基于高程约束的区域LUCC及其生态效应研究——以福州市为例

以福州市5区7县(不包括平潭县)为研究区,以1994-2006年间3期遥感影像解译分类获得的土地利用/覆被数据为基础,并构建个性化的生态系统服务价值与生态效应测算模型,对研究区高程约束下的土地利用/覆被变化(LUCC)及其生态效应进行分析。研究结果表明:①耕地、建设用地和未利用地的变化集中于第1级,园地的变化集中于第4、5级,水域和草地的变化集中于第3、2级,林地的变化集中于第1、3、4级。②各高程等级的生态系统服务价值量均增加。各高程等级LUCC的生态效应指数与模数大致随高程等级增加而减小。     

流域土地利用／土地覆被变化的生态效应

土地利用／土地覆被变化改变了地表生态系统组成结构,影响着生态系统功能,威胁着区域生态安全。本文以辽河流域的浑河-太子河流域为研究区,探讨了流域空间尺度上的LUCC特征及其所带来的生态效应。研究表明,不同的生态指标对LUCC的响应程度略有不同：（1）从景观生态格局角度看,反映生态系统斑块形状特征的景观指数对LUCC的响应...     

天山北坡土地利用/覆被及生态系统服务功能变化

土地利用/覆被变化及其生态效应是生态环境演变最重要的因素之一,其研究对于促进区域生态经济协调发展有重要意义。以天山北坡土地利用/覆被数据为基础,分析了土地利用/覆被与生态系统服务功能的时空特征及其差异。结果表明:1989年到2000年研究区草地、未利用土地面积明显减少,其它类型土地面积在增加,奇台县土地利用变化动态度最高,乌鲁木齐最低;区域生态系统服务功能从1989年的31 993.31×106元增加到2000年的32 126.27×106元,增加量为132.96×106元,增长率为0.42%,其中,增长最多的是奇台县,下降最大的是玛纳斯县;山前倾斜平原圈是土地利用/覆被变化与生态系统服务功能价值变化的集中区域。天山北坡生态系统服务价值没有降低不能说明生态环境得到了良好的维护与保育,将来区域发展必须加强生态环境保护力度。     

延河流域土地利用/覆被变化模型的尺度转换方法

采用延河流域和安塞县2000和2006年的土地利用/覆被遥感影像,结合实地调研获取的2000-2006年该区域生态建设尤其是退耕还林还草数据,分别在流域尺度和县域尺度上,采用主成分分析法对延河流域及位于延河流域上中游的安塞县土地利用/覆被变化及其驱动力进行了分析,建立了耕地面积变化的驱动力模型.研究表明,在这两个尺度上,影响耕地面积变化的关键因素都是总人口和农作物播种面积.以此为基础,基于不同尺度上共同驱动力因子之间的相互关系,建立了不同尺度上耕地变化模型的尺度转换方法.对于不同尺度的土地利用/覆被变化模型,无论其模型形式的复杂程度如何,只要不同尺度上的关键驱动因子相同或存在明确的定量关系,就可以基于关键驱动力因子的定量关系进行不同尺度上土地利用/覆被模型的尺度转换.研究成果为土地利用/土地覆被变化的尺度转换方法研究提供了新思路.     

三江平原东北部土地利用变化的生态效应分析

土地利用／土地覆被变化对区域生物多样性和重要生态过程影响深刻。以1987～2000年间的Landsat／TM影像作为基本信息源,利用GIS空间分析和地统计分析功能,从景观生态学角度构建生态效应指数来反映三江平原东北部地区土地利用／土地覆被变化所带来的生态效应,并且定量评价了该区生态效应与土地利用、土壤以及土壤侵蚀之间的关系。结果表明,与1987年相比,2000年研究区水田和耕地面积都增加了2000km^2以上,毁林、毁草和将沼泽湿地开垦为耕地等人类活动导致该区生态系统更加脆弱;研究区2000年的全区平均生态效应指数比1987年高0．02;2000年,研究区中同江市的生态风险最高;土壤类型与生态效应指数的对应关系显示,泥炭土区和黑土区存在较大的生态风险;土壤侵蚀等级越大,生态效应指数越高,2000年各等级土壤侵蚀强度的生态效应指数均高于1987年。     

