2016 , 18 (2): 190-199 https://doi.org/10.3724/SP.J.1047.2016.00190
周书贵
, 邵全琴, 曹巍
ZHOU Shugui, SHAO Quanqin, CAO Wei
通讯作者:
收稿日期: 2015-06-2
修回日期: 2015-07-6
网络出版日期: 2016-02-10
版权声明: 2016 《地球信息科学学报》编辑部 《地球信息科学学报》编辑部 所有
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作者简介:
作者简介：周书贵(1990-),男,江苏泰州,硕士,研究方向为土地利用/覆被变化。E-mail: zhoushugui1990@gmail.com
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摘要
本文根据黄土高原地区20世纪80年代末、2000年、2008年3期土地利用/覆被空间数据集,计算2个时段（20世纪80年代末-2000年,2000-2008年）土地利用/覆被转类方向及其幅度、土地利用/覆被转类指数、土地利用/覆被状况指数及其变化率,分析黄土高原地区自20世纪80年代末以来土地利用/覆被时空变化特征以及宏观生态状况的变化趋势。结果显示：黄土高原地区近20年来平均土地利用/覆被状况指数为24.07,其中土石山区生态系统综合功能最好,其次为河谷平原区,最差的为农灌区。20世纪80年代末-2000年,黄土高原地区主要土地利用/覆被转类是森林和草地转为耕地,生态级别由高级向低级转移,2000-2008年主要土地利用/覆被转类是耕地转为林地和草地,低覆盖草地转为中高覆盖草地,生态级别由低级向高级转移。近20年来黄土高原地区地覆被状况指数变化以及土地利用/覆被转类指数表明,该区域的宏观生态状况总体上经历了转差（20世纪80年代末-2000年土地利用/覆被转类指数为-1.08）,后转好（2000-2008年土地利用/覆被转类指数为2.66）2个过程。这一变化过程前期受区域气候变化以及人口增长共同驱动,后期则叠加了生态工程的影响。
关键词：
Abstract
Based on the three phases of land use and land cover change spatial data sets for the late 1980s, 2000 and 2008 in the Loess Plateau, we calculated the direction and amplitude of land cover change, land cover condition index and land cover change index, and analyzed the temporal and spatial characteristics of land cover and macro-ecological conditions changes in the Loess Plateau since the late 1980s. The results showed that the average land cover condition index of the Loess Plateau was 24.07 in the last 20 years. Land cover condition of the Rocky Mountain Area was the best, the Valley plain area took the second place, and the Agricultural Irrigation Area had the worst land cover condition. From the late 1980 s to 2000, the major land cover change was the conversion from forest and grassland to farmland, with the ecological grade transformed from the high grade to the low grade. From 2000 to 2008, the main land cover change was the conversion from cultivated land to forest and grassland, and the transition from low coverage grassland to high coverage grassland, with the ecological grade transformed from the low grade to the high grade. In the last 20 years, the land cover condition index and land cover change index indicated that the macro-ecological condition had experienced a slip period (1980 s to 2000 period LCCI-1.08), and then a meliorated period (2000 to 2008 period LCCI 2.66). This transformation was firstly driven by the climate change and population growth, and later was superimposed by the effect of ecological engineering.
Keywords：
黄土高原地处半干旱半湿润气候带,生态脆弱,且受地形破碎、土质松散且多空隙、夏季降水集中等自然因素以及过度放牧、滥垦乱伐等人为因素影响,其水土流失严重,荒漠化土地面积、草原退化沙化和碱化面积逐年增加[1-5]。由于黄土高原地区生态系统的重要性和脆弱性,该地区备受国内研究人员的重视。自20世纪50年代初至80年代,学者们在黄土高原开展了大量水土保持工作,但黄土高原的自然侵蚀过程并没有发生显著变化,侵蚀量增加了近30%,主要是由于人口增长和不合理开垦,以及工矿交通等的建设[5-7]。随着人口数量的增加,植被被大量破坏,进一步加剧了黄土高原地区的土壤侵蚀。同期黄土高原气温的升高以及降水的减少,导致土壤含水量下降,植被存活率低,地表土质更趋疏松,也是黄土高原生态环境区域恶化的重要原因之一[8]。近年来,在气候变化和人类活动的共同影响下,黄土高原地区植被处于恢复状态,全区输沙量呈现减少趋势,各种水保措施对水土流失起到了抑制作用[8-12]。随着植被的恢复,各生态系统土壤保持量呈增加的变化趋势[13]。尽管如此,黄土高原地区的生态环境保护依旧面临严峻形势,2011年国务院批准了“黄土高原地区综合治理规划大纲（2010-2030年）”（简称“规划”）,“规划”参考地形地貌和土壤侵蚀特点并结合区域内自然条件、治理途径等,将黄土高原分为6个分区（图1）,针对各个分区因地制宜进行综合治理[14]。
图1 黄土高原地区综合治理区分布
Fig. 1 Location of the integrated management area of the Loess Plateau
土地利用/覆被变化（Land-Use and Land-Cover Change,LUCC）是目前全球变化研究的一个前沿和热点领域[15-17]。土地利用/覆被变化会对地球生物化学圈层的功能、结构和物质能量循环产生影响,与全球生态演变、生物多样性、气候变化等密切相关,关系到人类生存与发展的基础[18-20]。目前,土地利用/覆被的动态变化过程及其对宏观生态结构影响的研究已成为LUCC的热点之一。土地利用/覆被相关的模型是当前研究LUCC的重要手段,目前常用的模型有动态度模型、邻接度模型、土地利用程度动态变化模型、重要度模型等[21],但这些模型均不能体现生态系统功能变化的方向,即不能描述土地利用/覆被的转变会导致生态系统功能转好或者转差。为此,国内学者提出了土地利用/覆被指数,以及土地利用/覆被转类指数(Land Cover Change Index, LCCI)[22]。其中土地利用/覆被指数可描述单期LUCC的生态系统服务功能,但该指数不能描述LUCC变化的生态意义。土地利用/覆被转类指数可刻画LUCC变化的生态意义,但该指数不能描述LUCC转类的幅度与速度以及评价单期LUCC的生态系统服务功能。
本文将利用3期土地利用/覆被数据集,使用转移矩阵的方法,定量描述近20年黄土高原土地利用/覆被的转类方向和幅度大小。通过计算3期LUCC的土地利用/覆被状况指数及其变化率和2个时段的土地利用/覆被转类指数,分析黄土高原地区以及“规划”中的各个分区生态系统功能的演化方向和程度;同时,利用二元logistic回归方程,对近20年黄土高原地区土地利用/覆被变化的可能驱动因子进行逐步回归,揭示不同时段土地利用/覆被变化的主要驱动因素,从而对20世纪80年代末以来,黄土高原地区的土地利用/覆被变化情况,以及生态系统状况的变化及其驱动因素取得客观全面的认识,为黄土高原综合治理提供参考。
2.1.1 土地利用/覆被数据
20世纪80年代末期、2000年以及2008年的3期土地利用/覆被数据由中国科学院地理科学与资源研究所中国科学院资源环境科学数据中心提供,分辨率为100 m×100 m。该数据是根据刘纪远等[23-25]提出的中国土地利用/覆被分类体系,利用黄土高原地区20世纪80年代末期、2000年以及2008年3期TM遥感图像,采用人机交互解译生成,并利用野外调查数据进行验证和纠正,精度可靠。由于分类体系中的部分土地利用/覆被类型在本研究区中并不存在,所以将其剔除,对其余土地利用/覆被类型进行合并调整得到表1。
表1 黄土高原地区土地利用对照表
Tab. 1 Barometer of Land use types in the Loess Plateau
| 编码 | 名称 | 参考文献[23]-[26]中的类型 |
|---|---|---|
| 10 | 耕地 | 旱地 |
| 20 | 林地 | 有林地、疏林地、其他林地 |
| 22 | 灌丛 | 灌丛 |
| 31 | 高覆盖草地 | 高覆盖草地（覆盖度>50%） |
| 32 | 中覆盖草地 | 中覆盖草地（覆盖度20%~50%） |
| 33 | 低覆盖草地 | 低覆盖草地（覆盖度5%~20%） |
| 40 | 水体和沼泽 | 河渠、湖、水库、永久冰川雪地、滩地、沼泽 |
| 50 | 居民地 | 城镇用地、农村居民地、其他 |
| 60 | 沙地、戈壁和裸地 | 沙地、戈壁、盐碱地、裸地、裸岩石质地 |
| 67 | 荒漠 | 其他未利用土地 |
2.1.2 气象数据及其他数据
气象数据来自于中国科学院地理科学与资源研究所中国科学院资源环境科学数据中心,该套数据采用ANUSPLIN对中国以及中国周边地区气象站点的气温和降水数据进行空间插值,得到500 m×500 m的日均温和日降水数据栅格数据集。通过对上述栅格数据集进行裁剪、栅格计算得到黄土高原地区1990-2008年年均温数据和年降水数据。
人口和GDP数据来自于人地系统主题数据库及全国分县统计年鉴。DEM数据采用30 m分辨率的GDEM V2。
2.2.1 土地利用/覆被转类方向与幅度
土地利用/覆被转类方向与幅度主要通过转类矩阵描述。转移矩阵使用式（1）计算：
式中：i和j表示矩阵的行和列,不同行列分别代表不同的土地利用/覆被类型;
2.2.2 土地利用/覆被状况指数
土地利用/覆被状况指数为生态系统服务功能较好的4种土地利用/覆被类型（水体、林地、高覆盖草地、灌丛）的面积占研究区总面积的百分比。该指数可以用来衡量区域生态系统综合功能[27-28],值越高表明区域生态系统服务功能越好。土地利用/覆被状况指数的计算公式为式（2）：
式中：Z为土地利用/覆被状况指数;
土地利用/覆被状况指数变化率可以用来刻画生态系统状况的转变。其定义为式（3）：
式中：
2.2.3 土地利用/覆被转类指数
土地利用/覆被转类指数（LCCI）可以刻画区域土地利用/覆被变化的生态意义。LCCI为正,表明宏观生态趋好,否则趋差。计算LCCI前需先对土地利用/覆被类型进行生态定级,在已合并土地利用/覆被类型的基础上,首先去除受人类活动影响并且变化较为剧烈的居民地,再根据土地利用/覆被类型的自然属性及转类后生态服务功能的升降,对剩余土地利用/覆被类型进行定级。黄土高原地区生态系统主要服务功能是水土保持,本文参考孙文义[13]等应用修正通用土壤流失方程估算的不同生态系统水土保持服务功能,并考虑了水体对于该地区的植被生长的重要作用[29],对该地区9种生态系统进行定级,土地利用/覆被的生态级别越接近9级,表明该类型的生态服务功能越好（表2）。
表2 不同LUCC的生态级别
Tab. 2 Ecological level of different LUCC
| 土地利用/覆被类型 | 生态级别 |
|---|---|
| 沙地、戈壁与裸地 | 1 |
| 荒漠 | 2 |
| 农田 | 3 |
| 低覆盖度草地 | 4 |
| 中等覆盖度草地 | 5 |
| 高覆盖度草地 | 6 |
| 灌丛 | 7 |
| 林地 | 8 |
| 水体和沼泽 | 9 |
对9种LUCC赋予生态级别之后,将2期已经给定生态级别的LUCC进行相减。结果为负值则表明土地利用/覆被转差,反之表示转好[28-29]。土地利用/覆被转类指数定义为式（4）：
式中：LCCI为LUCC转类指数,正值说明区域LUCC以及宏观生态状况趋好,负值表示转差;k表示不同的土地利用/覆被类型;
2.2.4 Logistic回归
该方法针对因变量是定性数据进行分析（适用于因变量不是连续变量的情况）,目前已广泛应用于森林砍伐研究[30]、空间布局模拟[31]、栖息地研究[32]等。Logistic又分为二元logistic回归和多元logistic回归。其中,二元logistic回归的因变量y取值为1和0,p为事件发生的概率,取值[0,1]。当y=1时p为1,表示事件发生;y=0时p为0,表示事件不发生。将发生和不发生的概率的比值取自然对数,得到式（5）：
式中：A为截距;n表示解释变量个数;
Wald卡方可用来衡量每个解释变量在模型中的相对重要性,值越大表示越重要[33]。本文以不同时段的主要土地利用/覆被变化为因变量,驱动因子为解释变量,通过逐步回归剔除不显著的变量,拟合logistic方程,利用Wald卡方值来判断各个驱动因子的重要性,找出各时段土地利用/覆被变化的主要驱动因素。
