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近30年来滇中城市群生态用地变化轨迹时空演变特征及其驱动机制

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水土保持学报 2024年第1期38卷 278-288页

作者：朱加应彭双云云南师范大学地理学部昆明650500 西部资源环境地理信息技术教育部工程研究中心昆明650500

[目的]生态用地在维持生态平衡和支撑经济发展方面发挥着重要作用。研究滇中城市群生态用地的时空演变特征和驱动机制对优化生态安全格局、推进云南生态文明建设、筑牢国家西南生态安全屏障具有重要现实意义。[方法]利用Google Earth En... 详细信息

[目的]生态用地在维持生态平衡和支撑经济发展方面发挥着重要作用。研究滇中城市群生态用地的时空演变特征和驱动机制对优化生态安全格局、推进云南生态文明建设、筑牢国家西南生态安全屏障具有重要现实意义。[方法]利用Google Earth Engine(GEE)云平台对滇中城市群1990—2020年生态用地进行识别的基础上,采用变化轨迹分析、热点分析和地理探测器对滇中城市群生态用地时空变化轨迹和驱动机制进行了探索。[结果](1)滇中城市群生态用地变化以非生态用地与林地互换为主,并集中发生在林地和非生态用地的过渡地带,而生态用地内部之间(林地和草地)的转换主要发生在研究区北部和南部的山地区域。(2)生态用地变化以低频次变化为主,高频次较少,频次变化在元江干热河谷、金沙江干热河谷区域、滇东滇东南喀斯特地带表现出明显的聚集效应。(3)耕地面积变化是影响滇中城市群生态用地变化的主要驱动力,社会经济因素对生态用地的影响力显著高于自然因素,在自然环境、耕地扩张、生态修复政策等多重驱动下,多因子交互作用对生态用地变化更具解释力。[结论]滇中城市群生态用地破碎,自然环境的改变和人类活动的日益增强极易导致生态用地发生变化,亟需分区域合理制定生态保护措施,筑牢国家西南生态安全屏障。

关键词：生态用地变化轨迹驱动机制地理探测器 GEE 滇中城市群

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滇中城市群碳储量时空演变及其对LULC变化的响应

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水土保持学报 2024年第4期38卷 246-256,266页

作者：彭双云陈明潇张老伟龚陆平范嘉俊云南师范大学地理学部昆明650500 西部资源环境地理信息技术教育部工程研究中心昆明650500

[目的]通过分析滇中城市群碳储量的时空演变特征及其对土地利用/覆被(land use/land cover,LULC)变化的响应,以深化对该区域碳循环的理解,从而有效地指导碳管理和生态恢复策略的制定。[方法]利用InVEST和PLUS模型模拟并预测1990—2030... 详细信息

[目的]通过分析滇中城市群碳储量的时空演变特征及其对土地利用/覆被(land use/land cover,LULC)变化的响应,以深化对该区域碳循环的理解,从而有效地指导碳管理和生态恢复策略的制定。[方法]利用InVEST和PLUS模型模拟并预测1990—2030年滇中城市群碳储量的时空演变规律,结合土地覆被变化数据,定量分析碳储量与LULC变化之间的响应关系。[结果](1)1990—2020年滇中城市群的土地类型主要以林地、耕地和草地为主,林地、耕地和建设用地呈增长趋势,其中建设用地增幅最大;(2)滇中城市群碳储量呈现出“先增后减,逐渐趋于平稳”的变化特征,2000年达到最高值,为1.46×10^(9)t,到2020年下降到1.45×10^(9)t,空间上呈“西高东低”的分布特征;(3)未来不同发展情景下的碳储量预测显示,与2020年相比,4个情景到2030年碳储量均呈下降趋势,其中生态发展情景下降最少,相比2020年下降0.43×10^(7)t,而耕地发展情景下降最为显著,相比2020年下降1.05×10^(7)t;(4)耕地和林地间的转变是影响碳储量的主要因素,其中耕地向林地的转换对滇中城市群碳储量增加尤为关键,林地增加可显著提升区域碳储量,而草地减少则对碳储量产生负面影响。[结论]林地和耕地转换对增加或降低滇中城市群碳储量具有显著影响。

关键词：滇中城市群碳储量土地利用/覆被变化 PLUS模型 InVEST模型

人类活动与气候变化对云南九大高原湖泊流域湿地景观格局的影响

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湿地科学 2024年第2期22卷 191-206页

作者：卢向美彭双云蔡福诚彭世仙项文广云南师范大学地理学部云南昆明650500 西部资源环境地理信息技术教育部工程研究中心云南昆明650500

湿地是地球上具有多种功能的独特生态系统,是人类最重要的环境资源之一。在人类活动与气候变化的影响下,湿地景观破碎化程度加剧、景观多样性下降、景观生态安全格局面临危机。揭示人类活动与气候变化对湿地景观格局时空演变的影响及机... 详细信息

