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。     

黄土高原祖厉河流域潜在植被分布模拟研究

植被空间分布格局深受环境影响, 分析植被与环境之间的关系一直是植物生态学的中心问题。论文从黄土高原自然植被恢复问题出发, 引出植被恢复的参照标准- 潜在自然植被。 依据气象站和雨量站观测资料, 建立气温降水与海拔高度和地理位置的统计方程, 以GIS 为技术支撑, 对两大环境变量进行空间化。通过野外观测取样, 结合气温降水的空间分布, 界定祖厉河流域不同草地覆盖度的生境空间。根据生境空间边界函数, 对整个流域内的潜在草地植被分布进行模拟。草地分布现状与潜在草地分布对比发现, 低覆盖草地由北向南扩展, 占潜在中覆盖草地面积的37.39%, 占潜在高覆盖草地面积的34.98%。中覆盖草地也在此向南部区域和北部山地扩展, 占潜在高覆盖草面积的11.51%。高覆盖草地收缩到南部和北部山地狭小地带, 仅占其应有区域的4.84%。     

Evaluating the effects of land‐use development policies on ex‐urban forest cover: An integrated agent‐based GIS approach

We use a GIS‐based agent‐based model (ABM), named dynamic ecological exurban development (DEED), with spatial data in hypothetical scenarios to evaluate the individual and interacting effects of lot‐size zoning and municipal land‐acquisition strategies on possible forest‐cover outcomes in Scio Township, a municipality in Southeastern Michigan. Agent types, characteristics, behavioural methods, and landscape perceptions (i.e. landscape aesthetics) are empirically informed using survey data, spatial analyses, and a USDA methodology for mapping landscape aesthetic quality. Results from our scenario experiments computationally verified literature that show large lot‐size zoning policies lead to greater sprawl, and large lot‐size zoning policies can lead to increased forest cover, although we found this effect to be small relative to municipal land acquisition. The return on land acquisition for forest conservation was strongly affected by the location strategy used to select parcels for conservation. Furthermore, the location strategy for forest conservation land acquisition was more effective at increasing aggregate forest levels than the independent zoning policies, the quantity of area acquired for forest conservation, and any combination of the two. The results using an integrated GIS and ABM framework for evaluating land‐use development policies on forest cover provide additional insight into how these types of policies may act out over time and what aspects of the policies were more influential towards the goal of maximising forest cover.     

Crop cover reconstruction and its effects on sediment retention in the Tibetan Plateau for 1900–2000

Geographically explicit historical land use and land cover datasets are increasingly required in studies of climatic and ecological effects of human activities. In this study, using historical population data as a proxy, the provincial cropland areas of Qinghai province and the Tibet Autonomous Region (TAR) for 1900, 1930, and 1950 were estimated. The cropland areas of Qinghai and the TAR for 1980 and 2000 were obtained from published statistical data with revisions. Using a land suitability for cultivation model, the provincial cropland areas for the 20th century were converted into crop cover datasets with a resolution of 1 × 1 km. Finally, changes of sediment retention due to crop cover change were assessed using the sediment delivery ratio module of the Integrated Valuation of Ecosystem Services and Trade-offs (In- VEST) model (version 3.3.1). There were two main results. (1) For 1950–1980 the fractional cropland area increased from 0.32% to 0.48% and land use clearly intensified in the Tibetan Plateau (TP), especially in the Yellow River–Huangshui River Valley (YHRV) and the midstream of the Yarlung Zangbo River and its two tributaries valley (YRTT). For other periods of the 20th century, stability was the main trend. (2) For 1950–1980, sediment export increased rapidly in the Minhe autonomous county of the YHRV, and in the Nianchu River and Lhasa River basins of the YRTT, which means that sediment retention clearly decreased in these regions over this period. The results of this assessment provide scientific support for conservation planning, development planning, or restoration activities.     

