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    2024年, 第41卷, 第7期 刊出日期:2024-07-15 上一期    下一期
    封面与目录
    第41卷第7期封面与目录
    2024 (7):  0-0. 
    摘要 ( 32 )   PDF(187932KB) ( 56 )  
    相关文章 | 计量指标
    天气与气候
    河西走廊东部不同气候态气温变化及其对气候评价的影响
    杨晓玲, 周华, 陈静, 赵慧华, 吴雯
    2024 (7):  1089-1098.  doi: 10.13866/j.azr.2024.07.01
    摘要 ( 92 )   HTML ( 5 )   PDF(6794KB) ( 53 )  

    河西走廊东部是气候变化的敏感区,其气候态的更替对气候评价影响较大。采用河西走廊东部5个国家气象站的1961─2022年逐月气温数据,对比分析河西走廊东部1961─1990年、1971─2000年、1981─2010年和1991─2020年4个气候态气温的差异及其对气候业务评价的影响。结果表明:全区域及各地4个气候态年平均气温均呈升高趋势,P2(1971—2000年气候态)~P4(1991—2020年气候态)气温升高趋势均极显著。从4个气候态气温的差值来看,全区域及各地年、季、月气温基本一致升温,除P3(1981—2010年气候态)和P4外,其他气候态表现为冬季升幅最大,夏季升幅最小,各月升温差异较大,同一季度、同一月份气温升幅存在明显空间差异。气候态平均值更替后,河西走廊东部气温距平明显偏大的特征弱化了,其等级由正距平向负距平方向调整,P1(1961—1990年气候态)~P4年平均气温评价等级高达56%~87%向偏低一级转变,冷冬年份增多17~28 a,暖冬年份减少15~23 a。本研究将为了解河西走廊东部气温的变化规律以及气候业务、决策服务和气象科学研究提供参考依据。

    数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    基于降水量距平百分率的1961—2020年鄂尔多斯气象干旱趋势
    李烨, 江伟, 陈晓俊, 吴英杰, 王思楠
    2024 (7):  1099-1111.  doi: 10.13866/j.azr.2024.07.02
    摘要 ( 58 )   HTML ( 6 )   PDF(8001KB) ( 51 )  

    鄂尔多斯由于干旱事件频发,严重影响到当地的经济发展。研究鄂尔多斯的干旱时空演变特征对抗旱减灾工作的开展十分必要。本文采用1961—2020年鄂尔多斯85个格点的逐月降水数据,利用游程理论分析了标准化降水指数(Standardized Precipitation Index,SPI)和降水量距平百分率指数(Precipitation Anomaly Percentage,Pa)在该地区的适用性,并进一步采用反距离插值等方法分析干旱时空演变特征,结果表明:(1) Pa指数对鄂尔多斯干旱的描述具有很强的敏感性和准确性。(2) 干旱年际变化频率高,夏旱发生频率最高,为16.7%,冬旱发生频率最低,为13.3%,其中,干旱发生率随干旱等级升高而逐渐降低。(3) 鄂尔多斯西部比东部更易发生严重干旱,不受旱灾影响的概率逐渐由42%增大为75%。(4) 春夏两季的干旱情况对整年的干旱情况影响最大,秋冬两季的干旱形势有所好转,并且冬季好转更明显。

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    中国西北城市沙尘天气变化特征——以兰州为例
    吕彦勋, 赵洪民, 王小军, 王彬, 马仲武, 刘民兰, 张龄慧
    2024 (7):  1112-1119.  doi: 10.13866/j.azr.2024.07.03
    摘要 ( 155 )   HTML ( 11 )   PDF(4390KB) ( 55 )  

    近年来,众多学者对我国西北地区沙尘暴的研究主要集中于大尺度、区域性,对城市沙尘暴研究较少。为了解城市沙尘暴的变化特征,本文以兰州为例,分析城市沙尘天气变化特征。结果表明:(1) 兰州2009—2023年浮尘、扬沙、沙尘暴日数在时间序列水平上呈多段波动变化趋势,沙尘天气总日数在时间序列水平上整体呈0.66 d·a-1微弱递减趋势。(2) 兰州沙尘天气集中发生在春季,在3月断崖式上升后逐月递减,主要以浮尘为主,其次为扬沙、沙尘暴。(3) 2009—2023年兰州年均沙尘天气发生频次与风速呈正相关,是影响沙尘天气的主要气象因子,与相对湿度呈微弱负相关,与其余气象因素无明显相关关系。(4) 浮尘日数存在2~3 a、4~7 a、8~23 a 3种时间周期尺度,呈多段不显著波动趋势,其中,8~23 a对应两个峰值,振幅最强,是浮尘波动的主周期。

