基于PLUS模型的2030年滹沱河流域山区段生态承载力时空格局多情景预测

为探讨滹沱河流域山区段当前及未来不同发展情景下生态承载力的时空变化,应用植被净初级生产力改进的生态足迹模型测算分析了流域 2015—2020年生态承载力的时空格局变化,并借助经过精度验证的 PLUS模型对 2030年区域自然发展、经济发展及生态保护三种发展情景下的生态承载力时空格局进行预测。结果表明：2015—2030年滹沱河流域山区段单位面积生态承载力整体格局变化不大,但内部空间分异明显,整体呈东南及西北区域单位面积生态承载力高,而东北、西南部区域单位面积生态承载力低的特点。2015—2020年区域生态承载力总量由1.078 0×10⁶ bhm²增加到1.079 6×10⁶ bhm²,呈上升趋势;2030年自然发展和经济发展情景下区域生态承载力总量分别为 1.078 3×10⁶、1.078 2×10⁶ bhm²,与 2020年相比呈下降趋势,草地向耕地的转移、林地向建设用地的转移是生态承载力下降的主要原因;2030年生态保护情景下生态承载力总量为 1.080 2×10⁶ bhm²,与 2020年相比呈上升趋势,耕地向林地、草地转移是区域生态承载力增加的主要原因。各类用地的生态承载力总量由高到低依次为草地耕地＞林地＞建设用地＞水域,生态保护情景有益于林地、草地生态承载力总量的增加,经济发展情景有益于耕地和建设用地生态承载力总量的增加,水域生态承载力总量在各种发展情景下变化较小。生态保护情景更有利于未来生态承载力的增加,符合区域未来发展方向。严格控制草地向耕地的转变以及林地向建设用地的转变,继续实施退耕还林、还草生态工程,加强区域废弃矿山生态复垦的力度,将会提高区域未来生态承载力,实现区域生态安全及经济、社会、生态的可持续发展。     

黄河三角洲季节性干旱区土地利用变化及生态效应

土地利用变化是引发土地生态退化的重要因素。以黄河三角洲季节性干旱区山东省无棣县为例,基于RS、GIS技术,采用改进的土地利用变化模型分析1995—2015年土地利用变化特征,运用生态系统服务价值评估方法分析土地利用变化的生态效应。结果表明:(1) 20年来,无棣县土地利用呈现耕地、林地、建设用地、盐田及养殖用地面积增加,草地、水域和未利用地面积减少的"四增三减"特征;各地类间呈流转量大且频繁复杂的关系,土地利用变化较为剧烈,综合变动率达39. 00%。(2)土地生态系统服务价值总量呈先减少后增加、总体减少趋势,年均减少0. 35%;耕地、林地、盐田及养殖用地生态系统服务价值增加,年均增长率分别为0. 26%、0. 83%、2. 57%,草地、水域、未利用地生态服务价值减少,年均变化率分别为-1. 78%、-2. 14%、-1. 91%;所有生态系统服务功能的价值量均有所减少,尤以水文调节功能减少量最多。(3) 20年来无棣县万元GDP生态价值年均负增长率达12. 94%,说明经济的快速增长及其带来的土地利用变化付出了较高的生态代价。表明无棣县生态系统服务功能变动与土地利用变化密切相关,今后应强化土地生态利用,严控建设用地扩张、加强农地和水域保护、推进未利用地生态开发,维护区域生态平衡。     

京津冀潮白河区域土地利用变化对生态系统服务的影响

为探讨京津冀潮白河区域不同时期内的土地利用变化和生态系统服务（ES）的动态演变情况,采用土地利用动态度模型、当量因子法、敏感性指数法,分析该区域2001、2005、2009、2013年和2017年近20年来的土地利用数据。结果表明：在2001-2017年期间该区域耕地和农村居民点面积明显减少,城镇用地和水域面积明显增加;该区域的主要土地利用类型为耕地、农村居民点和城镇用地,且耕地和农村居民点的比例逐渐减少,城镇用地比例逐渐增大;城镇用地、工矿用地和水域的动态度呈现大幅增加趋势,农村居民点、耕地、草地和林地的动态度呈现较大幅的减少趋势。近20年来该区域的生态系统服务价值（ESV）整体上呈现增加的趋势,水域的生态系统服务价值增加对该流域生态系统服务价值变化起决定性作用。2001-2017年该区域内各地类的敏感性指数（CS）均小于1,敏感性指数从大到小依次为耕地 > 水域 > 林地 > 草地。综上,应根据该区域内土地利用变化对生态系统服务产生的影响,制定合理化政策、构建合理的土地利用格局,从而提升生态系统服务。     

