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。     

流溪河流域土地利用景观生态安全动态分析

在GIS技术支持下,基于景观干扰指数和景观脆弱度指数构建景观生态安全评价指标体系,分析流溪河流域2000年、2005年和2009年3相土地利用景观生态安全变化。景观生态安全指数定量化地表征了流域景观生态安全状况,结果表明：（1）流域景观生态安全格局受城市化及人类活动干扰显著增强,林草地和耕地面积减少,园地面积增加,10年间各景观类型的破碎度、分离度总体呈现增加趋势,且流域内优势景观类型发生改变,2000年和2005年以林草地和耕地为优势景观,而2009年优势景观转变为林草地和园地;（2）2000-2005年,流域过半景观生态安全格局发生了变化;2005-2009年期间流域景观生态安全转移率约为60%,约有90%的流域景观生态安全格局在空间分布上发生了变化;（3）2000年整个流域景观生态安全指数都大于0.6,其中大于0.8的面积占99.99%;2005年,生态安全度大于0.6的面积比例为98.48%,景观生态安全指数大于0.8的面积较2000年降低55.93%;景观生态安全度大于0.6的区域2009年比2005年减少了72.93%,主要分布于流域上游;整个流域范围内没有生态安全指数大于0.8的区域分布,流域景观生态安全度呈现整体降低趋势。     

基于遥感与GIS的乌审旗土地利用变化研究

在遥感与GIS技术支持下,以乌审旗1986-2005年5期TM影像为主要数据源,运用土地利用动态度和土地利用转移矩阵对土地利用的数量变化进行了研究.运用定量与定性相结合的景观空间格局分析方法,对土地利用景观格局特征的动态变化进行了分析,并利用社会经济数据对土地利用变化的人为驱动力进行了分析.研究表明:(1)20年间各土地利用类型经历着"涨势"与"落势"的波动.从各土地利用类型的转化方向来看.林地、草地和沙地相互转换频繁;耕地主要转变为林地、草地和沙地;水域主要向其他未利用地转换,其他未利用地主要向草地和沙地转换,工矿用地没有转出.从2005年各土地利用类型的转化来源看,耕地主要是由林地、沙地和草地转变而来;林地主要由沙地和草地转变而来;草地主要是由沙地和林地转变而来;水域主要是由沙地和耕地转变而来;居民地主要是由沙地、草地和林地转变而来;其他未利用地主要是由草地、水域和林地转变而来.(2)土地利用景观格局演变特征表现为:除居民点外各类景观斑块形状指数都呈增加趋势;除水域外,各类景观斑块密度下降、分离度减少;全旗景观优势度下降、多样性升高.(3)人为因素中的人口增长、经济发展以及生态工程的实施对土地利用变化起重要作用.     

景观生态风险研究进展及基于生态系统服务的评价框架: ESRISK

在快速城市化过程中,高强度人为活动对生态系统结构和服务功能造成极大扰动,进而产生一定生态风险。近年来,景观生态风险评价的兴起为景观格局—生态过程互馈研究提供了新的视角,可有效支持生态系统管理。本文在探讨生态风险、区域生态风险与景观生态风险联系与区别的基础上,重点评述了景观指数法和风险“源—汇”法等主要景观生态风险评价方法,归纳了基于生态系统服务的景观生态风险研究进展。进一步地,以生态系统服务退化为损失表征,从地形、人为胁迫、生态恢复力、景观脆弱性等维度构建概率表征指标体系,提出了基于生态系统服务的景观生态风险评价（ESRISK）框架,以期为景观生态风险研究提供一个更为完善、综合的评价方法参考,并辅助支持风险减缓策略制定和有限资源的高效分配。最后,从生态系统服务权衡与协同关系、评价结果不确定性分析、景观生态风险与景观格局多尺度关联关系、脆弱性研究深化等方面做出展望。     

