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。     

黄河源区土地利用/覆盖生态服务功能价值评价及时空预测

利用黄河源区1977-2006年土地覆盖数据集,分析了土地利用覆盖变化格局。根据高寒草地生态系统的特点,改进了生态功能服务价值系数计算方法,把土地利用的生态效益转化为简单易懂的货币形式,为决策者提供直观的生态信息。同时利用基于案例推理的CA模型模拟黄河源区2018年的土地覆盖情景,并得到其生态服务价值。研究表明:1977-2006年生态系统服务价值由460亿元降至418亿元,其中林地、高覆盖草地与湿地的生态服务价值分别减少10亿元、30亿元和20亿元,中、低覆盖草地生态服务价值提高20亿元,水体与沙(裸)地等变化不大。2006-2018年草地覆盖度将逐步上升,高、中覆盖度草地面积逐渐扩大,低覆盖度草地面积减小,生态服务价值得到较大幅度提升。     

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。     

基于3S的榆林市植被净初级生产力价值估算及其时空差异分析

基于榆林市遥感影像、12个站点的气象数据及DEM,采用植被NPP模型和能量固定法获取1987年、1999年和2002年榆林市植被NPP价值量空间分布,并参照野外实地调查和测定样点进行订正,分析其时空差异及原因。研究表明:1)全市1987年植被NPP总价值是45.5亿元,1999年降至31.7亿元,2002年增至53.8亿元。各年份风沙草滩区植被NPP价值量低于黄土丘陵沟壑区;在黄土丘陵沟壑区,坡度大的区域植被NPP价值量低于坡度小的区域。2)植被NPP的变化受降水量和辐射干燥度年际变化以及土地利用变化的共同影响,榆林市降水和辐射干燥度年际变化显著,故植被NPP年际波动大。3)植树造林有效提高了北部风沙草滩区的植被NPP总价值;退耕还林还草一定程度上限制了南部黄土丘陵沟壑区植被NPP总价值的增加,但其保土等生态意义重大。     

基于RS和GIS的内蒙古多伦县土地利用变化对生态服务价值的影响

采用内蒙古多伦县1987年、1995年、2000年和2005年的TM影像,运用GIS方法提取了各年的多伦县土地利用动态变化数据。采用中国陆地生态系统的服务价值测算方法对多伦县土地利用数据进行分析处理,测算了多伦县土地利用变化引起的生态系统服务价值变化。结果表明,1987~2005年间多伦县土地利用变化十分剧烈,耕地、林地、城镇用地、水域面积呈增加趋势,草地、未利用地面积呈减少趋势。土地利用类型主要由未利用地和草地向林地、耕地变更,并且草地和未利用地面积持续减少,林地和城镇用地面积呈持续增加趋势;多伦县生态系统服务价值1987~1995年间呈下降趋势,而1995~2005年间呈增加趋势,其生态系统服务价值处于可持续发展状态;耕地、林地和草地生态系统服务价值占多伦县总生态系统服务价值的比例较大,耕地、林地和水域的生态系统服务价值均呈增加趋势,而草地和未利用地生态系统服务价值呈减少趋势;各土地利用类型生态系统服务价值敏感性指数都小于1,表明多伦县生态系统服务价值对服务价值指数缺乏弹性,研究结果可信。     

北方农牧交错带土地利用变化 及其生态环境效应 ——以陕北榆林市为例

基于1985~2000年间的高分辨率土地利用/土地覆盖数据,对位于农牧交错带的陕北榆林市土地利用变化及其区域生态环境效应进行定量分析。结果表明：1985~2000年,榆林市土地利用变化区域差异明显,土地利用变化多分布在北部风沙滩地区,表明这些地区的土地利用变化过程相对活跃。生态环境质量总体上得到改善,但局部地区恶化也相当严重,且在县级尺度上表现出明显的区域分异特征。在大的区域尺度上北部风沙滩地区的生态环境质量的改善程度强于南部丘陵沟壑区。导致生态环境变化(改善和退化)的主导因素是林地、草地与其它土地利用/土地覆盖类型之间的转变,其中治沙种草与防护林体系建设对该市生态环境质量改善的贡献率最高,达到74.8%。     

