区域土地利用／土地覆被变化动态数据库，进行区域土地利用／土地覆被变化生态适应性评价；＠弓l人社会经济因子，构筑社会驱动力下的土地利用／上地覆被变化模型，用于区域土地利用／土地覆被变化预测。 以浙江省黄岩市为例，进行区域土地利用／土地覆被变化监测及其生态效应评价的研究，通过研究，初步结果整理如下：1．基于土地利用／l地覆被变化像元遥感地学智躺敢胺减分类模式研究 土地利用／土地覆被变化动态监测的主要目的，在于及时掌握土地利用／土地覆被动态变化的信息。以往的研究大多侧重在分别对不同时相的卫星遥感资料进行各自的先分类、后比较，从中得到动态变化信息。然而，对于一个特定的研究区域而言，大多数土地利用／土地覆被类型在相对的时空尺度上保持“稳定”特征，如何有效地提取和识别“非稳定”的像元则是遥感监——二土—— ／／ 论 文 摘 要测分类的关键。本研究综合逐像元比较法、复合信息PCA 分类方法和基于遥感地学智能推理模式方法解决“非稳定”“兴趣特征目标”的识别和分类，提出一种变化像元搔感地学智能推理集成模式（changed pixel DetectionBased on Remote semsing and Geo－interpreting intellingent of integratedModel——一CPDRGllM），用于区域土地利用／上地覆被遥感动态监测，重点放在如何有效地提取和识别“非稳定”的像元，揭示这些 changed Pixe 的 “from”到“to”的过程，结合辅助多维空间信息采用多维空间信息证据推理对试验区“变化像元”进行证据推理、分类，以提高后期分类精度。研究表明：与传统的土地利用／土地覆被遥感分类方法相比较，分类精度具有显着或极显着差异，总体分类精度从原来传统分类精度的 5］刀3％，提高到82。34％。2．区域土地利用吐地覆被变化动态监测系统的集成组织开发与应用研究 利用卫星遥感TM资料进行区域土地利用／上地覆被变化动态监测，由于受分辨力的限制，分类精度在大比例尺
亓兴兰[2]2006年在《基于3S技术闽江流域土地利用演化及其空间格局过程研究》文中认为土地利用变化已经深刻影响到人类的生存和发展，是目前全球变化研究的核心主题之一。应用遥感技术调查研究土地利用状况及动态变化，可以为调整土地利用结构、合理规划与管理土地资源指明方向。本文以RS、GIS和GPS为主要技术手段，研究1986—2003年，闽江流域土地利用类型变化，并对其利用结构及空间格局变化进行了分析，进而对该流域的林地景观空间生态适宜性进行了评价，探讨应用3S技术进行林地空间适宜性评价研究途径。论文的主要内容包括： (1) 闽江流域一级分类土地利用结构动态变化及空间格局分析。采用分层分类方法对闽江流域两期遥感影像进行土地利用分类，并对该流域土地利用结构与空间格局动态变化进行了分析。研究结果表明：闽江流域最主要的土地利用／覆盖地类是林地和耕地，分别占该流域土地面积的60％以上和10％以上。闽江流域土地利用动态变化主导因素是退耕还林、居民点及工矿用地的扩展和农业内部结构的调整变化，其他动态扩展类型所占比重较小。17a来，林地面积增加9293.22km~2，耕地大幅减少，减少面积为4795.22km~2。闽江流域土地利用变化速度较快为4.79％。从空间分布来看，闽江中下游地区土地利用变化程度较闽江上游剧烈。利用马尔柯夫模型对该流域土地利用结构进行预测，发现林地与园地所占面积比例逐年增加，林地增加幅度较大；其余各类土地均呈递减趋势，特别是耕地减少幅度较大，系统稳定性逐渐降低，应调整土地利用结构，增加系统稳定性。通过空间格局分析表明，整体景观斑块数目增加，平均斑块面积减小，平均形状指数与分维数降低，破碎程度增加。人类活动对景观的有利干扰与不利干扰相互作用、相互影响使景观各要素发生了较复杂的结构变化和相互转化。从多样性指数来看，景观整体香农多样性指数和均匀度指数减小，表明优势组分林地对景观的控制作用不断增强，景观稳定性、异质性降低。 (2) 闽江流域林地利用结构动态变化及空间格局分析。分别基于NDVI变换采用阈值构造算法和基于缨帽变换采用非监督分类对两期遥感影像进行林地利用分类，并对分类结果进行结构动态变化与空间格局动态变化上的分析。研究结果表明：闽江流域林地总面积增加，尤其以有林地面积增加最为显着，而无立木林地与灌木林地面积大幅减少。林地景观的基质类型是有林地，闽江流域林地利用动态变化主导因素是大量的无立木林地转化为人工林，各地类变化速率较大，尤以无立木林地变化最快，为4.45％。空间区域分布表现为，闽江中下游地区林地利用变化程度较闽江上游大。空间格局分析表明：受人类活动影响，整体景观斑块数目增加，平均斑块面积减小，平均形状指数与分维数降低，破碎程度增加。从景观格局指数来看，景观整体香农多样性指数和均匀度指数减小，表明优势组分有林地对景观的控制作用不断增强。 (3) 林地利用空间格局生态适宜性评价。通过对土壤图、土地利用现状图、植被类型图的迭加分析，把土地类型确定为林地生态适宜性评价的基本单元，将林地资源与其空间分布相结合，从空间适宜性角度深入探讨土地资源利用的区域差异、空间适宜性及其存在问题。研究结果表明：闽江流域一等林地仅占该流域林地面积的32％，应采取措施，提高该流域林地生态功能。
