1980—2020年新疆土地利用变化下生态系统服务价值时空演变分析

随着社会经济的发展,探究土地利用变化下生态系统服务价值(Ecosystem service value,ESV)时空演变对优化土地利用结构和区域持续发展有着重要意义。基于1980—2020年新疆土地利用数据,在ArcGIS和GeoDa支撑下,使用单位面积当量因子法、空间自相关等方法,分析新疆土地利用变化下ESV时空演变特征。结果表明：(1)1980—2020年新疆主要的土地利用类型是草地和未利用地,两者共占新疆总面积的91.00%。耕地和建设用地面积呈增加趋势,分别增长58.89%和166.79%;水域和林地面积减少量最多,分别减少29.95%和26.62%。(2)1980—2020年新疆ESV总体呈现“先增后减”的变化趋势,净减少1114.51×10⁸元(6.68%)。从空间分布来看,新疆ESV高值区和较高值区主要分布在阿尔泰山、昆仑山、天山(简称“三山”)和伊犁河谷地区,中等价值区和较低价值区分布在绿洲地区,低价值区主要分布在盆地和沙漠地区。(3)1980—2015年新疆ESV变化很小,但2015—2020年北、中天山地区EVS变化显著。2015—2020年北...     

西宁市土地利用变化对区域生态系统服务价值的影响

分析了2003—2008年西宁市城市化背景下区域土地利用的变化情况,并计算由此导致的生态系统服务价值(ESV)变化。结果表明:研究期内,西宁市耕地、园地、牧草地和未利用地面积减少,耕地面积减少最多,林地、居民点及工矿用地、交通运输用地和水利设施用地面积增加,林地增加最多;研究区生态系统服务价值增加了51.43×106元,年变化率为0.21%,价值系数较高的林地面积大幅增加是造成这一结果的主要原因;在各项生态系统服务功能中,土壤形成与保护对生态系统服务价值的贡献最大;敏感性指数分析表明,生态系统服务价值对所指定的价值系数缺乏弹性,研究结果可信。西宁市生态系统相对安全,但是在增加林地和建设用地的同时,也应该充分考虑价值系数较高的草地保护。     

基于土地利用变化的江苏省生态系统服务价值时空演变与模拟预测

基于1995年、2000年、2005年、2010年、2015年和2020年6期江苏省土地利用数据,采用修正后的标准当量因子,评估1995—2020年江苏省生态系统服务价值（ESV）及其时空演变特征。在此基础上,借助GeoSOS-FLUS模型预测2025年江苏省土地利用变化。结果表明：（1）1995—2020年江苏省仅建设用地和裸地两种地类面积有所增加。受土地利用变化的影响,江苏省生态系统服务价值总体上经历了“先增后减”的过程,于2005年达到峰值。（2）借助GeoSOS-FLUS模型模拟2025年江苏省土地利用格局,与2020年相比,其生态系统服务价值下降1.52%。（3）1995—2015年江苏省不同类型ESV重心多集中于扬州附近,且呈向西南方向迁移的态势,中低值类型迁移距离最为明显。（4）1995—2025年江苏省生态系统服务价值的盈利主要来源于耕地转水域,而水域向耕地和建设用地的转变则是导致地区生态系统服务价值减少的主要原因。     

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。     

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。     

土库曼斯坦穆尔加布——捷詹绿洲生态系统服务价值对土地利用变化的响应

土库曼斯坦蕴藏着丰富的矿产资源和油气资源,是连接我国和中东地区的能源枢纽,其战略意义十分突出。近年来土库曼斯坦因不合理的土地开发所造成的生态环境问题日益显现,不仅制约着当地的经济发展,同时也影响着我国西北部地区的生态环境演变。因而探究土库曼斯坦典型绿洲的土地利用变化及其生态系统服务价值的时空变化特征对于我国西北部地区环境策略的合理制定、提升我国在中亚地区生态环境保护和资源利用等研究领域的地位具有重要的现实意义。研究以土库曼斯坦境内的穆尔加布-捷詹绿洲为研究区,以1976-2011年的四期Landsat系列多光谱遥感影像为基础数据源,采用支持向量机分类方法(SVM)结合GIS空间分析技术对研究区近40 a间的土地利用和生态系统服务价值的时空变化进行了分析。结果表明:1976-2011年间,穆尔加布-捷詹绿洲土地利用处于发展阶段,土地利用程度呈增大的趋势;研究期内生态系统服务价值总体呈上升趋势,从63.45×108元增加到69.89×108元,增加了6.44×108元;林地、耕地、水域的生态系统服务价值是生态系统服务的主体部分,占整个系统的82.46%以上;该绿洲生态经济的发展处于协调水平的边缘,需要加大对该地区生态环境的保护力度。     

