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根据三工河流域绿洲1978,1987年航片、1998年TM影像以及土壤、水文与社会经济资料,综合运用遥感、GIS、土地利用/覆被变化(LUCC)指数模型、Logistic逐步回归模型及所提出的因子加权和指标,分析表征影响因子对区域土地利用空间格局的影响程度,比较小规模家庭承包和大规模农场耕作的两种典型土地经营模式下的LUCC过程和驱动力.耕地、草地控制全区土地利用的基本格局,耕地、城镇村工矿用地面积逐年增加,家庭经营区林草地面积均大幅度减少,而农场经营区仅草地有所减少(减幅12.0%),林地却增加了(增幅13.7%);研究区前期(1978～1987年)土地利用变化比后期(1987～1998年)剧烈,家庭经营区土地利用变化比农场经营区剧烈.政策是土地利用变化的决定性因素,水资源是土地利用的先决条件,在政策的宏观控制和水资源的约束下,全区土地利用变化的主要驱动因素为人口和经济,主要的限制因素为土壤肥力和地下水埋深;家庭经营区人为驱动占主导地位,农场经营区自然因素的限制作用更加突出.影响因子波动越大的区域或时段,其土地利用的变化也越显著. 相似文献
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根据三工河流域绿洲1978,1987年航片、1998年TM影像以及土壤、水文与社会经济资料,综合运用遥感、GIS、土地利用/覆被变化(LUCC)指数模型、Logistic逐步回归模型及所提出的因子加权和指标,分析表征影响因子对区域土地利用空间格局的影响程度,比较小规模家庭承包和大规模农场耕作的两种典型土地经营模式下的LUCC过程和驱动力.耕地、草地控制全区土地利用的基本格局,耕地、城镇村工矿用地面积逐年增加,家庭经营区林草地面积均大幅度减少,而农场经营区仅草地有所减少(减幅12.0%),林地却增加了(增幅13.7%);研究区前期(1978～1987年)土地利用变化比后期(1987～1998年)剧烈,家庭经营区土地利用变化比农场经营区剧烈.政策是土地利用变化的决定性因素,水资源是土地利用的先决条件,在政策的宏观控制和水资源的约束下,全区土地利用变化的主要驱动因素为人口和经济,主要的限制因素为土壤肥力和地下水埋深;家庭经营区人为驱动占主导地位,农场经营区自然因素的限制作用更加突出.影响因子波动越大的区域或时段,其土地利用的变化也越显著. 相似文献
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中国耕地变化驱动力分区研究 总被引：30，自引：3，他引：30
耕地变化机制是土地利用/土地覆盖(LUCC)研究的重要问题之一. 文中依据1980年代末和2000年两期土地利用遥感调查数据, 应用地理信息系统(GIS)和遥感技术对全国近期耕地变化与自然、社会经济状况进行综合分区研究. 研究发现, 各地区耕地减少和增加是在地理背景制约下,气候系统和社会经济系统变化共同驱动下发生的. 但引起耕地变化的驱动机制具有显著的区域差异, 在中西部地区自然条件的制约和推动起主导作用, 而在东部较发达地区, 社会经济、政策的驱动起主要作用. 耕地面积减少状况在全国范围内普遍存在, 其主导因素包括：招商引资和对外开放政策背景下的开发区建设、城市化导致的产业结构变化和城镇扩张、人民生活水平提高导致的就业观念的改变、气候变化导致的耕种收益的下降、交通条件的改善等等, 这些因素相互作用、相互依赖, 共同导致了中国近年来耕地大量减少的局面. 耕地增加则主要由于农民集体或个人为增加收入, 并在气候条件允许下, 开垦林地、草地或未利用地. 对LUCC驱动机制的研究建立在耕地变化综合分区的基础上, 不仅考虑区域内部的自然与人文因素, 而且还充分考虑了区域外部自然与人文因素的影响作用, 并以定量化的指标反应了各种不同因素对耕地变化的影响作用水平, 本研究可以为综合地理分区与土地利用变化驱动机制研究领域提供一种新的研究方法和思路. 相似文献
4.