由2008年土地利用/覆被数据可知,黄土高原土地利用/覆被类型以耕地和草地为主（图2）,其中,耕地占32.6%,中覆盖草地占19.1%,低覆盖草地占14.65%,三者面积分别为21.17万、12.39万和9.51 万 km2。此外林地、高覆盖草地、沙地戈壁和裸地、灌丛分别占8.92%、7.58%、6.44%、6.22%。土地利用/覆被类型面积最小的是居民地、水体、沼泽以及荒漠,总共占4.49%。
由表3、表4可看出,黄土高原地区20世纪80年代末-2000年最主要的土地利用/覆被变化为林地和草地转变为耕地。其中,9.05%的中覆盖草地及11.10%的低覆盖草地转化为耕地,面积达到2.19万km2。9.1%的耕地转为中覆盖草地和低覆盖草地,面积为1.96万km2。3.4%的中覆盖草地转为低覆盖草地,面积达到0.43万km2。该时段内,开垦与退耕同时存在,全区开垦面积大于退耕面积。其中,耕地面积净增0.19万km2,而高覆盖草地和中覆盖草地净减少0.28万km2。此外,居民地面积增加0.12万km2,水体面积减少0.03万km2。
由表5、表6可看出,2000-2008年土地利用/覆被的主要变化是耕地减少、林地和高覆盖草地面积增加。其中,0.75%的耕地转变成林地,0.55%的耕地转变成高覆盖草地,面积分别为0.16、0.12万 km2,0.42%的耕地转变为中覆盖草地,面积达到0.09万km2,0.65%的低覆盖草地转变成高覆盖草地,面积达到0.06万km2。该时段内耕地面积净减少0.46万km2,森林面积净增加0.24万km2,高覆盖草地面积净增加0.12万km2。
表3 20世纪80年代末-2000年黄土高原土地利用/覆被转类方向和比例
Tab. 3 Orientation and scale of LUCC from the late 1980s to 2000 in the Loess Plateau
| 转类比例 / (%) | 耕地 | 林地 | 灌丛 | 高覆盖度草地 | 中覆盖度草地 | 低覆盖度草地 | 水体与沼泽 | 沙地、戈壁和裸地 | 荒漠 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 耕地 | 1.27 | 0.71 | 1.41 | 4.89 | 4.24 | 0.53 | 0.44 | 0.00 | |
| 林地 | 4.72 | 2.00 | 2.88 | 2.45 | 1.38 | 0.25 | 0.23 | 0.00 | |
| 灌丛 | 3.86 | 2.60 | 3.66 | 4.60 | 2.16 | 0.20 | 0.33 | 0.02 | |
| 高覆盖度草地 | 6.81 | 2.98 | 2.71 | 5.72 | 3.65 | 0.48 | 1.77 | 0.05 | |
| 中覆盖度草地 | 9.05 | 1.09 | 1.48 | 1.50 | 3.40 | 0.40 | 1.70 | 0.07 | |
| 低覆盖度草地 | 11.10 | 0.81 | 0.86 | 1.09 | 3.87 | 0.43 | 2.58 | 0.02 | |
| 水体与沼泽 | 14.36 | 1.26 | 0.69 | 2.10 | 4.47 | 3.73 | 3.32 | 0.04 | |
| 沙地、戈壁与裸地 | 2.25 | 0.39 | 0.33 | 1.55 | 4.91 | 8.55 | 0.75 | 0.00 | |
| 荒漠 | 0.00 | 0.18 | 0.55 | 2.19 | 9.65 | 2.38 | 0.12 | 0.57 |
表4 20世纪80年代末-2000年黄土高原土地利用/覆被转类面积
Tab. 4 Changes in land cover areas from the late 1980s to 2000 in the Loess Plateau
| 面积 / 万km2 | 耕地 | 林地 | 灌丛 | 高覆盖度草地 | 中覆盖度草地 | 低覆盖度草地 | 水体与沼泽 | 沙地、戈壁和裸地 | 荒漠 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 耕地 | 0.27 | 0.15 | 0.30 | 1.05 | 0.91 | 0.11 | 0.09 | 0.00 | |
| 林地 | 0.26 | 0.11 | 0.16 | 0.13 | 0.08 | 0.01 | 0.01 | 0.00 | |
| 灌丛 | 0.15 | 0.10 | 0.14 | 0.18 | 0.09 | 0.01 | 0.01 | 0.00 | |
| 高覆盖度草地 | 0.34 | 0.15 | 0.13 | 0.29 | 0.18 | 0.02 | 0.09 | 0.00 | |
| 中覆盖度草地 | 1.13 | 0.13 | 0.18 | 0.19 | 0.42 | 0.05 | 0.21 | 0.01 | |
| 低覆盖度草地 | 1.06 | 0.08 | 0.08 | 0.10 | 0.37 | 0.04 | 0.24 | 0.00 | |
| 水体与沼泽 | 0.14 | 0.01 | 0.01 | 0.02 | 0.05 | 0.04 | 0.03 | 0.00 | |
| 沙地、戈壁与裸地 | 0.09 | 0.02 | 0.01 | 0.07 | 0.21 | 0.36 | 0.03 | 0.00 | |
| 荒漠 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.01 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 |
表5 2000-2008年黄土高原土地覆利用/被转类方向和比例
Tab. 5 Orientation and scale of LUCC from 2000 to 2008 in the Loess Plateau
| 转类比例 / (%) | 耕地 | 林地 | 灌丛 | 高覆盖度草地 | 中覆盖度草地 | 低覆盖度草地 | 水体与沼泽 | 沙地、戈壁和裸地 | 荒漠 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 耕地 | 0.75 | 0.05 | 0.55 | 0.42 | 0.25 | 0.23 | 0.14 | 0.00 | |
| 林地 | 0.14 | 0.06 | 0.09 | 0.08 | 0.06 | 0.07 | 0.02 | 0.00 | |
| 灌丛 | 0.04 | 0.22 | 0.10 | 0.08 | 0.07 | 0.03 | 0.07 | 0.00 | |
| 高覆盖度草地 | 0.34 | 0.28 | 0.14 | 0.87 | 0.54 | 0.16 | 0.17 | 0.00 | |
| 中覆盖度草地 | 0.46 | 0.41 | 0.33 | 0.32 | 0.61 | 0.10 | 0.38 | 0.00 | |
| 低覆盖度草地 | 0.52 | 0.27 | 0.12 | 0.65 | 0.64 | 0.10 | 0.90 | 0.00 | |
| 水体与沼泽 | 3.04 | 0.28 | 0.05 | 0.37 | 0.94 | 0.46 | 1.08 | 0.00 | |
| 沙地、戈壁与裸地 | 0.50 | 0.21 | 0.04 | 0.27 | 1.19 | 0.86 | 0.31 | 0.00 | |
| 荒漠 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 |
表6 2000-2008年黄土高原土地利用/覆被转类面积
Tab. 6 Changes in land cover areas from 2000 to 2008 in the Loess Plateau
| 面积 / 万km2 | 耕地 | 林地 | 灌丛 | 高覆盖度草地 | 中覆盖度草地 | 低覆盖度草地 | 水体与沼泽 | 沙地、戈壁和裸地 | 荒漠 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 耕地 | 0.16 | 0.01 | 0.12 | 0.09 | 0.05 | 0.05 | 0.03 | 0.00 | |
| 林地 | 0.01 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | |
| 灌丛 | 0.00 | 0.01 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | |
| 高覆盖度草地 | 0.01 | 0.01 | 0.00 | 0.04 | 0.03 | 0.01 | 0.01 | 0.01 | |
| 中覆盖度草地 | 0.06 | 0.05 | 0.04 | 0.04 | 0.08 | 0.01 | 0.05 | 0.00 | |
| 低覆盖度草地 | 0.05 | 0.03 | 0.01 | 0.06 | 0.06 | 0.01 | 0.09 | 0.00 | |
| 水体与沼泽 | 0.03 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.01 | 0.00 | 0.01 | 0.00 | |
| 沙地、戈壁与裸地 | 0.02 | 0.01 | 0.00 | 0.01 | 0.05 | 0.04 | 0.01 | 0.00 | |
| 荒漠 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 |
20世纪80年代末、2000年、2008年整个黄土高原地区土地利用/覆被状况指数分别为24.05、23.65、24.32,近20年黄土高原区域生态系统功能先降低后回升。近20年黄土高原平均土地利用/覆被状况指数为24.07,各个分区的平均土地利用/覆被状况指数由低到高分别是农灌区（15.46）、沙地和沙漠区（19.22）、黄土高原沟壑区（20.59）、黄土丘陵沟壑区（21.08）、河谷平原区（28.07）、土石山区（40.32）（表7）。20世纪80年代末-2000年、2000-2008年2个时段内黄土高原地区土地利用/覆被状况指数变化率分别为-1.68、2.66,20世纪80年代末-2000年整个黄土高原地区生态状况呈转差趋势,2000年以后开始趋好。
表7 20世纪80年代末-2008年黄土高原地区土地利用/覆被状况指数
Tab. 7 Land use/cover condition index of the Loess Plateau from the late 1980s to 2008
| 时间 | 各分区土地利用/覆被状况指数 | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| 农灌区 | 沙地和沙漠区 | 黄土高原沟壑区 | 黄土丘陵沟壑区 | 河谷平原区 | 土石山区 | |
| 20世纪80年代末 | 15.96 | 20.29 | 20.35 | 20.38 | 28.03 | 40.55 |
| 2000年 | 14.73 | 18.62 | 20.31 | 20.48 | 27.92 | 40.02 |
| 2008年 | 15.60 | 19.00 | 20.88 | 21.85 | 28.18 | 40.37 |
从分区角度看（图3）,该时段除了黄土丘陵沟壑区,其他分区土地利用/覆被状况指数变化率均为负值,呈转差趋势。其中,河谷平原区主要土地利用/覆被变化是居民地的扩张,耕地、林地、草地和水体面积减少;农灌区、土石山区、黄土高原沟壑区主要土地利用/覆被变化是耕地面积增加,林地、草地和水体面积减少;沙地和沙漠区主要土地利用/覆被变化为高中覆盖草地、水体、耕地面积减少;黄土丘陵沟壑区主要土地利用/覆被变化是沙地、戈壁和裸地的面积减少,林地和草地面积增加。2000-2008年,所有分区都为正值,呈转好趋势。其中,除了沙地和沙漠区外,其他区域耕地面积减少。所有区域林地、草地、水体面积增加。20年间,土地利用/覆被状况指数变化最剧烈的地区为农灌区、沙地和沙漠区。
图3 近20年黄土高原各区域土地利用/覆被状况变化率
Fig. 3 The rate of change for land cover condition index of the Loess Plateau over the past 20 years
如图4所示,20世纪80年代末-2000年黄土高原区域整体LCCI为-1.08,主要土地利用/覆被变化为耕地扩张,高覆盖草地减少,宏观生态状况趋差。除了黄土丘陵沟壑区LCCI为正（2.45）外,其 他分区LCCI均为负值,其中最低的区域为农灌区（-4.00）以及沙地和沙漠区（-3.58）。该时段内河谷平原区主要土地利用/覆被转类：耕地转居民地,以及草地、林地和水体转为耕地;农灌区、土石山区、黄土高原沟壑区主要土地利用/覆被转类：林地、草地、水体转为耕地,以及高覆盖草地转为中低覆盖草地;沙地和沙漠区主要土地利用/覆被转类：高中覆盖草地转为低覆盖草地;黄土丘陵沟壑区主要土地利用/覆被转类：沙地、戈壁和裸地转为低覆盖草地。
图4 近20年黄土高原各区域LCCI
Fig. 4 The LCCI of each region in the Loess Plateau over the past 20 years
2000-2008年,耕地面积减少,林地和草地增加,黄土高原地区整体LCCI为2.66,生态状况趋好,除沙地和沙漠区为负值（-0.77）外,其他地区LCCI均为正值。其中,LCCI最高的地区为黄土丘陵沟壑区（5.83）,其次为农灌区（4.09）。该时段除了沙地和沙漠区,其他地区主要土地利用/覆被转类为耕地转为林地和草地,以及低中覆盖草地转为高覆盖草地。沙地和沙漠区主要土地利用/覆被转类为低覆盖草地转为沙地、戈壁和裸地。
近20年内,黄土高原地区生态状况在20世纪80年代末-2000年生态状况趋差,而2000-2008年期间迅速趋好,短时间内黄土高原地区宏观生态状况立即出现了一定的恢复趋势,这一方面反映了2000年后该地区退耕还林还草工程对生态恢复起到的巨大作用,也从另一方面说明了人类活动对黄土高原生态系统的深远影响。
