长江中游经济带土地利用转型及其生态服务功能交叉敏感性研究

以长江中游经济带325个县域为研究单元,利用2000年、2005年和2010年Landsat TM遥感影像解译数据,分析土地利用转型及生态系统服务价值时空演变特征。构建交叉敏感性响应矩阵,分析生态系统服务价值对土地利用转型的敏感程度并进行敏感性分区。结果表明:(1)长江中游经济带土地利用空间分布格局与区域地形特征相契合。年综合土地利用变化率高值区集中在武汉和环鄱阳湖城市圈、长株潭城市群及江西省南部;低值区集中在西部和中部山区,分别对应土地利用转型快速和迟缓区。(2)森林和农田向其他多数地类转型对生态服务功能的影响均较敏感,其中森林与农田、湿地、水域、荒漠、建设用地间转型,农田与湿地、水域、建设用地间转型最敏感,而草地、水域和荒漠向其他地类转型不够敏感。(3)生态服务价值敏感性分区空间分异明显:森林与荒漠、湿地、水域间转型的高生态敏感区分布较广;森林与建设用地、农田与湿地、水域、建设用地间转型的高生态敏感区分布较小;森林与荒漠、水域间转型的高生态敏感区多集中在山地丘陵区;森林与农田间转型的中、高生态敏感区多集中在平原盆地区。研究结果可为如何在科学管理土地开发利用的同时实现生态服务功能的延续和提升提供借鉴。     

1980—2018年银川市生态系统服务价值评价及驱动力分析

生态系统服务价值(Ecosystem service values,ESV)的准确评估及其驱动力分析,关乎区域生态安全和经济发展。基于1980—2018年银川市各区县的土地利用数据,结合变化率、动态度、敏感性和相关性核算了银川市的生态系统服务价值,并利用地理探测器分析了驱动因子。结果表明:1980—2018年不同生态服务类型总的ESV在减小,减少了0.753×10⁹元。绝大部分生态服务类型的生态系统服务价值变化幅度较小,水文调节的价值最高且变化显著。水资源供给的变化动态度最大,并且呈增长趋势;草地和水体生态系统服务价值的敏感性较强,水体与总的生态系统服务价值关联性最强。从分布来看,灵武市生态系统服务价值最高,金凤县最小。单因子主要驱动因子为国内生产总值(Gross domestic product,GDP)和数字高程模型(Digital elevation model,DEM),多因子交互驱动中GDP∩气温和GDP∩DEM对银川市ESV分布的贡献最大,银川市生态系统服务价值分布主要受人为因素和自然因素的交互作用影响。     

湖州塘浦(溇港)圩田系统生态空间敏感性评价

借助于GIS和RS技术,运用层次分析法,选取影响生态环境的10个因子进行单因子及综合因子评价,分析湖州塘浦(溇港)圩田系统生态空间的环境敏感程度及敏感区分布,构建研究区生态空间敏感性评价体系及生态空间布局优化策略。结果表明:研究区生态空间敏感性分布存在空间异质性,呈现边缘高、中心高、周边低的趋势,敏感性较高的区域为西南部(高程 600 m)及西北部,高、较高敏感区面积为500. 06 km~2,占总面积的25. 55%。从总体上看,研究区生态空间环境脆弱,生态问题突出,表现为区域内圩田水网布局错位、植被指数较低、溇港淤泥堵塞及高海拔区域圩田供水不足等,地理、自然、人文等因素是影响该区域生态空间敏感性的重要因素。因此,必须通过减少干扰等措施来保护塘浦(溇港)圩田的生境,形成对该区整体生态系统有支撑能力的空间结构体系。     

