分类： 地球科学 >> 地理学 提交时间： 2024-04-29 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要： 土地利用变化对陆地生态系统的碳储量变化有着重要影响，研究不同发展情景下陆地生态系用碳储量变化情况，有利于优化空间布局，协调土地利用与生态环境保护的关系。本研究结合PLUS和InVEST模型，通过多种驱动因素数据分析了2000—2020年乌鲁木齐市土地利用的变化特征，以此预测模拟2030年自然发展情景、生态保护优先情景和耕地保护优先情景下土地碳储量。结果表明：（1）2000—2020年乌鲁木齐市林地、水域、建设面积、未利用地数量增加，耕地、草地面积减少。（2）2030 年，自然发展情景延续了以往发展模式，建设用地面积增幅为18.29%。生态保护优先情景下，建设用地的扩张速度得到有效控制，增幅已经减缓，为4.73%。耕地保护优先情景下耕地面积比自然发展情景下多了171 km2，耕地保护效果显著。（3）2000—2020年，碳储量呈下降趋势，共计减少8.5×106 t。2030年自然发展情景下碳储量总量相较于2020年减少了4.065×106 t，生态保护优先情景下比自然增长情景高7.519×105 t，耕地保护优先情景比自然增长情景低1.979×106 t。因此，在未来乌鲁木齐市发展规划中，应当落实耕地保护责任，控制建设用地向林地、草地等高碳密度用地的扩张，优化用地布局，提高区域碳储量水平。
分类： 地球科学 >> 地理学 提交时间： 2023-03-15 合作期刊: 《干旱区地理》
摘要： 随着社会经济的发展，探究土地利用变化下生态系统服务价值（Ecosystem service value，ESV）时空演变对优化土地利用结构和区域持续发展有着重要意义。基于19802020年新疆土地利用数据，在ArcGIS和GeoDa支撑下，使用单位面积当量因子法、空间自相关等方法，分析新疆土地利用变化下ESV时空演变特征。结果表明：（1）19802020年新疆主要的土地利用类型是草地和未利用地，两者共占新疆总面积的91.00%。耕地和建设用地面积呈增加趋势，分别增长58.89%和166.79%；水域和林地面积减少量最多，分别减少29.95%和26.62%。（2）19802020年新疆ESV总体呈现先增后减的变化趋势，净减少1114.51108元（6.68%）。从空间分布来看，新疆ESV高值 区和较高值区主要分布在阿尔泰山、昆仑山、天山（简称三山）和伊犁河谷地区，中等价值区和较低价值区分布在绿洲地区，低价值区主要分布在盆地和沙漠地区。（3）19802015年新疆ESV变化很小，但20152020年北、中天山地区EVS变化显著。20152020年北、中天山地区高价值区减少75.29%，被中等价值区和较低值区取代；中等价值区和较低价值区分别增长13.64%和10.78%；低价值区有向中等价值区扩散趋势。（4）从ESV的空间自相关来看，局部相关性、热点分析呈现西高东低的空间分布特点。高-高集聚区、热点区分布在三山地区，低-低集聚区、冷点区分布在盆地和沙漠地区。水域和林地面积的下降是引起20152020年新疆生态系统服务总价值下降的主要原因之一。
分类： 地球科学 >> 地理学 提交时间： 2021-08-12 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要： 通过研究塔里木河干流土地利用变化对生态系统服务价值的内在影响机制，基于生态系统服务价值优化了其土地利用结构。结果表明：（1）应急生态输水后塔里木河干流耕地、林地、草地、荒漠、水体的年平均变化率分别为7.26%、2.68%、-1.90%、1.22%、0.08%，耕地、林地面积的增加主要来自草地，水体面积变化主要受来水量影响。（2）1990—2015年应急生态输水使塔里木河下游生态系统服务价值呈“增长-减少-回升”的趋势，共增长2.99×108元；塔里木河干流整体呈现下降的趋势，共减少了39.60×108元。（3）通径分析发现水体面积变化与塔里木河干流生态系统服务价值的内在联系最大，直接作用为0.610，间接作用为0.345。（4）土地利用类型间转化关系发现，当耕地、林地、草地、荒漠、湿地面积占比分别为3.34%、10.03%、38.22%、45.95%、0.96%时，土地利用结构最优，对应的生态系统服务价值为533.69×108元。随着耕地面积的扩张，农业用水与生态用水矛盾突出，权衡土地利用结构及其耗水特征对于生态系统服务价值维护和水资源合理配置具有重要意义，可为探索塔里木河流域人地关系优化状态提供科学依据。