湿地是地球上具有多种功能的独特生态系统,是人类最重要的环境资源之一。在人类活动与气候变化的影响下,湿地景观破碎化程度加剧、景观多样性下降、景观生态安全格局面临危机。揭示人类活动与气候变化对湿地景观格局时空演变的影响及机制,对于湿地的保护、合理规划及科学管理都有着重要意义。以云南九大高原湖泊流域(以下简称九湖流域)为研究区域,在分析湿地景观空间分布格局及其时空演变规律的基础上,采用灰度关联分析,挖掘影响湿地景观格局演变的主要驱动力。结果表明,1990—2020年,九湖流域湿地面积总体上呈波动增加趋势,其中湖泊湿地面积基本保持稳定,沼泽湿地面积变化较大,主要转换为耕地;近30年来,九湖流域湿地的景观特征呈阶段性变化,1990—1995年,湿地聚集现象明显,斑块间的连通性增加;1995—2005年,湿地景观呈小幅度破碎化,湿地景观形状开始向不规则方向发展;2005—2015年,九湖流域湿地破碎化现象加剧,斑块越来越分散;2015年后,湿地破碎化趋势得到缓解;九湖流域湿地景观格局受人类活动和气候变化的双重影响,但不同湖泊的主要影响因子存在较大差异,在人文与自然因素主导型湖泊流域(滇池)和自然因素主导型湖泊流域(异龙湖、泸沽湖、杞麓湖、星云湖、阳宗海和程海),降水是湿地景观演变的主要驱动力,其次是气温,而在人文因素主导型湖泊流域(抚仙湖和洱海),人口数量是湿地景观演变的关键驱动力。

关键词：九大高原湖泊流域湿地景观格局人类活动气候变化驱动因素

2000～2020年云南省氮磷输出时空变化特征及其多尺度驱动机制分析

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环境科学 2024年

作者：尹圆圆彭双云林之强李定铺李婷朱怡霖黄帮梅云南师范大学地理学部西部资源环境地理信息技术教育部工程研究中心昆明第十中学

氮磷等营养物质的过量输出引发的富营养化问题已成为全球关注的焦点。云南省作为中国西南生态安全屏障的重要组成部分，其生态环境敏感脆弱，快速城镇化导致土地利用格局剧变，显著影响区域氮磷输出。以云南省为研究区，基于InVEST模型... 详细信息

氮磷等营养物质的过量输出引发的富营养化问题已成为全球关注的焦点。云南省作为中国西南生态安全屏障的重要组成部分，其生态环境敏感脆弱，快速城镇化导致土地利用格局剧变，显著影响区域氮磷输出。以云南省为研究区，基于InVEST模型定量评估2000～2020年云南省氮磷输出的时空变化特征，引入地理收敛交叉映射（GCCM）模型，分析自然和人文驱动因素对氮磷输出的影响及其因果关系。结果表明：①云南省氮磷输出存在明显的时空异质性，2000～2020年间，氮磷输出总体呈现先升后降的趋势，空间上以较低值区为主，高值区主要集中在滇中城市群；②氮磷输出的空间分布具有显著的聚类特征，高-高聚类区主要位于城镇化水平高、农业条件好的地区，低-低聚类区多位于农业活动较少的偏远山区和森林覆盖率较高的区域；③地形、植被覆盖度、降雨、坡度以及耕地、林地、水体等是影响氮磷输出的主要驱动因素；④氮磷输出与不同土地利用类型之间的因果关系具有尺度依赖性，在不同的空间尺度下，耕地、林地和水体对氮磷输出的影响强度和方向表现出明显差异。研究拓展了GCCM模型在氮磷归因分析中的应用，为流域管理和生态保护提供了科学依据。

关键词：氮磷输出时空演变归因分析地理收敛交叉映射(GCCM) 云南省

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洞里萨湖流域土地利用变化与其水质的关联性

科学技术与工程 2024年第11期24卷 4425-4432页

作者：潘梅娥杨昆邹天乐孙润云南师范大学地理学部昆明650500 云南师范大学西部资源环境地理信息技术教育部工程研究中心昆明650500

为探究洞里萨湖流域土地利用变化对湖泊水质的影响,以MODIS土地覆盖产品(MCD12Q1)、湖泊浊度和营养状态指数为数据源,结合地理信息系统(geographic information system,GIS)空间分析、Theil-Sen Median趋势分析、Mann-Kendall检验和相... 详细信息