黄土高原植被覆盖度变化的地形分异及土地利用/覆被变化的影响

基于16 d合成MODIS NDVI数据提取的时间序列植被覆盖度数据,采用一元线性回归趋势分析,对黄土高原2000-2008年植被覆盖度的时空变化及其地形分异、土地利用/覆被变化的影响进行了定量分析。结果表明：（1）研究时段黄土高原植被覆盖度整体呈快速上升趋势,局部下降;（2）黄土高原植被覆盖度变化存在明显的地形分异,陡坡等植被恢复、重建和保育的主要区域植被覆盖度增速显著;（3）土地利用/覆被变化对植被覆盖度的增加影响突出,土地利用/覆被类型变更区植被覆盖度增速显著高于未变化区域,退耕还林还草区增速尤其突出;（4）土地利用/覆被类型未变化区域植被覆盖度总体上也呈增加趋势,但因植被覆盖度水平相对较高,增速明显低于土地利用/覆被类型变化区。上述结果表明,黄土高原植被保育、植被恢复和重建在植被覆盖度提升方面取得了明显成效。     

国土空间规划中水源涵养功能生态保护红线备选区的识别

水源涵养功能重要性是生态保护红线划分工作中重要的评价指标之一。通过对以往生态系统水源涵养功能区划分的指标及其区域导向的系统梳理,在进一步明晰国土空间规划中水源涵养功能生态保护红线区域指向的基础上,按照国土空间规划关于“三区三线”自下而上试划的要求,探讨了水源涵养重要性生态保护红线划分及其评价的改进方法。选取中国典型喀斯特区域六盘水市作为研究案例区,分别用环保部2015版与2017版《生态保护红线划定技术指南》中的模型法、NPP法以及本研究提出的改进方法,对六盘水市水源涵养功能生态保护红线进行了试划。对比三种方法的划定结果可以看出,改进方法因评价数据精度的提高减少了《生态保护红线划定技术指南》方法的区域损失,提高了区域判别的精准性,可望为国土空间规划中生态保护红线的划定提供科学依据。     

省级国土空间生态修复规划编制的思路与方法

省级国土空间生态修复规划是新时期各省深入推进生态文明建设的行动指南和纲领性文件,迫切需要多学科交叉的理论与方法支撑。文章从探析国土空间生态修复的科学内涵与理论基础出发,以人地关系地域系统理论框架为指导,融合景观生态学以及基于自然的解决方案,结合广东省国土空间生态修复规划地方实践,聚焦省级国土空间生态修复规划的目标指标、重大格局、分区布局、工程体系等规划重点、难点,提出了省级国土空间生态修复规划的思路与方法,具体概括为：按照“六步走”的整体思路,围绕“四个维度”目标体系,聚焦生态、城镇、农业“三大空间”,推进“重大格局—分区布局—重大工程”3个层次空间布局,形成“格局尺度重大工程、单元尺度重点项目、场地尺度工程措施”3个尺度工程体系布局。     

国土空间规划中生态空间和生态保护红线的划定

省级空间规划是为实现“多规合一”而开展的基础性制度尝试,其核心内容划定“三区三线”是通过科学分析自然与社会本底,对各类空间边界进行严格勘定,作为管控国土空间的抓手。生态空间和生态保护红线是“三区三线”中“生态先行”理念的载体。以《生态保护红线划定技术指南》为基础,对福建省开展基于资源环境承载能力评价和国土空间开发适宜性评价要求的陆上全域生态保护等级和保护优先序评价,探讨和实践省级空间规划中生态空间和生态保护红线的划分方法,以期为沿海多山省份的空间规划提供参考。结果显示：福建省生态空间陆域占比为78.76%,涵盖了88.07%的森林、71.23%的草地、64.44%的水域和47.72%的裸地;生态保护红线陆域占比为20.90%,以生物多样性维护红线、水源地保护及水源涵养红线为主。     

Ecological-Living-Productive Land Classification System in China

Rapid economic development, industrialization, and urbanization aggravates the tense relationship between human beings and the land. With multiple demands for food security, ecological protection and economic development, frequent conflicts and competition occur between multiple different functional land types. The current land use classification system focuses on the productive and living functions of land, but gives little consideration to ecological functions. This study builds a national Ecological-Living-Productive Land Classification System based on land functions emphasizing the concept and position of ecological land. So-called ecological land uses are types of land use regulating, maintaining and protecting ecological security. The new land classification is more flexible for overall planning purposes and for making arrangements for ecological, living and productive land spaces. The Ecological-Living-Productive Land Classification System includes three levels. The first level has four major types: ecological land, ecological-productive land, productive-ecological land, and living-productive land. The second level subdivides the major types into 15 functional land categories, including major ecological regulation land, common ecological regulation land, and ecological conservation land for ecological lands; pasture land, timber land and aquaculture land for ecological-productive lands; arable land and orchard for productive-ecological lands; and urban built-up area, rural living land, and industrial land for living-productive lands. The third level is based on land cover types. Based on multiple data sources, and using a strategy of zoning and re-classification, we extracted the spatial distribution of ecological-living-productive lands on a national scale. The areas of ecological land, ecological-productive land, productive land, and living-productive land area are 6,037,000 km², 1,353,800 km², 2,001,900 km² and 207,300 km², respectively; accounting for 62.89%, 14.10%, 20.85% and 2.16% of total area, respectively. For the second-level classification, the area of ecological conservation land is the largest, accounting for 20.17% of the total area. Ecological land is located mainly in central and western China. Ecological-productive land is distributed in various areas throughout the country, and productive-ecological land and living-productive land are concentrated in eastern China.     