南京市高淳区村域尺度土地利用功能变化及生态系统服务价值响应研究

基于2009—2019年土地利用调查数据,以高淳区145个行政村为研究单元,利用土地利用变化模型和生态系统服务价值评估方法,研究高淳区土地利用功能转型的时空演变格局,并评估该区域生态系统服务的价值损益情况,同时,利用敏感性系数来衡量生态系统服务价值对土地利用功能转型的敏感程度。结果表明：(1)高淳区生产生态功能、生态生产功能既是研究区分布最广的土地利用功能类型,也是转型最剧烈的土地利用功能类型。生产生态功能的转移面积和比重最大,而且转移速率远高于其同期的新增速率,属于转型收缩型土地利用功能;生态生产功能空间、生活生产功能空间和生态功能空间的新增速度大于同期转移速度,属于转型扩张型功能空间。(2) 2009—2019年,高淳区生态系统服务价值增加了33.78亿元,其中,水域用地、耕地和林地是对生态系统服务价值贡献最大的3种土地类型;水文调节和废物处理是高淳区最主要的生态系统服务功能。(3)当土地利用功能从低利用指数向高利用指数转变时,生态系统服务价值减少,此时土地利用程度引起区域生态系统服务价值的变化强度也较小。当土地利用功能呈现高利用指数向低利用指数的转变趋势时,生态系统服务价值呈现增...     

三峡库区重庆段生态与环境敏感性综合评价

在RS与GIS 技术的支持下,选择研究区比较突出的土壤侵蚀、石漠化、生境和酸雨4 个生态环境要素建立敏感性评价模型与方法,对三峡库区重庆段生态环境敏感性进行综合研究,定量揭示了研究区生态环境敏感性程度及其空间分布规律。研究结果表明：(1) 土壤侵蚀以高度敏感、中度敏感和极敏感为主;东北部是土壤侵蚀最为敏感的区域;土壤侵蚀现状与土壤侵蚀敏感性具有很好的对应关系。(2) 石漠化总体以不敏感为主,其次是高度敏感和中度敏感;高度以上敏感区主要分布东北部地区,中度以上石漠化与石漠化高度和极敏感区具有很好的对应关系。(3) 生境敏感性类型以不敏感为主,其次为高度敏感地区;东北部和南部生境敏感性高,而中西部地区生境敏感性低。(4) 酸雨高度敏感面积和比例最大,其次是中度敏感和轻度敏感区;极敏感区呈块状零星散布、高度敏感区和中度敏感区集中片状分布、轻度敏感和不敏感区沿江河带状分布,部分呈团块状散布。(5) 生态环境敏感性类型以高度敏感为主,其次为中度敏感区和不敏感区;东北部和南部生态环境敏感性高,中西部地区生态环境敏感性低。     

三江源地区草地生态系统服务价值评估

三江源地区的草地生态系统对于维持区域生态平衡和保障社会经济可持续发展具有重要意义。本文基于千年生态系统评估(Millennium Ecosystem Assessment, MA)的生态系统服务分类体系, 采用多种方法对三江源草地生态系统的9 项服务价值逐项进行了评估, 得出2000 年三江源草地生态系统服务价值为562.60 亿元, 其中价值最高的两种服务类型依次为气候调节和食物生产, 分别达259.09 亿元和111.68 亿元, 贡献率分别为46.05%、19.85%。按照草地类型划分, 高寒草甸和高寒草原服务价值分别为490.95 亿元、64.68 亿元, 占总服务价值的87.42%和11.52%。虽然沼泽单位面积服务价值最高, 为4230.77 元/hm², 但在草地生态系统面积中所占比例较低, 总价值相对很低。本文关于三江源草地生态系统的评估结果可以为制定区域生态保护和生态补偿政策提供科学支撑。     

基于改进当量的甘肃省耕地生态系统服务价值及其与区域经济发展的空间关系研究

为量化分析耕地生态系统服务价值及其与区域经济发展的空间关系,采用改进的耕地当量因子,对甘肃省2014年耕地生态系统服务价值进行定量化研究,并采用双变量空间自相关探讨其与区域经济发展在空间上的关联关系。结果表明：（1）在GPP修正的基础上估算得到的甘肃省2014年耕地生态系统服务价值为4.96×10¹¹元,其中水资源供给功能的价值为负,食物生产功能的生态系统服务价值相对较高,美学景观功能的生态系统服务价值最低。（2）双变量空间自相关显示人均国内生产总值与耕地生态系统服务价值在空间上存在显著的负相关关系,Moran’s I指数为-0.252 3。局部双变量空间自相关LISA图也显示低-高聚集区主要分布在经济发展相对落后、具有明显生态优势的东南部地区;而高-低聚集区则主要分布在经济高速发展,生态环境相对恶劣的西北部地区。研究结果可为甘肃省生态环境管护与区域经济发展提供决策参考,为实现经济增长与生态保护统筹协调发展提供参考依据。     

