喜马拉雅中部柯西河流域土地覆被现状研究（英文）

位于喜马拉雅中部的柯西河流域(Koshi River Basin,简称KRB),是恒河支流也是南亚极为重要的跨境流域。流域内海拔落差巨大、生境复杂、生态系统类型完整、土地覆被类型多样且区域差异明显,是全球气候变化的敏感区之一。本研究基于Landsat TM、野外考察及植被图等多源数据,运用3S技术,编制了高精度的柯西河流域土地覆被数据,分析了流域土地覆被现状特征。研究表明:(1)2010年KRB土地覆被从流域源头至下游由雪被和水体(冰川)、裸地、稀疏植被、草地、湿地、灌丛、森林、农田、水体(河流和湖泊)、建设用地等9类组成。其中,以草地、森林、裸地和农田为主,分别占流域面积的25.83%、21.19%、19.31%和15.09%。而对气候变化敏感的冰川面积仅占5.72%。(2)KRB南、北坡土地覆被类型组成与结构迥异。北坡以草地、裸地和冰川分布为主,南坡以森林、农田和裸地为主;草地在北坡的分布面积远高于南坡,二者比例是6.67:1,而森林面积的97.13%分布在南坡,这些森林大多分布在河谷中部和南部平原地区,且与农田交错分布。(3)与环境相适应,流域主要覆被类型的垂直分布也具有明显的地带性特征。土地覆被由低到高,依次为农田、森林、灌丛和农田混合型、草地、稀疏植被、裸地和水体(冰川)的分布。研究结果为土地利用和覆被变化研究、为高山地区尤其是跨境流域的生态系统保护与管理、土地资源利用和可持续发展提供科学依据。     

1975—2015年甘肃省白龙江流域自然保护区生态系统服务价值及其时空差异

利用1975-2015年7期遥感数据重建甘肃省白龙江流域8个野生动物自然保护区的生态系统时空变化特征,并在对该研究区各类生态系统服务价值当量修订的基础上,采用生态系统服务价值评估模型和敏感性指数,对不同时期的生态系统服务价值进行评估。结果表明:(1)白龙江流域自然保护区以森林生态系统为主,研究期内生态系统格局总体稳定,农田和裸地生态系统面积减少,而森林、草地、水域和人工表面生态系统呈增加趋势,且在2000年后变化最活跃。(2)研究区生态系统服务价值由1975年的239.68×10^8元上升到2015年的243.58×10^8元,净增加3.90×10^8元,农田和裸地生态系统服务价值持续减少,而森林、草地和水域生态系统服务价值则呈增加趋势。(3)整体上,研究区南部生态系统服务价值呈增长趋势,而中北部地区则处于阶段性变化状态,文县大鲵自然保护区单位面积生态系统服务价值密度最高,多儿自然保护区价值密度最低,且为唯一衰退型保护区。(4)在不同生态系统服务类型中,调节服务居主导地位,且以气候调节服务价值最高。白龙江流域自然保护区生态系统服务价值缺乏弹性,水域生态系统面积变化对研究区生态系统服务价值的变化具有放大作用。     

汾河源区生态系统服务价值的时空变化

运用GIS和遥感技术分析了汾河源区宁武县1990、2000、2010年的土地利用/覆被时空变化特征,并参照中国不同陆地生态系统单位面积服务价值,分析了该区域生态系统服务价值的时空变化。结果表明:1990-2010年,研究区生态系统服务价值共损失0.34×10⁸元,且损失量和损失幅度呈增加趋势;研究区东北到西南方向上的大片低海拔区域生态系统服务价值减幅较大,主要与该区域频繁的人类活动有关,而高海拔山区减幅较小或略有增加。气候暖干化、过度放牧和建设用地增加引起的草地和水域减少是导致研究区生态系统服务价值减少的主要原因。     

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。     

柯西河流域关键保护物种的生境变化模拟研究（英文）

柯西河流域是世界物种多样性最为丰富的地区之一,其生物多样性及其生境保护有重要的意义。本研究采用了当前和未来气候变化情景下的Worldclim和土地利用数据,选择Max Ent模型模拟柯西河流域关键保护物种的潜在分布及其变化状况。结果表明:该模型的总体准确率高,模型的评价效果达到优秀水平。陈塘镇、樟木镇、Lamabagar和Langtang国家公园附近河谷地区是关键保护物种的主要栖息地,是生境保护的重点区域。通过比较1992和2050的关键物种的分布数据,发现关键物种的潜在分布区均发生了较大变化。模拟结果显示在未来气候和土地利用变化情景下,黑颈鹤、参三七和长尾叶猴的栖息地均会减少,需针对这些物种的栖息地,重点开展柯西河流域湿地和森林的保护工作。     