近20年来黄土高原地区土地利用/覆被和宏观生态状况在80年代末-2000年内变差,2000-2008年转好。本文考虑了数据的可获取性和科学性,选择了多年平均气温以及降水、到最近水域的距离、到建设用地的距离、海拔、坡度、坡向、各县人均GDP、人口密度等与土地利用/覆被变化密切相关的因子来分析上述变化的驱动力。通过逐步回归,建立驱动因子与生态系统变化的二元logistic回归方程,揭示黄土高原土地利用/覆被变化的主要驱动因素。上述驱动因子中,坡度（0~90°）、坡向（0~360°）、海拔由30 m分辨率的DEM派生而来,并对坡向进行重新分类：45~135°、135~225°、225~315°、315~45°,分别赋值1-4;到最近水域的距离、到建设用地的距离则是利用ArcGIS空间分析模块从LUCC数据提取得到;各县人口密度及人均GDP数据则由统计年鉴得到;多年平均气温及降水由气象数据插值得到。
20世纪80年代末-2000年,黄土高原土地利用/覆被主要变化为林地和草地向耕地的转换,以及高中覆盖草地退化为低覆盖草地,因此,将该时段内的林草生态系统的变化作为因变量,如果林地和草地在2个时期内不变值为0,生态级别减小（即林地和草地转为耕地以及草地的退化等）则为1。利用ArcGIS在整个黄土高原地区随机生成2000个满足因变量要求的点,确保0和1的数量大致相等,然后用这些点提取相应位置的驱动因子的值。利用SPSS进行logistic回归方程拟合,并根据Wald卡方统计量来判断各因子的重要性,结果如表8所示。
表8 20世纪80年代末-2000年林地和草地变化logistic方程(HL=7.610)
Tab. 8 Logistic equation of forest and grassland from the late 1980s to 2000 (HL=7.610)
| 因子 | B | S.E. | Wald | 自由度 | 显著性 | Exp(B) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 降水量 | -0.157 | 0.036 | 30.017 | 1 | 0.000 | 0.855 |
| 人口密度 | 0.000 | 0.000 | 63.739 | 1 | 0.000 | 1.000 |
| 海拔 | -0.008 | 0.001 | 23.739 | 1 | 0.000 | 0.992 |
| 坡度 | -0.048 | 0.015 | 10.626 | 1 | 0.001 | 0.953 |
| 常量 | -0.782 | 0.751 | 1.085 | 1 | 0.297 | 0.457 |
从表8可看出,20世纪80年代末-2000年人口密度是林地草地面积减少和草地退化的主要驱动因子,该因子的系数为正,说明人口密度每增加一个单位,会使土地利用/覆被生态级别降低的几率增加1倍。根据统计,该时段内黄土高原地区各县市平均人口密度由252人/km2增加到290人/km2[34],居民地面积由20世纪80年代末期的1.47万km2增加至2000年的1.59万km2。其次重要的因子为降水量,该因子的系数为负值,说明降水量每增加一个单位,会使林地和草地的生态级别减小的机率降低。该时段黄土高原降水量呈降低趋势,斜率为 -6.24 mm/a,气温呈上升趋势,斜率为0.045 ℃/a（图5、图6）,气温的升高以及降水的减少,会使土壤含水下降,从而导致植被存活率低。海拔的高低直接影响到人类活动的范围,由表8可知,海拔的升高、坡度的增加也使得林地和草地生态级别减小的机率降低,可能因为高海拔地区受人类活动的影响相对较小,坡度较缓的地方开垦和放牧相对容易。
2000-2008年,黄土高原土地利用/覆被主要变化为耕地转为林地和草地,其次是低中覆盖度的草地转为高覆盖度草地。其中,耕地转为林地和草地主要受退耕还林还草工程驱动,该工程始于1999年,截至2008年黄土高原地区有2.33万km2严重沙化和水土流失严重的耕地还林还草,围栏种草面积达8.87万km2 [14]。非工程因素方面,本文将该时段内的中低覆盖度的草地变化作为因变量,如果草地在2期内不变值为0,生态级别增大（即由中低覆盖草地转为高覆盖草地）则为1。随机点的生成、驱动因子以及随机点所对应的驱动因子值的提取方式与80年代末-2000年一致。利用SPSS进行logistic回归方程拟合,得到如下结果：
从表9可以看出,降水和温度的系数为正,说明气温与降水量每增加一个单位,会使得草地的生态级别增大的机率增加1.507和1.036倍。该时段内气温和降水量呈上升趋势,斜率分别为0.045 ℃/a,2.37 mm/a（图5、图6）。因此除了生态工程因素外,该时段内的暖湿的气候对植被的恢复起到了促进 作用[35]。
图5 20世纪80年代末-2008年黄土高原地区年平均温度变化
Fig. 5 The annual average temperature change in the Loess Plateau over the past 20 years
图6 20世纪80年代末-2008年黄土高原地区年平均降水量变化
Fig. 6 The annual mean precipitation in the Loess Plateau area over the past 20 years
综上,20世纪80年代末-2000年,黄土高原地区降水减少,不利于植被生长,且随着人口增加,对粮食需求的增加,导致该时段内开垦面积增大、森林和草地面积减少,宏观生态状况变差。2000-2008年,黄土高原地区实施了退耕还林还草工程,该时段内耕地面积减少,林地和草地面积增大,并且气候的变化（气温升高、降水增加）有利于植被的恢复,该时段内宏观生态状况转好。
表9 2000-2008年草地变化logistic方程 (HL=12.171)
Tab. 9 Logistic equation of forest and grassland from 2000 to 2008 (HL=12.171)
| 因子 | B | S.E. | Wald | 自由度 | 显著性 | Exp(B) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 降水量 | 0.035 | 0.008 | 19.087 | 1 | 0.000 | 1.036 |
| 气温 | 0.410 | 0.119 | 11.826 | 1 | 0.001 | 1.507 |
| 常量 | 1.645 | 1.286 | 1.637 | 1 | 0.201 | 5.182 |
本文基于黄土高原20世纪80年代末、2000年和2008年土地利用/覆被数据,分析了黄土高原近20年来土地利用/覆被变化状况及宏观生态变化状况,并结合统计数据分析了这些变化的驱动因素,得到如下主要结论：
（1）20世纪80年代末黄土高原地区土地利用/覆被以耕地为主,面积为21.4万km2,其次为中覆盖草地和低覆盖草地,面积为22.05万km2,耕地以及中覆盖草地、低覆盖草地面积占黄土高原地区面积的67.00%。相比20世纪80年代末,截至2008年,耕地面积减少2700 km2,林地和灌丛增加2800 km2,高覆盖草地、中覆盖草地、低覆盖草地面积分别减少1100、1300、200 km2。
（2）从分区角度看,20世纪80年代末-2008年黄土丘陵沟壑区生态状况一直趋好,沙地和沙漠区生态状况持续趋差,其他区域2000年之前生态状况趋差,而2000年以后生态状况持续趋好。从整个黄土高原地区看,20世纪80年代末、2000年、2008年土地整个黄土高原地区土地利用/覆被状况指数分别为24.05、23.65、24.32。20世纪80年代末-2000年,2000-2008年,土地利用/覆被转类指数分别为-1.08、2.66。整个黄土高原地区土地利用/覆被和生态状况经历了变差—逐渐转好的变化过程。这一结论与信忠保等[36]的研究结果（2002年以后植被覆盖进入快速上升时期）,以及张宝庆等[37]的研究结果（1999 年以后研究区NDVI年度平均值增加显著,夏、秋两季增长贡献最大）较为一致。
（3）近20年来,黄土高原地区的土地利用/覆被和宏观生态状况的变化过程前期主要由人类活动和气候变化共同驱动,后期则叠加了生态工程的影响。2000年前黄土高原人口迅速增长,导致耕地面积的快速扩张以及林地和草地的减少和退化,且同期的气候变化不利于植被的生长。2000年后,黄土高原地区实施退耕还林还草工程,耕地大幅度减少、林地和高覆盖草地面积增加,且该时段内气候变化对植被的恢复起到了积极作用。
致谢：中国科学院地理科学与资源研究所 中国科学院资源环境 科学数据中心提供了黄土高原LUCC数据以及气象插值数据,在此表示衷心的感谢！
The authors have declared that no competing interests exist.
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New progress in the research on land use / land cover change in the world [J].https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-8462.2001.01.022 URL [本文引用: 1] 摘要
进入 90年代以来 ,随着全球人口、资源与环境问题的日益突出 ,土地利用 /土地覆盖变化 (LUCC)研究已成为国际上全球变化研究的前沿与热点课题。在研究内容与方法上出现了很多新的趋势。本文将对目前国际上土地利用与土地覆盖变化研究的新 进展进行介绍 ,以为我国开展此方面的研究提供参考
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Impact of urbanization and land-use change on climate [J].https://doi.org/10.1038/nature01675 URL PMID: 12774119 摘要
Abstract The most important anthropogenic influences on climate are the emission of greenhouse gases and changes in land use, such as urbanization and agriculture. But it has been difficult to separate these two influences because both tend to increase the daily mean surface temperature. The impact of urbanization has been estimated by comparing observations in cities with those in surrounding rural areas, but the results differ significantly depending on whether population data or satellite measurements of night light are used to classify urban and rural areas. Here we use the difference between trends in observed surface temperatures in the continental United States and the corresponding trends in a reconstruction of surface temperatures determined from a reanalysis of global weather over the past 50 years, which is insensitive to surface observations, to estimate the impact of land-use changes on surface warming. Our results suggest that half of the observed decrease in diurnal temperature range is due to urban and other land-use changes. Moreover, our estimate of 0.27 degrees C mean surface warming per century due to land-use changes is at least twice as high as previous estimates based on urbanization alone.
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The emergence of land change science for global environmental change and sustainability [J].https://doi.org/10.1073/pnas.0704119104 URL PMID: 18093934 [本文引用: 1] 摘要
Land change science has emerged as a fundamental component of global environmental change and sustainability research. This interdisciplinary field seeks to understand the dynamics of land cover and land use as a coupled human-environment system to address theory, concepts, models, and applications relevant to environmental and societal problems, including the intersection of the two. The major components and advances in land change are addressed: observation and monitoring; understanding the coupled system-causes, impacts, and consequences; modeling; and synthesis issues. The six articles of the special feature are introduced and situated within these components of study.