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    水土资源
    流域绿洲土壤盐分多模型反演效果评估
    龙威夷, 施建飞, 李双媛, 孙金金, 王玉刚
    2024 (7):  1120-1130.  doi: 10.13866/j.azr.2024.07.04
    摘要 ( 44 )   HTML ( 2 )   PDF(3738KB) ( 24 )  

    为更好地实现区域土壤盐分的监测和治理,促进绿洲可持续发展,本文基于气候、地形、植被等相关数据,结合三工河流域平原绿洲土壤表层盐分调查,对比评估不同模型(随机森林,支持向量机,决策树,普通克里金)土壤盐分反演效果。结果表明:绿洲土壤样本盐分含量为0.29~30.18 g·kg-1,平均值为4.06 g·kg-1,变异系数为149.73%,属于强变异;随机森林模型相较于其他模型具有更高的反演精度,决定系数、均方根误差和绝对平均误差分别为0.73、1.89 g·kg-1和1.49 g·kg-1;随机森林模型反演显示,高值区主要分布在西北部和中部区域,并且在9种环境协变量中,高程和地下水矿化度对土壤盐分反演精度影响较大。总的来说,以随机森林模型为手段的机器学习方法,不仅能够避免数据的平滑效应和图斑边界两侧的突变,还能有助于识别绿洲局部空间盐分状况,研究结果可为干旱区绿洲土壤盐渍化的长期监测提供技术和方法参考。

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    基于遥感影像的新疆渭干河—库车河三角洲土壤水盐与植被覆盖度的关系
    郑柳娜, 江红南, 孙梦婷
    2024 (7):  1131-1139.  doi: 10.13866/j.azr.2024.07.05
    摘要 ( 109 )   HTML ( 6 )   PDF(8098KB) ( 70 )  

    基于土壤样本实测数据及遥感影像数据,以典型干旱区新疆渭干河—库车河三角洲绿洲为研究区,采用像元二分模型估算植被覆盖度(Fractional vegetation cover,FVC),利用反距离权重插值及相关、中介效应等统计学分析方法,研究0~50 cm不同深度土壤水盐含量与FVC的关系,可为干旱区优化资源配置和制定生态恢复措施提供理论依据。结果表明:(1) FVC在空间上呈现由西向东逐渐减少的趋势,且随着土壤含水量的减少和含盐量的增加而减少。(2) 各土层含水量均呈自上而下逐渐增加的趋势,各土层含盐量均呈自上而下逐渐减少的趋势,且不同深度水盐含量呈中等及以上变异性。(3) 仅10~20 cm土壤含水量、FVC和0~10 cm土壤含水量间有中介效应的存在。深层10~20 cm、10~30 cm和30~50 cm土壤含盐量、FVC和0~10 cm表层土壤含盐量间有中介效应,即深层土壤含盐量通过影响表层土壤含盐量而对FVC产生影响。(4) 0~10 cm表层土壤含盐量对FVC的影响最大,47.90%以上的FVC空间变异会受到该层土壤含盐量的影响,且不同深度土壤含盐量对FVC的影响效果均大于土壤含水量的影响效果。

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    甘南藏族自治州土地利用与生态风险时空演变及驱动因素
    高鹏程, 岳艳妮, 鄢继选, 王世杰, 别强
    2024 (7):  1140-1152.  doi: 10.13866/j.azr.2024.07.06
    摘要 ( 50 )   HTML ( 3 )   PDF(18256KB) ( 29 )  