滇西北生态脆弱区土地利用变化及其生态效应 ——以云南省永胜县为例

土地利用/土地覆被变化及其生态环境效应研究是当前地理学全球变化研究的核心内容,而生态系统服务功能则是生态学、生态经济学研究的热点问题。作者利用滇西北生态脆弱区--永胜县1988年、1994年和1999年的TM遥感影像,采用景观生态学的空间格局指数分析研究区近10年来的土地利用动态变化特征,并以生态系统服务功能衡量相应土地利用类型的相对生态价值,评价区域土地利用/土地覆被变化的生态效应,尝试将二者有机结合起来。研究表明,全县景观总体构成表现为景观破碎度较高,斑块数目较多;林地和未利用地一直占很大比重,林地的不断增加与未利用地的迅速减少是研究时段内土地利用变化的突出特征;研究时段内全县土地利用变化带来了较好的生态效应,土地利用生态效益持续提高,并表现出了较大的空间差异。     

半城市化地区生态系统服务对土地利用/覆被变化的响应——以厦门市集美区为例

半城市化地区是在快速城市化进程中产生的一种过渡地域类型, 其土地利用特征表现为土地利用竞争和矛盾剧烈, 土地利用变化迅速的特征。土地利用/覆被的变化改变生态系统的结构与功能, 是对生态系统服务产生胁迫的主要驱动力之一。本文以厦门市集美半城市化地区为例, 分析半城市化地区生态系统服务对土地利用/覆被变化的响应, 基于对2007 年中国陆地生态系统服务价值当量修正的方法, 对半城市化地区生态系统服务价值(ESV)变化作出评估, 并通过土地系统和生态系统二者的耦合变化关系探讨生态系统服务对土地利用/覆被变化的响应过程。结果表明:①近20 年来, 集美半城市化地区生态系统服务价值总量随着土地利用强度增加呈现波动性变化, 总体上呈现负相关关系。②调节服务和文化服务是最主要的生态系统服务类型;土地利用强度与调节服务和支持服务呈现显著的负相关关系。③随着半城市化地区的快速城市化发展, 土地利用类型急剧转化, 城市建设用地大量增加, 预计集美半城市化地区未来ESV将继续降低, 可采取生态综合整治措施减缓ESV降低趋势。     

晋江西溪流域不同暴雨过程LUCC的洪水响应

以晋江西溪流域为研究区,构建晋江西溪流域暴雨次洪分布式模型,选择3场不同暴雨强度、雨型分布、历时的暴雨过程,模拟研究区在1988年和2006年土地利用/覆被情景下70年代3场次暴雨的洪水过程,分析其在1988—2006年土地利用/覆被变化(LUCC)情景下的洪水响应。研究结果为:1988—2006年晋江西溪流域LUCC最明显的特征是林地、耕地减少而园地及建设用地增加;LUCC对流域出口流量过程的影响主要表现为洪量、洪峰流量增加,而对洪峰滞时及汇流时间的影响不显著;相同的LUCC对不同场次暴雨洪水过程的洪峰流量、洪量的影响程度不同,LUCC对流域出口流量过程的影响受暴雨强度、雨型分布、历时等因素的影响。     

新疆孔雀河流域人工绿洲近40年土地利用/覆被变化

区域尺度土地利用/覆被变化（LUCC）时空特征及驱动力是研究大尺度变化乃至全球变化演变过程的基础,而干旱区LUCC对区域水文、生态影响尤为显著,是全球变化研究的重点之一。以新疆孔雀河流域上游作为研究区,基于1977-2015年6期Landsat数据,采用多规则人机交互目视解译的方法完成LUCC制图,并利用LUCC模型从数量变化、空间变化、土地利用集约程度变化等多方面分析了近40年来该区域LUCC特点及演变机制。结果表明：（1）研究区仅有耕地和建设用地面积增加,且增幅均在200%以上,其他土地类型面积则均有不同程度的减少;（2）耕地变化呈现出空间集聚现象,而建设用地的扩张则呈现空间连续性;（3）2000年前后自然植被经历小幅退化—恢复过程;（4）受西部大开发、塔里木河生态综合治理工程等多种因素影响,2000-2005年间,空间变化的综合动态度最高（2.76%）;（5）自然因素影响较小,人口增长和政策因素是主要驱动因子。     