为探究洞里萨湖流域土地利用变化对湖泊水质的影响,以MODIS土地覆盖产品(MCD12Q1)、湖泊浊度和营养状态指数为数据源,结合地理信息系统(geographic information system,GIS)空间分析、Theil-Sen Median趋势分析、Mann-Kendall检验和相关性分析等方法,系统研究该流域近20年土地利用与湖泊水质的时空变化特征及两者间的关联性。结果表明:洞里萨湖流域土地利用以林地显著减少(P研究时段内,湖泊浊度与林地强负相关(r=-0.65),与草地、耕地和建设用地强正相关,相关系数分别为0.61、0.74、0.72,与湿地弱正相关(r=0.35);然而,湖泊营养状态指数仅与湿地弱负相关(r=-0.31)。研究结论为认识洞里萨湖水质变化的驱动因子与流域管理提供科学参考。

关键词：土地利用水质关联性 MODIS 洞里萨湖

1990—2020年滇中城市群耕地非农化时空变化特征及驱动机制

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水土保持学报 2024年第3期38卷 239-251页

作者：杨玉钱彭双云吕铭皓陈晓弟郭秀云南师范大学地理学部昆明650500 西部资源环境地理信息学技术教育部工程研究中心昆明650500

[目的]通过分析滇中城市群30年耕地非农化的演变路径、时空变化特征及驱动机制,为滇中城市群耕地资源的保护及精准管理提供理论依据。[方法]基于滇中城市群土地利用数据和统计年鉴数据,运用重心迁移模型、变化轨迹模型、空间自相关分析... 详细信息

[目的]通过分析滇中城市群30年耕地非农化的演变路径、时空变化特征及驱动机制,为滇中城市群耕地资源的保护及精准管理提供理论依据。[方法]基于滇中城市群土地利用数据和统计年鉴数据,运用重心迁移模型、变化轨迹模型、空间自相关分析、主成分分析等方法揭示1990—2020年滇中城市群耕地非农化过程、空间分布特征及主要驱动因素。[结果](1)从时间上看,滇中城市群耕地非农化面积呈波动下降趋势,2000年前后由年均增加约6.88×10^(3)hm^(2)转变为年平均减少约2.66×10^(4)hm^(2),受政策、经济和城市化影响导致其变化最剧烈。从空间上看,耕地非农化集中分布于滇中城市群的中部、东部、东南部和东北部地区。(2)30年来,滇中城市群耕地非农化在空间分布上趋于均衡,区域间耕地非农化差异变小,空间格局趋于稳定。(3)滇中城市群耕地主要转出为林地和草地,少部分转化为建设用地,变化型耕地中有54.60%与草地相关,29.33%与林地相关,4.64%与建设用地相关,主要发生在滇中城市群的中部、北部、东南部和西北部的局部区域。(4)滇中城市群耕地非农化存在显著的空间聚集效应,以高—高聚集和低—低聚集为主,高—高聚集主要分布在中部、北部和东南部,低—低集聚主要分布在西北部、西部和西南部。(5)滇中城市群耕地非农化受社会经济和自然条件共同影响。社会经济中的农业人口、国有固定产投资和城市化率是耕地非农化最主要的驱动因素,影响系数分别为-0.18,0.11,0.10;而自然因素年平均降水量和年平均气温在耕地非农化空间分布和扩张过程起着关键性的作用,影响系数分别为0.17,-0.15。[结论]研究结果揭示30年来滇中城市群耕地非农化的时空变化特征、演变路径及驱动机制。对合理利用和保护耕地资源,保障云南省粮食安全具有重要作用,在一定程度上可为滇中城市群的耕地保护和耕地布局优化提供决策参考。