    本文以甘南藏族自治州为研究区域,基于1990—2020年每间隔10 a的土地利用数据,拟探明甘南藏族自治州土地覆盖时空演变规律,分析土地利用时空变化和驱动因素之间的驱动机理,利用IDRISI Selva软件,通过CA-Markov模型对甘南藏族自治州2030年土地利用情况进行模拟预测并探讨了土地利用变化导致的生态风险变化情况。结果表明:(1) 1990—2020年研究区土地利用结构发生了较大变化,草地和林地为优势土地利用类型,草地为主要转出土地利用类型。(2) 1990—2020年耕地和建设用地的土地利用动态度较高,土地利用变化贡献率较高的是耕地、林地及草地,林地变化强度最大。(3) 基于DEM、坡度、距道路距离、人口密度和经济密度因素对研究区土地利用变化驱动机理进行分析可见,人口和经济状况对土地利用结构影响较大。(4) 采用CA-Markov模型对研究区2020年和2030年土地利用结构进行模拟预测的Kappa指数为0.88,预测精度较高。(5) 研究区由土地利用变化导致生态风险较高的区域为夏河县和合作市北部、玛曲县东南部,其土地利用类型以未利用地、草地和林地为主。

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    山西中部城市群生态系统服务对土地利用格局变化的响应
    吴朝巧, 林菲, 牛俊杰, 耿甜伟
    2024 (7):  1153-1166.  doi: 10.13866/j.azr.2024.07.07
    摘要 ( 41 )   HTML ( 4 )   PDF(33603KB) ( 20 )  

    山西中部城市群是山西省经济发展态势最好的区域,这种经济增长却伴随着生态系统不同程度的破坏。本文基于土地利用格局演变,运用InVEST模型、ArcGIS技术、像元统计分析和四象限模型等方法,评估2000—2020年产水、粮食供给、土壤保持和碳储量服务的时空格局及权衡/协同关系,并深入分析了土地利用格局对生态系统服务的影响。结果表明:(1) 山西中部城市群产水量、粮食供给和土壤保持逐年增加,而碳储量则缓慢递减,不同地类和行政区所提供的生态系统服务能力存在显著差异。(2) 空间格局上,生态系统服务整体以协同关系为主,粮食供给、产水量和土壤保持三者互为协同关系,而与碳储量均为权衡关系。(3) 建设用地扩张对产水服务产生正向影响,林地增加促进土壤保持,而林地和草地减少对碳储量产生负向影响;土地利用强度与产水量、粮食供给、土壤保持之间整体呈正相关关系,但对碳储量的影响却呈现负向趋势。这些结果为山西中部城市群及其他类似地区的生态安全建设和可持续发展提供重要参考。

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    植物生态
    气候变化背景下的天山云杉潜在分布区预测
    周杰, 王旭虎, 杜维波, 周晓雷, 杨洁, 张晓玮
    2024 (7):  1167-1176.  doi: 10.13866/j.azr.2024.07.08
    摘要 ( 61 )   HTML ( 15 )   PDF(9291KB) ( 55 )  

    天山云杉(Picea schrenkiana)是天山地区最主要的树种之一,为天山山地的水土保持和水源涵养发挥着重要的作用。本文基于气候相似性原理以最大熵(MaxEnt)模型为基础结合ArcGIS预测当前(2000—2020年)与2020—2040年、2040—2060年两个时段3种气候情景低温室气体排放条件(SSP1-2.6)、中温室气体排放条件(SSP3-7.0)和高温室气体排放条件(SSP5-8.5)下天山云杉的潜在分布范围,并分析影响天山云杉分布的主要环境因子。结果表明:(1) MaxEnt模型对天山云杉的分布区预测可信度高,所有模型AUC值均大于0.99。温度(等温性、季节性温度变异、年平均温度)与降水(最冷季度的降水量、最湿月的降水量、最干季度的降水量)是影响天山云杉潜在分布的主导因子;其中温度为当前主要的影响因子,最冷季度的降水量为未来的主要影响因子。(2) 当前时期天山云杉的适生区主要分布在新疆、青海、内蒙古、西藏、甘肃、宁夏、陕西、四川等地区的山区,总适生区面积为299.17×104 km2,高适区面积为49.45×104 km2。未来各情景下天山云杉的潜在适生区面积变化不大且分布仍以这些地区为主,但高适生区较当前均表现增加。除2020—2040年SSP5-8.5情景下天山云杉的适宜分布向东南方向迁移外,其他情景天山云杉的适宜分布有向西扩展的趋势。

