基于InVEST模型的兰州地区生境质量评价

分析不同时期城市的生境质量变化,研究城市土地利用方式对生境质量的影响,对于区域可持续发展具有重要作用.以兰州地区为例,采用InVEST模型测评其生境质量和生境稀缺性.结果 表明:2000-2015年,研究区域边界生境存在退化迹象,生境质量分布呈现与土地利用类型格局相似的集聚特征,区域总体生境质量稳定,变化频繁且生境类型...     

长江经济带景观格局动态演变及其景观生态环境效应

利用2000年、2010年、2020年3期土地利用遥感监测数据,通过景观格局指数、区域生态环境质量指数定量探究长江经济带土地景观格局的时空变化特征及其生态环境响应。研究表明：① 长江经济带上、中、下游区域的林地、草地等生态用地与人造地表的分布存在空间错位,生态用地主要转为耕地和人造地表;② 景观层级上,斑块的聚合度降低、破碎化程度加剧、多样性程度有所增加,类型层级上,耕地的破碎化程度增加,人造地表在空间上的连接度加强,趋于规模发展;③ 2000—2020年,经济带生态环境质量改善和恶化并存的特征弱化了整体生态质量的时间变异性,生态环境质量指数的低值区与长江经济带三大城市群的分布存在空间布局相似性;④区域土地资源供给与发展水平的空间错位、土地利用主导功能转型下的生态变化、人口虹吸效应、产业结构等影响长江经济带生态环境的空间分布。     

资源型城市生境质量空间分异格局及其影响机理研究——以唐山市为例（英文）

退化的生态环境一直是全球资源型城市可持续发展的挑战。尽管此问题已经引起了学界的广泛关注,但从自然与人为因素相互作用的角度探讨资源型城市生境质量的空间分异格局及其影响机理的研究较少。本文以唐山市为例,基于综合生态系统服务价值和InVEST-HQ模型对生境质量进行评估,利用空间自相关识别唐山市生境质量的空间分异特征,并借助地理探测器模型和空间生产理论探讨唐山市生境质量空间分布差异的影响因素及其影响机理。结果表明:(1)2019年唐山市生境质量总值为3.45×10~(10)元,每公顷生境质量价值为24435.05元。唐山市生境质量值呈现出"南北偏热,中西偏冷"的分布格局。(2)县域尺度上迁西县生境质量最优,路北区生境质量最差;乡镇单元上上营乡生境质量均值最高,开平街道最低。(3)自然环境条件是影响唐山市生境质量空间分异的重要基础因素。城市化和工业化因素是唐山市生境质量空间分异的重要外在动力。平均海拔、平均坡度、原材料业密度和人口密度对生境质量空间分异的贡献均大于0.40。任意两因子对生境质量的交互作用均为增强。人口聚集、工业资源丰富、交通便利的区域成为生境质量低值区,景观格局优美、降雨充沛、气候舒适的区域成为生境质量高值区。空间生产理论可以用来解释生境质量空间分异的形成机理。     

太行山淇河流域土地利用变化对生境的影响

山地作为陆地表面的特殊地域单元,地形起伏较大,生态系统较为脆弱,对全球变化信号有放大作用。因此,研究山地土地利用变化对生境质量的影响,对于权衡区域生态保护与发展及土地资源的可持续利用具有重要意义。本文基于InVEST模型,结合土地利用数据,并从地形起伏度视角,对太行山淇河流域2000-2015年生境质量进行研究。结果表明：①2000-2015年期间,淇河流域土地利用变化表现为耕地、林地面积逐渐减少,草地、建设用地面积逐渐增加。②流域整体生境质量较好,平均生境质量指数均超过0.7,且2015年有明显提升。③淇河流域的生境质量变化受地类变化影响较大。耕地、草地、建设用地由于受到过人为干扰的影响,其生境出现不同程度的退化;采伐、毁林开荒等行为导致林地的生境也开始缓慢退化,但由于林地的植被覆盖度较高,抗干扰能力较强,加上逐渐开始对其进行恢复,生境质量水平依然较高。④该流域生境质量在地形起伏度上的分布特征表现为平坦区和微起伏区以一般等级生境质量为主,小起伏区和中起伏区则以高度重要和极重要等级生境质量为主。     