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关于区域土地利用变化指数模型方法的讨论 [J].https://doi.org/10.3321/j.issn:0375-5444.2003.05.001 URL Magsci [本文引用: 1] 摘要
<p>近几年来，各类指数模型方法被广泛应用于我国土地利用变化研究中，并在区域土地利用变化规律总结上发挥了重要作用。这些指数方法包括变化率、土地利用程度综合指数、转移矩阵、流向百分比、动态度、相对变化率、邻接度、多度、重要度、景观指数等。但有关文献对这些指数的表述与计算中，还存在一些明显的混乱与误用。文章通过分析国内相关文献中所涉及的各类指数方法，将其按资源变化的分析、变化方向分析、变化的空间形式分析等目的取向加以归类，然后在此类型框架下，详细阐述了各种指数方法的概念、计算方法、意义、存在的问题，并提出应用建议。</p>
Discussion on the model of regional land use change [J].https://doi.org/10.3321/j.issn:0375-5444.2003.05.001 URL Magsci [本文引用: 1] 摘要
<p>近几年来，各类指数模型方法被广泛应用于我国土地利用变化研究中，并在区域土地利用变化规律总结上发挥了重要作用。这些指数方法包括变化率、土地利用程度综合指数、转移矩阵、流向百分比、动态度、相对变化率、邻接度、多度、重要度、景观指数等。但有关文献对这些指数的表述与计算中，还存在一些明显的混乱与误用。文章通过分析国内相关文献中所涉及的各类指数方法，将其按资源变化的分析、变化方向分析、变化的空间形式分析等目的取向加以归类，然后在此类型框架下，详细阐述了各种指数方法的概念、计算方法、意义、存在的问题，并提出应用建议。</p>
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近30年来三江源地区土地覆被与宏观生态变化特征 [J].https://doi.org/10.11821/yj2010080009 URL Magsci [本文引用: 1] 摘要
利用1970年代中后期MSS图像和1980年代末、2004年 以及2008年三期TM图像并结合野外调查,获得三江源地区四期土地覆被空间数据集,提出了土地覆被转类指数和土地覆被状况指数,以表征该区域生态变化的 趋势.通过计算土地覆被转类途径和幅度、土地覆被转类指数和土地覆被状况指数,分析青海三江源地区1970年代中后期以来土地覆被时空变化特征及其反映的 宏观生态状况变化.结果表明:三江源地区近30年平均土地覆被状况指数为38.20,土地覆被状况为4级,其中黄河流域最好,其次为澜沧江流域,长江流域 最差;三江源地区土地覆被转类,在1970s～1990s和1990s～2004年两个时段,均主要以高生态级别向低生态级别转移为 主,2004～2008年时段,主要以低生态级别向高生态级别转移为主;由土地覆被状况指数变化率和土地覆被转类指数,可以反映出近30年来三江源地区土 地覆被和宏观生态状况,总体上经历了变差(1970s～1990s时段土地覆被状况指数变化率Zc为-0.63,土地覆被转类指数LCCI为 -0.58)-显著变差(1990s～2004时段Zc为-0.94,LCCI为-1.76)-略有好转(2004～2008时段Zc为 0.06,LCCI为0.33)的变化过程.这一变化过程前、中期主要受到气候变化和草地载畜压力共同驱动的影响,后期则叠加了生态建设工程的驱动作用.
Land use / cover and macro ecological change in Sanjiang area in recent 30 years [J].https://doi.org/10.11821/yj2010080009 URL Magsci [本文引用: 1] 摘要
利用1970年代中后期MSS图像和1980年代末、2004年 以及2008年三期TM图像并结合野外调查,获得三江源地区四期土地覆被空间数据集,提出了土地覆被转类指数和土地覆被状况指数,以表征该区域生态变化的 趋势.通过计算土地覆被转类途径和幅度、土地覆被转类指数和土地覆被状况指数,分析青海三江源地区1970年代中后期以来土地覆被时空变化特征及其反映的 宏观生态状况变化.结果表明:三江源地区近30年平均土地覆被状况指数为38.20,土地覆被状况为4级,其中黄河流域最好,其次为澜沧江流域,长江流域 最差;三江源地区土地覆被转类,在1970s～1990s和1990s～2004年两个时段,均主要以高生态级别向低生态级别转移为 主,2004～2008年时段,主要以低生态级别向高生态级别转移为主;由土地覆被状况指数变化率和土地覆被转类指数,可以反映出近30年来三江源地区土 地覆被和宏观生态状况,总体上经历了变差(1970s～1990s时段土地覆被状况指数变化率Zc为-0.63,土地覆被转类指数LCCI为 -0.58)-显著变差(1990s～2004时段Zc为-0.94,LCCI为-1.76)-略有好转(2004～2008时段Zc为 0.06,LCCI为0.33)的变化过程.这一变化过程前、中期主要受到气候变化和草地载畜压力共同驱动的影响,后期则叠加了生态建设工程的驱动作用.
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20世纪90年代中国土地利用变化时空特征及其成因分析 [J].https://doi.org/10.3321/j.issn:1000-0585.2003.01.001 URL Magsci [本文引用: 1] 摘要
<p>在土地利用变化时空信息平台的支持下,本文对我国20世纪80年代末到90年代末的土地利用变化过程进行了全面分析,揭示了我国10年来土地利用变化的时空规律,分析了这些规律形成的主要政策、经济和自然成因。研究表明,20世纪90年代,全国耕地总面积呈北增南减、总量增加的趋势,增量主要来自对北方草地和林地的开垦。林业用地面积呈现总体减少的趋势,减少的林地主要分布于传统林区,南方水热充沛区造林效果明显。中国城乡建设用地整体上表现为持续扩张的态势。90年代后5年总体增速减缓,西部增速加快。20世纪90年代我国的土地利用变化表现出明显的时空差异,政策调控和经济驱动是导致土地利用变化及其时空差异的主要原因。据此,本文提出在今后的全国土地利用规划中,应充分考虑我国现代土地利用变化的区域分异规律。同时,在生态环境恢复与建设规划中也应强调自然地理地带的针对性,同时要改变传统的资源规划与管理思路,在基础设施日益完备的条件下,最大程度地发挥跨区域土地资源优化配置的综合优势</p>
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Effects of land use on soil erosion and nitrogen loss in the hilly area of the Loess Plateau, China [J].https://doi.org/10.1002/ldr.572 URL 摘要
Abstract This study examines the effects of land use and slope angle on runoff, soil loss and nitrogen loss from hillslopes of the Loess Plateau in China. Farmland, wasteland and four forest treatments (sea buckthorn+poplar, immature sea buckthorn, mature sea buckthorn, and immature Chinese pine) were the types of land use that were compared. The results showed that July was the critical period for runoff, soil loss and nitrogen loss from farmland. Farmland was the most susceptible land use. Sea buckthorn+poplar, immature sea buckthorn, and mature sea buckthorn limited the runoff, soil loss and nitrogen loss. Farmland on slopes over 15 degrees should be abandoned because of the high erosion rate and nitrogen loss. Copyright 漏 2003 John Wiley & Sons, Ltd.
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Soil conservation and sustainable agriculture on the Loess Plateau: challenges and prospects [J].https://doi.org/10.1080/09540129947631 URL 摘要
【Key Words】：
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Temporal and spatial characteristics of land use change in China in 1990s and its cause analysis [J].https://doi.org/10.3321/j.issn:1000-0585.2003.01.001 URL Magsci [本文引用: 1] 摘要
<p>在土地利用变化时空信息平台的支持下,本文对我国20世纪80年代末到90年代末的土地利用变化过程进行了全面分析,揭示了我国10年来土地利用变化的时空规律,分析了这些规律形成的主要政策、经济和自然成因。研究表明,20世纪90年代,全国耕地总面积呈北增南减、总量增加的趋势,增量主要来自对北方草地和林地的开垦。林业用地面积呈现总体减少的趋势,减少的林地主要分布于传统林区,南方水热充沛区造林效果明显。中国城乡建设用地整体上表现为持续扩张的态势。90年代后5年总体增速减缓,西部增速加快。20世纪90年代我国的土地利用变化表现出明显的时空差异,政策调控和经济驱动是导致土地利用变化及其时空差异的主要原因。据此,本文提出在今后的全国土地利用规划中,应充分考虑我国现代土地利用变化的区域分异规律。同时,在生态环境恢复与建设规划中也应强调自然地理地带的针对性,同时要改变传统的资源规划与管理思路,在基础设施日益完备的条件下,最大程度地发挥跨区域土地资源优化配置的综合优势</p>
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21世纪初中国土地利用变化的空间格局与驱动力分析 [J].https://doi.org/10.3321/j.issn:0375-5444.2009.12.001 URL Magsci 摘要
<p>在全球环境变化研究中，以土地利用与土地覆盖动态为核心的人类－环境耦合系统研究逐渐成为土地变化科学 (LCS) 研究的新动向。基于覆盖中国21世纪初5年间隔的遥感卫星数据获取的1 km网格土地利用变化空间信息，依据近5年土地利用变化区域分异的显著特征，以及自然地理、经济发展与国家宏观政策因素综合考虑，设计针对21世纪初5年新的中国土地利用动态区划图，揭示土地利用变化的空间格局与驱动因素。总体上，21世纪初5年中国处于土地利用快速变化期，黄淮海平原、东南沿海地区与四川盆地城乡建设用地显著扩张，占用大规模优质农田，导致南方水田面积明显减少；西北绿洲农业发展与东北地区开垦导致北方旱地面积略有增加；受西部开发“生态退耕”政策的影响中西部地区林地面积显著增加，国家退耕还林还草政策成效明显，对区域土地覆盖状况的改善产生积极的影响；这一时段国土开发与区域发展战略的实施，包括“西部大开发”、“东北振兴”等国家重大政策，加之快速的经济发展是该阶段土地利用变化格局形成的主要驱动因素。</p>
Spatial patterns and driving forces of land use change in China in twenty-first Century [J].https://doi.org/10.3321/j.issn:0375-5444.2009.12.001 URL Magsci 摘要
<p>在全球环境变化研究中，以土地利用与土地覆盖动态为核心的人类－环境耦合系统研究逐渐成为土地变化科学 (LCS) 研究的新动向。基于覆盖中国21世纪初5年间隔的遥感卫星数据获取的1 km网格土地利用变化空间信息，依据近5年土地利用变化区域分异的显著特征，以及自然地理、经济发展与国家宏观政策因素综合考虑，设计针对21世纪初5年新的中国土地利用动态区划图，揭示土地利用变化的空间格局与驱动因素。总体上，21世纪初5年中国处于土地利用快速变化期，黄淮海平原、东南沿海地区与四川盆地城乡建设用地显著扩张，占用大规模优质农田，导致南方水田面积明显减少；西北绿洲农业发展与东北地区开垦导致北方旱地面积略有增加；受西部开发“生态退耕”政策的影响中西部地区林地面积显著增加，国家退耕还林还草政策成效明显，对区域土地覆盖状况的改善产生积极的影响；这一时段国土开发与区域发展战略的实施，包括“西部大开发”、“东北振兴”等国家重大政策，加之快速的经济发展是该阶段土地利用变化格局形成的主要驱动因素。</p>
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中国近期土地利用变化的空间格局分析 [J].https://doi.org/10.3321/j.issn:1006-9267.2002.12.008 URL [本文引用: 1] 摘要