《中国科学:地球科学》2020,(7)
土地利用/土地覆被变化(LUCC)既是全球变化的表现形式,也是全球变化的重要驱动力,准确的全球历史LUCC数据产品是正确认识LUCC对全球变化影响的基础.但国际上已有的多套全球历史土地利用/覆盖数据集存在彼此矛盾之处,且均已被许多区域尺度重建结果证明存在很大偏差,改进全球历史土地覆盖数据产品精度是国际LUCC和过去全球变化研究关注的重点领域.从时间过程和空间分布两个方面评估已有土地覆盖数据产品的可靠性,是改进数据集质量的基础和前提.理论上,判断全球土地覆盖数据产品可靠性的高低的标准是其与实际土地覆盖数据("真值")的相近程度或偏差大小,但与现代全球土地覆盖数据产品可提供实地抽样验证不同,可用于历史产品可靠性评估的历史证据是极其有限的.有鉴于此,本文构建了全球LUCC数据集数据可靠性评估框架,并针对可用于历史土地覆盖数据评估的数据和指标的类型和特点,提出4种评估方法,包括:(1)以定量重建的区域LUCC数据为基准的准确性评估;(2)基于区域发展史实的合理性评估;(3)基于自然和人文特征及专家知识的合理性评估;(4)基于多套数据一致性的可能性评估,并给出了5个历史耕地可靠性的具体评估案例.该方法亦适用于林地、草地等其他土地类型的评估. 相似文献
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基于系统动力学模型和元胞自动机模型的土地利用情景模型研究 总被引：44，自引：0，他引：44
综合自上而下的系统动力学模型和自下而上的元胞自动机模型, 从宏观用地总量需求和微观土地供给相平衡的角度, 充分利用系统动力学模型在情景模拟和宏观驱动因素反映上的优势与元胞自动机模型在微观土地利用空间格局反映上的优势, 发展了土地利用情景变化动力学LUSD (Land Use Scenarios Dynamics model)模型. 利用该模型对中国北方13省未来20年土地利用变化的情景模拟结果表明, 由于LUSD模型充分利用了系统动力学模型和元胞自动机模型的特点和优势, 同时考虑了土地利用系统宏观驱动因素复杂性和微观格局演化复杂性的特征, 因而提高了当前土地利用情景模型的可靠性, 这将在一定程度上为理解土地利用系统的复杂驱动行为, 评估脆弱生态区土地系统变化的潜在生态效应提供帮助. 同时, LUSD模型的情景模拟结果也表明, 农牧交错带地区是中国北方未来20年土地利用变化比较明显的地区, 而耕地和城镇用地则是该区域内变化最为显著的两种用地类型. 相似文献
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马营河流域1967~2000年土地利用变化对河流径流的影响 总被引：18，自引：0，他引：18
自1960年代以来, 干旱内陆流域土地利用格局发生了以耕地持续扩张和天然林草地不断减少的剧烈变化, 分析流域土地利用变化对水文过程的影响对于流域管理十分重要. 以河西走廊中部的马营河流域为例, 选择年径流量、基流量、最大洪峰流量以及流域典型的春季和秋季汛期流量为径流过程参量, 基于流域降水和径流各参量的变化趋势分析和显著的统计回归关系分析, 区别了气候变化对径流过程的影响. 利用1956年以来4期土地利用变化数据, 分析了耕地土地利用和径流过程各参量之间的定量关系, 建立了基于降水和耕地面积两种因素的径流过程统计模拟模型, 研究结果表明, 1967年以来, 由于流域土地利用变化, 尤其是上游林草地大规模转为耕地, 使流域年均径流量减少28.12%, 基流量减少35.32%, 最大洪峰流量减少35.77%, 春季和秋季的平均季节流量分别减少了36.05%和24.87%, 其中耕地面积扩张对年径流量的影响贡献率在77%~80%, 对春季流量的影响贡献率在73%~80%, 对基流量的影响贡献率在62%~65%之间, 流域冬春季节的持续升温也对春季径流减少具有一定影响; 合理规划流域土地利用格局, 对于流域水资源可持续利用河流域可持续发展具有重要意义. 相似文献