关键词：耕地非农化重心迁移模型变化轨迹分析空间格局主成分分析

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滇中城市群地表温度时空演变及其与LULC的响应

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水土保持学报 2024年

作者：林之强彭双云施双富黄帮梅马岽玲朱紫怡马小亮龚陆平云南师范大学地理学部西部资源环境地理信息技术教育部工程研究中心昆明市第十中学云南大学生态与环境学院

[目的]探讨滇中城市群的地表温度(Land Surface Temperature,LST)时空变化及其与土地利用/覆盖(Land Use/Land Cover,LULC)类型的关系。[方法]基于Google Earth Engine(GEE)平台,利用1990—2020年滇中城市群区域的Landsat卫星影像数据反演了LST,并采用Sen-MK趋势分析、均值-标准差法、城市热方差指数(Urban Thermal Field Variance Index, UTFVI)和相关性分析等定量分析了近30年滇中城市群的LST时空变化及其与LULC类型的响应关系。[结果](1)滇中城市群的年际温度等级存在显著时空差异,中温区始终占据绝对主导地位(40%),但其面积占比逐年下降;(2)1990—2020年,UTFVI小于0的区域呈逐年增加趋势,UTFVI>0.02的区域呈下降趋势,生态热环境逐渐改善。(3)不同LULC类型的LST存在响应差异。其中,LST与建筑用地的面积占比呈显著正相关(r>0.70)。1990—2020年水域区域的LST始终最低,多年平均温度为17.38℃,而建筑用地和耕地覆盖的地区温度最高,多年平均温度均高于21℃。(4)近30年,滇中城市群城市迅速扩张,LULC变化显著,建筑用地面积增长100.29%,城市的快速发展使LST升高。[结论] LULC是影响LST的重要因素,合理配置LULC结构,能够改善城市群热环境。研究结果可为滇中城市群的合理开发规划及改善生态条件提供重要见解。

关键词： Google Earth Engine Landsat 地表温度 LULC 响应分析滇中城市群

板块内部局部区域应变反演研究——以和顺镇为例

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地球物理学进展 2024年第3期39卷 930-937页

作者：杨云飞李金平苏家灿朱益民李沛航新疆工程学院土木工程学院乌鲁木齐830000 云南师范大学地理学部昆明650500 西部资源环境地理信息技术教育部工程研究中心昆明650500 中国地质大学(北京)土地科学技术学院北京100083 天津城建大学地质与测绘学院天津300384

现实中存在许多人为制造或自然形成的微地形,以其为单位的应变分布与其所在板块的整体应变分布具有差异,本研究选取地壳活动相对活跃的腾冲市和顺镇区域作为试验区,实验表明已有的整体旋转与线性应变模型(Rotation in the Entire Block ... 详细信息

现实中存在许多人为制造或自然形成的微地形,以其为单位的应变分布与其所在板块的整体应变分布具有差异,本研究选取地壳活动相对活跃的腾冲市和顺镇区域作为试验区,实验表明已有的整体旋转与线性应变模型(Rotation in the Entire Block and Linear Strain Mode,RELSM)在描述板块内部局部微地形应变时表现不佳;为精细刻画板内应变,在已有的RELSM模型基础上,通过引入地形因素,并联合GNSS、InSAR数据,通过改进型粒子群算法反演板内局部区域应变场参数,为局部区域精细化的地壳活动性评估提供帮助.

关键词：微地形改进粒子群算法 InSAR 板内应变地壳活动性

中国建设用地扩张未来情景模拟及其对景观格局演化的影响

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地理研究 2024年第4期43卷 843-860页

作者：支俊俊韩陈勖王雪婷张立康褚超群安徽师范大学地理与旅游学院芜湖241002 资源环境与地理信息工程安徽省工程技术研究中心芜湖241002

对中国建设用地的未来扩张趋势及时空格局进行模拟预测,可为科学编制国土空间规划和合理调控城乡发展提供科学依据。本研究对未来30年中国建设用地扩张进行多情景模拟预测,并分析不同区域建设用地扩张的时空演化特征及其对景观格局演化... 详细信息

对中国建设用地的未来扩张趋势及时空格局进行模拟预测,可为科学编制国土空间规划和合理调控城乡发展提供科学依据。本研究对未来30年中国建设用地扩张进行多情景模拟预测,并分析不同区域建设用地扩张的时空演化特征及其对景观格局演化的影响。研究结果表明:(1)基于斑块生成土地利用模拟模型(Patch-generating Land Use Simulation,PLUS)可以获得较高的模拟精度,各分区Kappa系数均高于0.92,总体精度均高于95%,FoM值均高于0.40,表明PLUS模型适用于全国尺度和大区域尺度的土地利用模拟。(2)影响中国建设用地扩张最主要的因素为人口、坡度和年均降水量,存在区域性差异。(3)自然发展、耕地保护、生态保护和可持续发展四种情景下模拟预测的未来土地利用的结构和特征具有明显差异,在可持续发展情景下建设用地扩张主要占用非重点保护的耕地和生态用地以及未利用地,可满足经济发展对于建设用地指标的刚性需求,有助于实现可持续高质量发展。(4)建设用地扩张对景观格局产生显著影响,在可持续发展情景下,与2020年相比,2030年、2040年和2050年建设用地预计增长分别为-0.72%、-0.51%和1.19%,中部和东部地区的优势景观面积占比持续下降,景观多样性不断上升;西部地区的景观聚集度显著下降,破碎度持续上升。本研究通过建设用地扩张的情景模拟及其对景观格局的影响分析,尝试为制定区域差别化政策提供参考,对实现经济发展、耕地保护和生态保护三者之间的均衡协调可持续发展具有重要意义。

关键词：建设用地扩张土地利用变化情景模拟影响因素景观格局中国