在全球环境变化研究中，土地利用和土地覆被动态越来越被认为是一个关键而迫切的研究课题，依据覆盖中国1990年代末期5a时间间隔的陆地卫星数据资料，研究了土地利用变化的特征和空间分布规律，依据土地利用动态度的概念，在1km格网土地利用变化数据基础上，根据区域近期土地利用动态特点与社会，自然环境综合特征，设计了全国土地利用动态区划图，揭示了土地利用变化过程的空间格局，总体上，传统农作区（包括黄淮海平原，长江三角洲地区和四川盆地等）城镇居民建设用地的扩张侵占了大面积的耕地，而北方农牧交错带与西北绿洲农业区由于生产条件，经济利益和气候变化等方面的原因，耕地开垦现象最为突出，国家退耕还林还草政策的实施效果在局部地区有所体现，但截至2000年，尚未对土地覆被变化产生区域性的影响，此5a期间森林砍伐现象依然比较严峻，本项研究，实现了中国现代土地利用动态区域单元的划分，揭示了中国现代土地利用变化的时间－空间属性并为其特征分析提供了区域格局框架，该项研究是地理科学对研究对象的“空间格局”与“时间过程”特征进行集成研究，揭示研究对象“变化过程的格局”，“以及格局的变化过程”的一次有益的尝试。
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Hydrological responses and soil erosion potential of abandoned cropland in the Loess Plateau, China [J].https://doi.org/10.1016/j.geomorph.2011.10.009 URL 摘要
Recent changes in hydrological processes and soil erosion in the Loess Plateau, China, are immediate responses to cropland abandonment for revegetation, which lead to a long-term decrease in runoff generation and soil erosion. However, detailed hydrological responses and soil erosion changes have not been clearly evaluated. In this study, two issues were focused on the plot scale. The first issue relates to changes in vegetation cover and soil properties during the early stages of revegetation. Given the occurrence of soil compaction, it was hypothesized that runoff increased during this period and the soil erosion did not significantly decline, even though vegetation increased. The second issue is the effect of scale on runoff and soil erosion. Three plot groups of three vegetation types and two restoration stages were established for comparative experiments. The results from these experiments... more Recent changes in hydrological processes and soil erosion in the Loess Plateau, China, are immediate responses to cropland abandonment for revegetation, which lead to a long-term decrease in runoff generation and soil erosion. However, detailed hydrological responses and soil erosion changes have not been clearly evaluated. In this study, two issues were focused on the plot scale. The first issue relates to changes in vegetation cover and soil properties during the early stages of revegetation. Given the occurrence of soil compaction, it was hypothesized that runoff increased during this period and the soil erosion did not significantly decline, even though vegetation increased. The second issue is the effect of scale on runoff and soil erosion. Three plot groups of three vegetation types and two restoration stages were established for comparative experiments. The results from these experiments confirmed that the soil compaction occurred during revegetation in this region. Greater runoff was produced in plot group that experienced both a longer restoration time and with higher vegetation cover (such as Groups 2 and 3 in this study) than that with a shorter restoration time and lower vegetation cover (Group 1). In addition, the total soil loss rates of all plot groups were rather low and did not significantly differ from each other. This indicates that a reduction in runoff generation and soil erosion, as a result of revegetation, was limited in the early stages of restoration following the cropland abandonment. With increasing plot area, the runoff coefficient decreased for the plot group with a longer revegetation time (Groups 2 and 3), but gently increased for the one with a shorter restoration time (Group 1). In Groups 2 and 3, soil loss rate decreased when plot area enlarged. In Group 1, it decreased before a plot area threshold of 18m 2 was exceeded. However, the increase occurred when plot area crossed the threshold value. In conclusion, the high vegetation cover alone did not lead to reduction in the runoff coefficient during the early stages of revegetation. When evaluating hydrological and soil erosion responses to revegetation, the soil compaction processes should be considered. Additionally, the effect of scale on runoff and soil erosion was found to be dependent on restoration extent, and thus on restoration time. less
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Analysis of spatial pattern of land use change in China [J].https://doi.org/10.3321/j.issn:1006-9267.2002.12.008 URL [本文引用: 1] 摘要
在全球环境变化研究中，土地利用和土地覆被动态越来越被认为是一个关键而迫切的研究课题，依据覆盖中国1990年代末期5a时间间隔的陆地卫星数据资料，研究了土地利用变化的特征和空间分布规律，依据土地利用动态度的概念，在1km格网土地利用变化数据基础上，根据区域近期土地利用动态特点与社会，自然环境综合特征，设计了全国土地利用动态区划图，揭示了土地利用变化过程的空间格局，总体上，传统农作区（包括黄淮海平原，长江三角洲地区和四川盆地等）城镇居民建设用地的扩张侵占了大面积的耕地，而北方农牧交错带与西北绿洲农业区由于生产条件，经济利益和气候变化等方面的原因，耕地开垦现象最为突出，国家退耕还林还草政策的实施效果在局部地区有所体现，但截至2000年，尚未对土地覆被变化产生区域性的影响，此5a期间森林砍伐现象依然比较严峻，本项研究，实现了中国现代土地利用动态区域单元的划分，揭示了中国现代土地利用变化的时间－空间属性并为其特征分析提供了区域格局框架，该项研究是地理科学对研究对象的“空间格局”与“时间过程”特征进行集成研究，揭示研究对象“变化过程的格局”，“以及格局的变化过程”的一次有益的尝试。
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近30年来三江源自然保护区土地覆被变化分析 [J].https://doi.org/10.3969/j.issn.1560-8999.2009.03.019 URL Magsci 摘要
本文利用三江源地区20世纪70年代中后期、80年代末和 2004年三期土地覆被的数据,分析了三江源18个自然保护区3个圈层的2004年的土地覆被类型特征,以及70年代中后期至80年代末,80年代末至 2004年土地覆被类型的变化特征.结果表明:三江源18个自然保护区土地覆被均以草地为主,2004年草地占保护区面积的65.68%,其中,约古宗列 保护区最高,为83.0%,格拉丹东保护区最低31.48%.2004年18个保护区土地覆被状况指数由高到低依次为玛可河>多可河>江 西>麦秀>中铁一军工>白扎>东仲>通天河沿>年保玉则>阿尼玛卿>昂赛>扎陵湖-鄂陵 湖>当曲>果宗木查>星星海>索加-曲麻河>约古宗列>格拉丹东.1970年中后期至2004年土地覆被动态度大小 依次为:星星海>扎陵湖-鄂陵湖>玛可河>多可河>年保玉则>江西>白扎>麦秀>阿尼玛卿>通天 河沿>果宗木查>中铁-军工>约古宗列>索加-曲麻河>当曲>格拉丹东>昂赛>东仲.1970年中后期 以来,18个保护区中有14个的土地覆被状况是变差的,按转差程度依次是星星海>阿尼玛卿>扎陵湖-鄂陵湖>年保玉则>多可 河>白扎>约古宗列>通天河沿>索加-曲麻河>果宗木查>麦秀>中铁-军工>昂赛>东仲;有四个 保护区的覆被状况有所好转,分别是当曲、格拉丹东、玛.可河、江西保护区.
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黄土高原持续土地利用研究 [J].Magsci 摘要
本文在分析黄土高原综合治理的历史经验和存在问题的基础上，提出了应用持续土地利用（管理）的理论作为黄土高原今后的综合治理和开发的指导思想，将土地资源的合理利用和水土保持科学地统一起来。以陕北米脂县泉家沟流域为范例探讨了生态经济系统分析、土地利用系统结构优化、土地利用优化模型空间面积分配、土地系统生态设计以及土壤侵蚀量输出分析和水土保持决策等。
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Analysis of land cover change in Sanjiang Nature Reserve in the last 30 years [J].https://doi.org/10.3969/j.issn.1560-8999.2009.03.019 URL Magsci 摘要
本文利用三江源地区20世纪70年代中后期、80年代末和 2004年三期土地覆被的数据,分析了三江源18个自然保护区3个圈层的2004年的土地覆被类型特征,以及70年代中后期至80年代末,80年代末至 2004年土地覆被类型的变化特征.结果表明:三江源18个自然保护区土地覆被均以草地为主,2004年草地占保护区面积的65.68%,其中,约古宗列 保护区最高,为83.0%,格拉丹东保护区最低31.48%.2004年18个保护区土地覆被状况指数由高到低依次为玛可河>多可河>江 西>麦秀>中铁一军工>白扎>东仲>通天河沿>年保玉则>阿尼玛卿>昂赛>扎陵湖-鄂陵 湖>当曲>果宗木查>星星海>索加-曲麻河>约古宗列>格拉丹东.1970年中后期至2004年土地覆被动态度大小 依次为:星星海>扎陵湖-鄂陵湖>玛可河>多可河>年保玉则>江西>白扎>麦秀>阿尼玛卿>通天 河沿>果宗木查>中铁-军工>约古宗列>索加-曲麻河>当曲>格拉丹东>昂赛>东仲.1970年中后期 以来,18个保护区中有14个的土地覆被状况是变差的,按转差程度依次是星星海>阿尼玛卿>扎陵湖-鄂陵湖>年保玉则>多可 河>白扎>约古宗列>通天河沿>索加-曲麻河>果宗木查>麦秀>中铁-军工>昂赛>东仲;有四个 保护区的覆被状况有所好转,分别是当曲、格拉丹东、玛.可河、江西保护区.