徐嘉兴[3]2013年在《典型平原矿区土地生态演变及评价研究》文中研究指明煤炭资源的开发利用在促进经济社会发展的同时，也对矿区生态环境造成极大破坏，严重制约矿区经济社会的可持续发展，随着煤炭能源需求的持续增加，煤矿区生态环境累积效应不断加强，矿区生态环境问题，已成为制约矿区可持续发展乃至区域生态安全的重大隐患，矿区生态环境综合治理已迫在眉睫。基于上述背景，在国土资源部公益性行业科研专项“典型区域土地资源数量—质量—生态监测及持续利用应用示范”（201211050）和国土资源后大调查项目“重点区域土地生态状况调查与评估”支持下，本文以徐州市贾汪矿区为例，借助遥感与GIS技术，综合运用土地利用变化学、景观生态学、生态影响评价等一般原理与方法，系统地研究了采煤驱动下矿区土地生态演变的时空规律及驱动机制，综合评价矿区土地生态质量状况。论文取得了以下成果：（1）论文从复合生态系统理论角度阐述了矿区生态系统的概念、组成及演替规律，并从影响形式、影响程度和特征等方面分析煤炭资源开采对土地生态系统的胁迫性；然后，从土地质量的定义出发，阐述土地生态质量与土地质量的关系、土地生态质量评价的内容、评价指标和评价方法。（2）采用地物光谱特征分析和最佳因子法确定贾汪区Landsat TM/ETM+影像的波段组合，利用基于最大似然法的监督分类与目视解译相结合的方法进行贾汪矿区土地利用分类，并进行精度评价，其结果表明该分类方法具有较高的精度，各年份的分类结果总体精度在0.82以上。（3）综合应用土地利用动态度、土地利用变化率、土地利用变化综合程度指数、转移矩阵模型、土地利用结构信息熵、均衡度与优势度等多种定量分析模型，系统地研究矿区土地利用时空演变特征。（4）在讨论景观空间格局分析方法、尺度效应等的基础上，提出景观格局分析流程，通过选取斑块数量/面积、形状、结构和多样性四种类型景观格局指数，从景观水平和斑块类型水平分析了采煤驱动下景观空间格局演变特征。（5）借助Logistic回归模型可构建性、可操作性及变量的强解释性等优点，构建了矿区土地利用变化的Logistic回归模型，选取、社会和空间距离变量等因素，揭示了研究区土地利用演变的驱动机制。（6）在国内外N、P非点源污染研究的基础上，结合矿区非点源污染的来源及特点，采用SCS模型模拟地表径流，研究了不同时期采煤驱动下土地利用变化的非点源污染输出响应及变化趋势。（7）从景观生态学角度，阐述土地生态质量的衡量标准，根据矿区景观生态特征，从生态系统稳定与干扰程度2个方面构建了矿区的景观干扰程度指数（LDI）、景观稳定程度指数（LSI）和矿区土地生态质量综合指数（LEQI），提出了土地生态质量评价的技术流程，并分析了土地复垦前后矿区土地生态质量及其变化。
万利[4]2009年在《城乡交错带土地利用变化的生态环境影响研究》文中研究表明城乡交错带是城乡发展与建设的集中地带。该区域社会经济活动活跃,人地关系严峻,矛盾比较尖锐,生态环境敏感而脆弱,被喻为研究土地利用/土地覆被变化及其生态环境效应的“天然实验室”,探究该区域土地利用变化及其对生态环境的影响研究具有重要的理论价值和实践意义。目前有关城乡交错带土地利用变化对生态环境影响的综合评价和分析尚不多见,运用多种方法,从多角度开展城乡交错带生态环境动态、综合分析的案例更是缺乏。由于北京独特的政治、经济、社会地位,城乡交错带的缓冲地带和绿色屏障作用显得尤为重要,开展城乡交错带土地利用变化对生态环境的影响研究对首都社会经济与生态环境协调发展具有重要的现实意义。本文选择北京市朝阳区(城乡交错带的内边缘区)、顺义区(城乡交错带的中心区)和密云县(城乡交错带的外边缘区)叁个典型区(县)为研究区域,综合运用RS和GIS技术,以区域生态环境演变过程为主线,在分析研究区土地利用变化规律的基础上,从生态系统服务、生态环境质量和生态安全叁个层次开展城乡交错带1996-2005年间土地利用变化对生态环境的影响研究,并针对城乡交错带土地利用变化特点和存在的主要生态环境问题提出生态可持续发展的建议。主要研究结论如下:(1)城乡交错带土地利用变化特征:土地利用结构变化明显,动态度变化空间分异明显,类型转化较快,景观格局变化较大;尤其表现为建设用地向外扩展速度快且规模大,侵占大量耕地,耕地破碎化和离散化趋势明显。(2)基于GIS技术完成八个生态系统服务功能价值的空间格局和动态变化情况分析。结果表明:1996-2005年间,城乡交错带各生态系统服务功能价值的空间分布格局变化特征各异;同时,城乡交错带各区域的生态服务功能价值结构变化不一,内边缘区(朝阳区)生态系统中仅净化水质及生物多样性服务功能有所增强,其它服务功能均有所减弱;中心区(顺义区)生态系统的涵养水源、净化水质、保持土壤和净化环境等功能有所减弱;外边缘区(密云县)生态系统的涵养水源、生物多样性和净化环境等功能有所减弱。(3)基于格网方法构建生态系统服务价值指数(ESVI),以更好地反映生态系统服务价值的空间分布格局和整体变化趋势,且体现出各行政单元内部差异,定量化分析研究区土地利用变化引起的区域生态系统服务价值变化特征。