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。     

滇西北生态脆弱区土地利用变化及其生态效应 ——以云南省永胜县为例

土地利用/土地覆被变化及其生态环境效应研究是当前地理学全球变化研究的核心内容,而生态系统服务功能则是生态学、生态经济学研究的热点问题。作者利用滇西北生态脆弱区--永胜县1988年、1994年和1999年的TM遥感影像,采用景观生态学的空间格局指数分析研究区近10年来的土地利用动态变化特征,并以生态系统服务功能衡量相应土地利用类型的相对生态价值,评价区域土地利用/土地覆被变化的生态效应,尝试将二者有机结合起来。研究表明,全县景观总体构成表现为景观破碎度较高,斑块数目较多;林地和未利用地一直占很大比重,林地的不断增加与未利用地的迅速减少是研究时段内土地利用变化的突出特征;研究时段内全县土地利用变化带来了较好的生态效应,土地利用生态效益持续提高,并表现出了较大的空间差异。     

基于高程约束的区域LUCC及其生态效应研究——以福州市为例

以福州市5区7县(不包括平潭县)为研究区,以1994-2006年间3期遥感影像解译分类获得的土地利用/覆被数据为基础,并构建个性化的生态系统服务价值与生态效应测算模型,对研究区高程约束下的土地利用/覆被变化(LUCC)及其生态效应进行分析。研究结果表明:①耕地、建设用地和未利用地的变化集中于第1级,园地的变化集中于第4、5级,水域和草地的变化集中于第3、2级,林地的变化集中于第1、3、4级。②各高程等级的生态系统服务价值量均增加。各高程等级LUCC的生态效应指数与模数大致随高程等级增加而减小。     

青海高原东部河湟谷地生态风险评价——以海东市为例

以位于青海高原东部河湟谷地的海东市为研究区,在土地利用变化分析的基础上构建生态指数,利用移动窗口法获得区域空间连续的生态风险指数,再结合GIS空间分析获得与土地利用空间尺度相一致的生态风险评价结果。结果表明：1999-2009年,青海高原东部农业区土地利用变化明显,有林地、灌木林地、建设用地面积迅速增加,耕地、水浇地、草地面积持续大幅减少,土地利用变化区域占总面积的42.04%;生态高风险区面积增加显著,增长率达27.11%,主要位于未利用地和建设用地区域;生态中风险地区面积减少,主要位于旱地、水浇地、草地分布区域;生态微、低风险区域主要位于林地、灌木林地区域。     

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。     

从生态系统服务角度探究土地利用变化引起的生态失衡——以莱州湾海岸带为例

以莱州湾海岸带为研究区,基于2000年、2005年、2010年和2014年多时相土地利用数据,应用生态系统服务价值评估,逐层剖析土地利用变化对生态系统服务失衡特征的影响。结果表明：莱州湾海岸带供水与空气组分调节服务呈负值,2000~2014年,生态系统服务总价值丧失43%（147亿美元/a）,生态系统服务多样性降低甚至丧失,呈向海性,围填海造成162亿美元生态损失。土地利用变化方式是造成生态失衡的主因,主要包括：交通工矿、盐田、养殖及城镇扩张,滩涂、河口湿地、耕地被侵占。滩涂和河口湿地减少,导致废物处理、栖息地、基因多样性、干扰调节、侵蚀防护服务丧失严重,交通工矿和城镇扩张,引起供水服务负效应加剧。     

青海省海东地区土地利用变化及其生态服务价值响应

根据青海省海东地区2002～2008年土地利用变更数据,采用土地利用动态度模型和土地利用综合指数分析该地区近7年来土地利用变化情况,并参考谢高地等人建立的中国陆地生态系统单位面积生态服务价值当量表对该区域当量表进行适当调整,测算了土地利用变化所引起的生态服务价值变化情况。研究表明：（1）2002～2008年,各类型土地利用变化速度各不相同,其中以水利设施用地变化速度最快为12．24％,土地利用程度波动上升;（2）土地利用变化所引起的生态服务价值总体上呈逐步上升趋势,由2002年的82．01×10^8元增加至2008年的88．16×10^8元,增加了6．15×10^8元;（3）各种土地利用类型的生态系统服务价值的敏感性指数均小于1,表明生态系统服务价值对价值系数的变化缺乏弹性,研究结果可信。     

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。     

半城市化地区生态系统服务对土地利用/覆被变化的响应——以厦门市集美区为例

半城市化地区是在快速城市化进程中产生的一种过渡地域类型, 其土地利用特征表现为土地利用竞争和矛盾剧烈, 土地利用变化迅速的特征。土地利用/覆被的变化改变生态系统的结构与功能, 是对生态系统服务产生胁迫的主要驱动力之一。本文以厦门市集美半城市化地区为例, 分析半城市化地区生态系统服务对土地利用/覆被变化的响应, 基于对2007 年中国陆地生态系统服务价值当量修正的方法, 对半城市化地区生态系统服务价值(ESV)变化作出评估, 并通过土地系统和生态系统二者的耦合变化关系探讨生态系统服务对土地利用/覆被变化的响应过程。结果表明:①近20 年来, 集美半城市化地区生态系统服务价值总量随着土地利用强度增加呈现波动性变化, 总体上呈现负相关关系。②调节服务和文化服务是最主要的生态系统服务类型;土地利用强度与调节服务和支持服务呈现显著的负相关关系。③随着半城市化地区的快速城市化发展, 土地利用类型急剧转化, 城市建设用地大量增加, 预计集美半城市化地区未来ESV将继续降低, 可采取生态综合整治措施减缓ESV降低趋势。     