京津风沙源治理工程区土地利用/覆盖变化及生态系统服务价值响应

监测土地利用/覆盖及生态系统服务价值变化是评估生态工程效益最直接有效的方式。以京津风沙源治理工程区为研究区,基于土地利用/覆盖变化面积和植被覆盖度等指标,从土地利用/覆盖类型转换和土地覆盖渐变两个角度揭示区域土地利用/覆盖变化过程;并运用改进的当量因子法,评估同期生态系统服务价值的变化。结果表明：区域草地面积超过总面积的一半,总体上呈现草地和耕地集中分布,林地、沙丘零散镶嵌的格局。1990—2018年,区域沙地、草地面积减少,耕地、林地面积增加;同时,沙地上表现出植被覆盖增加的渐变特征,增速为每10年约增长4.22%。同期区域生态系统服务价值呈现出先减少后增加的趋势,生态工程实施后,2010—2018年生态系统服务价值增加明显。1990—2018年,生态系统服务价值总体上增加了3 655.21亿元,其中,由土地利用/覆盖类型变化导致的价值增加量为120.53亿元,而由土地覆盖渐变导致的增加量为5 355.04亿元。土地覆盖渐变对生态系统服务价值的影响不容忽视,我们建议在生态建设过程中,不仅要重视退耕还林、未利用地造林种草等土地利用/覆盖方式的改变,更要关注草地和林地的修复和恢复,注重生态工程成果的维持和质量的提升。     

基于GIS的吴江东部地区生态敏感性分析

区域可持续发展的基础是生态环境的可持续,而生态敏感性区划是制定生态环境规划的前提和基础。文章借助GIS技术,选择有区域代表性的生态因子,采用因子叠加法,对吴江东部地区的生态敏感性进行了深入分析,按生态敏感度的高低将研究区划分为5 级:极高敏感区、高敏感区、中敏感区、低敏感区和非敏感区,并提出了分区保护与建设的建议,为研究区生态环境保护和产业经济布局提供有价值的参考。研究结果表明,极高和高生态敏感区面积占研究区的48.63%,说明研究区生态敏感性总体上很高。     

生态建设背景下三江源自然保护区生态系统服务价值变化

青海三江源是我国淡水资源的重要补给地,也是全国生态保护和建设工程的重点实施区域,对其开展生态恢复过程的生态系统服务价值变化研究,有利于揭示生态保护和建设工程的实施效果。在构建三江源生态系统服务价值评估指标体系的基础上,选择生态工程前后两个时间段(2000年和2008年),采用物质量和价值量相结合的方法对三江源自然保护区生态系统服务价值进行了评估和对比分析,结果表明:2000—2008年保护区生态系统服务总价值呈现明显的增长趋势,8 a间一共增加1.68×1010元。保护区草地生态系统的整体质量状况大幅度提升,生态系统服务价值增加48.69%,是由生态建设和气候因子变化共同作用的结果;森林生态系统服务价值增加12.71%,主要跟森林区域水热条件的改善有关;水体与湿地生态系统服务价值在8 a间减少56.08%,关键是由区域气温升高和降水量减少所致,而非人为因素的影响;2000—2008年间,保护区人口数量增加了26.08%,较高的人口增长压力促使大量的草地被开垦为农田,导致农田面积增加392.52%,从而引起农田生态系统服务价值大幅波动。     