人类活动及气候变化影响下伊犁河谷生境质量预测研究

生境质量是衡量生态系统服务功能及其健康程度的重要指标,准确预测生境质量的演变对于推动区域生态环境的高质量发展至关重要。耦合系统动力学-斑块生成土地利用模拟（SDPLUS）模型与生态系统服务和权衡的综合评估（InVEST）模型,预测了2035年不同气候情景下（SSP1-2.6、SSP2-4.5、SSP3-7.0、SSP5-8.5）伊犁河谷土地利用/覆被格局变化,并评估了其生境质量时空演变特征。结果表明：（1）1980—2020年,伊犁河谷土地利用类型呈现“4增2减”的变化趋势。2035年4种气候情景下,伊犁河谷林草地面积降幅较大,建设用地扩张趋势较为明显,挤占了城郊优质耕地资源。（2）伊犁河谷生境质量等级与土地利用/覆被类型密切相关。生境高值及较高值区主要分布在地形崎岖的林草地覆被区,低值及较低值区主要分布在人类活动集聚区及南北天山未利用地覆被区。（3）1980—2020年,伊犁河谷生境质量呈现下降趋势。生境质量退化区主要分布在伊犁河-巩乃斯河流域以及特克斯河流域附近。（4）2035年4种气候情景下,伊犁河谷生境指数持续走低。生境指数均值排序为：SSP1-2.6>SSP2-4.5&...     

呼和浩特市生境质量对城市用地扩展的时空响应

以呼和浩特市为研究区,采用梯度分析法,结合InVEST模型,在评价研究区近27 a城市用地扩展及生境质量演变的基础上,运用双变量空间自相关剖析生境质量对城市用地扩展的时空响应。结果表明：（1） 研究时段内,城市扩展表现为核心区的低密度扩张及外围区的多点扩散,紧凑度不断下降,城市结构不稳定,扩展模式不尽合理。（2） 生境平均值从0.49下降到0.44,质量等级跌至较差水平。低等级生境主要呈圈层向南部、东南部扩散,与建设用地扩展方向基本一致。（3） 建设用地扩展强度与生境质量变化空间分布呈负相关关系,核心外围区的建设用地扩展始终为变化最强烈的地带,生境质量退化也最为剧烈。（4） 斑块密度不断上升,特别是建设用地斑块的增加使得城市景观格局愈发破碎。     

耦合土地利用格局与过程变化的生态干扰评价——以长三角地区为例

基于长三角地区2000年、2010年和2018年土地利用数据,分析该地区农用地、建设用地和生态用地时空变化特征,耦合生态斑块空间格局变化、生境面积增减和生态破碎化过程,提出生态干扰格局指数和生态干扰过程指数,定量评价土地利用变化过程中的生态干扰。结果表明：① 2000—2018年,建设用地快速扩张占用了大量农用地及生态用地,土地利用强度呈现先增后减的趋势;② 生态干扰格局指数和生态干扰过程指数时空差异明显,经济发展和城镇化水平较高的地区更易出现生态负干扰,且干扰程度趋于增加;③ 尽管部分区域生态用地净面积有所增加,但其实际受到的生态干扰过程并未减轻,甚至呈现负向化发展趋势。研究有助于深入理解生态用地变化过程中蕴含的生境数量、质量和空间关系,能够为快速城镇化地区生态文明建设和治理提供决策依据。     

基于生态系统服务权衡的粤港澳大湾区土地利用冲突识别研究

基于生态系统服务权衡视角表征土地利用冲突空间范围和强度,并以粤港澳大湾区为例进行区域实证分析。结果发现：1) 2010—2020年,粤港澳大湾区土地利用变化较为剧烈,其中耕地面积减少了1 440.90 km2（减幅为8.20%）,而城镇用地面积增加了1 649.92 km2（增幅为28.01%）。2）研究期间区域碳固定、土壤保持和产水量服务呈上升趋势,而食物供给和生境质量服务则呈下降趋势。其中,粮食供给和碳固定的高增益区以及产水量与土壤保持的高减损区均主要分布在研究区的西南部和西北部。3）研究区的土地利用冲突指数为1.05,土地利用冲突较强。主要原因是研究区权衡服务类型较多,且权衡关系较强。各分区的土地利用冲突强度由强到弱依次是自然或半自然区域（1.10）>半自然-半人工区域（0.97）>人工区域（0.77）>半自然区域（0.45）。4）空间分布特征方面,研究区土地利用冲突空间分布范围以弱冲突和中等冲突区域为主,但局部区域土地利用冲突较为剧烈。冲突等级从研究区外围到中部整体呈中等—弱—中等的空间分布结构。     