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《中国科学:地球科学》2015,(7)
土地利用/土地覆盖变化(LUCC)是人类影响气候的重要强迫之一.相对于历史时期LUCC对区域气候的影响研究,未来LUCC到底对气候有多大影响不得而知.基于CMIP5推荐的土地覆盖数据,采用区域气候模式Reg CM4,通过当代和反映未来(2050年)土地覆盖状况分布情况下各15年(2036~2050)的数值积分试验,探讨了未来LUCC对中国区域气候的影响.未来中国地区主要是以草地转换成森林为主要特征,LUCC引起温度和降水的变化幅度和范围具有季节性差异,其中夏、秋季区域响应最显著,主要包括中国东北、华北和河套地区,青藏高原东部以及华南等地.进一步分析表明,LUCC对大气环流也具有明显的影响,在未来LUCC影响下,印度半岛经孟加拉湾到南海及华南沿岸一带受到一致的异常西南风控制,热带印度西南季风和南海西南季风均偏强,来自南海和印度洋的异常水汽辐合使得中国南方降水偏多. 相似文献
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利用中国自主研制的全球首套30 m分辨率GlobeLand30地表覆盖产品调查全国定点形变台站周边5 km范围内的土地覆盖类型分布。应用地类面积/变化率、类型转入转出率等指标分析研究区各类型的转移规律,并辅以MODIS土地覆盖年数据集从全国和分区角度揭示2001—2018年间各土地类型时空变化格局,最后以垂直摆倾斜观测为例,探索台站周边土地覆盖变化总量与仪器观测背景噪声的关系。结果表明:(1)中国定点形变台站周边5 km范围内主要以耕地、森林为主。2000—2010年间,人造地表占比从11.8%升高至14.5%,而耕地和草地面积分别减少了2.2%和1.6%。研究区内耕地转为人造地表的面积最大,共计525 km~2。(2)中国大陆各地震区内台站周边土地覆盖变化格局不同,华北地震区的耕地降低和人造地表增长最为剧烈;新疆地震区以草地类型的降低和裸地类型的升高为主;东北地震区草地类型增长而人造地表稍有下降。(3)2001—2018年间,研究区森林面积在波动中缓慢升高;耕地面积则持续减少,尤其在2005—2016年间,减少幅度增大;人造地表类型则是逐年持续、稳定的增加。(4)2016年全国垂直摆倾斜仪观测背景噪声与台站周边全年的土地覆盖变化总量有一定的相关性,但华南地震区内台站由于受到海洋运动的影响,其仪器的噪声水平与周边环境变化不成正相关。 相似文献
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北方半干旱区土地利用/覆被变化对湖泊水质的影响:以岱海流域为例(2000—2018年) 总被引：2，自引：0，他引：2
土地利用/覆被变化对明晰气候变化和人类活动对湖泊水环境的影响有重要作用.以北方典型农牧交错的岱海流域为研究对象,基于遥感解译技术、马尔可夫转移矩阵、综合污染指数法等方法,对2000-2018年岱海流域土地利用/覆被和湖泊水质的变化进行分析,并结合冗余分析法和计量分析模型探究长时间序列尺度下土地利用/覆被变化对湖泊水质的影响.结果表明:近20年来,岱海流域的土地利用/覆被类型以耕地和草地为主,其变化特征主要是草地和林地转化为耕地,水域转化为季节性河流,岱海转化为内陆滩涂、沼泽草地和灌丛沼泽;岱海湖泊水质因子高锰酸盐指数、五日生化需氧量、总磷和总氮浓度存在不同程度的超标现象;岱海、湿地、林地对水质具有积极的改善作用,耕地、草地、建设用地是加剧水质污染的主要原因.该研究为岱海湖泊流域土地资源合理利用、湖泊水质改善和生态保护提供了一定的科学理论依据. 相似文献
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中国近期土地利用变化的空间格局分析 总被引：236，自引：11，他引：236