基于RS和GIS的中心城区土地利用变化及生态系统服务价值分析 ——以衡阳市为例

为了明确城市中心城区土地利用变化对区域内生态系统服务价值的影响。以衡阳市中心城区为研究区域,结合RS和GIS分析2000—2010年土地利用变化特征,在此基础上采用单位面积价值当量因子对中心城区的生态系统服务价值(ESV)变化进行测算,并运用马尔科夫模型预测了在历史趋势发展情景下2030年衡阳市中心城区土地利用及生态系统服务价值变化情况。结果表明:①衡阳市中心城区土地利用以耕地、林地、水域和建设用地为主,2000—2010年耕地、林地、草地和未利用地面积呈下降趋势,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研究期内生态系统服务价值呈下降趋势,2000—2010年衡阳市中心城区生态系统服务价值由24.59亿元下降到23.65亿元,水域和林地为对中心城区生态系统服务价值贡献最大的地类。③根据马尔科夫模型的预测结果,2030年衡阳市中心城区耕地和林地会大幅减少,建设用地会大幅增加。衡阳市中心城区除水域生态服务价值呈上升趋势外,其他用地生态价值均呈下降趋势,总的生态系统服务价值也将继续呈下降态势。在新型的城镇化扩张中,需要慎重权衡城市发展与生态保护的关系。     

榆社县土地利用和生态服务价值变化分析

关于土地利用和生态服务价值的研究一直是土地和生态方面研究的热点。在对榆社县2010—2015年的土地利用动态变化分析的基础上,应用COSTANZA等生态服务价值公式和谢高地等的生态服务价值表,计算了榆社县2010—2015年的生态服务价值变化。结果表明,2010—2015年榆社县耕地和其他用地在减少,而林地、草地、水域、建制村工矿用地、交通用地和园地都在增加;林地、草地、耕地、水域和未利用地5种土地利用类型的总生态服务价值增加了0.69亿元,但是食物生产的生态服务价值在下降;榆社县箕城镇和社城镇的生态服务价值呈下降趋势,其他乡镇的生态服务价值都呈上升趋势,其中,土地利用动态度较大的4个乡镇(讲堂乡、兰峪乡、西马乡和河峪乡)的生态服务价值增长也较大。     

基于土地利用变化的泸水县生态服务价值分析

为揭示高山峡谷地区土地利用引起生态服务价值变化的机理,基于云南省泸水县1996年和2012年的土地利用数据,采用中国陆地生态系统服务价值测算方法研究泸水县各种土地利用类型的生态服务价值。结果表明:2012年较1996年泸水县土地利用变化明显,耕地、林地和未利用地面积呈下降趋势,草地、水体和建设用地面积呈上升趋势。土地利用转移方向主要为耕地、林地、草地和未利用地间相互转入与转出,耕地、林地、草地和未利用地向建设用地转化。生态服务价值总量呈增长趋势,从1996年的42.886 3亿元增至2012年的43.148 4亿元;林地生态服务价值占泸水县总生态服务价值的比例最大,草地和水体生态服务价值呈上升趋势,而耕地、林地和未利用地生态服务价值呈下降趋势。有效控制建设用地的扩张,继续推进退耕还林政策,提高土地利用水平是泸水县恢复和提高生态服务功能的最佳途径。     