厦门市土地利用/覆被变化对生态系统服务的影响

土地利用/覆被变化通过改变生态系统的结构与功能,进而对生态系统服务的供应产生影响。以厦门市为研究区域,引入土地利用强度指数,分析当地土地利用/覆被变化过程;将研究区划分为农田、森林和湿地三个生态系统,参考已有研究成果,构建生态系统服务价值评估模型,探讨区域整体服务价值的演变过程;并通过土地系统和生态系统二者的耦合变化关系探讨土地利用/覆被变化对生态系统服务的影响过程。结果表明：近20 年来,厦门市生态系统服务价值总量随土地利用强度的增强呈现逐年增加的趋势,由1987 年的34.8 亿元增加到2007 年的39.0 亿元,供给服务和调节服务是最主要的生态系统服务类型;土地利用强度的变化与供给服务和文化服务呈现正相关关系,而与调节服务和支持服务呈现负相关关系。     

汾河上游土地利用变化对生态经济协调发展的影响

汾河上游流域是黄土高原生态脆弱区独立的流域单元,是山西省太原市惟一的供水之源,也是重要水源涵养区,其土地利用方式直接影响着流域乃至山西省的生态安全。参照Costanza生态系统服务价值计算方法及生态经济协调度模式,定量分析汾河上游1990-2008年土地利用变化引起的生态系统服务价值和生态经济协调度的变化趋势。结果表明,近20 a间,汾河上游流域生态系统服务价值呈现出先减少后增加的趋势;其中林地面积的增加对生态系统服务价值贡献较大,但水域面积的减少带来生态服务功能价值减少,生态环境存在潜在危机;总体上,流域内生态经济协调度有所改善,但仍处于低协调度的边缘,尤其是流域范围内的宁武县、岚县和静乐县。     

塔里木河中下游土地利用/覆盖变化的生态经济分析

基于1990和2000年的塔里木河中下游土地利用／覆盖变化资料,计算了塔里木河中下游生态系统的服务价值,分析了土地利用变化特点和生态系统服务价值变化的原因。结果显示：塔里木河中下游生态系统服务从1990年的117．17×10~8元降低到2000年的82．76×10~8元,这10年期间,生态系统服务价值共减少了34．41×10~8元,年平均递减3．44×10~8元,减少幅度为29．4％。从生态系统服务价值变化的原因看,天然林地和湿地面积的大幅减少是本区生态系统服务总价值减少的主要原因,这与塔里木河中下游同期来水量减少的事实是相符合的。而气候转变引起内陆水体的增加和受调水影响造成耕地的增加对本区生态系统服务价值的贡献不大,说明塔里木河中下游生态环境在这十年仍处在一个明显的退化过程中。     

近30年来三江源地区土地覆被与宏观生态变化特征

利用1970年代中后期MSS图像和1980年代末、2004年以及2008年三期TM图像并结合野外调查,获得三江源地区四期土地覆被空间数据集,提出了土地覆被转类指数和土地覆被状况指数,以表征该区域生态变化的趋势。通过计算土地覆被转类途径和幅度、土地覆被转类指数和土地覆被状况指数,分析青海三江源地区1970年代中后期以来土地覆被时空变化特征及其反映的宏观生态状况变化。结果表明:三江源地区近30年平均土地覆被状况指数为38.20,土地覆被状况为4级,其中黄河流域最好,其次为澜沧江流域,长江流域最差;三江源地区土地覆被转类,在1970s~1990s和1990s~2004年两个时段,均主要以高生态级别向低生态级别转移为主,2004~2008年时段,主要以低生态级别向高生态级别转移为主;由土地覆被状况指数变化率和土地覆被转类指数,可以反映出近30年来三江源地区土地覆被和宏观生态状况,总体上经历了变差(1970s~1990s时段土地覆被状况指数变化率Zc为-0.63,土地覆被转类指数LCCI为-0.58)—显著变差(1990s~2004时段Zc为-0.94,LCCI为-1.76)—略有好转(2004~2008时段Zc为0.06,LCCI为0.33)的变化过程。这一变化过程前、中期主要受到气候变化和草地载畜压力共同驱动的影响,后期则叠加了生态建设工程的驱动作用。     

生态脆弱区土地利用格局演变及其生态响应——以榆林市为例

运用土地利用变化强度、土地利用程度变化率、生态系统服务价值以及G IS软件对榆林市土地利用时空格局演变及其生态响应进行了分析。结果表明,1990—2005年榆林市土地利用类型转换较快,耕地、林地、园地、城镇用地的土地利用变化强度分别达-0.46%,0.39%,0.09%,0.03%。1990—2005年榆林市生态系统服务价值呈现逐年增长态势,16年间增加了19.26亿元,同期耕地生态价值减少了8.19亿元,林地、草地生态价值分别增加了27.25和0.27亿元。县域生态系统服务价值结果显示,16年间靖边县生态系统服务价值下降了0.27亿元,其他各县均呈现增长态势。     