渭河流域生境质量时空演变及其地形梯度效应与影响因素

生境质量是关乎人类福祉和区域可持续发展的重要基础,对保护生物多样性、提升生态系统服务功能以及构建区域生态安全格局具有重要意义。基于2000—2020年3期土地利用数据,综合应用InVEST模型、地形位指数、地理探测器及空间统计分析等方法,对渭河流域生境质量空间分布特征及其地形梯度效应与影响因素进行综合分析。结果表明：（1）2000—2020年渭河流域生境质量指数呈逐年增加态势,由0.607增长至0.624,增长幅度为2.463%,空间上呈现出两极化分布格局,低等和高等生境质量面积持续增加,而中等和良好生境质量面积有所下降。（2）渭河流域生境质量空间分布受地形因素影响较大,具有显著的地形梯度效应,低等生境质量在低地形梯度上分布广泛,分布指数最高,而高等生境质量在高地形梯度上占据主导优势。（3）土地利用类型是渭河流域生境质量空间分异的主要影响因素,且任意2个因子对生境质量空间分异的交互作用均大于单个驱动因子的作用,土地利用类型与降雨量、气温、海拔、归一化植被指数的交互决定力均大于0.6。研究结果可为渭河流域可持续发展以及生态保护与高质量发展提供科学的理论支撑与决策支持。     

黄河流域景观破碎化对土壤保持服务影响研究

基于2000年、2005年、2010年和2015年土地利用现状遥感监测数据,分别采用景观格局指数和当量因子法测度了黄河流域多尺度景观破碎化和土壤保持服务的时空特征,并且综合运用热点分析工具、普通最小二乘法和空间回归分析模型,探索了2000—2015年黄河流域多尺度土壤保持服务时空演变特征及景观破碎化对土壤保持服务的影响机制。结果如下：① 黄河流域土壤保持服务低值区主要集中分布在黄河流域上游青海-甘肃-宁夏-陕西-内蒙古沿线地区以及流域下游河南和山东,另外省会城市以及周边地区同样是土壤保持服务低值区,土壤保持服务具有显著的尺度依赖性;② 研究期间黄河流域土壤保持服务变化的热点区域主要分布在流域上游黄土高原地区,冷点区域主要分布在黄土高原的周边地区,不同尺度下土壤保持服务变化冷热点差异显著;③ 回归结果显示,经济社会因子与土壤保持服务具有显著的负相关;自然本底因子中海拔和林地面积比重与土壤保持服务具有显著的正相关;景观破碎化指数对土壤保持服务的影响差异性显著。未来黄河流域不同分区土壤保持和土地利用政策的制定不仅需要考虑自然本底和经济社会驱动因子,还应考虑多尺度景观格局破碎化以及空间溢出效应,跨区域协同治理对于黄河流域土地利用政策制定和生态系统保护具有重要现实意义。     

黄河流域生境质量时空演变及其影响因素

黄河流域是中国重要的生态区域,探究该流域生物多样性时空变化特征对区域生态保护修复具有重要意义.运用InVEST模型评估黄河流域2000-2018年生境质量并结合空间自相关模型探究其时空变化及分布特征,利用地理探测器单因子探测和交互探测方法分析生境质量空间分异特征的驱动因子.结果 表明:2000-2018年,黄河流域平均...     