洞庭湖区生态承载力时空演化特征

利用探索性空间数据分析以及百分位数和变异系数,基于Arc GIS 和Geo DA软件支撑,对洞庭湖区生态承载力的空间格局特征、空间关联特征和相对差异演变特征进行分析。结果表明：① 空间格局上,洞庭湖区生态承载力从西南向东北大体上呈现“W”型（较高—低—高—低—较高）空间格局,倒“U”型的县域差异特征显著。② 空间关联上,洞庭湖区生态承载力的分布呈正的全局空间自相关,出现相似县域之间的空间集聚,全局Moran’s Ⅰ值相差不大,空间聚集程度比较稳定,趋于围绕某一偏低集聚度出现小范围内波动;局部空间自相关的LISA 集聚类型出现HH型、HL型和LH型3 种类型,依次集中分布在洞庭湖区的中部、西南部和东北部,局部空间格局保持相对稳定,但是聚类特征显现出稍微变化的迹象。③ 相对差异演变上,2001-2010 年洞庭湖区生态承载力相对差异演变整体上呈现一定的差异性。2001-2003 年相对差异较小,趋于稳定;2005 年前后相对差异较大;相比2001-2003 年,2005 年以来相对差异明显扩大且这种较大的空间相对差异随着时间的推移呈现小幅波动趋势。     

基于生态系统服务价值的土地利用空间优化

针对已有土地利用空间优化着重考虑经济产出效益,较少顾及规划、政策以及可达性等对于区域生态系统服务价值和空间集约带来的约束性影响等问题,该文基于提高生态系统服务价值和空间集约度的双重目标,采用粒子群智能优化算法,构建由规划约束、政策约束及可达性约束构成的约束体系,对优化过程每阶段的生态系统服务价值提升和建设用地空间集约效果进行评估。以武汉市东西湖区为案例验证了模型的有效性,优化后案例区生态系统服务价值提升了159.41万元,建设用地空间紧凑度提升了15.26%。实验结果表明,模型通过在给定限制约束下进行用地分布模拟优化,达到了区域生态系统服务价值提升和用地节约集约的效果,以期为区域生态文明建设、节约集约用地等提供科学依据。     

福州市土地利用变化及其生态系统服务价值响应

土地利用变化会相应的导致区域生态系统环境发生变化。以福州市作为研究区域,利用福州市2002～2008年土地利用变更数据,分析这7年的土地利用变化状况;同时结合国内外生态服务价值研究成果,测算福州市7年来生态服务价值的变化。研究结论：（1）福州市2002～2008年间建设用地对农用地的侵占导致福州市生态系统服务价值由2002年的383.18亿元减少到2008年的380.05亿元,但总体变化幅度不大。（2）由于缺少系统的理论与方法,文中没有对福州市的海域生态系统服务价值进行计算。     

珠江三角洲土地利用变化对生态系统服务价值的影响

以珠江三角洲1990、2000和2006年的遥感解译数据为基础,参照谢高地等对中国陆地生态系统单位面积生态服务价值表,研究珠三角土地利用变化对生态系统服务价值的影响以及生态服务价值与土地利用结构的关系。结果表明:1990―2006年,珠三角耕地和林地大量减少,建设用地和水域快速增长,其它地类有所增加;研究区发生变化的土地占土地总面积的29.38%,耕地主要流向建设用地、水域和林地,建设用地的扩张主要来自耕地、林地和水域;由于水域生态价值系数相对较高,水域的增加抵消了由耕地、林地减少造成的生态服务总价值的下降,使得区域生态服务总价值略有减少;珠三角生态系统服务价值由1990年874.38亿元减至2006年的846.47亿元,变化率为3.19%;研究区内单位生态服务价值差异明显且逐渐扩大;单位生态服务价值与建设用地、林地、耕地所占比重明显相关,建设用地快速扩张,林地和耕地减少是导致生态服务价值减少的主要原因。     

