湘潭市区土地生态价值及生态风险动态

以遥感影像资料为依据,运用地学信息图谱的理论和方法,在RS和GIS的支持下,生成了湘潭市区1995―2005年的土地利用及生态价值变化图谱,在此基础上,对该区土地利用及生态价值时空变化特征进行了分析,并作了土地生态风险动态评估。研究表明:研究期内,湘潭市区建设用地面积增加,耕地、林地、水域面积减少;耕地、林地向建设用地的流转量占了全区总变动量的67.79%;土地利用变化使该区生态价值总量减少了19.84%;土地生态风险指数增加,与土地生态价值的变化情况能够相互印证。     

近30 a内蒙古阿拉善盟不同生态系统土地利用动态遥感监测

 利用遥感和GIS空间分析技术,以近30 a内蒙古阿拉善盟两期 Landsat MSS/TM遥感数据为主要信息源,通过目视解译方法提取了农田、林地、草地、水体与湿地、建设用地、荒漠等6种生态系统的25类土地利用现状数据,在此基础上进行了土地利用的动态变化分析。结果表明：近年荒漠生态系统用地达85.59%,其次是草地生态系统用地,占12.76%;近30 a土地利用变化最明显的特征是农田、林地、水域与湿地及建设用地增加80 263 hm²,占总土地面积的0.34%,草地和荒漠生态系统用地减少相应面积,总体土地利用相对变化量不大,仅为0.68%。     

辽西大黑山生态修复区土地利用格局变化及驱动力

生态修复区土地利用与覆盖变化是区域环境变化研究的重要内容,可为水土保持生态修复措施的调控及效益定量评价提供依据。以辽西大黑山生态修复区2000年、2005年和2010年的Landsat TM遥感影像为基础数据,基于Erdas Imagine遥感软件和ArcGIS技术平台,利用土地利用动态度、土地利用程度综合指数和转移矩阵等指标,对研究区土地利用格局的动态变化进行了定量分析,并探讨了其变化的驱动力因素。结果表明:1.10 a间,耕地保持面积最大,其次是林地和草地;耕地和未利用土地占总面积比例分别减少了28.43%和44.32%,林地、草地、城镇村及工矿交通、水域及水利设施用地占总面积比例分别增加了83.68%、10.75%、21.07%和162.74%。2.2000—2005年,林地的土地利用变化幅度最大,为12.42%,其次为未利用土地和草地;2005—2010年,水域及水利设施用地的土地利用变化幅度最大,为24.82%,其次是草地、未利用土地和耕地。3.研究区土地利用程度和开发强度处于中等偏上水平,2000—2005年土地利用处于发展期,2005—2010年土地利用处于调整期;土地利用类型的转入和转出主要发生在耕地、林地和草地之间。4.水土保持生态修复和退耕还林等生态建设项目的实施,可以较大程度地改变微地貌、减少地表坡度、提高植被盖度,在短时间使土地利用的空间分布发生较大变化,是其土地利用格局变化的主要驱动力因素。     

珠江口湾区海岸线及沿岸土地利用变化遥感监测与分析

利用遥感、GIS技术对珠江口湾区1960~2012年海岸线以及海岸带土地利用进行监测,通过定量化、空间化方法监测海岸线和土地利用的时空变化,并分析二者的关系,进而探究珠江口湾区海岸线变迁的原因。研究结果表明,1960~2012年,珠江口湾区海岸线长度由1 134.95 km增至1 508.02 km,在此期间,湾区新增的陆地面积为878.11 km²;从空间上看,广州、珠海及深圳市在珠江口五市中不仅海岸线增长幅度较显著,新增陆地面积也较大; 1960~2012年,珠江口湾区建设用地扩张幅度非常大,增长了33.05倍,城镇建设和农业发展等人类活动是52 a来珠江口湾区海岸线发生显著变化的重要原因。     