基于优化模型的甘肃省生态系统服务价值时空评估北大核心CSCD

当前,生态系统服务价值评估模型在计量范围界定和方法适用性方面仍存在局限。基于“环境经济核算-生态系统核算”明确生态系统服务计量范围,采用修正的当量因子法,构建了优化的生态系统服务价值评估模型,评估并分析了2010—2018年甘肃省生态系统服务价值变化趋势及14个市州的空间分布特征。结果表明:(1)甘肃省土地利用结构以荒漠和草地为主,研究期内农田和荒漠面积减少,森林、草地和水域面积呈不同幅度增加趋势。(2)2010—2018年甘肃省生态系统服务价值的增加率为20.68%;水域、森林和草地生态系统服务价值呈增加趋势,农田和荒漠生态系统服务价值均不同程度减少;各单项生态系统服务功能价值均呈增加趋势。(3)甘肃省生态系统服务价值在空间上呈南多北少分布特征,2018年陇南市、甘南州和张掖市的单位面积生态系统服务价值在全省位居前三。(4)甘肃省生态系统服务稀缺性问题越来越突出,各市州生态系统服务价值相对于社会经济价值的稀缺程度差异明显。以此优化模型对生态系统服务价值进行综合时空评估,可为甘肃省乃至黄河流域生态补偿和生态产品价值实现提供一定的决策依据。     

土地覆被及生态服务价值变化的多时间尺度模拟——以四川省渔子溪流域为例

根据渔子溪流域1986年和1994年的遥感影像土地覆被解译资料为基础,建立了模拟渔子溪流域生态环境变化的Markov Chain模型和Patch-dynamics模型,并以2002年遥感影像资料作为验证数据对模型进行了误差分析。以此为基础,分别以1年和8年的时间尺度对渔子溪流域土地覆被及其生态服务价值的变化进行了模拟,结果表明,时间尺度对模拟结果具有显著影响：在1年和8年的模拟尺度下,以Markov Chain模型得到的流域生态服务价值在1986~2018年间变化的相对误差为20%;不同土地覆被类型在不同步长下模拟结果的相对误差不一样,表明不同土地覆被类型变化的特征时间尺度不一样,以Patch-dynamics模型的模拟结果为例,步长为1年比步长为8年的相对误差大的土地覆被类型为耕地 (-8.2%/-5.6%)、有林地 (-0.5%/-0.4%)、草地 (0.7%/0.4%) 和居民建设用地 (-29.9%/-16.4%),它们的年际变化较大,其变化趋势不稳定,受到人为偶然因素的影响明显;而相对误差较小的土地覆被类型为灌木林 (-1.5%/-1.7%) 和永久冰雪覆盖 (27.3%/41.9%),它们的变化趋势较为稳定,主要受比较稳定的自然因素的影响。研究还表明,采用Markov Chain模型的模拟结果与采用Patch-dynamics模型的模拟结果总体上是一致的,但后者的模拟结果更稳定、更可靠。     

青岛市农田生态系统服务价值及变化（英文）

农田生态系统服务价值由供给服务价值、调节服务价值、支持服务价值和文化服务价值构成,充分认识农田生态系统服务价值对于农业发展与农田保护有重要指导意义。在构建农田生态系统服务价值评估指标体系基础上,利用市场价值法、碳税法、造林成本法、替代成本法、当量因子法等方法,评估了1997、2002、2007、2012和2017年青岛市农田生态系统服务价值。评估结果表明:1997–2017年青岛市农田生态系统总服务价值由499.74×10~8元增加到681.74×10~8元,单位面积农田生态系统服务价值由6.57×10~4元/公顷增加到9.73×10~4元/公顷。农田的产品供给服务、固碳释氧服务和土壤保持服务是青岛市农田生态系统服务的主要方式,产品供给服务价值、固碳释氧服务价值和土壤保持服务价值占青岛市农田生态系统服务总价值的比重大且呈上升趋势。提出了保护和合理利用农田、因地制宜发展农业生产、提高农业生产效率、加快现代农业园区建设、推进农业供给侧的结构性改革,以及发展生态休闲农业、农业生态旅游等充分利用农田生态系统的间接服务价值,为市民提供最大化福利的青岛市农业发展措施。     