石漠化景观格局对土地利用时空演变的响应

土地利用是人类活动最直接的表现形式,喀斯特地区的石漠化演化与土地利用变化有密切关系,石漠化治理是在人为干预下加快恢复脆弱的喀斯特生态系统.运用3S技术和景观格局空间分析技术相结合的手段,对石漠化综合治理下,紫云县水塘小流域的土地利用及石漠化景观格局时空演变关系进行了探讨.结果表明:1.2004-2010年间水塘小流域土地利用类型以林地及草地变化较多,其他地类变动较少,其中林地面积增加10％,草地面积增加5％;2.2004-2010年间水塘小流域石漠化变化主要类型为,中度石漠化转轻度石漠化面积5％,轻度石漠化转潜在石漠化面积10％;3.2004-2010年间水塘小流域土地利用和石漠化景观格局,多样性指数各提高了0.3和0.12,破碎度指数各减少了0.138和0.16,优势度指数各降低了0.181和0.126,均匀度指数各提高了0.092和0.209,分维度指数各提高了0.02和0.18.研究发现运用土地利用与石漠化转移矩阵与景观格局相结合的分析方法,可为评价石漠化治理成效提供借鉴意义.     

半干旱区生态风险时空演变及其影响因素的地理探测——以宁夏盐池县为例

深入探究半干旱区景观格局变化规律,明确其生态风险时空演变特征与影响因素,对优化半干旱区景观格局、防范和治理生态风险、促进区域可持续高质量发展具有重要意义。以宁夏回族自治区盐池县为例,基于2000—2020年土地利用数据,通过景观格局指数构建生态风险模型,结合地统计分析和地理探测器模型,对其景观格局变化及生态风险时空演变与影响因素进行综合研究。结果表明：（1） 2000—2020年盐池县耕地和未利用地面积下降,其余地类均呈增加趋势,其中建设用地扩张速度最快,年均增长率为6.90%。（2） 2000—2020年盐池县景观斑块数、斑块密度、景观形状指数和香浓多样性指数上升,最大斑块指数和蔓延度指数下降,表明景观格局呈破碎化、复杂化和分散化的发展态势。（3） 2000—2020年盐池县生态风险指数由0.1465下降至0.1312,其中高、较高和中等风险区面积占比分别下降5.25%、24.21%和5.44%,而低和较低风险区面积占比分别增加14.11%和20.79%,空间上呈现出北高南低的分布格局。（4） 随着社会需求的日益增长和人类活动的加剧,自然因素对生态风险空间分异格局的影响逐渐弱化,而社会经济因素作用不断增强。     

祁连山东段山地景观格局变化及其生态脆弱性分析

以RS和GIS技术为主要手段,分析了祁连山东段地区1994-2008年的景观格局变化及其生态脆弱性。结果表明：（1）与1994年相比,森林、草地、冰雪带、水域4种景观要素的面积分别减少了5.0%、2.0%、2.2%、2.0%,而灌木和裸地的面积则分别增加了6.8%、5.0%;灌木、草地、冰雪带和裸地景观要素的平均斑块面积分别增加了49.0%、19.0%、1.1%、436.6%,森林和水域平均斑块面积分别减小了9.6%和4.1%。（2）森林、草地、冰雪带、水域4种景观要素的平均最邻近距离增加,聚集度降低,各景观要素内部斑块之间聚集度减小。灌木与森林景观要素之间的空间邻接长度增加了3 867 km,裸地与其他景观要素之间的空间邻接长度增加了5 589 km,嵌缀在其他各种景观要素中的裸地小斑块逐渐融合成大斑块。（3）景观类型脆弱度指数与破碎度指数之间显著正相关,分维数倒数、分离度指数和沙化敏感性指数与景观类型脆弱度指数呈弱度正相关。祁连山东段地区森林和草地退化,面积萎缩、水域干涸,裸地面积增加,各景观要素的空间关系趋于简单,景观破碎化增加。人类活动所引起的景观破碎化是祁连山东段地区景观格局和景观脆弱性变化的决定性因素。     