结果表明,1996-2005年间:①生态系统服务价值持续减少,且区域分异明显;②生态系统服务价值的低值区、较低区和中值波动区与建设用地扩展的关系非常密切,后者是导致该区生态系统服务价值下降的直接原因;③生态系统服务价值与GDP的比值远远低于全国平均水平且呈持续下降趋势,反映土地利用结构呈非良性变化趋势,区域发展一定程度上是以牺牲生态系统服务功能为代价;④生态系统服务价值变化趋势与其主要构成者耕地、水域的变化趋势保持一致,耕地、水域的生态系统服务价值均随各自面积的减少而下降。(4)综合考虑城乡交错带的自然环境、景观结构、农业污染和人为干扰四个因素,探索出城乡交错带土地利用变化的生态环境效应评价指标体系和评价模型,实现生态环境效应的动态评价。结果表明:①城乡交错带生态环境质量优劣差距较大,生态环境质量较好地区(一级和二级)约占总面积的60%,生态环境质量较差地区(四级和五级)约占总面积的35%,生态环境质量一般地区(叁级)仅占研究区总面积的5%;②各生态环境分区的面积变化不同步,一级区和叁级区的面积呈先增后减趋势,二级区和四级区的面积呈先减后增趋势,五级区呈递减趋势;③研究区总体生态环境质量处于一般水平,2005年较1996年和2000年有所下降,但各区县生态环境状况差异明显;④1996-2005年间,朝阳区生态环境状况有所改善,顺义区和密云县生态环境呈退化趋势。(5)基于景观稳定性指数构建区域生态安全指数,开展城乡交错带的生态安全动态评价与分析。结果表明:①人类活动对城乡交错带生态环境影响强烈,斑块数量、破碎度、多样性指数和分形维数均呈增加趋势;②生态安全指数受人为干扰影响较大,局部区域景观类型从1996年的零散分布发展至2005年的连片分布,整体生态安全强度的空间分布不均匀性增强;③从城乡交错带内边缘区(朝阳区)到中心区(顺义区)和外边缘区(密云县),生态安全指数值呈由低到高的变化趋势,且低值区随城市化进程的加快而扩大,表明生态安全指数能定量评价区域生态环境状况及其演变趋势;④各景观类型的生态安全等级构成不一,反映各景观类型的生态安全水平不同,其中林地最高,建设用地最低。(6)研究区现阶段的生态环境问题日益突出,主要表现为:①非农用地扩展迅猛,绿化隔离带不断被蚕食,生态系统的初级生产功能降低;②土地资源浪费严重,土地系统功能退化;③工业“叁废”和生活垃圾加剧环境污染;④畜牧业发展迅速,环境污染加重;⑤滥用农药、化肥和农膜,土壤污染严重。本文针对这些问题提出城乡交错带生态可持续发展的建议,从以下五方面入手:一是加强土地利用规划,合理开发利用土地资源;二是重视绿化隔离带的建设和保护;叁是加快城镇环境的综合整治;四是大力发展循环经济,减轻污染负荷;五是控制农村面源污染,抓好生态示范区建设。
潘如玉[5]2016年在《新城拓展区土地利用/覆被变化及效益评价》文中提出长久以来,土地一直是人类赖以生存、生产和生活的基础,人类对于自然界土地利用方式的改造也从未停止,这些改造一方面对自然景观造成影响,另一方面也给区域的社会、经济、生态等带来改变。因此,对区域的土地利用进行研究不仅具有重要的生态意义,同时也对区域的发展具有指导性作用。中国《城市规划法》对于新城拓展区的定义是“对城市中心以外边缘地区的改造或建造,以便达到人民劳动、生活服务和休息的条件,满足社会、政治、经济以及人民生活需要的目的。”新城拓展区是经济功能区之一,其发展对于我国的城市化具有推动作用。本文选取重庆市主城九区之一的北碚区作为研究对象,北碚区自展开新城区开发拓展建设以来,驱动着土地覆被与景观格局类型都发生大幅度改变,城镇化速率加快,其政治经济文化生态等都呈现新的格局,对北碚区的土地利用/覆被变化研究,一方面有助于为对重庆其他区域的新城拓展活动提供指导,另一方面对区域下一步的规划具有借鉴作用。土地覆被是自然基础上人类活动的直接反映,具有显着的空间特征和时间特征,土地覆被变化是自然环境和社会环境变化的主导因素之一,直观的体现人类改造地球表面景观的过程,不同的土地利用方式及土地覆被的组合变化都会对区域的生态、经济等造成不同程度的影响,对区域的土地利用/覆被盖变化的研究能客观的反映区域的社会、经济以及生态水平。景观格局是不同层次水平或者相同层次水平景观生态系统在空间上的依次更替和组合,直观的显现景观生态系统纵向及横向的镶嵌组合规律,区域景观格局的研究是揭示该区域土地利用/覆被变化以及生态状况和空间变异特征的有效手段。土地覆被与景观格局互相呼应,对于区域土地利用变化的研究,两者密不可分。区域的土地利用/覆被变化对该区域内的社会、经济、生态、环境等的变化都产生不同程度的效果,因此,对区域土地利用/覆被变化产生效果的评价引入土地利用效益评价指标进行评价。我国对于新城区拓展的速度不断加快,城市化水平越来越高,用地量随之增大,在新城区拓展过程中,土地覆被与景观格局的改变不断适应着社会的需求,同时土地利用过程中的问题也日益突出,对于新城拓展区的土地利用/覆被变化与区域的土地利用效益评价同时进行研究,能更加有效的解决现有区域用地中存在的问题。