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    梭梭和头状沙拐枣形态及生理生化特性对干旱胁迫的响应
    张斌, 李从娟, 易光平, 刘冉
    2024 (7):  1177-1184.  doi: 10.13866/j.azr.2024.07.09
    摘要 ( 57 )   HTML ( 10 )   PDF(2083KB) ( 26 )  

    目前,干旱和沙漠化等生态问题对植物的生存和适应提出新挑战。因此,探索植物的干旱适应策略对沙漠人工生态系统的维护和可持续发展具有重要意义。本研究采用灌溉(CK)和干旱(D)两个处理,研究塔克拉玛干沙漠防护林梭梭(Haloxylon ammodendron)和头状沙拐枣(Calligonum caput-medusae)生理生化和形态的适应情况。结果表明:形态上,两种植物的同化枝在干旱胁迫下均显著变短变细;生理上,两种植物在干旱胁迫下光合参数和羧化过程无显著变化,同化枝黎明水势显著降低,头状沙拐枣同化枝正午水势显著降低;生化上,两种植物的叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素、光合酶含量在干旱胁迫下无显著变化。两种植物的初始荧光、最大荧光显著降低,梭梭的PSⅡ最大光化学效率显著升高。以上研究表明,两种植物以减缓同化枝生长和维持碳同化的方式抵御干旱。两种植物在干旱胁迫下光合色素活性降低,激发能力下降。头状沙拐枣稳定的叶绿素含量,使光化学系统免受损伤。

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    呼伦贝尔草原风蚀坑植物分布空间异质效应
    包志鑫, 袁立敏, 武红燕, 鲁海涛, 韩照日格图
    2024 (7):  1185-1194.  doi: 10.13866/j.azr.2024.07.10
    摘要 ( 43 )   HTML ( 2 )   PDF(5784KB) ( 32 )  

    风蚀坑是草原常见的风蚀地貌类型,其发生风蚀同时伴随不同程度的沙埋作用,造成其不同区域植被生长及分布存在一定差异。为明晰草原风蚀坑不同区域的植被组成特征与分布规律,本研究以呼伦贝尔草原处于活跃发展阶段的风蚀坑为研究对象,调查风蚀坑5个不同区域(沙坑、上风向区、左积沙区、右积沙区、下风向区)植物种类及其生长情况,并以周边天然草地为对照(CK),分析风蚀坑对植物空间分布的异质效应,拟为草原风蚀坑发展机制研究及其植被恢复技术提供重要依据。研究表明:(1) 风蚀坑与CK相比植物种类显著增加,植物种类达到了42种,隶属于13科34属,CK为17种,隶属于8科16属,但增加的植物种多为沙蓬、兴安虫实等沙生植物。(2) 风蚀坑不同区域植物种存在显著的异质性,沙坑主要植物种为菊科,植物种数量较CK分别减少85.42%。上风向处、左积沙区、右积沙区等区域植物种以苋科为主,下风向处以禾本科植物为主,分别增加了47.05%、117.75%、35.29%、29.17%。(3) 不同区域植物长势存在较大差异,沙坑、下风向区较CK差异最显著,植株密度降低了99.63%、89.73%,植被盖度降低了84.48%、69.06%,地上生物量降低了93.15%、56.78%。(4) 下风向区沙埋覆盖草地面积最大,随着沙坑边缘经过积沙区向草地延伸,植物种类数量逐渐接近CK,重合度可达到52.63%,苍耳、沙蓬等植物消失。

    数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    青海大通北川河源区典型植被土壤微生物群落结构特征及影响因素
    崔国龙, 李强峰, 高英, 刘维军, 张梅
    2024 (7):  1195-1206.  doi: 10.13866/j.azr.2024.07.11
    摘要 ( 35 )   HTML ( 5 )   PDF(5433KB) ( 18 )  