基于光谱混合分解的民勤生态治理效果评价

作为退化绿洲典型,甘肃民勤生态治理效果的评价对全球干旱区土地退化防治具有重要借鉴作用。使用Landsat系列遥感数据,基于光谱混合分解模型,采用土地覆被/利用分类后比较和端元丰度值差值的方法,对民勤生态工程第二阶段初期(2010—2015年)的治理效果进行了定性和定量研究。结果表明:民勤县土地退化面积为39 712.14hm^2,恢复面积为101 503.44hm^2,恢复面积大于退化面积,呈现出恢复的态势。沙地面积减少,沙地的沙化程度降低;盐碱地面积虽有增加,但盐碱地的盐渍化程度有所下降;林草地相较耕地、夏作耕地相较春作耕地成为当地优势植被地类;水域面积虽有减少,但水域的水含量有所增加。民勤经过近20年的生态修复治理,已经进入良性修复阶段。     

人地系统耦合框架下国土空间生态修复规划策略——以粤港澳大湾区为例

在实施国土空间生态修复重大工程背景下,构建科学合理、面向区域发展与公众需求的规划策略是地理学和生态学等领域的研究热点。本文基于人地系统耦合框架,分析从生态修复规划到国土空间生态修复规划在规划思想、目标、性质、对象、路径等方面发生的转变。以人地矛盾突出的典型区域——粤港澳大湾区为案例,分析大湾区面临的突出问题和形势,从发展人地和谐的生态修复战略、整体保护生态空间、充分发挥生态要素综合功能、强化机制保障等方面,构建了问题识别-战略引导-整体布局和分区施策为主线的国土空间生态修复规划策略和思路,以延拓人地系统论,丰富规划理论和方法,为其他地区开展国土空间生态修复提供借鉴。     

基于遥感的山区县域土地覆被变化的驱动力因子和生态环境效应分析--以重庆市忠县为例

在对重庆市忠县区域TM遥感数据进行波谱信息特征实验分析的基础上，建立了土地覆被信息提取的波段组合方案；通过人机交互目视解译和野外数据检验工作，实现利用遥感影像数据对重要生态安全指标因子之一——土地覆被因子的数据提取，并用GIS技术对其时空变化的驱动力因子和生态环境效应进行分析，效果和效率令人非常满意。这不仅在一定程度上解决了中尺度山区县域的土地覆被数据提取与地学分析的技术和方法难题，而且揭示了忠县土地覆被的时空分异特征。这是用常规与传统的技术方法与研究手段难以实现的，也为山区县域生态环境退化评价和生态恢复研究提供了一种新的方法尝试。通过GIS空间分析，揭示了忠县土地覆被和水土流失的时空分异特征。忠县土地覆被动态变化的生态环境效应表现为耕地与林地在“制高地”上(海拔500m以上)的大互换，在平川坝地地区建设用地大量占用优质耕地、林地等土地覆被类型；水土流失发生的坡度分异不明显，主要分布在200～800m间，与坡耕旱地分布密切相关。从总体上，这种变化使区域生态环境系统的功能发生退化。分析发现，忠县土地覆被变化的驱动力主要有：(1)人口压力和经济发展落后是生态环境系统安全状态恶化的社会经济背景因素；(2)对自然资源不合理开发利用是生态环境恶化的直接人为因素；(3)脆弱的生态环境是生态环境恶化的自然环境背景因素。因此，必须采取包括生态移民、生态建设与生态保护等在内的忠县区域生态安全综合调控措施。     