不仅如此,对区域进行土地覆被与景观格局的研究有助于为该区域土地集约利用以及生态保护提供支持与科学依据,结合区域特征进行土地利用效益的评价也是实现区域土地集约利用和优化配置的重要途径,可见两者间的联系密切,彼此间的研究成果可以互相支撑。鉴于此,对于新城拓展区这一特殊的区域而言,综合研究土地覆被与景观格局的变化,并进行同时段内的土地利用效益评价,能从社会、经济、生态方面发现新城拓展活动对区域的土地利用带来的问题,并对未来区域的土地利用规划提出合理建议,研究成果能为其他展开新城拓展活动的区域发展提供有效借鉴。北碚区新城较大规模的拓展主要在2002年以后,相对于重庆其他主城区而言,具有起步晚,发展快的特点。特别是自2008年以来,新城拓展速度基本处于重庆市前叁位,对重庆市整体的经济影响力不断增加;2010年设立中国的第叁个副省级新区“两江新区”,范围覆盖了北碚区的蔡家片区与水土-复兴片区,习近平总书记2016年首次国内考察赴重庆,京东方光电科技有限公司为考察对象之一,该公司位于两江新区水土工业园。因此对北碚区的土地利用/覆被变化及效益评价的研究具有重要意义。本文选取北碚区扩展中最具代表性的叁个时间段进行研究,即:2001年的初始期,2006年的发展期,2011年的繁盛期。研究数据主要采用重庆市北碚区2001年、2006年以及2011年叁个时段的土地变更调查数据为基础数据,叁个时段的GIS土地利用现状图为基础图,遥感影像图、地形图为辅助研究图,运用空间分析法和建模法结合ARCGIS、FRAGSTATS、EXCEL等软件对北碚区土地覆被变化和景观格局演变进行综合分析。由于北碚区2001-2005的五年内属于新城拓展活动的萌芽初始状态,该时期内的用地类型转化相对简单,土地利用效益变化平稳,为了更有效细致的分析区域土地利用效益,截取具有代表性的北碚区2006年到2011年六年数据进行土地利用效益评价,综合评价北碚区由于新城拓展驱动土地利用/覆被变化而导致的土地利用效益在时间序列上的发展趋势和相对提升程度,并构建区域土地利用效益协调度模型,评价该时期内各类效益的协调程度。对北碚区2001年、2006年以及2011年3期土地利用类型的面积、土地覆被变化四项指标、景观格局六项指标等进行计算分析,并构建区域土地利用效益评价指标体系,研究发现:北碚区自2001年到2011年的十年间用地类型发生大幅度改变,农用地与建设用地变换明显,景观破碎化程度加深,土地利用效益起伏,主要变化如下:(1)通过土地覆被变化分得出:10年间,北碚区土地覆被类型主要以一级农用地为主导类型,建设用地其次,未利用地逐步向建设用地转化;二级耕地呈现先减少后增加的趋势,其他农用地不断向林地和园地转化,二级居民点工矿与交通运输用地不断增加,其他用地类呈基数下降。表明:北碚区城镇化水平不断提高,城镇化速度较快,新城拓展项目实施顺利,与旧城改造区相比较,北碚区作为新城开发区更明显的表现为,改造前后一级地类与二级地类下的用地类型数量未出现大幅度变化;开发前期出现滥占耕地搞开发的现象,在国家法律法规的调控下,耕地数量得以恢复,说明重庆市严格执行国家对于耕地的保护措施。(2)通过景观格局变化分析得出:10年间,区域斑块的复杂程度逐渐降低,与旧改区呈现截然相反的结果,新城拓展对于地类的归并效果良好;斑块发展趋势显示着区域的逐步向外扩张;同时,10年间的景观破碎度呈现由小到大再由大到小的波动趋势,到2011年,景观异质性降到最低,变异系数减小,在此时间段内北碚区得到合理的规划;景观优势度最大的始终为农用地,其他地类呈现多样性的趋势,建设用地的景观优势度逐步增大;各种地类的分维数呈现增加趋势,说明自新城拓展活动开展以来,北碚区的自然景观受人为因素的影响越来越大,人类对于生态的干扰性加剧。(3)通过土地利用效益评价得出:随着城镇化的推进,北碚区的土地利用覆被持续向社会需求的方向发展,但北碚区经济水平相对于其他主城较低,生产总值以第一、第二产业为主,第叁产业发展缓慢,虽然建设用地不断扩张,但对工业的投资较少;北碚区幅员较小,人口不断增加,地均人口值较大,新城拓展活动对于公共基础设施的投入有待提高;10年间北碚区的林地面积不断增加且均匀分布,区域绿化程度高,因此区域的生态效益指标均高于重庆整体水平。总体而言,北碚区土地利用的综合效益与北碚区经济增长水平发展一致。北碚区自进行区域新城拓展活动以来,土地利用类型发生大幅度的变化,斑块的复杂程度与破碎程度都出现波动,斑块形状呈现复杂状态,区域的地类呈多样式发展,用地效果提高,土地利用率上涨,整个区域呈现良好的生态发展趋势。结合区域土地利用效益变化评价,用地类型的改变使得北碚区城镇化速率加快,城镇化水平较高,地类的多样性使用地结构趋向合理化,资源得到有效配置,同时自然景观受人为影响越来越大,相较研究初期,研究后期的北碚区土地利用效益整体水平较高。