基于PLUS和InVEST模型的渭河流域土地利用与生境质量时空变化及预测

生境质量是关系人类福祉和实现可持续发展的重要基础,对区域生态保护和土地资源可持续利用具有重大意义。以渭河流域为研究对象,基于2000、2010年和2020年的土地利用数据,应用斑块生成土地利用变化模拟（Patch-generating land use simulation,PLUS）模型、生态系统服务和权衡的综合评估（Integrated valuation of ecosystem services and trade-offs,InVEST）模型预测并评价了土地利用与生境质量时空变化特征。结果表明：（1） 2000—2020年渭河流域建设用地和草地面积逐年增加,林地面积略微增长,耕地面积持续减少;2020—2050年土地利用变化趋势同2000—2020年基本一致但剧烈程度显著下降,建设用地扩张趋势减缓,耕地减少幅度下降,草地面积占比超过耕地跃居流域第一。（2） 2000—2020年流域内生境质量两极分化趋势明显,低生境质量和高生境质量区域面积有所增加,中等生境质量的面积减少,整体生境质量水平呈上升趋势;2020—2050年生境质量水平继续保持逐年上升趋势但增幅放缓,生境质量变化强度下降,低生境质量区域面积逐渐减少,中等生境质量面积保持稳定,高生境质量面积有所增长。研究结果可为渭河流域土地资源可持续利用和高质量发展提供相应科学依据和决策参考。     

Spatio-temporal Analysis of Water Supply Services in the Li River Basin

The water supply services of the Li River are essential for the ecological environment and local social development. Based on the InVEST model, we quantitatively analyzed the spatial and temporal distribution patterns of water supply services in the Li River Basin from 2000 to 2018 at multiple scales, including the raster, sub-basin, and regional scales, clarified the differences in water yield among different land use types, and explored the different stages of changes in the characteristics of water services. The results revealed four key aspects of this system. (1) The water supply service of Li River Basin showed a spatial distribution pattern of high in the north and low in the south, and the water yield gradually decreased from north to south. (2) Among the various land use types in Li River Basin, the average water supply capacity decreased in the following order: artificial surface, unused land, grassland, forest, cropland and wetland. (3) The average amounts of water services in the 18 sub-basins varied widely, with four sub-basins belonging to the high-value area for water supply services, eight in the middle-value area, and six in the low-value area. (4) From 2000 to 2010, the regions with large fluctuations in water supply services include the midstream region, Lipu River region, and the northern region of Gongcheng River; while from 2010 to 2018, the areas with large fluctuations were in the midstream region and Gongcheng River region. The results of this research increase our understanding of the water supply services in the Li River Basin and provide a critical scientific basis for the reverse compensation of a regional ecological compensation mechanism.     

滇东南喀斯特山区生态系统服务时空格局及功能分区

明晰生态系统服务时空格局,划分生态系统服务功能区,将有助于实现土地资源精细化管理。本文以滇东南喀斯特山区典型区域文山市为例,分析2000—2017年食物供给、产水量、植被净初级生产力、土壤保持、生境质量和旅游文化6项生态系统服务的时空格局及其分异特征;运用K-means聚类法识别生态系统服务簇,划分生态系统服务功能区,并提出差异化生态管控措施。结果表明：① 2000—2017年间,除生境质量服务下降外,文山市其他5项服务均呈上升趋势。② 空间分布上,文山市6项生态系统服务高值区集中分布在西部和南部,低值区集中分布在北部和中部;6项服务的冷热点区域空间分布有差异,但整体上具有重叠性。除旅游文化服务的热点和冷点区分布面积占比分别为2.56%和0以外,其他5项服务的冷热点区面积占比均在21%~32%;能够同时提供3项及以上高值生态系统服务功能的区域较少,85.50%的区域只能同时提供2项及以下高值服务功能。③ 根据服务簇聚类结果,文山市划分为生态保护区、生态过渡区、农业主产区和人类生产生活区4类功能区,针对各分区提出差异化生态管控建议。研究结果可为喀斯特山区城市资源利用和国土空间管控提供参考。     