生态重要性视角下东北林区县域生态安全格局研究——以呼伦贝尔市阿荣旗为例

县域生态安全格局构建对于保障我国生态安全、优化县域生态空间格局具有重要意义。基于内蒙古呼伦贝尔市阿荣旗生态系统服务功能重要性评价结果,利用景观形态空间格局分析 （MSPA）模型识别生态核心区作为生态源地,基于生态阻力因子与生态威胁因子构建阻力栅格,运用电路理论识别生态廊道、夹点以及改善区,构建阿荣旗综合生态安全格局。结果表明：（1） 阿荣旗生态极重要区面积4181.66 km²,占全旗面积的37.80%,生态重要区面积2174.50 km²,占全旗面积的19.80%,阿荣旗整体生态系统服务功能重要性较高。（2） 生态源地共有33块,占地面积1141.00 km²,主要分布于旗域北部区域,其中乔木林地是生态源地主要用地类型。（3） 构建生态廊道共73条,其中关键廊道62条,潜在廊道11条,总面积为1884.80 km²,生态廊道网络化结构完整,呈“北密南疏”分布状态。（4） 共识别夹点区面积71.25 km²,提取重要夹点38个,一级改善区面积176.65 km²,主要分布于旗域南部;二级改善区面积887.12 km²,主要分布于旗域南部与西北部。对各景观生态要素进行总体规划,宏观上形成“一屏两区,一网多点”的生态安全格局,为国土空间格局优化提供了现实路径和科学指引。     

近35年三北防护林体系建设工程的防风固沙效应

通过分析三北工程区生态系统防风固沙服务量变化,进而评价工程的防风固沙效应。结果表明：① 近35 a,三北工程区林地面积持续增加、草地面积持续减少,特别是半干旱风沙区和黄土高原区。植被覆盖度在前20 a持续增加,近15 a则呈现先下降而后略微增加趋势。②土壤风蚀模数持续减少,近15 a减幅远高于前20 a,沙地、草地、其它类型转林地或转草地区域的减幅尤为明显。生态系统防风固沙服务保有率呈上升态势,干旱荒漠区增幅显著。草地和沙地为工程区生态系统防风固沙服务总量贡献了71%,且转草地区域的贡献高于转林地区域。③ 考虑到植被好转同时受气候变化和人类活动的影响,以风场减弱为主的气候变化导致土壤风蚀力减弱与三北防护林等生态工程对生态系统防风固沙服务变化的贡献率分别介于85%~89%和11%~15%之间。     

基于3S的毛乌素沙地腹地景观格局演变及其驱动力分析——以内蒙古乌审旗为例

在遥感与GIS技术支持下,以乌审旗1986年、1991年、1996年、2000年和2005年5期TM影像为主要数据源,对乌审旗景观空间格局的动态变化特征及其演变的驱动因素进行了研究。结果显示,乌审旗景观格局从1986年到2005年期间发生了显著变化,居民地、工矿用地明显增加,沙地、水域景观逐年下降,耕地、林地面积变化不大,草地、未利用地增加,景观多样性和空间破碎度增加,斑块的自相似性增强;各类景观斑块的平均面积整体上是增加的,景观分形维数随着时间的推移呈现先下降后上升、又下降的趋势。结合经济社会统计数据分析表明,人为因素是影响乌审旗景观格局演变的主要原因,其中人口增加、国民经济增长、工矿产业发展,以及政府决策和生态治理工程是景观格局演变的主要驱动因子。     

The causes of land landscape changes in semi-arid area of Northwest China: a case study of Yulin city

Rapid land landscape change has taken place in many arid and semi-arid regions such as the vulnerable ecological area over the last decade. In this paper, we quantified land landscape change of Yulin in this area between 1985 and 2000 using remote sensing and GIS. It was found that fallow landscape decreased by 125,148 hm2 while grassland and woodland increased by 107,975 hm2 and 17,157 hm2, respectively. The major factors responsible for these changes are identified as the change in the government policy on preserving the environment, continued growth in mining, and urbanization. The efforts in restoring the deteriorated ecosystem have reaped certain benefits in reducing the spatial extent of sandy land through replacement by non-irrigated farmland, woodland and grassland. On the other hand, continued expansion of mining industry and urbanization has exerted adverse impacts on the land landscape. At present regional economic development conflicts directly with the protection of the natural environment. Such a conflict has caused the destruction to the land resources and fragmentation of the landscape accompanied by land desertification, the case is even serious in some localities.     