2000—2018年克孜河流域生态系统脆弱性、服务功能价值及风险评价

在人类活动强度不断增加的情境下,掌握区域生态环境质量现状,可为区域生态风险防范提供科学支持。基于2000、2010、2018年遥感影像数据,采用主成分分析方法、生态系统服务功能价值及生态风险模型,探究克孜河流域生态脆弱性、服务功能价值及风险的时空分异特征。结果表明：（1）克孜河流域重度脆弱区面积明显增长,18年增长204.78%,空间分布由高到低分别为中游区域、下游区域及上游区域。（2）18年生态系统服务功能价值减少65.20%。其中作为生态服务主要贡献者的天然林草价值下降43.05%;生态系统服务功能价值空间分布呈现由西向东,由绿洲向荒漠递减的分布趋势。（3）生态风险空间分布由高到低分别为流域中游、下游及上游区域;流域高风险区面积18年增长112.48%,整体分布已由以低风险为主转变为低风险与中、高风险各占约50%,说明流域生态环境受损严重。     

巢湖流域的土地利用变化及其生态系统功能损益

基于多时点TM影像解译数据,研究了巢湖流域近30年以来的土地利用/覆盖变化,并借助于生态系统服务价值理论,估算了研究区土地利用/覆盖类型变化所造成的生态系统服务价值损益。由于巢湖流域主要以水田为主,生态服务价值较高,同时考虑该区域水田一年两季的耕作特点,单位面积耕地生态系统服务价值是全国平均值的两倍,单位面积林草地的生态系统服务价值是全国平均价值的1.45倍。研究结果表明:巢湖流域近30年生态服务功能价值损失了831.68×10⁶元,年均损失27.7×10⁶元,并呈现逐年加剧趋势;流域生态服务价值损失量空间分布极不平衡,合肥每年生态服务价值损失量超过流域均值5倍,由此表明大城市扩张对巢湖流域生态服务价值损益作用明显。     

Ecological succession and land use changes in a lake retreat area (Main Ethiopian Rift Valley)

In the semi-arid Main Ethiopian Rift Valley, ecological succession is related to continuous lake retreat. Human activity, through its impact on land use and cover, affects this ecological succession at various degrees. Through a remote sensing study, we explored how the drivers for land use and cover changes (LUCC) have changed over the last decades and which impact this has on ecological succession. Remote sensing data used include a Landsat MSS from 1973, a Landsat TM from 1986 and Landsat ETM+ from 2000; a conventional type of classification was used whereby supervised classification of the 2000 image was supplemented by unsupervised classification of the older images. Due to decreased rainfall and water abstraction for intense irrigated agriculture in its catchment, Lake Abijata lost 46% of its area between 2000 and 2006. On the emerged land, an ecological succession was observed along the environmental gradient of the retreating lake: emerged bare land, grassland, land with few scattered Acacia shrubs and open woodlands. Between 1986 and 2000, LUCC tendencies were totally reversed and woody vegetation decreased strongly, indicating increased human impact. This land degradation took place in a context of instable political situation, fuelwood extraction, higher population density and better communications.     

农牧交错区土地利用动态与生态效应变化--以榆阳区为例

以榆阳区1988-2003年土地数据为依据,在分析研究区土地利用的数量和结构变化特点的基础上,运用国内外学者在生态价值估算的方法与模式,结合该区的具体情况对估算方法进行修正,然后对研究区研究时段内各年度的生态系统服务功能经济价值进行了估算,并以1988年为基准测算了土地利用类型的数量和结构变化所引起的生态系统服务功能经济价值变化情况,分析了其变化的时段特点及变化原因,定量地揭示了在生态脆弱区环境与经济发展的关系。研究表明：1988-2003年,榆阳区土地利用变化所产生的环境响应总体米说是积极的,生态系统服务功能经济价值年度总量在波动中提高;营造防护林、退耕还林及农用地内部结构调整政策的实施实现了经济和环境双赢的预期效果。     

风沙过渡区土地利用变化及生态效应图谱——以陕北榆阳区为例

以遥感影像资料为依据,运用地学信息图谱研究方法,在RS和GIS的支持下分析榆阳区1985~2000年土地利用及其生态服务价值的时空变化特征。结果表明:该区研究期内最主要的土地利用动态是未利用地向草地的转化,其变化占全区总变动量91.14%;土地利用变化使生态系统的生态服务价值增加了158.59×10⁶元,增幅为8.23%,其中,风沙区占总增量的85.99%,增幅10.88%,黄土丘陵沟壑区占总增量14.01%,增幅3.29%。经过实证分析,利用地学信息图谱进行土地利用变化和生态效应定量研究是一种十分有效的方法。     