巢湖流域的土地利用变化及其生态系统功能损益

基于多时点TM影像解译数据,研究了巢湖流域近30年以来的土地利用/覆盖变化,并借助于生态系统服务价值理论,估算了研究区土地利用/覆盖类型变化所造成的生态系统服务价值损益。由于巢湖流域主要以水田为主,生态服务价值较高,同时考虑该区域水田一年两季的耕作特点,单位面积耕地生态系统服务价值是全国平均值的两倍,单位面积林草地的生态系统服务价值是全国平均价值的1.45倍。研究结果表明:巢湖流域近30年生态服务功能价值损失了831.68×10⁶元,年均损失27.7×10⁶元,并呈现逐年加剧趋势;流域生态服务价值损失量空间分布极不平衡,合肥每年生态服务价值损失量超过流域均值5倍,由此表明大城市扩张对巢湖流域生态服务价值损益作用明显。     

太湖流域重污染区土地利用变化对生态系统服务价值的影响

通过对太湖流域重污染区1999年、2007年遥感影像数据解译结果的分析,获取了太湖流域重污染区主要土地利用类型的信息,分析了8 a来研究区内土地利用与覆被变化趋势,对区域土地利用类型的生态系统服务价值进行评估。结果表明,1999~2007年,太湖流域重污染区内耕地面积从2 033.53 km2减少到1 401.04 km2,而林地、建设用地、园地、水域总体呈增加的趋势,其中减少的耕地主要转化为建设用地。1999~2007年太湖流域重污染区的生态系统服务价值呈减少趋势,土地利用变化使研究区生态资产减少了2.40亿元,除气体调节和原材料以外,各单项服务功能的价值量均呈现递减的趋势。     

贵州省土地利用及其生态系统服务价值与灰色预测

以贵州省1996-2008 年土地利用变更调查数据为基础, 采用生态系统服务价值评估模型、敏感性指数和灰色预测模型, 对土地利用变化引起的生态系统服务价值的变化进行了估算, 对区域土地利用构成和生态系统服务价值进行了灰色预测。结果表明:贵州省近13 年来, 耕地、牧草地和未利用土地面积均呈现减少的趋势, 而林地、园地、建设用地和水域面积呈增加趋势;贵州省2008 年的生态系统服务总价值比1996 年增加了59.08 亿元, 变化率为3.01%;贵州西北地区的生态系统服务总价值的变化率较贵州东南地区显著;敏感性分析表明采用的生态价值系数是合理的, 研究区内的生态系统服务价值缺乏弹性;利用灰色GM(1,1)模型对贵州省2015 年和2020 年的土地利用构成和生态系统服务价值进行预测, 未来10 年贵州呈现林地、建设用地持续增加、耕地持续减少的趋势;2015 和2020 年土地利用结构信息熵分别为1.4320 和1.4331, 表明土地利用结构逐渐趋于均衡, 2020 年区域生态资产增加到2119.03 亿元。     

风沙过渡区土地生态价值及生态风险动态研究——以陕北神木县为例

以数字高程、遥感影像资料为依据,运用地学信息图谱研究方法,在RS和GIS的支持下分析了神木县1985—2000年土地利用、生态服务价值及土地生态风险指数变化的坡度分异特征。结果表明:①神木县草地、耕地、建设用地面积增加,其增幅最大值分别在0°~3°、3°~8°、0°~3°段,增量最大的是草地,增长最快的是建设用地;未利用地及林地面积减少,其减幅最大值分别在0°~3°、>25°段。②研究区土地利用类型变动面积占总面积的8.95%,未利用地向草地转化占总变动量83.92%,0°~15°段又包含了该变化量的96.32%;全区总变化量的92.66%集中在0°~15°段。③研究区生态系统服务价值总量增加了122.31×106元,增幅为7.17%;其中,草地服务价值增量占总增量的90.65%,0°~15°段集中了其价值增量的94.89%。④生态服务价值与生态风险的研究结果相互印证,环境改善的结论可信。