图们江下游圈河流域河岸沙丘动态变化

以图们江下游跨国界地区圈河流域河岸沙丘为研究对象,运用遥感与GIS技术,结合遥感影像、地形图等资料,分析该区1984~2015年河岸沙丘空间分布与格局演变,计算河岸沙丘分维值与稳定性指数。结果表明：该区河岸沙丘主要分布在弯曲型河道东岸,呈WNW-ESE向带状展布,面积15.71 km²。近31 a沙丘面积总体呈减少态势,净减少0.09 km²,其中,较少有人类活动的A区,沙丘面积呈减少趋势,减少幅度为8.21%;而受人类活动影响较大的B区,沙丘面积持续增加,尤其近5 a增幅达32%。河岸沙丘分维值虽总体高于内陆沙漠沙丘,但变化不显著,说明河岸沙丘处于相对稳定的发育演化过程中。该研究为图们江下游跨国界地区生态环境可续持发展提供科学依据。     

近40年来贵州高原典型区土地利用变化及驱动机制

为了揭示喀斯特地区的土地利用变化过程及其驱动机制,以贵州高原普定县为研究对象,在GIS和RS技术支持下,结合景观指数分析方法,利用1973年MSS,1990年、2002年和2009年TM 4期遥感影像,对土地利用变化的幅度、速度、区域差异和景观格局进行了定量分析。结果表明:1.土地利用结构变化主要为耕地和林草地间的相互转化,主要表现为1990年之前,后者向前者转移,转移比例为28.83%;1990年之后,前者向后者转移,转移比例为16.30%。2.水域和难利用地面积先增加后减少,研究时段内比例分别增加了0.81%和1.14%,建设用地一直呈增加趋势,增加了2.98%。3.景观的破碎度和优势度先增加后减少,但多样性和均匀度先减少后增加。结合驱动力分析表明,研究期内整体可分为3个明显时段,分别为"1990年之前"、"1990—2002年"和"2002年之后",在遥感影像和土地利用图上呈现出生态"恶化"-"好转"-"并存"的特点,同与之相伴的"生态破坏"-"生态治理"-"开发与破坏并存"的人类驱动呈显著相关性。     

基于网格单元的西北干旱区城市土地覆被/土地利用时空变化研究——以新疆喀什市为例

利用1995、2005和2015年3期Landsat遥感数据,提取新疆喀什地区喀什市土地覆被/土地利用信息,并将各时期用地分类数据分别转入50 m×50 m的矢量网格单元,建立基于矢量网格单元的土地覆被/土地利用网格图,探讨喀什市1995-2015年土地覆被/土地利用时空变化特征及驱动因素;通过叠加分析,研究时期内各用地类型之间相互转换和替代关系。结果显示：（1）1995-2015年间喀什市土地覆被/土地利用变化剧烈,以建设用地面积变化最为显著,20 a间面积增加近3倍,未利用地和绿地面积均有所减少,水体的面积变化显现波动态势。（2）1995-2015年喀什市建设用地扩张主要以"摊大饼"式的外延扩张为主,但也伴随少量内部填充的集约式增长模式,通过回归分析,建设用地面积的增加与城市人口的增加和社会经济的发展具有紧密的正相关关系。（3）建设用地在扩张过程中主要侵占和替代了未利用地和绿地,并且绿地的增加与减少和未利用地的侵占与被侵占有着直接关联。     

基于神经网络CA的兰州城市土地利用变化情景模拟

利用遥感和GIS技术获取兰州市1995-2005年土地利用、城市地价和城市规划等空间数据;基于Matlab7.2耦合GIS、人工神经网络和元胞自动机,对黎夏的ANN-CA模型进行扩展,模拟兰州市土地利用变化趋势。该模型综合考虑了影响城市土地利用变化的自然、经济和政策3个层面17个空间变量,并设计了5种不同阈值和随机扰动参数组合,进行校准和情景预测。研究表明:改进的模型精度较高,第3种参数组合预测最接近兰州市未来土地利用变化趋势:2005-2015年兰州市土地利用变化主要以居住、工业和道路用地增长为主,分别为17.8%、2.1%和1.2%;商业、仓储和政府社团用地增长较少,分别为0.6%、0.6%和0.5%。     