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5 a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1 km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5 a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. 相似文献
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1974-2017年洪湖湿地自然保护区景观格局演变及驱动力分析 总被引：6，自引：2，他引：4
利用Landsat系列遥感影像数据（1974、1979、1984、1990、1996、2001、2006、2009、2014和2017年）解译得到的土地利用/土地覆盖变化（LUCC）结合研究区44年的气温、降水量、水位等气象水文数据,构建LUCC经验统计模型和计算景观格局指数,探讨1974-2017年洪湖国家级自然保护区景观格局变化的主要驱动因素.研究结果表明：土地利用强度指数由1974年的207增加到2017年的249.36,人类开发利用湖滨带的程度增强,到2017年约有30%的自然湿地转化为坑塘、农田和滩地及建设用地.不同地表覆盖类型的景观格局指数均发生了较大变化,2000年以后湖滨带逐渐形成了以养殖为主的低矮围景观.总体上景观趋于破碎化、连通性降低、稳定性变弱.洪湖湿地自然保护区土地利用强度指数与景观格局综合指数呈较显著的正相关,两者的相关系数为0.84,土地利用强度增加则景观更加破碎、斑块之间的连接程度减弱、区域的景观聚集度下降和景观异质性增加.总体而言,洪湖湿地自然保护区受人为干扰影响明显,开展封湖育草自然恢复与建立植被恢复示范区相结合,构建自湖滨至湖心的梯度变化完整的湿生植被-挺水植被-漂浮植被-浮叶植被-沉水植被的水生植物群落,退耕还草、退垸还湖、修复湖滨带植被,大幅度提高洪湖的自净能力,增加其水生植物多样性,实现湿地的有效修复,改善其结构和功能,维系洪湖湿地生态系统的平衡. 相似文献
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近30年中国沿海围垦土地利用格局及其驱动机制 总被引：1，自引：0，他引：1
《中国科学:地球科学》2020,(6)
文章以近30年中国沿海地区围垦土地为研究对象,以1985年为基期,分为1985～1990年、1990～1995年、1995～2000年、2000～2005年、2005～2010年、2010～2016年六个时段,系统剖析了中国沿海围垦土地时空演变特征、格局与驱动机制,模拟分析了三种不同发展情景下的围垦土地利用变化及其社会经济、生态环境综合效应.结果表明:(1)近30年中国沿海地区围垦土地9310.6km2,设施农业用地、工矿用地与空闲地面积较大,分别占总围垦面积的42.1%、14.08%和13.9%;全国沿海土地围垦面积变化可划分为增长速率降低阶段、增长速率提升阶段、增长速率减缓阶段;(2)近30年土地围垦最终流向为耕地、农业设施用地与工矿用地,受政策、经济、人口的驱动影响明显,最终形成土地围垦的恶性循环;(3)在三种不同模拟情景下,生态环境效应下降,社会经济效应逐渐增加,珠江三角洲、长江三角洲和环渤海地区的社会经济效应的增速起点时间具有明显差异,分别为1990年、2000年和2005年.最后,深入探析了围垦土地利用问题产生的根源及成因,提出了实现沿海围垦土地可持续利用和加强沿海地区生态环境保护的对策与建议. 相似文献
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基于植被演替的土地覆被变化研究——大渡河上游的森林采伐、更新和退化 总被引：6，自引：0，他引：6