土地利用生态服务价值与经济发展的协调及空间分异——以西洞庭湖区为例

土地利用生态服务价值体现了土地通过集约利用与空间优化所发挥生态效益的大小,可在一定程度上反映土地利用与与经济发展的协调关系。以西洞庭湖区为研究对象,在ArcGIS软件支持下,通过评价与分析生态服务价值变化,分析生态经济协调发展水平及其空间差异,探讨土地利用生态服务价值与区域经济发展的互动响应与耦合协调关系。研究表明：① 2000年以来西洞庭湖区土地利用生态服务价值呈下降趋势,2000年西洞庭湖区生态服务价值为1292.13×10⁶元·a^-1,2011年为953.03×10⁶元·a^-1,损失339.10×10⁶元。② 从整个研究区来看,整个研究阶段处于低度冲突的县有6个,分别为常德市辖区、安乡县、汉寿县、澧县、临澧县、津市市,只有桃源县处于潜在危机状态。从数量上看,整个区域内大多为冲突状态,区域在经济发展中存在的潜在危机较大。③ 从空间分异来看,2008年与2011年土地利用生态经济协调度基本上为低度冲突状态,需采取生态服务供给恢复与重建措施,控制生态服务消费需求的过快增长。整个区域只有桃源县与汉寿县由不协调转换为协调状态,主要原因是森林覆盖率相对较高,林地类型面积大,水土保持与水源涵养生态服务功能较强,提高了生态服务价值。     

The spatial-temporal changes of the land use/cover in the Dongting Lake area during the last decade

The research on the land use/cover change is one of the frontiers and the hot spots in the global change research. Based on the Chinese resource and environment spatial-temporal database, and using the Landsat TM and ETM data of 1990 and 2000 respectively, we analyzed the spatial-temporal characteristics of land use/cover changes in the Dongting Lake area during the last decade. The result shows that during the last ten years there were three land-use types that had changed remarkably. The cultivated land decreased by 0.57% of the total cultivated land. The built-up land and water area expanded, with an increase of 8.97% and 0.43% respectively. The conversion between land use types mostly happened among these three land-use types, especially frequently between cultivated land and water area. The land-use change speed of land-use type is different. Three cities experienced the greatest degree of land-use change among all the administrative districts, which means that the land use in these cities changed much quickly. The following changed area was the west and south of the Dongting Lake area. The slowest changed area is the north and east area.     

Eco-compensation effects of the wetland recovery in Dongting Lake area

Eco-compensation is an environmental economic instrument for internalization of external cost. Returning farmland to lake is one of the important parts of restoring wetland ecosystem function in the Yangtze River Valley of China. Whether the project of lake recovery can be successful depends on the compensation to the farmers who have lost their original benefits and contributed to the wetland ecosystem recovery by returning farmland to lake. Aiming at the wetland recovery of the Dongting Lake, the practical implementation of programs of the lake recovery and flood control in this area has been challenged by the heavy task of population resettlement, so it is an ideal area for case studies to reach the academic objectives proposed as the above. Based on field survey and experimentation, this research evaluated the benefit losses of the resettled farmers and the increased values of ecosystem service functions caused by wetland recovery, and furthermore, the value of eco-compensation for relocated farmers was calculated by considering the combination of the farmers’ compensation appeal. The value of eco-compensation for relocated farmers in the Dongting Lake area was 6084.5 yuan per household by synthetic analysis of the effects on wetland ecosystem restoration. Moreover, this article took Dongting Lake area as a case to study and explore the basic issues of the eco-compensation by returning farmland to lake, that was who should pay, who should be paid, how much the payment was and what the payment means was, which sought the mechanisms of wetland restoration eco-compensation and prompted the people’s enthusiasms for ecological restoration.     

洞庭湖区湿地恢复的生态补偿效应评估

洞庭湖是我国最大的淡水湖泊湿地景观生态系统之一,湿地资源丰富。但由于人类不同历史时期的围垦和不合理的开发利用,导致湖泊湿地生态系统严重退化,湿地面积大为减少。随着洞庭湖区按照国家“退田还湖,移民建镇”的整体战略部署,以及“4350”工程的实施,湖泊面积、湿地资源将会得以恢复。然而,退田还湖中移民农户为保护与恢复湿地,牺牲了部分利益,成为受损方。洞庭湖区湖泊湿地的退田还湖工程是恢复长江生态功能系统工程中一个很重要的子系统,工程能否顺利实施的关键在于退田还湖农民在其中损失的利益能否得到补偿,及其为生态恢复所作的贡献能否得到承认。作者在实地调查和试验的基础上,依据环境经济学原理和方法,对洞庭湖湿地恢复引起的湖区农户收益减少和一系列的湿地生态服务功能的恢复表现,进行了价值评估,由此得出湿地恢复应对湖区移民农户的生态补偿值。以湿地恢复的生态补偿评估为基础,探讨了评估方法与建立补偿机制重要性,以期实现“以人为本”的战略目标,也为顺利进行退田还湖的后期工作,广泛调动广大群众生态建设的积极性,为合理建立生态补偿机制提供参考。     