中国西北半干旱区土地景观变化成因--以榆林市为例

1 Introduction Landscape change is a result of the complex interactions between physical, biological, political, economic and social driving forces (Moody and Woodcock 1995; Apan et al., 2002). Landscape in arid and semi-arid China is extremely vulnerabl…     

基于GIS和元胞自动机的玛纳斯河流域典型绿洲景观格局优化

近几十年来,玛纳斯河流域以耕地面积过度扩张、山区林地与草地退化为代表的一系列不可持续的发展方式已对区域生态安全和土地可持续利用构成了威胁。通过利用遥感影像与GIS方法,以沙湾县和农八师垦区为研究区,定量评价了区域土地利用的空间适宜性,并将其与国家退耕还林还草政策作为主要约束条件,建立元胞自动机模型对研究区景观格局进行了空间优化。结果表明：（1）1976-2012年,研究区耕地面积显著扩张,增加的耕地主要由未利用地、草地和林地转换而来;林地面积净减少幅度达65.90%,转出林地中有58.33%转换为耕地;草地净面积在研究时段内虽略有增加,但仍有6.352×10⁴ hm²的草地转换为耕地,占草地转出总面积的66.03%;（2）耕地、林地和草地适宜性等级处于I级（很适宜）和Ⅱ级（适宜）的面积分别占研究区总面积的79.74%、70.23%和59.82%;（3）优化后,区域内耕地、林地和草地三者的比例由原来的6.04∶0.39∶3.57调整为4.03∶0.99∶4.98。优化结果在一定程度上减缓了耕地的扩张,提高了林地、草地所占比例,有利于该区域绿洲生态系统的稳定性和社会经济可持续发展。     

科尔沁沙地沙漠化过程中土壤有机碳含量变化特征及影响因素北大核心CSCD

科尔沁沙地是中国半干旱地区沙漠化发展的典型地区和沙漠化防治的重点区域。本研究以科尔沁沙地为研究区域,以沙漠化逆转不同阶段的沙地为研究对象,通过野外调查和室内分析,采用空间代替时间的方法,在区域尺度上探讨了土壤有机碳对沙漠化过程的响应规律,并结合气候、植被和地形因子阐释了该区域土壤有机碳空间变异的主导因素。结果表明:(1)土壤有机碳含量随沙漠化程度的加剧表现出疏林草地(未沙漠化)>固定沙地(轻度沙漠化)>半固定沙地(中度沙漠化)>半流动沙地(重度沙漠化)>流动沙地(极重度沙漠化)。(2)固定沙地、半固定沙地、半流动沙地和流动沙地土壤有机碳密度分别比疏林草地降低了29.1%、49.3%、62.9%和84.1%。(3)随着沙漠化的发展,土壤质地发生粗化现象,即中、细砂粒含量明显增加,而土壤细颗粒(极细砂和黏粉粒)含量明显下降。(4)科尔沁沙地沙漠化过程中,土壤黏粉粒的损失是土壤粗化、有机碳含量下降的主要原因,而pH的变化受沙漠化影响较小。(5)气候因子是导致SOC含量受经纬度影响的主要因素,而地形因子的影响次之。     

科尔沁沙质草地不同恢复年限草本层群落结构及其与土壤理化性质的关系

草本植物在沙地植被恢复过程中具有重要作用,研究自然恢复沙质草地草本层植物群落组成变化规律及其与土壤因子之间的关系,对植被与土壤恢复具有重要的意义.本研究对科尔沁严重退化沙地封育12、17年和20年的自然恢复沙质草地植物组成和土壤理化性质进行研究,同时分析了植物组成与土壤因子的相关关系.结果表明:随着恢复年限的增加,土壤...     