贵州省土地利用及其生态系统服务价值与灰色预测

以贵州省1996-2008 年土地利用变更调查数据为基础, 采用生态系统服务价值评估模型、敏感性指数和灰色预测模型, 对土地利用变化引起的生态系统服务价值的变化进行了估算, 对区域土地利用构成和生态系统服务价值进行了灰色预测。结果表明:贵州省近13 年来, 耕地、牧草地和未利用土地面积均呈现减少的趋势, 而林地、园地、建设用地和水域面积呈增加趋势;贵州省2008 年的生态系统服务总价值比1996 年增加了59.08 亿元, 变化率为3.01%;贵州西北地区的生态系统服务总价值的变化率较贵州东南地区显著;敏感性分析表明采用的生态价值系数是合理的, 研究区内的生态系统服务价值缺乏弹性;利用灰色GM(1,1)模型对贵州省2015 年和2020 年的土地利用构成和生态系统服务价值进行预测, 未来10 年贵州呈现林地、建设用地持续增加、耕地持续减少的趋势;2015 和2020 年土地利用结构信息熵分别为1.4320 和1.4331, 表明土地利用结构逐渐趋于均衡, 2020 年区域生态资产增加到2119.03 亿元。     

东北样带土地利用变化对生态服务价值的影响

根据中国东北样带上不同的土地利用组合类型, 分别选取抚松县、磐石市、公主岭市、通辽市及林西县作为典型区, 运用GIS 和遥感技术分析近30 年来不同类型区土地利用变化对生态系统服务价值的影响。本文选取基于货币量的价值量评价法, 参考Costanza 等人的研究 成果, 结合研究区的实际情况, 运用中国陆地生态系统服务单位面积价值的平均值来分析研 究区的生态系统服务价值变化情况。研究结果表明, 1976-2000 年间东北样带土地利用类型变化很大, 土地利用程度均呈加大趋势, 耕地、林地和草地的ESV 均有较大变动, 不同类型区单位面积的ESV 差别也很大, 其基本分布规律为林区> 农林交错区> 牧区> 农牧交错区> 农区。敏感性分析结果表明, 研究区内ESV 对生态服务功能价值指数是缺乏弹性的, 研究结 果是可信的。     

基于土地利用变化的甘肃省黄河流域生态系统服务价值研究北大核心CSCD

为探究1995—2020年甘肃省黄河流域基于土地利用的生态系统服务价值时空变化,选取甘肃省黄河流域1995、2000、2005、2010、2015、2020年6期土地利用数据,分别利用土地利用动态度、土地利用程度指数和土地利用转移矩阵分析了研究区土地利用时空变化特征;通过对单个生态系统服务价值当量的经济价值进行修正,计算分析了研究区6个不同时期的生态系统服务价值,进而探讨了研究区土地利用程度对生态系统服务价值的影响。结果表明:(1)1995—2020年,研究区耕地和未利用地面积总体减小,林地、草地、水域和建设用地面积总体增加,变化最大的是建设用地;(2)1995—2020年,研究区草地的土地利用程度最高,其他地类转为草地的面积最大;(3)1995—2020年,研究区生态系统服务价值总体呈增加趋势,共增加5.104亿元;(4)从2020年土地利用类型来看,草地的生态系统服务价值最大,达255.016亿元;从2020年生态系统服务类型来看,保持土壤生态服务价值最大,达87.94亿元;从生态敏感性指数来看,研究区生态系统服务价值敏感性指数均<1,研究结果可信;从生态系统服务加之分级来看,中级比重较大,面积占比为82.07%;(5)研究区土地利用程度与生态系统服务价值呈显著负相关,相关系数为0.912。     

青海湖地区生态系统服务价值变化分析

采用生态系统服务估值、Matlab7.0 多元线性回归分析和敏感性分析等研究方法, 定量分析了生态系统服务价值的变化及其与气候、GDP、个人储蓄、城市化水平等驱动因子之间的相关性和敏感性, 以识别影响青海湖生态环境的主要影响因素, 以期为该区域生态保护调控和管理提供依据。研究结果表明:①2000-2008 年青海湖地区生态系统服务价值平均为119.226 亿元, 2008 年比2000 年下降3.98%;②2000-2008 年生态系统服务价值变化与气温和社会经济发展因素存在显著的负相关, 对气温、GDP和城镇化率的弹性系数分别为0.896、0.249 和0.2988;③2000-2008 年, 生态系统服务价值变化对城市化率和气温具有很大的敏感性, 敏感性系数分别为4.979 和1.712。研究表明, 青海湖地区的生态系统服务下降是气候暖干化和经济发展的综合作用结果。青海湖地区应该关注农牧民生计, 实施生态补偿机制以实现可持续的生态保护战略。     