    为探究高原森林生态系统典型植被下土壤微生物群落变化特征,以青海大通北川河源区自然保护区为例,对6种典型植被(白桦、青杨、青海云杉、华北落叶松、金露梅、草地)0~20 cm深的土壤为研究对象,采用Illumina NovaSeq测序方法测定土壤微生物群落组成及多样性,化学分析法测定土壤理化性质指标。结果表明:(1) 6种植被样地中共得到细菌39门、785属、1651种,真菌17门、439属、559种,共有菌物种数均小于特有菌。6种植被土壤优势细菌门均为变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteriota)和酸杆菌门(Acidobacteriota),土壤优势真菌门为担子菌门(Basidiomycota)和子囊菌门(Ascomycota)。(2) 6种植被细菌群落间差异较大,青杨细菌群落的α多样性最高;真菌群落间存在相似性,白桦真菌群落的α多样性最高。(3) 细菌门水平上,土壤pH与脱硫杆菌门(Desulfobacterota)显著负相关(P<0.05);有机质、全氮与变形菌门呈极显著正相关(P<0.01)。真菌门水平上,土壤pH与根肿黑粉菌门(Entorrhizomycota)呈显著负相关(P<0.05);有机质、全氮与捕虫霉门(Zoopagomycota)呈极显著正相关(P<0.01),与球囊菌门(Glomeromycota)呈显著负相关(P<0.05)。土壤pH是影响土壤细菌和真菌群落变化的关键环境因子。

    数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    生态与环境
    基于“服务重要性-生态敏感性-生物多样性”的内蒙古生态网络识别及优化
    刘鑫, 王利群, 李昊然, 李永红, 乔文光, 李丽娟, 王晨旭
    2024 (7):  1207-1216.  doi: 10.13866/j.azr.2024.07.12
    摘要 ( 40 )   HTML ( 2 )   PDF(7600KB) ( 18 )  

    识别生态空间质量,构建区域保护网络对于优化生境布局、提高生态环境承载力以及维持生态系统稳定性具有重要意义。以内蒙古为例,研究构建“服务重要性-生态敏感性-生物多样性”的保护网络识别框架,基于生态系统服务重要性与生态敏感性评价识别生态源地。在此基础上,耦合现有自然保护地体系,利用最小累积阻力模型识别重要生态廊道,构建内蒙古保护网络。通过分析生态廊道与基础设施的空间叠置关系,提取待优化的生态踏脚石与生态障碍点。结果表明:(1) 内蒙古Ⅰ级生态源地面积3.80×104 km2,占研究区总面积的3.21%,与生态保护红线重合度较高。(2) 在自然保护地和Ⅰ级生态源地的基础上,识别潜在生态廊道共84条,总长度约为15910 km,结合生态源地、潜在廊道和鸟类迁徙廊道构建内蒙古保护网络。(3) 识别5条鸟类迁徙廊道、10处踏脚石优质生境建设点和81处生态障碍修复点。研究结果为内蒙古生态保护修复工程中物种迁移和能量流动网络的管理建设提供数据支持和位置参考。

    数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    基于InVEST-PLUS模型的黄河流域内蒙古段生态系统碳储量评价及预测
    李冰洁, 范志韬, 曲芷程, 姚顺予, 宿夏姝, 刘东伟, 王立新
    2024 (7):  1217-1227.  doi: 10.13866/j.azr.2024.07.13
    摘要 ( 40 )   HTML ( 1 )   PDF(12060KB) ( 25 )  

    陆地生态系统碳储量对减缓全球气候变暖有重要意义,评估黄河流域内蒙古段土地利用变化对碳储量变化的影响,可以为“双碳”目标的实现提供助力。本研究运用InVEST模型对黄河流域内蒙古段过去20 a的碳储量进行评估,运用PLUS模型预测了2040年3种不同发展情景下的土地利用格局,并耦合InVEST-PLUS对黄河流域内蒙古段未来20 a的碳储量进行估算,探讨土地利用变化和碳储量之间的响应关系。结果表明:2000—2020年黄河流域内蒙古段草地是主要土地利用类型和最重要的碳库。草地面积增加是黄河流域内蒙古段碳储量上升的主要原因,碳储量累计上升4.08×107 t。在生态保护情景下,最有利于2040年黄河流域内蒙古段碳储量的增加,可使碳储量累计增加4.50×107 t。年均降水是解释度最高的单因子影响因素,随着社会经济的发展,社会经济因子对碳储量时空分异特征的解释度增加。双因子交互影响的解释度普遍远高于单因子对于碳储量时空分异特征的解释度。本研究以期为区域用地规划提供建议,为我国更好的实现碳中和目标提供服务。