Impact of LUCC on Ecosystem Service Value in the Up and Middle Reaches of Dongting Lake Basin, China

Supported by geographical information system, using Costanza method and referring to terrestrial ecosystem service value in China, the influence of land use and land cover change (LUCC) between 1980 and 2000 on ecosystem service value in the up and middle reaches of Dongting Lake basin was analyzed in this study. The results showed that the estimated value of ecosystem services decreased 8.416 9×10~8 CNY over a 21-year period, and the main reasons were that the land for forest use was exploited for cropland and construction land use in study area. Further analysis results showed that the value of single ecosystem service function such as gas regulation, climate regulation, soil formation and conservation, biodiversity conservation, raw materials as well as recreation decreased significantly; and that of provision of water conservation, waste treatment and food production increased obviously in the area. The results of coefficient sensitivity analysis indicated that these estimates were reliable.     

石羊河流域生态系统服务功能经济价值评估

分析和评估石羊河流域生态系统服务功能经济价值,培育和提升核心生态系统服务功能,为石羊河流域综合治理、确保生态安全提供理论依据。根据石羊河流域1999年和2006年土地利用情况,运用中国生态系统服务价值当量因子表,对该区域生态系统服务功能经济价值进行评估。1999年和2006年石羊河流域生态系统服务功能经济价值分别为1.1531×1010元和1.5650×1010元。2006年草地和森林生态系统对总价值的贡献率较高,分别为39.82%和25.96%;各项服务功能中土壤形成与保护功能经济价值最高。流域上游山区的水源涵养、气候调节和生物多样性保护等功能受到不同程度的破坏。     

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。     

Responses of Ecosystems to Ecological Compensation in a Key Ecological Function Area of the Loess Plateau

Evaluation of the ecological effects of eco-compensation policies helps analyze policy rationality and feasibility and provides scientific and practical bases for perfecting eco-compensation systems. Taking the key ecological function area of the Loess Plateau, China as a case study, we have evaluated ecosystem responses to the Grain-for-Green Project that commenced in 1999. Six indicators were selected to assess changes in ecosystem structure, quality and function. The results showed that implementation of the Grain-for-Green Project has reduced sloping cropland by 1571 km² and increased ecological land by 1337 km². The increase in ecological land alters ecosystem structures across the study area and the decline in sloping cropland reduces farming activity interference; both of these are conducive to the restoration of natural vegetation. From 2000 to 2010, the vegetation cover of grassland, desert and forest ecosystems increased 10.89%, 8.34% and 4.24% respectively and average NPP rose 51%, with an average annual growth rate of around 5%. This indicates that eco-compensation has promoted the improvement of ecosystem quality. Total biomass of ecosystems increased two times on average from 2000 to 2010, meaning that the carbon sequestration capacity of ecosystems also increased. The reduction in the area of water loss and soil erosion and the increase in retained runoff by forests indicate an improvement in ecosystem function and services on the Loess Plateau.     

风沙过渡区土地生态价值及生态风险动态研究——以陕北神木县为例

以数字高程、遥感影像资料为依据,运用地学信息图谱研究方法,在RS和GIS的支持下分析了神木县1985—2000年土地利用、生态服务价值及土地生态风险指数变化的坡度分异特征。结果表明:①神木县草地、耕地、建设用地面积增加,其增幅最大值分别在0°~3°、3°~8°、0°~3°段,增量最大的是草地,增长最快的是建设用地;未利用地及林地面积减少,其减幅最大值分别在0°~3°、>25°段。②研究区土地利用类型变动面积占总面积的8.95%,未利用地向草地转化占总变动量83.92%,0°~15°段又包含了该变化量的96.32%;全区总变化量的92.66%集中在0°~15°段。③研究区生态系统服务价值总量增加了122.31×106元,增幅为7.17%;其中,草地服务价值增量占总增量的90.65%,0°~15°段集中了其价值增量的94.89%。④生态服务价值与生态风险的研究结果相互印证,环境改善的结论可信。