榆林地区土地利用/覆被变化区域特征及其驱动机制分析

利用榆林地区1986、1995年土地利用现状图,在地理信息系统支持下建立土地利用变化转移矩阵,结合多年社会统计资料分析榆林地区10多年来的土地利用动态变化特征。研究结果表明：土地利用类型变化幅度大、流转方向较为集中,具体表现为农田总面积下降、耕地质量局部改善,林草覆盖面积增长、其它用地类型面积减少;从区域角度分析,南部黄土丘陵沟壑区耕地面积减少、成熟林地面积增加幅度大与西北部风沙区耕地面积轻微增加、天然草地优势地位增强形成鲜明对比,这种区域特征符合“因地制宜”规律,与“退耕还林还草”政策导向吻合。全区总人口及其区域分布、农民年均收入和农业人口比重为该区土地利用／覆被变化的主要驱动力,同时人们的环境保护意识和相应的土地政策也对该区土地利用／覆被变化产生较大影响。     

晋江市土地利用变化及驱动力分析

本文在GIS与遥感数据支持下,提取1988～2001年晋江市土地利用变化信息,结合土地利用动态变化模型与景观格局模型进行分析.结果表明:几年来晋江耕地大量减少,非农建设用地迅速增加,占用耕地为主;城乡建设用地主要沿公路干线扩展.土地利用变化的社会驱动力主要来自乡镇企业发展、产业结构演替、非农人口增长、外资涌入.     

甘肃祁连山国家级自然保护区森林生态系统服务价值评估

森林生态系统服务价值评估对于人们全面认识森林生态系统服务功能及制定森林资源保护法规政策具有重要意义。依据《森林生态系统服务功能评估规范》（LY/T 1721-2008）、祁连山区森林生态系统定位观测数据、2008年森林资源调查数据及社会公共数据,对甘肃祁连山国家级自然保护区森林生态系统服务价值进行了评估。甘肃祁连山国家级自然保护区森林生态系统年服务价值总计为654.44亿元。按服务功能类型的价值比例从高到低排序为:保育土壤（46.59%）>生物多样性保护（25.53%）>涵养水源（14.03%）>固碳释氧（12.69%）>森林防护（0.50%）>积累营养物质（0.41%）>净化大气环境（0.24%）>森林游憩（0.01%）。按森林类型的价值比例从高到低排序为:灌木林地（63.7%）>有林地（34.1%）>疏林地（2.18%）。单位面积林地年均产生的生态系统服务价值为7.47万元·hm-2,其中,最大为有林地,其次是灌木林地,第三是疏林地。本文还对比分析了本次评估与以前较为全面的7次评估之间的差别及原因。     

太行山淇河流域2000-2015年土壤侵蚀和水源供给变化研究

山地生态系统的土壤侵蚀和水源供给变化对评估区域生态环境质量有重要意义。基于2000-2015年四期土地利用数据,借助InVEST模型对淇河流域近16年间山地生态系统的土壤侵蚀和水源供给变化进行评估。结果表明：① 研究区主要土地利用类型为耕地、草地和林地,共占流域总面积的90%以上。近16年间淇河流域的耕地面积显著减少,草地和水域面积大幅增加,建设用地扩张明显。② 平均土壤侵蚀模数显著降低,2000年土壤侵蚀模数为154.27 t/（hm²·a）,2015年减少到32.09 t/（hm²·a）;强度侵蚀、极强侵蚀和剧烈侵蚀由9.03%、12.19%和25.96%分别减少到7.17%、6.36%和4.21%,微度侵蚀、轻度侵蚀和中度侵蚀由24.31%、16.96%和11.57%增加到41.89%、27.71%和12.68%;退耕还林、还草措施优化了土地利用格局,促进植被恢复,对治理土壤侵蚀起到了显著效果。③ 水源供给量整体呈现先增加后减少的趋势,2005年达到峰值（1.79亿m³）。相邻两期水源供给量增减变化不一,2000-2005年水源供给量增加的面积大于减少的面积,其水源供给的量值也呈增加趋势,水源供给能力整体增强;而2005-2010年、2010-2015年的水源供给能力随之减弱,其中,2010-2015年水源供给减少的较小;林地和草地面积的增加造成水源供给量降低,土壤水源涵养能力增强。土壤侵蚀和水源供给是山地生态脆弱性响应的重要指标,制定合理的水土保持措施对增强山区生态系统的服务能力具有重要意义。     