基于LUCC的生态服务价值变化研究

土地利用/覆盖变化(Land-Use and Land-Cover Change, LUCC)是影响土地生态系统服务价值的重要因素.该研究以三峡库区腹心地带的万州区1990,1995,2000,2005,2010和2015年6期TM影像为基础,通过图像解译,分析了万州区各地类变化,估算了研究期间各地类生态系统服务价值.结果表明, 1) 1990-2015年间,万州区耕地和草地面积分别减少了9 389.7 hm~2和3 695.85 hm~2;林地、水域和建设用地的面积分别增加了4 063.14,2 716.83和6 304.86 hm~2; 2) 1990-2015年万州区生态服务价值由18.82亿元增至19.41亿元,增加了3.10%;林地与万州区生态总价值呈相同的"上升—下降—上升—下降"趋势,耕地生态服务价值下降,草地先增后减,水域则相反; 3)万州区生态服务价值区域差异有统计学意义,空间上以长江为界呈现东多西少的分布格局; 4) 1990-2015年间,万州区各地类各年份生态系统服务价值敏感性指数均小于1,表明万州区生态服务价值对其系数缺乏弹性.     

传统农区土地利用总体规划环境影响评价——以河南省为例

以河南省土地利用总体规划(2006-2020年)为研究对象,根据生态系统服务价值理论,从生态系统服务功能角度运用Costanza方法,分析河南省土地利用总体规划实施对生态环境的影响.研究表明:2020年河南省生态系统服务价值将达1899.88亿元,增幅4.29％,并且规划期内生态服务价值加速增加,规划的实施将增加研究区的生态效益;规划期内林地、园地、牧草地生态服务价值呈增加态势,其中林地增加最多,而耕地、水域和其他用地生态服务价值则不断减少,其中水域损失占主导;由于林地生态服务价值较高,弥补建设占用耕地等造成生态系统服务价值的减少,使规划期内研究区生态服务总价值呈增加趋势;规划期内敏感度指数均小于1,证明估算的生态系统服务价值较为可靠.     

西部绿洲城市土地利用转型的生态环境效应——以乌鲁木齐市为例

为探讨土地利用转型对生态环境变化的影响,基于乌鲁木齐市2005年和2012年TM影像数据、土地利用现状矢量数据、中国高空间分辨率网格数据（CHRED）,运用土地利用转型、生态系统单位面积生态服务价值评估和碳排放核算等方法,分析城市化过程中乌鲁木齐市土地利用转型前后生态环境变化效应。结果表明,研究区土地利用转型幅度较大,其中园林地、草地、城镇村及工矿用地和未利用地之间的转换较明显,未利用地转出面积最大（10.33万hm²）,说明研究区土地开发程度较高。研究区生态服务价值均呈增加趋势,研究期间生态服务价值增加了89 227.32万元,其中,园林地、草地和水域土地利用转型对生态系统服务价值增加的贡献高。研究区土地利用碳排放量呈上升趋势,碳排放量较高的是城镇村及工矿用地。研究区内土地利用转型后净生态系统服务价值呈现增加趋势,但土地碳排放量变化速度远超生态系统服务价值增加速度,因此在乌鲁木齐市低碳城市建设中,要充分考虑土地利用结构调整与生态环境保护的平衡关系。     

宁夏盐池县土地利用变化对生态系统服务价值的影响

以宁夏盐池县1989、1995、1999、2003、2006和2009年6期TM影像为基础,运用GIS方法提取各年土地利用数据,分析盐池县土地利用动态变化;采用中国陆地生态系统的服务价值测算方法,分析土地利用变化引起的生态系统服务价值变化。结果表明,1989-2009年间盐池县土地利用变化显著,林地和建设用地面积持续增加,草地面积先减少后增加,耕地和未利用地面积先增加后减少,水域面积小幅波动变化;研究期内盐池县生态系统服务价值总体呈增加趋势,林地面积的增加起到主导作用;盐池县生态系统服务价值构成中,草地居于主导地位,贡献率在49.8%-60.4%之间,林地的贡献比例持续增加,致使盐池县生态系统服务价值结构格局发生良性转变;各土地利用类型生态系统服务价值敏感性指数都小于1,表明盐池县生态系统服务价值对生态服务功能价值系数缺乏弹性,研究结果可信。     