基于生态-经济权衡的京津冀城市群土地利用优化配置

探索生态保护与经济发展的权衡关系,并利用该权衡关系协调土地利用优化配置是解决城市群经济与生态协调发展难题的重要途径,已成为目前的一个研究热点。论文针对京津冀城市群生态友好型协同发展的需求,设置生态系统服务价值最大化和经济价值最大化2种优化目标,每种目标下再设置“生态保护”“统筹兼顾”“粮食安全”和“经济发展”4种土地利用情景,采用CLUE-S模型模拟2025年京津冀城市群在不同情景下的土地利用空间配置格局,及其生态系统服务价值、经济价值在不同目标的各种情景下的变化。研究结果表明：相比2015年,2025年在不同目标不同情景下,各类土地利用面积的数量变化和空间格局均有较大不同,且生态目标和经济目标下不同情景的土地利用配置不同。生态系统服务价值在生态目标生态保护情景下最大,为14423.58亿元;而经济价值则在经济目标经济发展情景下最大,为96771.49亿元。从土地利用变化的空间分布上来看,生态用地中林地与草地的增加多出现在坝上高原和燕山与太行山山地,水体的增加则主要分布在东部沿海地区。研究认为,生态效益与经济效益间存在权衡关系,基于生态-经济权衡的土地利用优化研究结果对未来京津冀城市群生态实践工作有较大的参考价值。     

基于生态敏感性和生态系统服务的黑河中游生态功能区划与生态系统管理

生态功能区划是协调生态保护与经济发展的矛盾、实施区域生态系统管理的重要途径。以黑河中游为研究区,基于基础地理信息数据、自然地理数据和土地覆被数据（1986、1995、2000、2010、2011年）,在生态敏感性和生态系统服务重要性分析的基础上,以最小子流域为基本单元,运用二阶聚类法进行生态功能区划;并依据主导生态系统服务对研究区进行分区管理与生态调控。得出结论：（1）黑河中游生态系统类型以荒漠、草地和农田为主,占总面积的90%;森林、水域、城镇与农村居民点零星分布,所占面积不到10%;1986-2010年,农田经历了减少-扩张-再减少的变化,但城镇与农村居民点一直呈现扩张趋势;（2）西北部生态敏感性明显高于东南部,其中极敏感区（约占24%）主要位于张掖-临泽-高台平原北侧、合黎山、祁连山山前戈壁与荒漠、肃南明花区;高度敏感区（约占58%）分布于走廊中部冲洪积平原;（3）各生态系统服务重要性空间分布格局具有一定的相似性,非常重要和极重要综合服务功能区约占3.2%,位于走廊中部的黑河干流缓冲区内;中等和一般重要地区约占20%,分布在山丹和民乐境内祁连山、焉支山、龙首山附近;（4）黑河中游可分为祁连山森林草地生态区、走廊冲洪积平原农田生态区和走廊北部平原灌丛荒漠生态区3个生态区8个生态功能区,依其主导生态系统服务分为生态保育区、生态协调区和生态控制区3类,进而提出了对应的生态系统管理措施。     