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近30年黄河源头土地覆被变化特征分析 [J].https://doi.org/10.3724/SP.J.1047.2011.00289 URL Magsci [本文引用: 1] 摘要
本研究对以DEM生成的黄河源头范围内的土地覆被变化进行了分 析，得到20世纪70年代中后期至80年代末、80年代末至2004年和2004-2008年土地覆被变化数据。同时利用转移矩阵的方法，定量研究了近 30年黄河源头土地覆被类型转移的途径和幅度；分析了3个时段内的土地覆被状况指数和土地覆被转类指数，藉此探讨黄河源头不同土地覆被类型的生态系统功能 的变化：黄河源头土地覆被类型以草地为主，草地覆被状况明显优于同时期三江源的总体状况。1970-2004年，黄河源头土地覆被状况呈持续退化的趋势， 而且不同时段内土地覆被状况变动较大；2004-2008年草地退化的趋势得到明显的遏制。从70年代到2008年，黄河源头流域尺度宏观生态状况经历了 变差-缓慢恢复的趋势，2004年开始实施生态保护工程以后，黄河源头草地覆被状况出现了好转的趋势。
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Research of the continued land use in the Loess Plateau [J].Magsci 摘要
本文在分析黄土高原综合治理的历史经验和存在问题的基础上，提出了应用持续土地利用（管理）的理论作为黄土高原今后的综合治理和开发的指导思想，将土地资源的合理利用和水土保持科学地统一起来。以陕北米脂县泉家沟流域为范例探讨了生态经济系统分析、土地利用系统结构优化、土地利用优化模型空间面积分配、土地系统生态设计以及土壤侵蚀量输出分析和水土保持决策等。
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Analysis on the characteristics of land cover change in the Yellow River in recent 30 years [J].https://doi.org/10.3724/SP.J.1047.2011.00289 URL Magsci [本文引用: 1] 摘要
本研究对以DEM生成的黄河源头范围内的土地覆被变化进行了分 析，得到20世纪70年代中后期至80年代末、80年代末至2004年和2004-2008年土地覆被变化数据。同时利用转移矩阵的方法，定量研究了近 30年黄河源头土地覆被类型转移的途径和幅度；分析了3个时段内的土地覆被状况指数和土地覆被转类指数，藉此探讨黄河源头不同土地覆被类型的生态系统功能 的变化：黄河源头土地覆被类型以草地为主，草地覆被状况明显优于同时期三江源的总体状况。1970-2004年，黄河源头土地覆被状况呈持续退化的趋势， 而且不同时段内土地覆被状况变动较大；2004-2008年草地退化的趋势得到明显的遏制。从70年代到2008年，黄河源头流域尺度宏观生态状况经历了 变差-缓慢恢复的趋势，2004年开始实施生态保护工程以后，黄河源头草地覆被状况出现了好转的趋势。
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近30年来长江源区土地覆被变化特征分析 [J].https://doi.org/10.3724/SP.J.1047.2014.00061 URL Magsci [本文引用: 2] 摘要
长江源区是我国重要的水源涵养 地。本文利用20世纪70年代中后期、90年代初期、2004年和2008年共4期土地覆被数据,通过土地覆被转类途径与幅度、土地覆被状况指数和土地覆 被转类指数,分析评价了长江源区近30年来土地覆被与生态状况的时空变化特征。结果表明:草地是长江源区主要的土地覆被类型,2008年草地面积占该区总 面积的66.93%。在70年代中后期-90年代初期、90年代初期-2004年和2004-2008年的3个时段内,土地覆被状况指数变化率分别为 -0.15、-0.24和0.01;土地覆被转类指数分别为-0.20、-0.66和0.08。近30年来,长江源区土地覆被和生态状况总体经历了变差- 显著变差-略有好转的过程。2004-2008年,长江源区年平均温度比前期(70年代中后期-2004年)升高了0.57℃,年平均降水量比前期增加了 17.63mm。区域气候变化有助于自然生态系统的恢复。后期生态保护与建设工程的实施,对植被恢复产生了一定的积极作用。
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中国黄土高原气候暖干化及其对生态环境的影响 [J].https://doi.org/10.3321/j.issn:1007-7588.2005.05.023 URL Magsci [本文引用: 2] 摘要
应用中国黄土高原7省51个代 表性气象站1961年~2000年主要气象要素观测资料和1956年~2000年黄土高原中部主要河流的年径流量,采用EOF和其他数理统计方法研究了黄 土高原气候和径流量变化特征及其对生态环境的影响,结果表明:中国黄土高原年平均气温呈明显的上升趋势,年平均气温以每年0·026℃/年的速度上升,增 温速度大于全国同期增温速度;年降水量和植物生长季降水量均呈递减的趋势,年降水量递减率为-2·095mm/年,递减率高于全国同期值;年平均气温和夏 季平均气温变率呈增大趋势;黄土高原中部7条主要河流径流量呈明显的下降趋势,年河流径流量以每年0·4851×108m3/年的速度下降。气候暖干化导 致土壤含水量下降,风沙加大,植物存活率降低,植被覆盖率下降,地表土质更趋疏松,是黄土高原区域生态环境趋于恶化的重要原因。
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Characteristics of land cover change in the source region of the Yangtze River in the last 30 years [J].https://doi.org/10.3724/SP.J.1047.2014.00061 URL Magsci [本文引用: 2] 摘要
长江源区是我国重要的水源涵养 地。本文利用20世纪70年代中后期、90年代初期、2004年和2008年共4期土地覆被数据,通过土地覆被转类途径与幅度、土地覆被状况指数和土地覆 被转类指数,分析评价了长江源区近30年来土地覆被与生态状况的时空变化特征。结果表明:草地是长江源区主要的土地覆被类型,2008年草地面积占该区总 面积的66.93%。在70年代中后期-90年代初期、90年代初期-2004年和2004-2008年的3个时段内,土地覆被状况指数变化率分别为 -0.15、-0.24和0.01;土地覆被转类指数分别为-0.20、-0.66和0.08。近30年来,长江源区土地覆被和生态状况总体经历了变差- 显著变差-略有好转的过程。2004-2008年,长江源区年平均温度比前期(70年代中后期-2004年)升高了0.57℃,年平均降水量比前期增加了 17.63mm。区域气候变化有助于自然生态系统的恢复。后期生态保护与建设工程的实施,对植被恢复产生了一定的积极作用。
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https://doi.org/10.3321/j.issn:0250-3301.2004.03.007 URL [本文引用: 2] 摘要
水土流失是黄土高原面临的主要 生态问题 ,而退耕还林还草、恢复植被是治理水土流失、改善生态环境的必然选择 .但黄土高原位于干旱半干旱地区 ,水资源匮乏是影响该地区植被生态建设的根本因子 .因此 ,植被生态需水研究对于该地区的生态环境建设具有极其重要的意义 .本文根据最新遥感图像资料 ,在GIS支持下 ,计算了黄土高原地区现有林地生长季的最小生态需水量和适宜生态需水量 ,其结果分别为 2 6 2 4 9× 10 8m3 和 4 2 1 34× 10 8m3 .除去降雨对林地耗水的补给外 ,以最小生态需水量为标准 ,则黄土高原地区在生长季发生水分亏缺的林地面积为 76 39 0 9km2 ,占现有林地总面积的 9 1% ,亏缺水量为 4 77× 10 8m3 ;以适宜生态需水量为标准 ,则有 5 7 7%的现有林地在生长季中发生水分亏缺 ,亏缺水量为 5 8 5 5× 10 8m3 .
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Loess Plateau climate warming and drying and its impact on the ecological environment [J].https://doi.org/10.3321/j.issn:1007-7588.2005.05.023 URL Magsci [本文引用: 2] 摘要
应用中国黄土高原7省51个代 表性气象站1961年~2000年主要气象要素观测资料和1956年~2000年黄土高原中部主要河流的年径流量,采用EOF和其他数理统计方法研究了黄 土高原气候和径流量变化特征及其对生态环境的影响,结果表明:中国黄土高原年平均气温呈明显的上升趋势,年平均气温以每年0·026℃/年的速度上升,增 温速度大于全国同期增温速度;年降水量和植物生长季降水量均呈递减的趋势,年降水量递减率为-2·095mm/年,递减率高于全国同期值;年平均气温和夏 季平均气温变率呈增大趋势;黄土高原中部7条主要河流径流量呈明显的下降趋势,年河流径流量以每年0·4851×108m3/年的速度下降。气候暖干化导 致土壤含水量下降,风沙加大,植物存活率降低,植被覆盖率下降,地表土质更趋疏松,是黄土高原区域生态环境趋于恶化的重要原因。
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近50年黄土高原水土流失的时空变化 [J].https://doi.org/10.3321/j.issn:1000-0933.2009.03.009 URL Magsci 摘要
在降水变化和人类活动的影响下，近50a黄土高原水土流失发生了深刻变化。利用黄土高原115个水文站的输沙量数据和276个雨量站的降水数据，分析了近50a来黄土高原输沙强度的时空变化特征，并评估了降水变化对其影响。研究表明：近50a黄土高原输沙强度呈现明显下降趋势，尤其是自20世纪80年代以来，下降趋势非常显著。从水土保持措施实施前后两时期对比来看，黄土高原输沙强度整体呈现减弱态势，并存在明显的空间差异。输沙模数〉5000t／（km^2·a）区域的输沙强度减弱明显，其面积较前期减少了44．3％。输沙强度减弱最为明显的区域位于无定河中下游以及山西中北部地区，输沙强度减少在40％以上。降水减少是近50a黄土高原输沙强度减弱的重要原因，它们时空变化格局在空间上一致。从黄河中游10条主要支流来看，人类活动对输沙量减少可能起主要作用，其贡献率在61％-93％之间。
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Study on ecological water demand of forest vegetation in the Loess Plateau [J].https://doi.org/10.3321/j.issn:0250-3301.2004.03.007 URL [本文引用: 2] 摘要
水土流失是黄土高原面临的主要 生态问题 ,而退耕还林还草、恢复植被是治理水土流失、改善生态环境的必然选择 .但黄土高原位于干旱半干旱地区 ,水资源匮乏是影响该地区植被生态建设的根本因子 .因此 ,植被生态需水研究对于该地区的生态环境建设具有极其重要的意义 .本文根据最新遥感图像资料 ,在GIS支持下 ,计算了黄土高原地区现有林地生长季的最小生态需水量和适宜生态需水量 ,其结果分别为 2 6 2 4 9× 10 8m3 和 4 2 1 34× 10 8m3 .除去降雨对林地耗水的补给外 ,以最小生态需水量为标准 ,则黄土高原地区在生长季发生水分亏缺的林地面积为 76 39 0 9km2 ,占现有林地总面积的 9 1% ,亏缺水量为 4 77× 10 8m3 ;以适宜生态需水量为标准 ,则有 5 7 7%的现有林地在生长季中发生水分亏缺 ,亏缺水量为 5 8 5 5× 10 8m3 .
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An analysis of anthropogenic deforestation using logistic regression and GIS [J].https://doi.org/10.1016/S0301-4797(05)80038-6 URL [本文引用: 1] 摘要
The anthropogenic deforestation occurring throughout the tropical world is one of the great crises of our time. To better understand the dimensions of this problem, a number of studies have sought to quantify the extent and rate of tropical forest loss. However, environmental planners and managers need to know more than the extent and rate of tropical deforestation. There is a need for predictability, i.e. which areas are most susceptible to deforestation. This study demonstrates a methodology for predicting those areas with the greatest propensity for deforestation based on natural and cultural landscape variables. Logistic regression analysis was used to determine variables most closely associated with deforestation. The independent variables most strongly associated with the forested/deforested dependent variable were location of forested areas in relation to the forested/deforested edge in an earlier time period, to the location of access in an earlier time period, and to the location of habitation in an earlier time period. GIS analysis was then used to verify spatially the close statistical relationship between the dependent variable and each of the independent variables selected by the logistic regression modeling.
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Soil erosion temporal changes in the past 50 years of the Loess Plateau [J].https://doi.org/10.3321/j.issn:1000-0933.2009.03.009 URL Magsci 摘要
在降水变化和人类活动的影响下，近50a黄土高原水土流失发生了深刻变化。利用黄土高原115个水文站的输沙量数据和276个雨量站的降水数据，分析了近50a来黄土高原输沙强度的时空变化特征，并评估了降水变化对其影响。研究表明：近50a黄土高原输沙强度呈现明显下降趋势，尤其是自20世纪80年代以来，下降趋势非常显著。从水土保持措施实施前后两时期对比来看，黄土高原输沙强度整体呈现减弱态势，并存在明显的空间差异。输沙模数〉5000t／（km^2·a）区域的输沙强度减弱明显，其面积较前期减少了44．3％。输沙强度减弱最为明显的区域位于无定河中下游以及山西中北部地区，输沙强度减少在40％以上。降水减少是近50a黄土高原输沙强度减弱的重要原因，它们时空变化格局在空间上一致。从黄河中游10条主要支流来看，人类活动对输沙量减少可能起主要作用，其贡献率在61％-93％之间。
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近50年来黄土高原中部水土流失的时空演化特征 [J].https://doi.org/10.3321/j.issn:1000-1522.2007.01.016 URL 摘要
黄土高原是我国水土流失最严重的区域之一．近50年来，随着全球气候变化和人类活动对地表的影响，水土流失发生了巨大变化．为了揭示黄土高原水土流失的时空演化特征，该文选择了黄土高原中部4种典型地貌区域，以年径流深度和年侵蚀模数为水土流失过程参数，采用波谱分析方法和多元回归分析方法对该地区水土流失的周期和演化趋势进行了探讨，分析了不同地貌区域的水土流失特征及近50年来各地貌区域水土流失的演化过程．结果表明，近50年来，黄土丘陵沟壑区水土流失无明显变化，黄土残塬沟壑区和水土流失较轻的土石山区水土流失总体上都存在着不同程度的持续减弱，而水土流失较轻的黄土山区则表现出总体递增的趋势．黄土高原各地貌区都存在20～21a、6～7a和2～4a的变化周期．周期外延和多元回归的混合模型，可以很好地模拟预报黄土高原水土流失的周期波动与总体递变相叠加的演化趋势，可作为黄土高原水土流失监测与预测的有效方法．
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贵州省猫跳河流域耕地空间分布格局模拟 [J].https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-0690.2007.02.011 URL [本文引用: 1] 摘要
选取贵州省猫跳河流域1995年度海拔高度、坡度、人口密度、人均GDP等栅格数据,通过随机空间采样,建立1995年耕地空间分布概率多元 Logistic回归方程.运用GIS技术,结合2000年相关数据,模拟2000年该流域的耕地空间分布格局,并与实际的2000年耕地空间分布格局进 行验证,结果较为理想,为土地利用变化的空间分布格局模拟提供一种新方法.
Spatial distribution pattern of cultivated land in the Cat Jumping River basin in Guizhou province [J].https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-0690.2007.02.011 URL [本文引用: 1] 摘要
选取贵州省猫跳河流域1995年度海拔高度、坡度、人口密度、人均GDP等栅格数据,通过随机空间采样,建立1995年耕地空间分布概率多元 Logistic回归方程.运用GIS技术,结合2000年相关数据,模拟2000年该流域的耕地空间分布格局,并与实际的2000年耕地空间分布格局进 行验证,结果较为理想,为土地利用变化的空间分布格局模拟提供一种新方法.