目前常用的土地覆被分类系统没有反映植被演替过程, 不能与生态调查数据有效整合来分析区域土地覆被变化的环境效应. 文中以大渡河上游地区为例, 在4年野外考察的基础上, 依据植被演替过程对土地覆被进行详细分类, 建立了新的土地覆被分类系统, 并采用多时相数据源, 分别生成3期(1967, 1986, 2000年)土地覆被数据库,为土地利用/覆被变化、环境效应研究和生态建设提供了平台. 结果表明: (1) 土地覆被变化反映了云冷杉林采伐、自然演替和人工更新, 高山栎林和圆柏林在砍伐和放牧干扰下的大面积退化, 草甸退化、干旱河谷草地扩张、耕地撂荒和转变为果园等人为驱动的生态过程. 1967~2000年, 大渡河上游森林面积减少9.43%, 以草甸和草地、原始林和高寒灌丛为主的景观演变为草甸和草地、次生天然林、高寒灌丛、残次原始林、人工林和次生灌丛组成的景观, 景观破碎化程度加剧. (2) 大渡河上游的森林采伐迹地逐步恢复. 31年的森林采伐对象以云冷杉林为主, 其迹地仅6.86%自然演替为灌丛、草甸和草地或被开发为耕地, 其余均更新为人工林或自然演替为次生天然林, 采伐区的生态功能逐步恢复. (3) 在薪材砍伐、木炭烧制和牲畜过度放牧的驱动下, 自然恢复能力弱的高山栎林、圆柏林、亚高山草甸大面积退化,干旱河谷草地扩张, 严重削弱了区域生态屏障功能, 急需解决人为干扰问题并寻找有效的退化植被恢复途径与方法. 由于现有的天然林保护和生态重建措施忽视农牧民基本的生计问题, 要逆转干旱河谷与高山林线的植被覆盖与生态退化趋势, 关键在于帮助农牧民改变生计方式, 减轻或消除干扰压力. 相似文献
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三工河流域绿洲时空变异及其稳定性研究 总被引：21，自引：7，他引：21
根据三工河流域1978, 1987年的航片和1998年TM影像以及气象水文观测资料, 利用GIS, RS和景观生态学的理论与方法, 从绿洲土地覆被、景观格局变化和绿洲冷岛效应, 研究了冲洪积扇-冲积平原型绿洲时空变异和稳定性.结果表明: (1) 流域绿洲上部、中部和下部土地覆被变化的幅度大且速度很快, 并且存在明显的空间变异性; (2) 1978~1987年期间, 绿洲景观的多样性和异质性增加, 绿洲景观稳定性降低, 而1987年后, 绿洲景观的多样性降低, 绿洲景观稳定性提高; (3) 60年代以来, 三工河绿洲的冷岛效应逐步加强, 从气候角度来说, 绿洲稳定性显著提高. 相似文献
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太湖流域上游土地利用变化机制的实证分析--以浙江省安吉县为例 总被引：3，自引：0，他引：3
近10年来,太湖流域上游地区经济发展逐步趋于活跃,受此影响,区域人口-资源、环境-发展(PRED)出现了新的特点与趋势。基于上游地区土地利用/覆被变化对流域整体水环境与生态安全格局所具有的重要意义,本文选择安吉县作为典型案例,分析其区域土地利用的基本特征,土地利用变化与景观格局动态的过程,以及驱动因素与机制,由此揭示山区土地利用/覆被变化的一般性规律,为太湖流域上游地区经济发展与土地利用、环境保护相互协调,提供决策借鉴与依据。 相似文献
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土地利用方式及其转移对区域氮素迁移和水体氮负荷产生重要影响,但量化自然发展、耕地保护和生态保护等多情景下土地利用方式氮排放时空变化特征,揭示流域水体氮负荷对土地利用变化的响应机制仍面临挑战。本研究以巢湖流域为研究区,通过遥感解译多时相土地利用类型数据,借助PLUS和InVEST模型探索不同情景下氮排放对各土地利用类型变化的响应机制。结果表明:(1)2000—2020年期间,巢湖流域建设用地面积的增加(626.14 km2)主要占据的是耕地(减少了775.64 km2),城市化建设成为土地利用方式变化的主要驱动力;(2)PLUS模型多情景预测结果显示:2020—2030年间土地利用变化特征与2000—2020年基本保持一致,但各用地间的转换频率降低;(3)经InVEST模拟,耕地面积缩减而导致氮排放的减少量(340.17 t)大于建设用地等面积增加带来的氮排放增加量(170.11 t),使2000—2020年间巢湖流域土地利用所排放的总氮量呈降低趋势,由2000年的4768.04 t降至2020年的4597.98 t;(4)不同情景下,2030年各土地利用方式的氮排放量较2020年均呈降低趋势。