刘勇[6]2008年在《基于空间信息技术的土地生态风险评价研究》文中认为由于城市的扩张、工业的发展,城市周边土地承受着越来越大的压力。土地类型、结构不断转化,农用地大幅度减少;同时,工矿企业生产排放的化学品和农药化肥的施用造成土壤污染,土地质量下降;人口密度增大,动植物栖息地丧失,生物多样性减少等等都造成区域土地生态系统的风险,已引起了研究者、管理者和公众的广泛关注。然而如何在实践中辨识土地生态风险的压力因子?如何进行有效的生态风险评价并用之于土地管理?还没有成熟的方法,目前我国对于土壤风险评价大多数是针对土壤中重金属和农药污染,还没有形成完善的方法和指标体系来表征或评价包含物理压力、化学压力和生物压力在内的土地生态风险。本文在研究土地生态风险理论的基础上,将土地生态风险压力因子分为物理因子、化学因子、生物因子,选择能源重化工基地山西省太原市为研究区域,利用空间信息技术、建模技术,结合土壤采样分析,研究了太原市土地生态风险的物理压力和化学压力以及压力因子的时空变化和分布特征,并进行综合评价。本文对土地生态风险评价的理论和实践进行了有益的探索,为土地生态风险评价方法的研究提供了新的思路和可借鉴的经验。本文的主要研究内容及结果如下:1、以土地生态风险分析为出发点,对重工业城市周边土地生态风险的压力因子、暴露水平、影响因素及其作用机理进行了研究,构建了多压力因子的区域土地生态风险评价概念模型,并主要对物理压力和化学压力的影响进行评价。2、以太原市1990和2004年LandsatTM遥感影像为数据源,在RS和GIS技术支持下,分析太原市土地利用格局的时空动态变化和景观格局变化,选取土地利用指数和景观指数分析了土地生态系统的风险。结果表明:1)在城市化的作用下,原城镇周边的土地类型如耕地、草地、林地等被大量占用,城镇用地不断增加并集中。2)区域土地利用类型发生了复杂的相互转换,尤以城市周边的林草交错带和农草交错带变动剧烈。3)区域景观的多样性增加,优势度减小,土地利用趋于破碎化,土地生态系统的风险程度增大。3、对太原市周边土壤进行布点采样,分析测定土壤中的重金属元素含量和土壤理化性质,将GIS技术与地统计学方法相结合,探讨了该地区土壤重金属元素含量的影响因素及其空间分布特征。结果表明:重金属元素的空间相关性较弱,N、P、K的空间相关性中等;不同的重金属元素和养分元素的分布格局不同,这是由于结构性因素(如地形、母质等)和随机因素(如工农业生产、交通等)的作用引起的。城市工农业的区划与土壤元素的空间分布有一定的影响。4、应用土壤污染单因子指数法、综合指数法、Hankanson生态风险指数法等多种方法对研究区土壤重金属污染的生态风险进行综合评价,结果表明:八种重金属元素中,Hg、Cd的风险程度较大,其他重金属元素的风险较低;Hankanson综合风险指数评价表明土壤重金属的风险基本在“中”到“较高”,个别点的风险程度高;研究地区的北部和中部风险程度较高,这两个地方是太原市工业比较集中的地区,人口密集,交通发达,工业污染、农业污染和交通污染共同导致了土壤重金属的高风险。5、选择能表征土地质量的性状、功能和立地条件的综合指标,包括土壤区位条件、立地植被类型、土壤pH、理化性质(N、P、K)和重金属元素(Pb、Cu、Ni、As、Cd、Cr、Hg、Zn),运用支持向量机(Support Vector Machine,SVM)方法对各项指标进行集成,形成综合表征土地质量的模型,对研究区土地质量的生态风险进行评价。结果表明:SVM评价法是基于多个土地生态系统指标的综合评价,可以弥补其他评价方法的不足,用于土地质量综合评价有着广阔的前景。6、在土地生态风险分析的基础上,构造多元数组结构模型进行太原市土地生态风险综合评价。本文的创新之处在于:从城市周边土地由于土地利用变化、土壤污染以及土地承载力造成的生态风险分析出发,构建了土地生态风险评价的概念框架,从多尺度、多压力的角度评价土地生态风险。将空间信息技术、地统计分析技术、景观生态学理论综合运用于生态风险评价研究中,对太原市土地利用覆被变化的结构风险和土壤重金属污染的生态风险进行了研究,丰富了土地利用覆被变化和土壤污染评价的研究成果。基于支持向量机SVM理论,构建一种新的土地质量综合评价方法,克服了传统的单因子评价、综合指数评价和生态风险指数评价的不足,为土地质量综合评价提供了新的研究方法。如何对多尺度、多压力的生态风险进行综合是一个难题,本文首次构建了多元数组结构模型,为多压力因子的土地生态风险综合评价在方法上提供了新思路,并在实践中进行了有益的探索。
袁希平[7]2007年在《昆磨公路沿线山地环境地质变化遥感信息及驱动机制研究》文中研究说明在云南山区公路沿线地带的环境地质灾害中,除了极端状况下出现的以空间局部或点要素形式为特征出现的滑坡、泥石流等山地灾害外,山区公路沿线广泛分布的,以空间面要素形式特性出现的水土流失也是公路沿线地带土地退化与山地灾害的主要表现形式之一,但相对于滑坡、泥石流等极端山地灾害,有关公路沿线山地的水土流失环境地质危害的研究则相对薄弱,相关的系统整体性研究更为少见。本论文针对云南山区公路沿线环境地质脆弱性的特点,选取具有典型代表意义的昆磨公路沿线山地环境地质变化及其驱动机制为研究对象,基于对环境地质学研究内容及有关方法与理论体系的认识,以昆磨公路沿线地带的环境地质变化遥感信息提取及驱动作用与脆弱性分析评价为研究重点,就LUCC遥感监测与动态变化分析,降雨侵蚀力、地形等自然驱动单要素作用分析,公路本身与沿线居民点等人为驱动作用分析,综合自然与人为驱动作用的公路沿线环境地质脆弱性评价分析等各方面开展了具体而深入地探讨,得出了相应的研究成果。