基于遥感与GIS的新疆近18 a来LUCC的生态环境效应分析

 基于遥感与GIS技术,以20世纪80年代末、90年代末、2005年、2008年遥感影像为数据源,获取4期新疆土地利用/覆盖信息,采用生态系统服务价值、生态环境质量指数和土地利用/覆盖转变类型生态贡献率,对研究时段内新疆土地利用/覆盖变化的生态环境效应进行了综合分析与评价。结果表明,1990—2008年间,新疆土地利用/覆盖变化显著,生态系统服务价值整体变化较小,总价值先增后减,水域和草地面积的减少是总价值减少的主要原因,耕地和林地面积的增加补偿了总价值的部分损失;生态环境质量指数从1990年的0.157持续下降到2005年的0.153,2008年上升为0.158,说明新疆生态环境存在恶化和改善两种相反趋势,导致生态环境恶化的主要原因是草地向耕地的转变,未利用地向草地的转变则促进生态环境质量的改善。     

焉耆盆地生态系统服务价值对土地利用/覆被变化的响应

运用土地利用/覆被类型动态度、土地利用/覆被程度模型和生态系统服务价值估算模型,分析了新疆焉耆盆地1990-2011年LUCC变化引起的生态系统服务价值的变化。结果表明：（1）在1990-2011年,焉耆盆地水域、湿地、沙地、耕地和建设用地均呈增加趋势,而盐碱地、草地和林地面积呈减少趋势,总体上研究区的土地利用程度为中下水平。（2）在1999-2011年,研究区的生态系统服务总价值总体上呈增加的趋势,其中水域和耕地对生态系统服务总价值贡献率较大,草地和林地对生态系统服务总价值有明显的负贡献。（3）在1990-2011年,研究区的各类生态系统的气候调节、水源涵养和废物处理功能的生态系统服务的总价值远远大于粮食生产和原材料供应功能的总价值。因而对区域的水土资源实行合理与有效的利用是实现焉耆盆地生态系统服务功能维持和可持续发展的关键。     

鄱阳湖环湖区生态系统服务价值时空变化及权衡协同关系

基于修订的当量因子表,结合1988—2020年7期土地利用数据,运用GIS数据处理和空间分析等方法探究了鄱阳湖环湖区生态系统服务价值的时空演变特征,同时引入生态系统服务权衡协同度模型对食物生产、水文调节、土壤保持等7项生态服务功能进行权衡与协同分析。结果表明：① 1988—2020年鄱阳湖环湖区生态系统服务价值从577.95亿元增至592.50亿元,呈先增后减再增的波动变化特征。② 生态系统服务价值的空间分布表现为明显的不均衡性,ESV显著减少的区域为南昌市区、九江市区以及其它各区县的城镇建成区,生态系统服务价值增加的区域均匀分布在研究区东北和西北地区以及靠近研究区外侧的东南和西南地区。③ 协同关系为生态系统服务之间的主导关系,权衡关系较少且主要存在于食物生产与其他服务之间。     

The Impact of Spatial Heterogeneity on Ecosystem Service Value in a Case Study in Liuyang River Basin,China

In previous studies the value of ecosystem services was evaluated microscopically by ecological indicators such as soil properties, biomass, carbon storage, oxygen release, water quality, and others. In this paper, the spatial heterogeneity of ecosystem services in Liuyang River basin was studied from the perspective of Geographic Information System (GIS) based spatial relationships by using a combination of geographic data and spatial analysis technologies. The Liuyang River basin was divided into grids with a resolution of 1km×1km. The weights of factors that affect the value of ecosystem services (such as topography, geological disasters, roads, scenic spots, vegetation coverage, and plant net primary productivity) were evaluated using the entropy method and analytic hierarchy process (AHP) in order to investigate the influence of natural and social factors on the value of ecosystem services in a quantitative manner. The results demonstrate that the value of ecosystem services is mainly affected by vegetation coverage, plant net primary productivity, and road network density. The value of ecosystem services grows with the increase in either vegetation coverage, plant net primary productivity, or road network density. Different types of land play different roles in ecosystem services. Cultivated land, grassland, and water each have significant supply and regulating functions while forest has significant regulating and supporting functions. The value of ecosystem services of cultivated land and water that are closely related to human activity is significantly influenced by spatial heterogeneity. In contrast, the effect of spatial heterogeneity on the value of ecosystem services of forest land and grassland that are located in mountains and hills, far away from the human accumulation zone, is insignificant.