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Space-Time evolution characters of the soil erosion in the center Loess Plateau in nearly 50 years [J].https://doi.org/10.3321/j.issn:1000-1522.2007.01.016 URL 摘要
黄土高原是我国水土流失最严重的区域之一．近50年来，随着全球气候变化和人类活动对地表的影响，水土流失发生了巨大变化．为了揭示黄土高原水土流失的时空演化特征，该文选择了黄土高原中部4种典型地貌区域，以年径流深度和年侵蚀模数为水土流失过程参数，采用波谱分析方法和多元回归分析方法对该地区水土流失的周期和演化趋势进行了探讨，分析了不同地貌区域的水土流失特征及近50年来各地貌区域水土流失的演化过程．结果表明，近50年来，黄土丘陵沟壑区水土流失无明显变化，黄土残塬沟壑区和水土流失较轻的土石山区水土流失总体上都存在着不同程度的持续减弱，而水土流失较轻的黄土山区则表现出总体递增的趋势．黄土高原各地貌区都存在20～21a、6～7a和2～4a的变化周期．周期外延和多元回归的混合模型，可以很好地模拟预报黄土高原水土流失的周期波动与总体递变相叠加的演化趋势，可作为黄土高原水土流失监测与预测的有效方法．
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黄土高原水土流失监测指标体系研究 [J].https://doi.org/10.3969/j.issn.1005-3409.2005.04.015 URL Magsci 摘要
黄土高原是我国水土流失最为严重的地区之一.通过建立水土流失监测指标体系,可以为黄土高原 水土流失监测提供统一的标准,从而为控制该地区的水土流失服务.在分析黄土高原水土流失影响因素的基础上,按照科学性、主导性、独立性和可操作性原则初步 建立了水土流失监测指标体系,水土流失监测指标体系包括三方面的内容:水土流失影响因素,水土流失状况和水土保持效益.
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GIS-based habitat modeling using logistic multiple regression- A study of the Mt. Graham red squirrel [J].https://doi.org/10.1016/0031-0182(91)90020-R URL [本文引用: 1] 摘要
Multivariate statistical techniques were applied to the development of habitat suitability models for the Mt. Graham red squirrel, an endangered species. A digital map database and a Geographic Information System (GIS) were used to support the analysis and provide inputs for two logistic multiple regression models. The models attempted to predict squirrel presence or absence, the dichotomous dependent variable. Independent variables were a set of environmental factors in the first model, and locational coordinates in the second case, where a logistic trend surface was developed. Bayesian statistics were then used to integrate the models into a combined outcome. Potential habitat losses resulting from development of an astronomical observatory were assessed using the environmental model and were found to represent about 3 percent of the currently available habitat.
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基于Logistic回归模型的区域生态用地演变影响因素分析——以京津冀地区为例 [J].
生态用地是人类赖以生存的基本资源与条件,保护生态用地, 逐步恢复生态破坏严重地带, 退还自然生态用地,对于维护生态平衡,改善区域生态状况,促进人与自然和谐,实现经济社会可持续发展,具有十分重要的意义。本文以京津冀地区为例,通过建立不同阶段各生态用地类型变化的logistic回归模型,很好地揭示了区域不同阶段土地覆被变化的驱动因素。主要结论如下：①对于林地变化,第一阶段(1980年-2000年）主要的解释变量是土壤表层有机质含量、坡度级I(<5°）、到最近农村居民点的距离、到最近国道的距离和人均GDP,而在第二阶段(2000年-2005年）主要的解释变量是土壤表层有机质含量、坡度级I、地貌类型和农业人口占总人口的百分比;②对于草地变化,第一阶段(1980年-2000年）主要的驱动因素是土壤表层有机质含量,而在第二阶段(2000年-2005年）主要的驱动因素是到最近国道的距离；③对于湿地变化,第一阶段(1980年-2000年）主要的驱动因素是地貌类型,而在第二阶段主要的驱动因素是人均GDP。
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Research about soil and water loss index in Loess Plateau [J].https://doi.org/10.3969/j.issn.1005-3409.2005.04.015 URL Magsci 摘要
黄土高原是我国水土流失最为严重的地区之一.通过建立水土流失监测指标体系,可以为黄土高原 水土流失监测提供统一的标准,从而为控制该地区的水土流失服务.在分析黄土高原水土流失影响因素的基础上,按照科学性、主导性、独立性和可操作性原则初步 建立了水土流失监测指标体系,水土流失监测指标体系包括三方面的内容:水土流失影响因素,水土流失状况和水土保持效益.
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黄土高原地区退耕还林还草效果评价 [J].https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-288X.2002.06.008 URL [本文引用: 1] 摘要
黄土高原地区历来以土壤侵蚀、 水土流失严重而著称,这直接影响了该地区的农业生产和人民生命财产的安全,也影响了整个国民经济的发展。通过分析黄土高原地区退耕还林还草的成因,以国家 退耕还林还草的政策方针为立足点,对黄土高原地区退耕还林还草工程的经济效果、生态效果和社会效果进行评价。重点从投入产出角度,以常规树种为例比较分析 了黄土高原地区退耕还林还草的经济效果。从而提出一些政策建议。
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Analysis of the factors affecting the evolution of regional ecological land based on Logistic regression model: a case study of Beijing Tianjin Hebei region [J].
生态用地是人类赖以生存的基本资源与条件,保护生态用地, 逐步恢复生态破坏严重地带, 退还自然生态用地,对于维护生态平衡,改善区域生态状况,促进人与自然和谐,实现经济社会可持续发展,具有十分重要的意义。本文以京津冀地区为例,通过建立不同阶段各生态用地类型变化的logistic回归模型,很好地揭示了区域不同阶段土地覆被变化的驱动因素。主要结论如下：①对于林地变化,第一阶段(1980年-2000年）主要的解释变量是土壤表层有机质含量、坡度级I(<5°）、到最近农村居民点的距离、到最近国道的距离和人均GDP,而在第二阶段(2000年-2005年）主要的解释变量是土壤表层有机质含量、坡度级I、地貌类型和农业人口占总人口的百分比;②对于草地变化,第一阶段(1980年-2000年）主要的驱动因素是土壤表层有机质含量,而在第二阶段(2000年-2005年）主要的驱动因素是到最近国道的距离；③对于湿地变化,第一阶段(1980年-2000年）主要的驱动因素是地貌类型,而在第二阶段主要的驱动因素是人均GDP。
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2000年来黄土高原地区的人口增长及时空分异 [J].https://doi.org/10.11820/dlkxjz.2012.02.004 URL Magsci [本文引用: 1] 摘要
人口是内容复杂、综合多种社会 关系的实体,区域的一切经济社会活动都与人口发展过程密切相关。本文基于长时间序列人口数据,利用模型方法和GIS空间分析技术,从时空结合的角度对黄土 高原地区过去2000年来的人口增长和和时空分异特征进行了较为系统的分析。结果表明:①黄土高原地区人口总量变化受政策、历史事件及社会稳定程度等因素 影响较大,历史时期呈现大幅波动,新中国成立后呈平稳增长的态势;②自然条件差异决定着黄土高原地区人口空间分布的基本格局,经济布局、人口政策、技术进 步、资源开发等因素对人口分布格局有一定影响,但影响程度相对较小;③1949年以来,黄土高原地区的人口密度分布格局逐渐形成由东密西疏、南密北疏的半 边对半边格局向外围密中间疏的环绕型格局转变的趋势,中心城市的培育和成长是导致人口分布变化的主要原因。
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Loess Plateau area reforestation evaluation [J].https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-288X.2002.06.008 URL [本文引用: 1] 摘要
黄土高原地区历来以土壤侵蚀、 水土流失严重而著称,这直接影响了该地区的农业生产和人民生命财产的安全,也影响了整个国民经济的发展。通过分析黄土高原地区退耕还林还草的成因,以国家 退耕还林还草的政策方针为立足点,对黄土高原地区退耕还林还草工程的经济效果、生态效果和社会效果进行评价。重点从投入产出角度,以常规树种为例比较分析 了黄土高原地区退耕还林还草的经济效果。从而提出一些政策建议。
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黄土高原不同生态系统水土保持服务功能评价 [J].https://doi.org/10.11849/zrzyxb.2014.03.001 URL [本文引用: 2] 摘要
以土壤保持量为评估指标,应用 修正通用土壤流失方程,评估了黄土高原水土保持生态系统服务功能,分析了近20 a来的黄土高原土壤保持量的空间分布及其动态变化,对于揭示全球气候变化背景下黄土高原林草植被建设的生态成效具有重要的科学价值和现实意义。结果表 明:1990—2010年黄土高原平均单位面积土壤保持量为305 t·hm-2·a-1,年均土壤保持总量为190×108t。1990—2000年农田、草地和林地生态系统平均单位面积土壤保持量分别为249、285 和640 t·hm-2·a-1,2000—2010年平均单位面积土壤保持量分别增加了14.6%、2.9%和7.4%。黄土高原草地和林地的土壤保持率分别为 83%~88%和94%~97%。农田生态系统土壤保持量的空间分布特征表现为黄土丘陵沟壑区和黄土高塬沟壑区较大,农灌区和河谷平原区偏低;草地和林地 生态系统土壤保持量的空间分布特征表现为沿东南向西北减少的变化趋势。与1990—2000年不同,2000—2010年农田、草地和林地生态系统土壤保 持量的空间变化特征表现为较为明显的增长趋势,尤其是黄土丘陵沟壑区陕西榆林、延安地区和山西吕梁山区一带。
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Population growth and spatial temporal differentiation of the Loess Plateau region from 2000 [J].https://doi.org/10.11820/dlkxjz.2012.02.004 URL Magsci [本文引用: 1] 摘要
人口是内容复杂、综合多种社会 关系的实体,区域的一切经济社会活动都与人口发展过程密切相关。本文基于长时间序列人口数据,利用模型方法和GIS空间分析技术,从时空结合的角度对黄土 高原地区过去2000年来的人口增长和和时空分异特征进行了较为系统的分析。结果表明:①黄土高原地区人口总量变化受政策、历史事件及社会稳定程度等因素 影响较大,历史时期呈现大幅波动,新中国成立后呈平稳增长的态势;②自然条件差异决定着黄土高原地区人口空间分布的基本格局,经济布局、人口政策、技术进 步、资源开发等因素对人口分布格局有一定影响,但影响程度相对较小;③1949年以来,黄土高原地区的人口密度分布格局逐渐形成由东密西疏、南密北疏的半 边对半边格局向外围密中间疏的环绕型格局转变的趋势,中心城市的培育和成长是导致人口分布变化的主要原因。
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黄土高原地区植被与气候的关系 [J].https://doi.org/10.3321/j.issn:1000-0933.2003.01.011 URL Magsci [本文引用: 1] 摘要
利用地理信息系统技术结合典范对应分析和数量区划的方法。研究了黄土高原地区植被与气候之间的关系。排序结果表明：CCA的第一轴代表黄土高原植被和气候梯度的纬向变化，水分梯度是决定植被分布的最主要气候因子，热量梯度中的全年月平均最低气温、月平均最高气温、年均温也对植被的纬向性分布有较大的影响，黄土高原植被与气候梯度表现出明显的纬向性；CCA的第二轴代表黄土高原植被和气候梯度的经向性变化，热量梯度是决定植被经向性分布的最主要气候因子，水分梯度中的全年最大蒸散量对植被的经向性分布有较大的影响。黄土高原植被与气候梯度表现出明显的经向分布规律性。
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Different ecosystems function evaluation of Loess Plateau water and soil conservation service [J].https://doi.org/10.11849/zrzyxb.2014.03.001 URL [本文引用: 2] 摘要
以土壤保持量为评估指标,应用 修正通用土壤流失方程,评估了黄土高原水土保持生态系统服务功能,分析了近20 a来的黄土高原土壤保持量的空间分布及其动态变化,对于揭示全球气候变化背景下黄土高原林草植被建设的生态成效具有重要的科学价值和现实意义。结果表 明:1990—2010年黄土高原平均单位面积土壤保持量为305 t·hm-2·a-1,年均土壤保持总量为190×108t。1990—2000年农田、草地和林地生态系统平均单位面积土壤保持量分别为249、285 和640 t·hm-2·a-1,2000—2010年平均单位面积土壤保持量分别增加了14.6%、2.9%和7.4%。黄土高原草地和林地的土壤保持率分别为 83%~88%和94%~97%。农田生态系统土壤保持量的空间分布特征表现为黄土丘陵沟壑区和黄土高塬沟壑区较大,农灌区和河谷平原区偏低;草地和林地 生态系统土壤保持量的空间分布特征表现为沿东南向西北减少的变化趋势。与1990—2000年不同,2000—2010年农田、草地和林地生态系统土壤保 持量的空间变化特征表现为较为明显的增长趋势,尤其是黄土丘陵沟壑区陕西榆林、延安地区和山西吕梁山区一带。
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DeFries R, Asner G P, et al. Global consequences of land use [J].https://doi.org/10.1126/science.1111772 URL PMID: 20 [本文引用: 1] 摘要
Land use has generally been considered a local environmental issue, but it is becoming a force of global importance. Worldwide changes to forests, farmlands, waterways, and air are being driven by the need to provide food, fiber, water, and shelter to more than six billion people. Global croplands, pastures, plantations, and urban areas have expanded in recent decades, accompanied by large increases in energy, water, and fertilizer consumption, along with considerable losses of biodiversity. Such changes in land use have enabled humans to appropriate an increasing share of the planet's resources, but they also potentially undermine the capacity of ecosystems to sustain food production, maintain freshwater and forest resources, regulate climate and air quality, and ameliorate infectious diseases. We face the challenge of managing trade-offs between immediate human needs and maintaining the capacity of the biosphere to provide goods and services in the long term.