洞庭湖区湿地恢复的生态补偿效应(英文)

Eco-compensation is an environmental economic instrument for internalization of external cost.Returning farmland to lake is one of the important parts of restoring wetland ecosystem function in the Yangtze River Valley of China.Whether the project of lake recovery can be successful depends on the compensation to the farmers who have lost their original benefits and contributed to the wetland ecosystem recovery by returning farmland to lake.Aiming at the wetland recovery of the Dongting Lake,the practical im...     

洞庭湖区湿地生态系统健康综合评价

湿地与海洋、森林并称为地球三大生态系统,湿地退化速度远大于其他生态系统,从而使得湿地健康评价与分析成为湿地领域研究的重点内容之一。本文以生态系统健康及压力-状态-响应模型为研究方法,综合利用遥感、野外实测和社会统计等多源数据,建立一套湿地生态系统健康评价指标体系,集成利用遥感和地理信息技术建立湿地生态系统健康评价模型,实施湿地压力、状态、响应、健康分析,揭示了洞庭湖湿地生态系统健康状况的空间分布规律。研究结果表明:(1) 洞庭湖区31%的湿地面临人类干扰压力较大,19%的湿地状态较好,82%的湿地生态系统发生很大变化。(2) 湿地的总面积在人类活动的干预下逐渐缩小,湿地综合健康较差、一般和较好的区域分别占总面积的6%、75%和19%,缺乏健康状况最好及最差的区域。(3) 湘阴县、沅江县及岳阳县的湿地生态系统健康状况较好,益阳县较差,安乡县等12个县市一般。     

近10年洞庭湖区土地利用变化时空特征

The research on the land use/cover change is one of the frontiers and the hot spots in the global change research. Based on the Chinese resource and environment spatial-temporal database,and using the Landsat TM and ETM data of 1990 and 2000 respectively, we analyzed the spatial-temporal characteristics of land use/cover changes in the Dongting Lake area during the last decade. The result shows that during the last ten years there were three land-use types that had changed remarkably. The cultivated land decreased by 0.57% of the total cultivated land. The built-up land and water area expanded, with an increase of 8.97% and 0.43% respectively. The conversion between land use types mostly happened among these three land-use types, especially frequently between cultivated land and water area. The land-use change speed of land-use type is different. Three cities experienced the greatest degree of land-use change among all the administrative districts, which means that the land use in these cities changed much quickly. The following changed area was the west and south of the Dongting Lake area. The slowest changed area is the north and east area.     

近20a来巢湖流域生态服务价值空间分异机制的地理探测

生态系统服务功能是生态系统和生态过程形成和维持的自然环境条件及作用。基于1995—2017年遥感分类数据,对研究区按3 km×3 km幅度网格化2019个样方,利用空间统计和缓冲区等方法进行巢湖流域生态服务价值时空演变特征分析,应用地理探测器工具揭示生态服务价值空间分异的主导因子及因子交互作用机制,并提出生态服务价值空间优化策略。结果表明：① 巢湖流域生态服务价值量由1995年的303.17亿元分别下降为2005年300.95亿元和2017年287.70亿元,近20a来减少约5.11%,年均下降率0.23%,其中合肥市区、巢湖南部和东部地区降速明显;② 生态服务价值等级空间转移分析表明,巢湖流域低级别生态服务价值区域在扩展,中等及高级别区域在缩小。以巢湖为核心的缓冲区分析表明,20a来缓冲区核心环带内生态服务价值量下降18.55%,巢湖流域水环境保护核心区的生态系统功能变化值得关注;③ 地理探测分析表明,人为影响综合指数是生态服务价值空间分异的主导因子;地形、气象因素是重要影响因子;人为影响指数因子、自然因子及社会经济因子的交互协同增强效应共同影响了流域生态服务价值在空间上的分异效果。研究结果在一定程度上可为巢湖流域生态系统调控与优化提供理论依据。     

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.