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。     

基于土地利用的河北省生态系统服务权衡/协同关系研究

在分析土地利用变化的基础上,基于InVEST模型计算1985-2015年河北省农作物生产、碳储量、生境质量和土壤保持4种生态系统服务,利用ESCI指数、相关分析法、ESTD模型及双变量局部空间自相关方法识别不同尺度生态系统服务空间格局变化及权衡/协同关系。结果表明:1)1985-2015年河北省土地利用变化剧烈,建设用地、林地面积不断增加,耕地、草地、未利用地逐渐减少,但不同时段变化趋势不同。受土地利用变化影响,河北省4种生态系统服务变化趋势迥异:农作物生产水平不断提升,碳储量呈先增后减趋势,生境质量变化平稳,土壤保持呈波动减少态势。2)从省域尺度看,河北省各类生态系统服务之间相互影响,碳储量与农作物生产以及土壤保持与生境质量均呈现协同关系,农作物生产与生境质量、土壤保持以及碳储量与生境质量、土壤保持均呈现权衡关系;从区域空间分异看,供给服务与支持服务间权衡/协同关系空间变化明显,支持服务中碳储量与生境质量总体上呈现西北协同—东南权衡关系,生境质量与土壤保持以协同关系为主,碳储量与土壤保持以权衡关系为主;从县域尺度看,土壤保持与碳储量、生境质量以及农作物生产与碳储量、土壤保持的权衡/协同关系集聚特征明显,而生境质量与农作物生产、碳储量的权衡/协同关系集聚特征较为分散。理清不同区域生态系统服务间的关系,可避免不必要的权衡风险,为优化河北省土地利用空间布局、实现社会经济发展与生态系统服务双赢奠定研究基础。     

甘肃黄土高原区生态建设与可持续农业发展对策

通过对甘肃黄土高原区的生态环境现状和成因的分析，指出是人类的掠夺性行为加速了本区脆弱生态环境的恶变，并提出了甘肃黄土高原区生态环境建设与可持续农业发展的对策。     

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.     

黄土高原生态系统服务供需关系的时空变化

明晰生态系统服务供需匹配关系,对实现区域生态安全与社会经济可持续发展具有重要推动作用。本文以黄土高原为案例区,应用InVEST模型、ArcGIS、GeoDA等分析工具,分析黄土高原粮食供应、水源涵养、碳固存、土壤保持等服务的供需量及其匹配关系的时空变化,旨在为黄土高原国土空间格局优化提供决策依据。结果表明：1990—2018年,① 黄土高原除水源涵养服务供给量外,其他生态系统服务供需量均呈上升趋势,且各生态系统服务供给量及土壤保持服务需求量均呈“东南高、西北低”的分布特征,而粮食供应、水源涵养、碳固存服务需求量呈“四周高、中间低”的分布特征;② 各类生态系统服务供需比均呈下降趋势。空间分布上,粮食供应、碳固存服务在黄土高原四周人口密集区供不应求,而其他区域供大于求;水源涵养服务在该区西北部供不应求,但东南部供大于求;土壤保持服务供不应求区集中于鄂尔多斯高原及海北州北部;③ 各类生态系统服务供需均以低低空间匹配为主;④ 粮食供应、水源涵养、碳固存服务供需比的空间分布均以高高集聚为主,而土壤保持服务以低低集聚和高高集聚为主。除土壤保持服务供需比的空间集聚性有所增强外,其他生态系统服务均呈减弱趋势。     