    数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    基于PLUS-InVEST模型的天山北坡生态系统碳储量时空变化与预测
    张顺鑫, 吴子豪, 闫庆武, 李桂娥, 牟守国
    2024 (7):  1228-1237.  doi: 10.13866/j.azr.2024.07.14
    摘要 ( 49 )   HTML ( 4 )   PDF(15928KB) ( 19 )  

    土地利用变化作为影响陆地生态系统碳储量的重要因素,研究两者间的关系对维持区域碳平衡和实现双碳目标具有重要意义。基于第三次新疆综合科学考察背景,分析天山北坡1990年、2000年、2010年、2020年土地利用变化与碳储量的定量关系,结合PLUS和InVEST模型,模拟在历史趋势、水资源保护和经济发展3种情景下2030年区域碳储量的空间格局。结果表明:(1) 草地和裸地是天山北坡主要土地覆被类型,1990—2020年耕地、林地、水域、建设用地和湿地面积增加,耕地面积增加最多,其余土地利用类型面积减少,草地减少最多。(2) 1990—2020年天山北坡碳储量呈“先升后降”趋势,草地、裸地、耕地和林地间的转化是总碳储量变化的主要成因。(3) 3种情景下碳储量均低于2020年水平,经济发展情景减幅最为显著,草地减少、裸地增加是碳损失的主要原因。

    数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    “双碳”目标下新疆“三生”空间时空演变特征及碳效应
    菅政博, 罗浩, 单娜娜
    2024 (7):  1238-1248.  doi: 10.13866/j.azr.2024.07.15
    摘要 ( 51 )   HTML ( 12 )   PDF(3822KB) ( 24 )  

    研究“双碳”目标下“三生”空间时空演变特征及碳效应,对干旱区生态经济可持续发展及实现国土空间绿色低碳发展有重要的实践意义。本文基于新疆土地利用遥感监测数据和能源消耗数据,运用“三生”空间动态度、转移矩阵及碳排放系数等方法,借助ArcGIS空间分析功能对新疆2000—2020年“三生”空间时空演变特征及碳效应进行分析。结果表明:(1) 新疆近20 a“三生”空间综合动态度达0.11%,2005—2010年综合动态度最高。(2) 20 a间“三生”空间总体上呈现生活生产空间急剧扩张,生态空间面积缩减的趋势。(3) 生活生产空间是新疆最主要的碳排放空间类型,呈现出持续增长的趋势;生态生产空间对碳吸收的贡献率较大。研究结果可为构建符合新疆减排需求的“三生”空间分类体系提供科学支撑,对建设高质量“一带一路”,实现干旱区新疆低碳发展和“双碳”目标具有重要意义。

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    “三生空间”视角下陕西省1990—2020年土地利用转型及梯度效应
    杨锁华, 李丽, 马江德, 郭文霞
    2024 (7):  1249-1258.  doi: 10.13866/j.azr.2024.07.16
    摘要 ( 38 )   HTML ( 2 )   PDF(14292KB) ( 42 )  

    基于陕西省1990年、2000年、2010年、2020年土地利用数据,采用土地利用变化图谱、土地转移矩阵、地形位及分布指数等方法,分析“三生空间”用地转型过程及梯度分异特征,对全省国土空间优化、国土资源管理及耕地保护等具有重要意义。结果表明:(1) 陕西省生产、生活用地主要分布在关中地区,生态用地主要分布在陕北地区和陕南山区。(2) 1990—2020年土地利用转型较为剧烈,农业生产、其他生态用地面积净减少,工业生产、城镇和农村生活、林地生态、草地生态、水域生态用地面积净增加;变化剧烈程度呈现“陕北地区>关中地区>陕南山区”的空间分布特征。(3) 随着地形位增加,主导地类由“农业生产用地”—“农业生产用地、草地生态用地”—“林地、草地生态用地”过渡;农业和工业生产用地、城镇和农村生活用地、水域生态用地面积占比逐渐减少,林地生态用地占比逐渐增加,草地、其他生态用地占比先增后减。

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