其中,生态保护情景既有效地保障了巢湖流域生态功能又展现出较好的氮减排效果(113.36 t);鉴于此,建议流域管理部门应通过合理规划各用地类型的发展,严格控制建设用地对林草地、水域等生态用地的侵占,以期削减流域水体氮负荷、缓解氮素治理压力。 相似文献
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为探究不同时空尺度土地利用与水质的相互关系,以黄河流域为研究对象,基于2018年河流水质与土地利用数据,提取3种空间尺度(1000 m河段缓冲区、500 m河岸带缓冲区、子流域)的景观格局指数,结合4个季节河流水质指标,采用冗余分析方法定量探讨土地利用对河流水质的多时空尺度影响,获得水质资源管理最有效的时空尺度.结果表明:(1)在3种空间尺度下,耕地和草地占比最大.斑块密度(PD)在1000 m河段缓冲区尺度下更大,香农多样性指数(SHDI)在3种空间尺度下变化不大;(2)水质指标季节性和空间性存在显著差异,夏季水质优于冬季;(3)土地利用在夏季和1000 m河段缓冲区尺度下对水质影响最显著;(4)不同景观格局指数对河流水质产生的影响不同,耕地面积占比和林地面积占比、未利用地面积占比和SHDI对水质影响最为显著,除了耕地面积占比和PD值的增加会导致水质下降外,其余土地利用指数在大多数时空尺度下均可改善水质.该研究基于不同的时空尺度对土地利用与水质的关系进行定量研究,为合理规划土地资源提供参考,从而保护流域水质安全. 相似文献
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科学评估人类活动引起的土地利用/土地覆被变化所导致的陆地生态系统碳收支,将有助于降低陆地生态系统碳排放估算的不确定性.文章基于历史自然植被和耕地数据集建立不同生态系统的开垦速率,设定碳密度和响应曲线参数后,利用簿记模型估算近300年来中国耕地开垦导致的碳排放量.主要结论如下:(1)过去300年中国耕地累积增加约7.93×10~5km~2,开垦的耕地主要来源于森林(65%)和草地(26%);(2)近300年中国耕地开垦活动导致的碳排放总量介于2.94～5.61Pg,适中值为3.78Pg;(3)不同生态系统的碳排放差异较大,森林开垦导致的碳排放最大,草地和沼泽次之,灌丛的碳排放量最少,荒漠生态系统在开垦过程中表现为碳汇;(4)过去300年耕地开垦的碳排放总量,在年际间呈两头高中间低的U字型格局,在省际间表现为东北和西南地区的碳排放总量较大,而新疆、西藏、青海碳排放总量相对较少. 相似文献
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20世纪前、中期中国农林土地利用变化及驱动因素分析 总被引：7，自引：2，他引：7
综合采集20世纪前、中期全国多种宝贵的土地利用数据, 特别是早期的一些土地利用资料, 利用聚类分析方法将中国大陆部分省区按土地利用变化差异分为7个区: 东北区、华北区、西北及黄土高原区、东南沿海区、西南区、青藏高原区和蒙新区, 分别对各区的农林土地利用, 即耕地、林地的时空变化进行了分析. 结果表明, 大部分地区耕地面积有较为明显的增加趋势, 20世纪50~60年代, 各区的耕地面积增加较多, 最大年增长率为2.63%, 区域差异较大; 20世纪前、中期林地面积以1949年为界, 此前总体下降、此后有一定的增加趋势. 有林地面积也呈现比较明显的区域差别, 70年代后期多数地区林地面积减小严重. 20世纪前、中期土地利用变化是自然和社会经济条件综合作用的结果, 但是人口增加、粮食生产、政府政策变更等社会经济因素的影响更大, 自然灾害也是土地利用变化的重要因素. 相似文献