川中丘陵区土地利用变化的生态环境效应——以中国科学院盐亭紫色土农业生态试验站集水区为例

通过长期的观测数据分析与土地利用现状的对比 ,研究四川盆地中部丘陵盐亭紫色土农业生态试验站集水区的土地利用变化及其环境效应。结果表明 ,截流村土地利用自 6 0年代以来发生了巨大变化 ,其中有林地增长约 30 % ,有林地分布在丘陵坡顶、陡坎和地边 ,与农田形成镶嵌格局 ,由此构成的农林复合系统有较好的水土保持能力 ,缓减了农村燃料、饲料、材料和肥料的不足 ,具有良好的生态、社会和经济效应 ,初步实现了生态系统的良性循环。     

Effect of Covering-soil Thickness on Crop Growth on Bare Rock nd Gravel Land in an Ecological Restoration Project

To study the mechanism by which the thickness of covering soil effects crop growth in an ecological restoration project of bare rock and gravel land, the physiological characteristics of summer maize were observed during 2010-2015. This experiment was set up on exposed rock land, which had been covered by soil with six different thicknesses: 30 (C30), 40 (C40), 50 (C50), 60 (C60), 80 (C80) and 100 cm (C100). During the experiment, soil physical properties and the physiological traits and yields of crops were recorded. The results indicated several effects. 1) With the same thickness level, soil bulk density of the covering soil increased in successive planting years. There was a logarithmic relationship between soil bulk density and covering thickness. There was also a strong algorithmic relationship between covering thickness and sedimentation coefficient (R²=0.91). 2) The thickness of covering soil had a significant influence on both the height of summer maize, and soil and plant analyzer development (SPAD) values. In each treatment, the growth rates of the crops during the jointing and booting stages were higher than that in the booting to grain filling stage. After two years of land-use, the mean height of the crop in the C50 treatment was 8.16%, 3.32%, 3.31%, 9.86% and 7.55% higher than that for the C30, C40, C60, C80 and C100 treatments, respectively. The differences between treatments were significant (p < 0.05). SPAD values were highest at the heading stage. The highest value for the C50 treatment was 298.41 after two years of land-use. 3) Soil thickness significantly affected yields and the water use efficiency (WUE) of summer maize. The highest average crop yield and WUE value during the experimental period for the C50 treatment were 4614.12 kg hm^-2 and 13.57 kg hm^-2 mm, respectively. For the C50 treatment the multi-year average water use efficiency was significantly higher than that of the other treatments in 2010-2015. In conclusion, a soil thickness of 50 cm covering the bare exposed rock was adequate as a tillage layer for the crop, and all crop growth indexes in this treatment were better than for other soil thicknesses. The results provide a scientific basis for the land remediation and ecological restoration of bare rock and gravel land. At the same time, for Africa, where one-third of the land is desert, arable land resources are relatively scarce and agricultural ecology is fragile, can serve as a significant reference to improve the ecological environment, develop arable land resources and increase agricultural income.     

江西泰和县森林生态系统水源涵养功能评估

森林生态系统综合水源涵养能力是林冠层、枯落物层和土壤层蓄水能力的总和。本文根据江西泰和县 2003 年森林资源二类调查,结合文献收集,从3 个作用层评估了泰和县森林生态系统的水源涵养量及其空间分布格局,比较了不同森林类型、林龄、海拔、坡度下的林冠降雨截留能力,枯落物最大持水量和土壤蓄水能力。结果表明,林冠层平均截留率为16.31%,枯落物层持水率为2.14%,土壤层蓄水率为81.55%,3 个层次总截留和蓄水量为1.41 亿m³。各种森林类型水源涵养量由大到小依次为：杉木林>马尾松林>湿地松林>阔叶林>毛竹林>灌木林> 混交林>经济林。幼林龄、中林龄、近熟林、成熟林和过熟林水源涵养贡献率分别为17.58%、65.39%、14.18%、 2.48%和0.37%,涵养水源能力随林龄的增加而增加。空间上,泰和县森林生态系统的综合水源涵养力表现出从东西两侧向中部递减的分布。不同立地条件下林分的合理经营与管理对于整个森林生态系统水源涵养功能的发挥具有重要的作用。