综合而论,可归结为两大方面,一是有关环境地质变化信息的遥感监测处理与分析研究成果,二是有关驱动机制方面的研究成果。其中,驱动机制方面的研究成果又可分为理论性的分析探讨与典型要素的驱动作用深化处理。在LUCC遥感监测与动态变化分析方面,研究通过遥感图像处理与分类技术应用,获取得到公路沿线地区两个时段的土地利用/覆盖分类信息,通过GIS空间分析,完成变化信息监测技术处理,并基于LUCC转移率矩阵开展了相关的变化特性与规律分析。研究成果包括:1)借鉴前人在区域资源与生态环境遥感动态监测工作中的经验和方法,提出一套适合于公路沿线地区山地环境地质变化遥感监测的实用化、易于推广的技术方法和工作流程,即遵循从遥感图像预处理到分类体系构建、分类信息提取、分类精度验证评估,以及遥感分类的图形后处理、结果统计与制图的技术方法与流程,该套技术方法在昆磨公路沿线LUCC监测应用中得到效果很好的案例应用验证。2)提出了针对公路沿线环境地质变化的“3S”集成技术应用方案,即基于GPS进行公路轨迹测量与沿线抽样点的调查、验证,运用遥感图像处理技术开展地表土地利用/覆盖分类信息提取,利用GIS空间分析与统计技术实现变化检测、动态分析与制图表达。3)从对昆磨公路沿线地带区域的LUCC动态监测结果及转移率矩阵分析得出,研究区在1995～2000年期间经历了明显的地表环境地质状况的动态变化,从总体上看,林地是主要的转出型土地利用类型,而其它类型则为转入型土地利用类型:公路沿线各类型之间的转化关系主要受山地环境本身的制约,转化关系总体相对稳定,所有土地利用类型的转化过程都保持以自我转化与自我贡献为绝对主体;在公路沿线山地环境下,建设用地对耕地的蚕食现象较突出,尤其需要给与特别关注。在驱动机制理论探讨方面,研究成果包括:1)基于对公路与沿线山地环境的交互作用过程分析,特别是就公路与水文、地貌过程的交互作用,以及块体移动机理等进行了论述;2)就环境地质变化与干扰驱动、干扰链效应、反馈循环机制、空间扩散效应等进行了分析;3)研究还从探索性的角度,对公路沿线环境变化及驱动作用的多尺度研究模式进行了剖析,全面揭示了发生于公路沿线环境地质变化的驱动机制。在单要素驱动作用研究方面,主要就人为驱动作用,降雨侵蚀力作用,地形加速作用,以及植被综合指示作用等进行了深入研究,并就综合多要素评价与环境地质脆弱性空间分异规律进行探索性研究,成果包括:1)在人为驱动作用分析方面,以昆磨公路沿线10km的综合影响距离水平进行分析,北部路段各县市的人为综合影响程度呈现集中连片的空间模式,而在同样的综合影响距离水平下,随着公路向南部的空间延伸,由元江、墨江、普洱和思茅组成的中段路域,大致呈现以元江与墨江,普洱与思茅这两个相对集中分布的综合影响中心,在最南部路段沿线,城镇分布分散,人为综合影响中心仅分离式地集中在景洪及勐腊两个城镇中心附近。2)在降雨侵蚀力自然驱动单要素作用方面,得出多年平均降雨侵蚀力的空间分析特点总体为由北向南递增的分布格局,降雨侵蚀力的高值中心分布在普洱-思茅及勐腊一带,侵蚀力水平一般在13000 MJ·mm/(hm~2·h·a),低值中心分布在滇中高原呈贡-晋宁-玉溪-峨山沿线地带,以及元江附近,侵蚀力值一般在5 000 MJ·mm/(hm~2·h·a)左右;在年内变化特性方面,随研究区降雨量年内的明显季节变化,高侵蚀驱动作用也主要集中在雨季月份,高峰期一般集中出现在7月与8月期间;公路沿线降雨侵蚀力的年际变化变异水平、倾向率等都大致以元江为分界点,南部的降雨侵蚀年际变化比北部路段更稳定,北路段降雨侵蚀力呈现增加趋势,而南地段则呈现降低趋势。3)在地形作用处理研究方面得出:基于DEM的GIS技术运用为公路沿线山地环境地质地形分析与评价提供了强大的空间支持;昆磨公路沿线地带具有比较明显的地形驱动作用空间差异性特点,地形高驱动程度以上的空间分布主要集中在峨山至磨黑路段沿线地带,特别是在峨山至墨江沿线地带最为突出;昆明-峨山路段主要为低驱动程度集中分布地带,磨黑-磨憨路段沿线主要为中、低驱动程度的地形。4)对NDVI的遥感监测结果得出:昆磨公路沿线植被覆盖率好的区域占比例较大,NDVI数值的分布具有明显的空间分异特性,处于高原面的昆明-峨山公路段沿线,其NDVI数值总体较低;在峨山至墨江路段,NDVI数值分布变化的空间差异较大,特别是在元江附近,在局部小范围内,既有高覆盖植被指数分值出现,也有低覆盖值频繁出现,在局部小区域表现出较大的植被覆盖变化的空间变异特性;在墨江以下路段,植被覆盖数值分布总体较大,说明该路段沿线地带的地表植被盖度相对都比较好。5)造成公路沿线环境地质变化及脆弱的原因,总体都可以归结于自然因素与人为因素相互作用、彼此迭加的结果。综合考虑多要素驱动作用分析得出,公路沿线环境地质系统整体最脆弱地带出现在墨江、普洱、思茅及勐腊城镇附近公路沿线,中等脆弱地带分布在元江-思茅,以及勐腊附近路段沿线,分布在高原面上及普文-勐仑的路段沿线广大山区,总体处于驱动作用较小,环境地质整体相对稳定的状况。