南昌市土地利用及生态服务价值变化研究

以南昌市为例,借助RS和GIS技术,对南昌市2000年、2005年、2010年、2015年的4期遥感影像进行处理,利用土地利用动态度和土地利用转移矩阵,分析2000-2015年南昌市土地利用变化;计算南昌市生态服务价值、生态服务价值转移矩阵、敏感性系数,探讨南昌市2000-2015年生态服务价值及其时空变化特征。结果表明:2000-2015年南昌市耕地明显减少,建设用地显著增加,综合土地利用动态度为1.24%;南昌市生态服务价值变化不大,其总量由2000年的390.35×108元增加到2015年的393.30×108元;2000-2015年高生态服务价值区主要分布在新建县东部和进贤县北部,低生态服务价值区主要分布在南昌市城区;各土地利用类型生态服务价值敏感性指数均小于1,说明研究结果可信。土地利用变化是引起生态服务价值变化的直接原因,科学合理地利用土地对维持和提升区域生态服务价值具有重要意义。     

黄河下游地区国土空间动态变化及生态服务功能交叉敏感性研究

为分析不同国土空间转换类型对生态系统服务影响程度的差异性,以黄河下游地区167个县区为研究单元,利用1990、2000、2010年和2018年四期土地利用变化遥感监测数据,在对国土空间进行分类识别的基础上,分析黄河下游地区国土空间时空变化特征,利用优化的交叉敏感性系数模型探讨国土空间动态变化对生态服务价值的影响并划分敏感性分区。结果表明：1990—2018年黄河下游地区国土空间转换幅度较为剧烈,生产空间整体收缩,生活空间显著扩张70.56万hm²,生态空间减少29.3万hm²;生态服务价值总量不断增加,共增加206.70亿元,地均生态服务价值变化幅度较小;交叉敏感性系数较高的是工矿生产空间与水域生态空间、水域生态空间与城镇生活空间,其他生态空间与农村生活空间、城镇生活空间的转换缺乏敏感性;不同转换的交叉敏感性分区在布局上存在差别,农业生产空间和水域生态空间转换的高敏感区集中在周口市和商丘市,农业生产空间和城镇生活空间转换的中、高敏感区主要分布在泰沂山脉沿线、黄淮平原腹地。研究表明：优化的交叉敏感性系数模型用系数的正值和负值表示不同转换类型对生态服务价值的促进和抑制效果,较为清晰地反映了不同国土空间类型之间的净转换对生态服务价值的影响程度。     

嘉兴市土地利用时空变化与生态服务价值评估

土地生态系统服务功能是维持人类赖以生存的自然环境条件与效用,但长期以来没有被人们充分认识,大多仅关注环境与资源可实现的经济价值,很少关注其潜在的社会与环境价值。基于嘉兴市2010—2015年土地利用变化和生态系统服务价值评估理论,定量分析了嘉兴市近5年土地利用及其生态系统服务价值的时空动态变化规律,并利用多目标决策方法,对嘉兴市土地利用结构进行了优化。结果表明:随着嘉兴市城市化进程的加速,建设用地不断扩展,园地、草地和林地面积趋于减少,而耕地和水域面积趋于增加,使得嘉兴市土地生态系统服务价值近5年来增长9 515万元。从空间分布来看,嘉兴市7个辖区的土地利用结构及其生态服务价值存在明显的空间差异,从市区到远郊区,土地生态系统服务功能结构信息熵和有序性均呈现逐渐减小的趋势。通过对嘉兴市2020年土地利用结构及其生态服务价值的预测表明,到2020年嘉兴市土地生态服务价值将比2015年增长约12%,土地利用结构优化可以促使嘉兴市土地利用效率及土地生态服务价值得到显著的提升。     

多情景土地利用变化下武汉城市圈生态系统服务权衡协同研究

基于多目标情景模拟土地利用格局,定量评估生态系统服务权衡协同关系及总体发展趋势,有助于生态系统服务管理策略的制定,从而提升区域生态和人居环境质量。本研究以武汉城市圈为例,借助GIS(地理信息系统)和InVEST模型对2005—2020年生态系统粮食供给、固碳、土壤保持、产水和氮保持进行定量评估,基于FLUS耦合模型模拟2035年自然发展、耕地保护和生态保护3种情景下生态系统服务,并评估其权衡协同关系。结果表明：2005—2020年武汉城市圈建设用地和水域分别增长1 126.59 km²和72.67 km²,耕地、林地、草地和未利用地分别减少1 019.56、125.62、14.77 km²和39.31 km²,耕地保护和生态保护情景下建设用地增长率远低于自然发展情景,建设用地扩张程度受到遏制;2005—2020年粮食供给、土壤保持、产水和氮保持服务能力增强,固碳服务能力下降;自然发展情景下产水服务最佳,耕地保护情景下氮保持和土壤保持服务能力显著下降,生态系统服务间权衡效应增强,生态保护情景下固碳、土...     