城市近郊区土地利用变化及生态服务价值分析——以龙泉驿区为例

为了明确城市近郊区土地利用变化对区域内生态服务价值(ESV)的影响。以成都市近郊区——龙泉驿区为研究区域,结合RS和GIS技术分析2003~2014年土地利用变化特征;引用Costanza估算生态服务价值方法,基于谢高地对中国陆地生态系统服务价值测算方法对龙泉驿区的生态系统服务价值变化进行测算,并运用Markov模型对龙泉驿区土地类型在自然发展情景下的生态服务价值进行了预测。结果表明:(1)龙泉驿区土地利用以林地与农用地为主,2003~2014年农用地、林地面积减少,建设用地和水域面积呈增加趋势;各土地利用类型在数量和空间上转换显著。(2)研究期内生态服务价值呈下降趋势,2003~2014年龙泉驿区生态系统服务价值由2003年的13.076 734 1×10~8元减少至2014年的11.356 968 0×10~8元,林地生态服务价值占龙泉驿区总生态服务价值的比例最大。(3)由对龙泉驿区生态系统服务价值预测可得,在自然发展情景下,龙泉驿区除水域生态服务价值呈上升趋势外,其余用地生态价值均呈下降态势,总的生态系统服务价值也将继续呈下降态势。     

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。     

西宁市城市生态用地空间格局变化及其生态系统服务价值评估

基于Landsat TM/8OLI(2000年、2005年、2010年和2015年)4期遥感影像,应用人工目视解译和监督分类等遥感技术方法,揭示西宁市城市生态用地的空间结构变化,评估其生态系统服务价值。结果表明:2000~2015年间生态用地面积减少了15.2%,建设用地增加了113%;其中,建设用地和林地面积一直处于上升趋势,农田面积一直处于下降趋势,草地和水域面积在小幅度内波动,裸地面积在2005~2010年是上升趋势,从2010年开始迅速下降。15年间西宁市区生态用地的变化导致生态系统服务价值也发生了很大的变化,2000~2015年,西宁市区生态系统服务总价值降低了7.5%,其中农田所提供的生态系统服务价值降低最大,降低了56.3%。城市生态用地结构的变化导致生态系统服务价值的变化,而城市生态用地的变化主要受经济的发展、人口的增加以及政府出台政策的影响。     

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。     

洞庭湖区土地生态系统的服务价值时空变化

采用5期遥感影像数据,在ArcGIS等软件支撑下,运用当量因子法、空间自相关分析法,估算洞庭湖区土地生态系统服务价值,探究其时空变化。结果表明：① 1995—2015年洞庭湖区林地面积持续减少,未利用地面积稳步增加,林地与未利用地面积的增减主导着区域土地利用变化。② 1995—2015年洞庭湖区土地生态系统服务总价值经历1995—2000年的陡增后不断下降,近20年来累计减少21.64亿元,减少幅度为1.06%,林地面积减少是洞庭湖区土地生态系统服务总价值减少的根本原因。③ 从土地生态系统服务价值结构变化来看,1995—2015年洞庭湖区除废物处理价值有小幅增加外,其他各项生态服务价值均有不同程度的下降,但生态环境保育始终是洞庭湖区土地生态系统的主要功能。④ 1995—2015年洞庭湖区土地生态系统服务价值分布的空间自相关性较为显著,格局变化较明显,高值区、低值区趋于集中,高-高类型区在西部的沅江流域常德段有所减少,向东部的汨罗江流域快速扩展,低-低类型区集中在北部、南部、西部的城镇相对密集区并沿城镇发展轴逐步扩张凝结成带片状。     

改革开放40 a来新疆土地覆被变化的空间格局与特征

改革开放40 a以来,新疆土地利用和地表覆被发生了巨大变化,在产生巨大社会经济效益的同时,也产生了许多生态与环境问题。为了给未来新疆土地利用、水资源开发及社会经济可持续发展国土空间规划提供依据,通过采用分区分层的决策树方法和向量相似度的变化检测方法,完成了新疆2015年、2010年、2000年、1990年、1975年的土地覆被1∶100 000矢量数据集,准确反演了过去40 a（改革开放40 a）来新疆地表覆被变化过程,分析了新疆土地覆被变化与国家改革开放政策相互关系,从垦荒（1975—1990年）、农业资源开发（1990—2000年）、西部大开发（2000—2010年）、对口援疆（2010—2015年）4个阶段,阐述了国家政策力度和导向对土地覆被变化的影响。分析表明：新疆土地覆被变化由耕地开垦、人工表面增长的高速发展模式开始向兼顾生态文明建设的可持续发展方向转型,各主要地类的变化也由急剧发展转向基本可控。近40 a新疆耕地面积增加了128%（50 414.02 km²）,新增耕地依照水土资源配置特征,遵循空间规律分布;人工表面（建设、交通、工矿用地）面积增加了197%（7 497.11 km²）,在2000年后增速明显,2010年后南疆增加幅度很大;1990年前林地面积呈现减少趋势,1990年后呈增加的态势,新增林地广泛分布在全疆天然林封育保护范围和天保工程实施区内;湿地1990年前面积减少明显,1990—2000年保持稳定,2000年后呈增加趋势;草地和其他类型的面积呈现持续减少态势。     

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。