基于PSR框架的内蒙古自治区沙漠化敏感性评估

沙漠化敏感性是测度区域沙漠化可能性的关键指标。鉴于沙漠化敏感性研究“重评价、缺框架”、“重格局、轻变化”的研究现状,本文基于“压力—状态—响应”(Pressure-State-Response, PSR)分析框架,构建了“气候条件—地表覆盖—植被恢复”沙漠化敏感性综合评价指标体系,定量评估了2000、2015年内蒙古自治区(除流动沙地(丘)外)沙漠化敏感性,结合县域人口密度开展了区域沙漠化防治分区。研究结果表明：2015年研究区以中度敏感区为主(27.04%),其次为轻度敏感区(25.53%)、不敏感区(22.96%)和高度敏感区(20.82%),极敏感区占比最小(3.65%),沙漠化敏感性呈现出中西部高、东部低的空间格局;2000-2015年间,内蒙古自治区9.20%的土地沙漠化敏感性等级降低,24.83%则趋于增强。研究区可划分为生态保育区、沙化治理区、综合发展区和生态移民区四大沙漠化防治区。     

三江源国家公园功能分区与空间管控（英文）

Functional zoning is a key step for the integrated planning and scientific management of a national park. Selecting the Three-River-Source National Park(TNP) as the study area, this paper establishes an evaluation system including 13 evaluation indexes which are classified into four categories, namely: ecosystem services; potential distribution of key species habitats; ecological sensitivity; and ecological resilience through the comprehensive analysis on the regional eco-environmental features in the study area. The results of the comprehensive analysis, combined with the functions and requirements of management of national parks, indicate that TNP is divided into the first-level zone(the core conservation area, the ecological restoration area and the traditional utilization area) with definite targets of space management and the second-level zone with implementation of control measures. This method of functional zoning lays a solid foundation for the scientific planning of TNP; moreover, our study provides new insights into other national parks' functional zoning.     

Land Cover Changes on Ambergris Caye,Belize: A Case Study of Unregulated Tourism Development

Measuring land-use, land-cover change in biodiverse, tropical countries is critical for conservation management and sustainable planning because it provides quantifiable data regarding broad environmental changes. This project uses Landsat satellite imagery to document vegetation cover change on Ambergris Caye, Belize, from 2000 to 2017. The close proximity of the Belize Barrier Reef Reserve System has made Ambergris Caye the most popular tourist destination and economic hub in Belize. As a result, the region has undergone intense commercial and residential development coupled with rapid population growth over the past two decades. Understanding general trends in landscape dynamics is critical for the natural resource–based tourism industry of Belize to continue to thrive. Unsupervised classification methods and a per pixel postclassification comparison were used with Landsat imagery to estimate loss in vegetation cover and increases in urban and barren land. The results indicate a 10.85 percent decrease in vegetation and a 39 percent increase in urban and barren land during the seventeen-year study period with an annual forest loss rate of 0.67 percent per year using a compound interest rate formula. The results of this analysis represent a baseline study of vegetation change on Ambergris Caye to inform management and conservation efforts.     

“一带一路”沿线地区关键生物多样性区域生态变化特征（英文）

KBA (Key Biodiversity Areas)是由IUCN提出并被国际社会认可的生态保护优先区域,评估其生态变化特征对生物多样性保护与自然保护地建设至关重要。“一带一路”沿线地区生态系统类型丰富,生物多样性保护价值极高,而沿线KBA更应该成为生态保护的核心目标。本文利用土地覆盖、归一化植被指数（NDVI）和夜间灯光数据（NTL）,从植被覆盖度和人类活动方面分别对沿线KBA的生态状况及其时空变化特征进行分析,得到以下结论：（1）KBA内的土地覆盖长期保持稳定,林地、荒野和草地是主要的土地覆盖类型;（2）KBA内NDVI总体上呈现增加的趋势,表明植被覆盖度在不断提高,少数植被退化的KBA主要分布在中南半岛、青藏高原以及西亚地区;（3）KBA内NTL总体上处于很低的水平,表明人类活动对自然生态系统的干扰程度十分有限,极少数分布于中东欧、印度、中南半岛以及地中海附近国家的KBA具有较强的人类活动且呈现出增加的趋势。本研究结果强调在KBA生态保护中充分利用生物群落演替规律,同时限制人类活动对自然生态系统的干扰,以推动沿线地区生物多样性保护与自然保护地建设。     