分类： 地球科学 >> 水文学 提交时间： 2021-08-01 合作期刊: 《干旱区地理》
摘要： 采用 2002—2016 年 GRACE（Gravity recovery and climate experiment）重力卫星 JPL-RL06M 数据分析咸海流域陆地水储量变化（Terrestrial water storage change, TWSC）时空变化特征，并结合 CRU TS4.03 气象数据、GLDAS-Noah 地表蒸散发数据和高精度土地利用数据探究气候变化与人类活 动对陆地水储量的影响。结果表明：（1）2002—2016 年咸海流域陆地水储量变化呈现-3.20 mm·a-1 下降趋势，春、夏季陆地水储量呈盈余态势，秋、冬季呈现亏损状态；水储量变化在空间上表现为中 部和东部盈余，周边亏损的特征。（2）2002—2016 年咸海流域降水量呈-1.14 mm·a-1 下降趋势，地 表温度呈 0.11 ℃·a-1 上升趋势；相比气温，水储量变化与降水量相关性更强。（3）2000—2015 年，咸 海流域耕地面积小幅增加 1.65×104 km2，水域面积减少；农作物耗水和灌溉需水的增加加剧了咸海 流域水量支出，咸海流域蒸散发呈 21.63×108 m3·a-1 增加态势，在空间上与陆地水储量变化的相关 系数最高达 0.74，是影响陆地水储量变化的主要因素之一。
分类： 地球科学 >> 水文学 提交时间： 2021-06-17 合作期刊: 《干旱区地理》
摘要： 绿水是维持黄土高原陆生生态系统用水的重要水源，它与植被的生长密切相关，分析绿水 的变化特征并探讨影响其变化的因素有助于解决干旱半干旱地区水资源短缺以及生态环境安全问题。以黄土高塬沟壑区典型流域——砚瓦川流域为研究对象，采用傅抱璞模型评价了该流域1981—2016年的绿水资源量，利用Mann-Kendall统计检验和滑动F 检验法对绿水量进行了趋势分析和突变检验，并用弹性系数法对影响绿水量的气候因素和下垫面因素进行了敏感性分析，最后基于水热耦合平衡方程对流域绿水变化进行了归因分析。结果表明：（1）流域多年平均绿水资源量为503.7 mm，呈小幅上升趋势，2003年发生突变，突变之后绿水量呈波动增长趋势；（2）在气候影响因素中，绿水对降水最为敏感，潜在蒸散发次之；（3）在气候变化和土地利用综合影响时，绿水对降水最为敏感，其次是下垫面参数，而对潜在蒸散发的敏感度最小；（4）气候变化和土地利用变化对绿水变化的贡献率分别为：74.42%和25.58%，表明气候变化是导致绿水变化的主要因素，其中降水和潜在蒸散发变化对绿水变化的贡献率分别为75.63%和-1.21%。
分类： 地球科学 >> 地理学 提交时间： 2020-12-17 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要： 元胞自动机模型是土地利用变化模拟最有效和常用的方法之一，其模拟精度受元胞大小、时间间隔和邻域结构及大小等参数的影响。以玛纳斯河流域绿洲区耕地为研究对象，基于1975年、1995年、2005年、2010年及2015年土地利用数据构建耕地扩张CA模型，定量分析CA模型的参数敏感性。结果表明：（1）CA模型模拟精度具有时空尺度依赖性，时间间隔越短，精度越高，其中时间间隔为5 a的数量精度、位置精度及Kappa精度分别比时间间隔为20 a的高13.89%、2.63%和8.49%；空间尺度上，元胞大小越小，模拟精度越高，元胞大小为30 m的Kappa系数值（0.8671）高于120 m的模拟结果（0.8259）。（2）邻域结构及大小模拟结果表明，摩尔邻域模拟精度优于冯诺依曼邻域；同等邻域下，邻域大小为7×7模拟精度比3×3邻域模拟精度高，7×7摩尔邻域是模拟耕地的最优选择。（3）耕地模拟结果表明，2020年耕地面积较2015年相比减少149.29 km2，耕地占比已由2015年的67.40%降至66.18%，表现出因增长饱和而逐渐减缓的趋势。此研究可为全面了解元胞自动机模型敏感性提供一定的理论基础。
分类： 地球科学 >> 地理学 提交时间： 2020-06-02 合作期刊: 《干旱区地理》