区域土地利用影响地表CO2浓度异质性特征的动力学机制

本文综合应用高斯方程和拉姆齐模型,针对京津冀地区2000年以来10 km×10 km栅格尺度的地表CO₂浓度开展研究,分析了区域土地利用影响地表CO₂浓度异质性特征的动力学机制。研究发现：① 地表CO₂浓度与土地利用类型密切相关。2000—2018年京津冀地区CO₂浓度的高值区主要集中于经济较发达的快速城镇化地区;② 土地利用强度及土地利用效率上的时空分异为地表CO₂扩散提供了潜在的势能。京津冀地区地表CO₂排放及扩散存在明显的空间异质性,距离CO₂排放高值区越近,其相应的CO₂浓度越高并随时间推移及空间拓展呈逐步减小的态势;③ 京津冀地区在土地利用结构调整、格局优化及效率提升后,CO₂排放强度增幅明显减弱,其区域间的增幅差异也逐渐缩小。产业转型发展、土地利用格局优化、土地利用效率提高有效地抑制了京津冀地区地表CO₂排放强度的提升并促进了该区域的内涵式增长与高质量发展。     

Spatial Differentiation Pattern of Habitat Quality and Mechanism of Factors Influencing in Resource-based Cities: A Case Study of Tangshan City,China

The degradation of the eco-environment has been a challenge for sustainability in resource-based cities around the world. Although much attention has been drawn to this issue, few insights have been acquired regarding the spatial differentiation and mechanism of the factors influencing habitat quality in resource-based cities from the perspective of the interactions of natural and human factors. Using Tangshan City as a case study, this paper evaluates habitat quality by integrating Ecosystem Service Value Assessment and the InVEST-HQ model, identifies the spatial distribution of Tangshan’s habitat quality with spatial auto-correlation, and explores the influencing factors and their mechanism of influence on the spatial differentiation with the geographical detector model and Space production theory. The results show that: (1) The total value of the habitat quality in Tangshan City in 2019 was 3.45×10 ¹⁰ yuan, and the habitat quality value was 24435.05 yuan ha ^?1. The habitat quality value presents a clustered distribution pattern of “hot in the north and the south, cold from the center to the west”. (2) On the county scale, Qianxi County had the best habitat quality and Lubei District had the worst habitat quality; Shangying Township had the highest average habitat quality and Kaiping Street had the lowest average habitat quality in the township unit. (3) The results of geographical detectors show that natural environmental conditions are the important basic factors affecting the spatial differentiation of habitat quality in Tangshan City, while urbanization and industrialization factors are the most important external forces driving the spatial differentiation of habitat quality. The contributions of average elevation, average slope, raw material industrial density, and population density to the spatial differentiation of habitat quality are all above 0.40. The interactions of any two factors on habitat quality are enhanced. Areas with concentrated populations, rich industrial resources, and convenient transportation become low-value habitat quality areas; while areas with beautiful landscape patterns, abundant precipitation, and a comfortable climate become high-value habitat quality areas. Space production theory can be used to explain the mechanism of the formation of the spatial differentiation of habitat quality.     

基于栅格的区域人居自然和人文环境质量综合评价——以京津冀地区为例

区域人居环境质量对于区域社会经济发展具有重要意义。本文以京津冀地区为例,基于人居自然要素指数（地形起伏度、气候指数、水文指数和植被指数）和人文要素指数（夜间灯光指数、空气质量指数和交通通达指数）构建了人居环境质量综合指数（HSCI）,分析了2010年其空间分异规律,并探讨了人口分布与人居环境质量的相关性。主要结论为：① 人居自然环境受距渤海距离和太行山脉的影响较为明显,呈现由东南向西北递减的空间分异规律。其中,紧邻渤海的天津市和沧州市最好,太行山西侧的张家口市和承德市最差。② 人居人文环境在城市地区明显优于非城市地区,并表现出与行政级别相一致的层级结构。同时由于南部空气质量较差,其人文环境整体劣于北部。其中,北京市人文环境最优,衡水市最差。③ 人居环境质量综合指数既表现出由东南向西北依次递减的规律,又表现出城市地区向非城市地区依次递减的圈层结构,以及高级别行政区优于低级别行政区的层级结构。其中,天津市和唐山市人居环境质量最优,张家口市和承德市最差。④ 京津冀地区人口并非在人居环境最好的地方分布最多,而是在人居环境中等的地方分布最多,二者呈正态分布规律。整体来看,人居环境质量综合指数大于0.6的土地约占35%,却聚集了约40%的人口,说明该区充分利用了高人居环境质量的土地,人口与人居环境质量分布较为协调。