生态保护红线区生态系统服务多维驱动力的定量分离

生态系统服务的时空变化受环境因子和服务间权衡/协同两个维度的驱动。在保障区域与国家生态安全、经济与社会可持续发展的生态保护红线区,厘清生态系统服务的驱动机制对该区生态系统的管理优化尤为重要。本文以北京生态保护红线区为例,考虑土壤保持、产水量和植被固碳3项生态系统服务,运用地理探测器判断并识别生态系统服务间关系的影响变量,进而基于偏相关方法定量分离并比较服务间净关系与环境变量两个维度对生态系统服务的影响。结果表明：对任一生态系统服务而言,环境变量和服务间关系对其空间异质性有不同程度的影响,且两种变量之间的交互作用均会增强单一变量对该生态系统服务空间分异的决定力。各服务形成过程的差异性使得影响服务间关系的重要环境因子存在区别,但土地利用强度均是3对服务空间关系的极重要因子,表明北京生态保护红线区土地利用的合理规划对该区生态系统服务的协同优化至关重要。剔除极重要因子后比较服务间净关系与环境变量对生态系统服务的影响,结果发现：环境变量（坡度和降水）对土壤保持时空变化的驱动力更强;降水和植被固碳服务两个维度对产水量的影响相近;植被固碳的时空变化与其他两项服务密切相关,环境变量的影响相对较小。     

西安市城市景观的正负生态系统服务测算及空间格局

综合测评城市景观的复合（正负）生态系统服务功能和评价不同城市景观类型的生态系统服务贡献,对优化、调控在城市化影响下的景观转换和城市生态环境建设等具有重要的科学意义。运用景观生态学理论与生态系统服务理论,基于研究区的TM遥感影像和Erdas、ArcGIS 10.1软件对西安市建成区2013年城市景观的复合生态系统服务进行测算和空间分析。结果表明：① 西安城市景观产生的负向生态系统服务价值远高于正向生态系统服务价值,净生态系统服务达-12.71×10⁸元;在城市化过程中,随着自然景观向半人工景观、人工景观的转变,导致景观生态系统服务的价值急剧下降,负向生态系统服务占主导,87.81%的土地复合生态系统服务为负值,仅有12.19%的土地复合生态系统服务为正值,以建筑用地为主体的城市景观体系必然会导致生态系统服务的下降。② 西安市城市景观的总正向生态系统服务空间分布差异明显,整体呈现为研究区中心值低于四周,沿行道绿地、公园绿地等景观形成格网状、斑块状分布的高值区;总负向生态系统服务整体上呈现中心值高于四周,高值区较集聚,自然景观和半人工景观是维系城市正向生态系统服务的主要景观类型。③ 城市景观的空间分布基本上决定了复合生态系统服务的空间大格局,西安市各城市景观类型的空间组合与镶嵌状况,使得生态系统服务正负值呈斑块状、棋盘状交错分布的格局。愈向城市外围,复合生态系统服务价值越高;城中林地、绿地和水域分布的地方是复合生态系统服务价值网状高值区。     

基于遥感与GIS的新疆近18 a来LUCC的生态环境效应分析

 基于遥感与GIS技术,以20世纪80年代末、90年代末、2005年、2008年遥感影像为数据源,获取4期新疆土地利用/覆盖信息,采用生态系统服务价值、生态环境质量指数和土地利用/覆盖转变类型生态贡献率,对研究时段内新疆土地利用/覆盖变化的生态环境效应进行了综合分析与评价。结果表明,1990—2008年间,新疆土地利用/覆盖变化显著,生态系统服务价值整体变化较小,总价值先增后减,水域和草地面积的减少是总价值减少的主要原因,耕地和林地面积的增加补偿了总价值的部分损失;生态环境质量指数从1990年的0.157持续下降到2005年的0.153,2008年上升为0.158,说明新疆生态环境存在恶化和改善两种相反趋势,导致生态环境恶化的主要原因是草地向耕地的转变,未利用地向草地的转变则促进生态环境质量的改善。     

基于RS和GIS的喀斯特山区景观生态格局

喀斯特地区生态脆弱性特征受各种自然和人为因素综合作用的影响。本文选取桂西南典型喀斯特山区，集成GIS和RS技术提取景观生态格局信息，运用景观生态学的基本理论和方法，在FRAGSTATS*ARC软件支持下，以分维数、形状指数、景观优势度、景观破碎度和相邻指数等景观格局指标，对该区脆弱生态环境的景观格局进行定量分析。结果表明石漠斑块已经占据景观的主导地位，景观格局呈现明显的破碎现象，必须采取综合措施进行生态重建。