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Relationship between vegetation and climate in the Loess Plateau [J].https://doi.org/10.3321/j.issn:1000-0933.2003.01.011 URL Magsci [本文引用: 1] 摘要
利用地理信息系统技术结合典范对应分析和数量区划的方法。研究了黄土高原地区植被与气候之间的关系。排序结果表明：CCA的第一轴代表黄土高原植被和气候梯度的纬向变化，水分梯度是决定植被分布的最主要气候因子，热量梯度中的全年月平均最低气温、月平均最高气温、年均温也对植被的纬向性分布有较大的影响，黄土高原植被与气候梯度表现出明显的纬向性；CCA的第二轴代表黄土高原植被和气候梯度的经向性变化，热量梯度是决定植被经向性分布的最主要气候因子，水分梯度中的全年最大蒸散量对植被的经向性分布有较大的影响。黄土高原植被与气候梯度表现出明显的经向分布规律性。
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气候变化和人类活动对黄土高原植被覆盖变化的影响 [J].https://doi.org/10.3321/j.issn:1006-9267.2007.11.009 URL [本文引用: 1] 摘要
利用GIMMS和 SPOTVGT两种归一化植被指数(NDVI)数据对黄土高原地区1981～2006年期间植被覆盖的时空变化进行了研究,并从气候变化和人类活动的角度 分析了植被覆盖变化的原因.黄土高原地区植被覆盖经历了以下4个阶段:①1981～1989年植被覆盖持续增加时期②1990～1998年以小幅波动为特 征的相对稳定时期;③1999～2001年植被覆盖迅速下降时期④2002～2006年植被覆盖进入迅速上升时期.黄土高原地区植被覆盖变化存在显著的空 间差异内蒙古和宁夏沿黄农业灌溉区和鄂尔多斯退耕还林还草生态恢复区的植被覆盖明显提高,而黄土丘陵沟壑区和六盘山、秦岭北坡等山地森林区的植被覆盖明显 退化.从不同的植被类型来看沙地、草地和耕地的NDVI上升趋势显著,而森林植被的NDVI呈明显的下降趋势.研究表明:植被覆盖变化是气候变化和人类活 动共同作用的结果.黄土高原地区气候变暖在加剧土壤干燥化抑制夏季植被生长的同时,提高了春、秋季节植被生长活性,延长了植被生长期.黄土高原地区植被覆 盖和降水关系密切,降水变化是植被覆盖变化的重要原因.农业生产水平的提高致使农业区NDVI在不断上升,同时,正在黄土高原大规模进行的退耕还林还草工 程建设,其生态效应也正在呈现.
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The causes of land-use and land-cover change: moving beyond the myths [J].https://doi.org/10.1016/S0959-3780(01)00007-3 URL 摘要
Common understanding of the causes of land-use and land-cover change is dominated by simplifications which, in turn, underlie many environment-development policies. This article tracks some of the major myths on driving forces of land-cover change and proposes alternative pathways of change that are better supported by case study evidence. Cases reviewed support the conclusion that neither population nor poverty alone constitute the sole and major underlying causes of land-cover change worldwide. Rather, peoples’ responses to economic opportunities, as mediated by institutional factors, drive land-cover changes. Opportunities and constraints for new land uses are created by local as well as national markets and policies. Global forces become the main determinants of land-use change, as they amplify or attenuate local factors.
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土地利用/覆被分类系统研究进展 [J].
土地利用/土地覆被变化是全球变化研究中的一个重要内容，而土地利用/土地覆被分类又是研究土地覆被变化的重要前提，它既影响着分类结果的表达，也决定着分类数据的应用领域。本文简要回顾和评述了国内外土地利用/土地覆被分类系统的研究进展。研究认为，土地利用/土地覆被分类系统，1970年代之前以土地利用分类为主，着重于土地用途的差异，主要用于土地利用现状调查和土地利用制图；1970年代随着遥感和计算机技术的发展，以土地覆被为主的分类系统迅速发展起来，它着重于土地类型的差异，主要用于土地覆被变化研究。研究指出，目前的土地利用/土地覆被分类系统一般都适用于特定研究目的和研究尺度，没有统一标准，这种土地分类系统的不兼容性，给土地覆被数据的汇总、分析与共享带来了诸多不便。但一个“万能”的土地分类系统又是不存在的。鉴于此，研究认为一个标准土地分类系统应该是多级的、开放的系统，高级别的土地覆被类型可以直接基于遥感影像进行识别，以便于实现分类数据的比较和共享；低级别的土地覆被类型可以根据特定研究目的灵活制定，以满足特定的研究需要。
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Impacts of climate change and human activities on vegetation cover changes in the Loess Plateau [J].https://doi.org/10.3321/j.issn:1006-9267.2007.11.009 URL [本文引用: 1] 摘要
利用GIMMS和 SPOTVGT两种归一化植被指数(NDVI)数据对黄土高原地区1981～2006年期间植被覆盖的时空变化进行了研究,并从气候变化和人类活动的角度 分析了植被覆盖变化的原因.黄土高原地区植被覆盖经历了以下4个阶段:①1981～1989年植被覆盖持续增加时期②1990～1998年以小幅波动为特 征的相对稳定时期;③1999～2001年植被覆盖迅速下降时期④2002～2006年植被覆盖进入迅速上升时期.黄土高原地区植被覆盖变化存在显著的空 间差异内蒙古和宁夏沿黄农业灌溉区和鄂尔多斯退耕还林还草生态恢复区的植被覆盖明显提高,而黄土丘陵沟壑区和六盘山、秦岭北坡等山地森林区的植被覆盖明显 退化.从不同的植被类型来看沙地、草地和耕地的NDVI上升趋势显著,而森林植被的NDVI呈明显的下降趋势.研究表明:植被覆盖变化是气候变化和人类活 动共同作用的结果.黄土高原地区气候变暖在加剧土壤干燥化抑制夏季植被生长的同时,提高了春、秋季节植被生长活性,延长了植被生长期.黄土高原地区植被覆 盖和降水关系密切,降水变化是植被覆盖变化的重要原因.农业生产水平的提高致使农业区NDVI在不断上升,同时,正在黄土高原大规模进行的退耕还林还草工 程建设,其生态效应也正在呈现.
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近30 a黄土高原植被覆盖时空演变监测与分析 [J].https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-6819.2011.04.051 URL Magsci [本文引用: 1] 摘要
为监测黄土高原植被建设成效，采用GIMMS和SPOT VGT 2种数据集的归一化植被指数作为植被覆盖评价指标，分析了近30 a黄土高原植被覆盖时空演变趋势。结果表明，大规模植被建设开始前，黄土高原植被覆盖以小幅波动为主，个别地区有所好转，但大部分区域无显著变化。1999年以后研究区归一化植被指数年度平均值增加显著，并以夏、秋两季增长贡献最大。植被覆盖在空间上呈现出明显的区域性增加趋势，其中黄土高原丘陵沟壑区增加趋势最为明显，植被恢复成效显著。研究区15°～25°和6°～15°坡地植被覆盖状况得到明显改善，对控制水土流失可产生积极影响。大规模植被建设促进了该区植被恢复，但截止2009年，黄土高原处于较低植被覆盖水平的区域面积依然占较大比重，生态环境建设仍须进一步加强。
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Research progress of land use / cover classification system [J].
土地利用/土地覆被变化是全球变化研究中的一个重要内容，而土地利用/土地覆被分类又是研究土地覆被变化的重要前提，它既影响着分类结果的表达，也决定着分类数据的应用领域。本文简要回顾和评述了国内外土地利用/土地覆被分类系统的研究进展。研究认为，土地利用/土地覆被分类系统，1970年代之前以土地利用分类为主，着重于土地用途的差异，主要用于土地利用现状调查和土地利用制图；1970年代随着遥感和计算机技术的发展，以土地覆被为主的分类系统迅速发展起来，它着重于土地类型的差异，主要用于土地覆被变化研究。研究指出，目前的土地利用/土地覆被分类系统一般都适用于特定研究目的和研究尺度，没有统一标准，这种土地分类系统的不兼容性，给土地覆被数据的汇总、分析与共享带来了诸多不便。但一个“万能”的土地分类系统又是不存在的。鉴于此，研究认为一个标准土地分类系统应该是多级的、开放的系统，高级别的土地覆被类型可以直接基于遥感影像进行识别，以便于实现分类数据的比较和共享；低级别的土地覆被类型可以根据特定研究目的灵活制定，以满足特定的研究需要。
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国际上土地利用/土地覆盖变化研究的新进展 [J].https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-8462.2001.01.022 URL [本文引用: 1] 摘要
进入 90年代以来 ,随着全球人口、资源与环境问题的日益突出 ,土地利用 /土地覆盖变化 (LUCC)研究已成为国际上全球变化研究的前沿与热点课题。在研究内容与方法上出现了很多新的趋势。本文将对目前国际上土地利用与土地覆盖变化研究的新 进展进行介绍 ,以为我国开展此方面的研究提供参考
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Temporal and spatial evolution of vegetation cover in the loess plateau near 30 years [J].https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-6819.2011.04.051 URL Magsci [本文引用: 1] 摘要
为监测黄土高原植被建设成效，采用GIMMS和SPOT VGT 2种数据集的归一化植被指数作为植被覆盖评价指标，分析了近30 a黄土高原植被覆盖时空演变趋势。结果表明，大规模植被建设开始前，黄土高原植被覆盖以小幅波动为主，个别地区有所好转，但大部分区域无显著变化。1999年以后研究区归一化植被指数年度平均值增加显著，并以夏、秋两季增长贡献最大。植被覆盖在空间上呈现出明显的区域性增加趋势，其中黄土高原丘陵沟壑区增加趋势最为明显，植被恢复成效显著。研究区15°～25°和6°～15°坡地植被覆盖状况得到明显改善，对控制水土流失可产生积极影响。大规模植被建设促进了该区植被恢复，但截止2009年，黄土高原处于较低植被覆盖水平的区域面积依然占较大比重，生态环境建设仍须进一步加强。
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