2000-2010年中国退牧还草工程区土地利用/覆被变化

在3S技术支持下,结合景观格局定量分析方法,基于30 m分辨率的土地利用/覆被数据,对中国退牧还草工程区2000-2010年土地利用/覆被时空分布特征进行研究。通过利用土地利用转移矩阵和动态度来判定土地利用变化的速度和区域差异,并在斑块类型和景观水平上分析研究区景观格局特征,探讨土地利用格局变化的生态效应。结果表明：①近10年来,研究区土地利用/覆被类型以草地和其他类用地为主,整体内部结构稳定少动。草地变化面积仅占2000年草地总面积的0.37%;林地、湿地、耕地和人工表面的面积均有所增加;其他类用地面积有所减少。②全区土地综合动态度均小于0.1%,土地利用/覆被变幅较小,除人工表面较活跃外,其他各类型变化相对缓慢,且各省土地利用区域差异较小。③研究区内景观基质未发生改变,区域景观破碎度递减,景观多样性水平上升,景观聚集度和连续性微弱下降,景观整体保持较完整态势。退牧还草工程的实施使土地利用/覆被结构和景观格局均得以优化。     

基于IBIS模型的耕地生态价值估算——以成都崇州市为例

基于成都崇州市耕地实地采样数据和修正的IBIS模型测算数据,对耕地生产有机质、调节大气、涵养水源、土壤保持和净化环境等五种自然生态服务价值进行测算,并与已有相关研究成果进行对比分析。结果表明：① 研究区耕地不同类型的生态服务价值量存在较大差异,由高到低依次为：土壤保持、调节大气、涵养水源、生产有机质、净化环境;② 研究区单位面积耕地生态价值量为29959.5元/hm²,其中土壤保持价值的贡献率最大,占36.35%;③ 与已有研究结果对比分析,由于耕地生态价值内涵界定和测算方法的差异,单位面积耕地生态价值测算结果存在一定差异。研究结果对于科学合理地确定耕地保护的补偿标准和补偿机制构建具有一定的参考指导作用。     

气候和土地利用变化对塔里木河干流区植被覆盖变化的影响

基于遥感和地理信息系统技术,利用1998—2008年SPOT-VEGETATION归一化植被指数（NDVI）数据对塔里木河干流区1998—2007年植被覆盖的时空变化进行了监测,并从气候变化和土地利用变化双重角度分析了植被覆盖变化的原因。研究表明,塔里木河干流区植被覆盖变化经历了两个阶段:1998—2001年植被覆盖严重退化时期;2002—2007年植被覆盖度由急剧上升到缓慢下降再到持续升高时期,NDVI明显高于20世纪末期水平。塔里木河干流区植被覆盖变化存在显著的空间差异,绿洲农业灌溉区和退耕还林还草生态恢复区的植被覆盖度显著提高,天然草地植被区的植被退化严重。塔里木河干流区植被覆盖变化是气候和土地利用变化共同作用的结果。温度对植被覆盖变化的影响表现为对植被生长年内韵律的控制和秋季植被生长期的延长,年降水量的波动式上升是导致塔里木河干流区植被覆盖变化两个阶段呈现差异的主导因素。     

黑河流域植物物种多样性对土地利用变化的响应北大核心CSCD

黑河流域土地利用变化严重影响植物物种多样性。为了解自然、社会经济因素对黑河流域土地利用变化影响下植物物种多样性的变化趋势,本研究使用Dyna-CLUE模型,预测2050年土地利用变化,揭示多因素影响下黑河流域土地利用变化,及土地利用变化与草本、灌木物种多样性间的关系。结果表明:降水、GDP、与自然村距离等因子共同驱动土地利用变化,2050年林地、草地和水域面积的增加和未利用地面积的减小,提高了灌木、草本植物的多样性,并使之均匀度更高,种间优势度减小。耕地面积的扩张和耕地集约化导致植物分布不均、多样性减少。将模拟结果和植物物种多样性发展趋势相结合能够对未来的土地利用规划、政策及生态保护决策提供依据。应针对不同区域土地利用变化情况,制定相应的生物多样性和生态环境保护政策,促进黑河流域生态环境的恢复并支持流域可持续发展。