摘要： 通过多种方法分析大西安地区土地利用类型演变特征、空间变化特征及其影响因素，旨在为大西安地区土地利用优化发展提供科学基础。在GIS和RS技术的支持下，对区域1996年、2006年、2016年3期LANDSAT TM ( OLI)遥感影像进行解译，采用土地利用转移矩阵和土地利用变化模型对大西安1996年以来土地利用类型和土地覆被时空动态变化进行量化分析，结果表明:(1)大西安近20 a来建设用地面积不断增加，耕地、林业用地面积总体减少，草地小幅增加，水域略有萎缩，各地类间相互转换频繁。(2)土地利用综合程度较高且不断加强，土地利用结构趋于均衡。(3)空间变化上，土地利用变化区域差异显著，建设用地、耕地、林业用地重心转移的速度呈现出先快后慢的阶段性特征。(4)综合相关文献，大西安地区土地利用变化的驱动因素主要为政策因素。论文从时空变化角度首次提出大西安地区的土地利用演变规律，该结果可为大西安地区发展过程中的土地优化提供科学基础。
分类： 地球科学 >> 地理学 提交时间： 2019-11-15 合作期刊: 《干旱区地理》
摘要： 土地利用/覆被变化（Land Use and Cover Change， LUCC）模拟是LUCC研究的主要内容和重要手段。时间间隔是模拟过程中的重要参数，对模拟结果精度有何影响，有待深入研究。以新疆玛纳斯河流域典型绿洲区四道河子镇为例，基于遥感影像提取1975、1985、1995、2000、2005、2010年和2015年的土地利用数据，分别以20 a、15 a、10 a和5 a为时间间隔构建CA-Markov模型，模拟2015年土地利用结构，定量探讨时间间隔对CA-Markov模型精度的影响。结果表明：1975—2015年，四道河子镇LUCC以耕地和草地为主，期间耕地、建设用地迅速扩张，林地、草地和未利用地大幅减少，水域在1985—2000年呈现小幅增长。耕地的增加和草地及林地的减少是研究区近40 a LUCC最显著的特征。对比模拟结果与实际结果，时间间隔为20 a、15 a、10 a、5 a的TFOM分别为70.35%，69.18%，76.32%和88.00%。基于2005—2010年转移概率的模拟结果更接近于2015年实际结果，适合模拟四道河子镇未来的土地利用变化。土地利用模拟应依据区域LUCC特征确定最佳的时间间隔，提高模拟精度。
分类： 地球科学 >> 地理学 提交时间： 2019-10-11 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要： 基于天山山区53个气象站点，31个CMIP5全球气候模式，集合逐年平均气候资料、社会经济和自然地形等资料，利用FLUS模型，预估了2050年RCP2.6、RCP4.5和RCP8.5排放情景下天山山区土地利用变化。结果表明：① FLUS模型能够较好地模拟研究区历史土地利用变化，具有较高的模拟精度。② 与基准期（1970—1999年）相比，3种情景下多年平均气温升高了1.67~2.16 ℃，其中春季和夏季增温幅度较小，秋季和冬季增温幅度较大。多年平均降水量增加22~25 mm，3种情景下个别年份较基准期出现降水减少现象，但总体呈增加趋势。③ 2050年RCP2.6、RCP4.5和RCP8.5的预估结果与2017年实测土地利用结果相比，天山山区冰雪面积分别减少29.2%、34.6%、38.4%。前2种情景城市用地面积增幅不大，部分耕地转换为城市用地和草地，林地面积少量增加。而RCP8.5情景下城市用地面积为2017年的近3倍，部分林地转换为草地。3种情景下水体总面积略有增加，未利用地呈减少趋势。
分类： 地球科学 >> 地理学 提交时间： 2019-09-05 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要： 基于天山山区53个气象站点，31个CMIP5全球气候模式，集合逐年平均气候资料、社会经济和自然地形等资料，利用FLUS模型，预估了2050年RCP2.6、RCP4.5和RCP8.5排放情景下天山山区土地利用变化。结果表明：① FLUS模型能够较好地模拟研究区历史土地利用变化，具有较高的模拟精度。② 与基准期（1970—1999年）相比，3种情景下多年平均气温升高了1.67~2.16 ℃，其中春季和夏季增温幅度较小，秋季和冬季增温幅度较大。多年平均降水量增加22~25 mm，3种情景下个别年份较基准期出现降水减少现象，但总体呈增加趋势。③ 2050年RCP2.6、RCP4.5和RCP8.5的预估结果与2017年实测土地利用结果相比，天山山区冰雪面积分别减少29.2%、34.6%、38.4%。前2种情景城市用地面积增幅不大，部分耕地转换为城市用地和草地，林地面积少量增加。而RCP8.5情景下城市用地面积为2017年的近3倍，部分林地转换为草地。3种情景下水体总面积略有增加，未利用地呈减少趋势。
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