本论文的创新性首先集中体现在研究构思方面,整个论文的研究内容与技术路线的组织,不但强调关注于传统意义上公路沿线有关滑坡、泥石流等局部不稳定性山地灾害环境地质问题的探讨,而且更突出强调从区域景观尺度上,将山区公路线形工程与沿线环境地质视为一个完整的环境系统,就其系统的整体不稳定性问题,从其变化动态、驱动机制与主要驱动要素作用等方面进行深化探讨,这对于公路沿线环境地质研究具有开拓性的意义。其次,论文研究针对人为驱动作用研究难于直接定量化进行的问题,通过GIS应用技术创新,实现驱动作用的空间距离转换,将影响程度问题转换成可度量的空间扩散距离问题,定位、定量探讨相应的人为驱动作用,实现了人为驱动力研究的可量化处理,并可参与自然要素的综合评价研究。另外,论文还具有知识应用创新性地将区域土壤侵蚀研究中有关降雨侵蚀力的估算模型运用到对山地环境地质变化驱动机制研究当中,获得了对昆磨公路沿线景观尺度的降雨侵蚀力的时空变异规律的定量、定位认识。在本论文研究中,考虑的视角与尺度更主要是立足于对公路沿线区域问题的探讨,得到的结论具有一定的宏观性。亦即在研究中存在的主要问题之一是缺乏从多尺度、全方位地考虑环境影响与驱动,而仅仅限制于在较宏观层次上,选取主要驱动要素开展研究,其结果必然也相应具有一定的层次运用局限性。问题的存在也为今后的发展提出了研究努力的方向,即兼顾宏观与微观,在强调公路沿线极端山地灾害的同时,关注公路沿线整体系统的环境地质整体稳定研究,继续深化对生态环境地质调查、评价、规划、管理与恢复的探讨研究与实践探索,完善有关的理论与技术方法研究,构建基于多尺度数据平台的多层次公路沿线环境地质调查与评估体系。
李炳意[8]2016年在《黄土高原煤矿区土地生态环境评价与动态分析》文中指出煤炭资源的开采对土地生态系统扰动严重,通过对矿区土地生态环境进行综合评价和动态分析,有利于揭示其土地生态系统演变规律,了解景观格局的变动趋势,从而为合理进行土地利用,恢复景观生态平衡,协调经济发展与土地生态环境保护提供有效依据。本文以黄土高原小流域煤矿区为研究尺度开实证研究,系统地分析了采煤扰动下黄土高原煤矿区土地生态演变的时空规律,构建了黄土高原煤矿区土地生态质量评价体系,并对该区域土地生态质量变化进行了定量评价与动态分析。主要研究内容有以下几个方面:(1)研究适用于黄土高原煤矿区的遥感影像解译方法;(2)对黄土高原煤矿区的土地利用演变状况进行动态分析;(3)对黄土高原煤矿区的景观格局演变状况进行动态分析;(4)研究适合于黄土高原煤矿区的土地生态质量评价指标体系,并对研究区的土地生态质量进行动态分析。主要结论有以下几点:(1)提出了适宜并能满足黄土高原煤矿区土地生态环境评价的土地利用分类体系以及遥感影像的解译方法,经精度检验符合要求;(2)10年间黄土高原煤矿区土地利用程度逐步提高,土地利用结构相对稳定,但仍有无序化的趋势;总体表现为耕地持续减少,建设用地迅速增加,草地、林地和水域的变化相对较小;(3)2005—2010年研究区的景观空间格局的破碎度化速度较快,景观边缘化程度加大,并向异质化以及低连通性的方向发展,而2010—2015年景观格局则相对稳定,此外,研究区不同景观类型呈现出不同的景观变化特征;(4)从土地生态系统的稳定程度和干扰程度2个层面构建了黄土高原煤矿区的土地生态质量评价指标体系,并对研究区的土地生态质量进行了动态分析。10年间研究区的土地生态质量呈下降趋势,其中塌陷区土地生态系统稳定程度极具下降,土地生态质量显着降低,且塌陷程度越大区域的土地生态质量越低。2005—2010年研究区土地生态质量呈现显着下降趋势,而2010—2015年大部分村庄的土地生态质量基本没有变化,土地生态质量下降趋势有所减缓,但土地生态质量仍不容乐观。
于嵘[9]2006年在《基于遥感时序数据的中国陆地植被覆盖变化分析研究》文中指出陆地地表植被覆盖变化是遥感、环境学、气象学等诸多学科所关注的一个重要领域，不仅是遥感应用中需要解决的一个重要环节，也是气候变化分析和地表碳循环等诸多领域研究的基础。已有的地表植被覆盖变化分析多集中在固定实验区域，采用同步遥感数据或一些选定的技术方法，从而得到相应的分析结果。而对地表植被覆盖变化时空尺度变化、数据源差异及多种方法结合的综合、系统的研究尚不多见。论文对近20余年来涉及地表植被覆盖变化方法这一主题相关研究作了回顾，总结了其存在的问题，分析了地表植被覆盖变化研究的一些研究方向，基于遥感时序影像数据在不同空间尺度及时间尺度前提下进行了相关主题的研究。 论文的主要内容和创新点包括： (1) 比较分析了低植被盖度典型遥感因子的性能。以新疆艾比湖地区和陕西安塞地区为实验区，通过与两种植被指数的比较及实地采样数据对比分析，研究了不同植被覆盖信息提取方法对信息提取的精度影响，最终确定了以植被指数作为地表覆盖遥感分析主要指标；通过对地表生物量野外同步采样，得到基于MODIS EVI植被指数的生物量计算公式，计算结果与实地数据相关系数达到0.87。 (2) 对西北灌溉地区的ASTER及SPOT遥感影像融合分类进行了研究，结果表明该方法将有效提高地表覆被分类精度。借助影像融合，实验区覆被监督分类精度从81.67％提高到89.67％，Kappa系数从0.7800提高到0.8760。 (3) 在不同时空尺度下进行了植被指数时序数据时空变化、覆盖分类等多方法综合研究，分析了不同方法各自特点及在研究空间尺度扩大条件下的适用性。结果表明，空间尺度变化是影响应用方法的重要原因，随着试验区空间尺度变化，一些小区域的研究方法受数据源及特定数据处理方法限制，在应用中受到很大限制。由此，选择合适的数据源和分析方法是大区域尺度地表覆被动态变化研究中的首要工作，受空间尺度变化影响较小的分析方法如时间序列模型分析等方法具有普遍的应用优势。 (4) 进一步研究了基于遥感时序数据的数学建模方法，首次引入自回归滑动时间序列模型对NDVI时序数据进行了数学建模分析。通过与常用拟合方法比较发现，基于自回归滑动时间模型拟合精度明显提高，以1990-1994年5年间60期月平均NDVI真值检验得知，对有效值域为0-1.0的NDVI数据，拟合误差集中分布在±0.15之间。 (5) 在中小区域空间尺度研究基础上，论文从地表覆盖、生物量、气候影响作
李加林[10]2004年在《杭州湾南岸滨海平原土地利用/覆被变化研究》文中进行了进一步梳理土地利用／覆被变化(LUCC)相对于全球性变化(系统性变化)而言是一种局部性和累积性的过程，它不仅客观记录了人类改变地球表面特征的空间格局，而且还再现了地球表层景观的时空动态变化过程，是定量区分人类活动对全球环境变化影响程度的有效途径。 本文以地处沪、杭、甬经济金叁角中心地带，宁波慈溪市为主体的杭州湾南岸滨海平原为案例，以RS、GIS技术为支撑，通过野外调查和实验分析，运用地理学、景观生态学、经济学、环境科学等多学科理论，采用定性与定量相结合的方法，系统研究了近年来杭州湾南岸滨海平原LUCC过程、格局、驱动机制，探讨LUCC对土壤质量变化的影响，并对LUCC引起的区域生态系统服务功能变化进行了初步研究，得出如下主要结论： 1 区域土地利用／覆被变化以建设用地的大量增加和其他用地的减少为主要特征 1987年至2000年杭州湾南岸滨海平原的土地利用数量变化主要表现为建设用地的快速增长和旱地、滩地、林地、水田、盐田面积的减少，水体和养殖用地则略有增加。从土地利用类型之间的转移看，旱地是转移面积最大的土地利用类型，其次为水田、养殖用地和水体；林地的主要转移方向为旱地、建设用地；滩地主要转化方向为养殖用地、旱地与水体；盐田主要转移方向是旱地；水体面积也有明显增加，其来源主要是滩地和旱地。 2 滩涂围垦对耕地减少的缓冲作用使得耕地总量保持动态平衡 与1949年相比，杭州湾南岸滨海平原2001年耕地总面积减少量很少，耕地总量基本保持动态平衡。但50多年来社会经济发展实际占用耕地却远远大于这个数值，海涂围垦是杭州湾南岸滨海平原耕地占用后的主要补充途径。杭州湾南岸滨海平原耕地构成变化则主要表现为水田的减少和旱地的增加。 3 耕地变化的区域内部空间差异显着 杭州湾南岸滨海平原23个乡镇耕地面积空间变化与人均产值的空间差异具有较好的相关性。二、叁产业人均产值高的乡镇，非农产业对耕地的占用量也相应较大。北部沿海乡镇农业以水产养殖业、蔬菜、花卉等为主，一产产值较高，滩涂围垦使耕地增加量较大。 4 土地利用强度增大主要表现为4级用地类型的增加和1、3级用地类型的减少 杭州湾南岸滨海平原土地利用强度不断增强。土地利用程度分级体系中利用程度最高的4级用地-建设用地比重大量增加，而其来源则主要是利用程度最低的1级类型-滩地和3级用地类型-耕地，2级用地的总量变化不大，但其内部变化也相当显着。 5 土地利用／覆被变化受自然和人文因子共同驱动 与大部分地区土地利用／覆被变化在短期内受人文因子驱动为主不同，杭州湾南岸滨海平原土地利用／覆被变化除受经济发展、产业调整、城市化、非农化、人口增长及政治经济政策等人文因子驱动外，滩涂的自然淤涨所导致的围垦活动也是非常重要的驱动因子。但随着政府对滩涂湿地保护的重视，滩涂围垦量减少对耕地总量平衡政策的实施将产生重大冲击。同时，互花米草生长带的下界为平均海面稍下、平均潮浸率约为53％～57％的潮间带。由于其极强的抗逆性，有力地改变着杭州湾南岸的潮滩覆被。 6 土地利用方式变化对不同层次土壤质量演化均有重要影响 土地利用方式对土壤质量演化的影响是相当显着的。土地利用方式发生变化的土壤质量变化明显比利用方式未发生变化的土壤大，表层土的质量变化明显大于下层土，且土地利用方式发生变化的土壤各层次的质量变化要比土地利用方式未发生变化的土壤显着。 7潮滩典型外来扭被互花米草具有较高的生态系统服务功能 至2000年，杭州湾南岸互花米草海滩生态系统面积达38.38时，互花米草生态系统服务功能的经济价值较高，其总经济价值为1.O45x 10a元，间接经济价值是直接经济价值的16.42倍。 8土地利用/扭被变化导致杭州湾南岸滨海平原生态系统服务功能的总经济价值减少 与1 987年相比，2000年杭州湾南岸滨海平原生态系统服务功能的总经济价值减少了1.86lxlo吕元，减少量是1987年生态系统总服务价值的2.03%;其构成变化表现为生态系统物质产品价值提高的同时，非物质经济价值有更大程度的下降。
参考文献：
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