城市土地利用变化对生态系统服务的影响——以淮北市为例

城市是一类以人类活动为中心的社会-经济-自然复合生态系统.城市的快速蔓延及强烈的人类活动显著地改变了城市的土地利用结构,进而严重影响了城市生态系统服务及人居环境.通过遥感、GIS技术及生态系统服务价值评估等方法,对淮北市1987年、2000年和2007年3个时期20a间的土地利用结构及生态系统服务价值的演变进行定量评价.研究结果表明:1987-2007年间淮北市生态用地空间结构和面积发生剧烈变化,生态用地占城市面积的比例由91.45％降低至71.86％.1987-2000年,农田面积大幅度下降,而林地和水体都呈不同程度的增加趋势,建设用地面积增长迅速.2000-2007年,农田面积有所增加,林地和水体面积却明显下降,建设用地总面积虽然没有明显变化,但其聚集度显著增加.20年间,城市生态服务功能的价值呈现先增加后减少的趋势,在2000年达31.32亿元.2000-2007年,以废物处理和水源涵养功能退化最为严重.可见,城市土地利用结构的变化与生态服务功能密切相关,此结果可为淮北市景观格局优化及土地合理调控和管理提供一定的科学依据.     

襄垣县耕地资源价值核算及空间格局分析

为全面认识耕地资源价值结构组成,探索其空间分布规律,完善耕地保护补偿机制,以山西省长治市襄垣县为研究对象,应用收益还原法、成本替代法、生物当量因子法等方法对山西省长治市襄垣县耕地资源价值进行核算,对其空间分布规律进行探究。结果表明:1)襄垣县2017年耕地资源价值为75.57万元/hm²,其中耕地资源经济价值为26.23万元/hm²,生态价值为25.4万元/hm²,社会价值为23.94万元/hm²;2)高程、坡度这两类地形因子对襄垣县耕地资源价值存在显著负面影响,大面积的矿山开采对襄垣县耕地资源价值有一定的负面效应;3)距河流、国道、高速公路、县道的距离与耕地资源价值不存在显著的相关性,距主要道路与乡道的距离与耕地资源价值呈显著负相关,距省道和铁路的距离与耕地资源价值呈显著正相关。本研究可为核算耕地资源价值,分析其空间分布规律和耕地保护提供参考。     

基于GIS的土地利用与生态环境评价研究——以阳朔县为例

近年来,生态环境保护已成为当下可持续发展的重要议题。通过遥感影像土地利用分类与地理信息系统手段,提取桂林市下属阳朔县2000年、2008年和2016年的土地利用分布特征,计算土地利用景观格局指数、土地利用转换矩阵等,结合阳朔县生态系统服务价值,分析阳朔县土地利用现状、变化及其对生态环境的影响。结果表明：2000年到2016年阳朔县建设用地变化幅度最大,林地的变化幅度较小;在不同土地利用类型转换中,耕地、林地向建设用地转换较多,这是城市用地主要来源之一;2000年到2016年景观格局呈现由聚集向破碎化和多样化发展趋势;2000年到2016年间总的生态系统服务价值增加5 388万元,表明生态环境朝着健康、友好型方向发展。     

耕地生态风险评价研究热点与趋势——基于CiteSpace可视化分析

耕地资源是进行农业生产的核心,对耕地生态进行风险评价,能够为人类活动对生态系统的影响提供预测。基于文献大数据分析软件和文献查阅方法,从Web of Science（WOS）核心数据库和CNKI数据库中有条件地分别筛选出380篇和306篇文章,采用CiteSpace V软件对目标领域的主题、关键词和WOS分类进行共现分析,对耕地生态风险评价研究领域的知识演化路径、研究内容和热点进行详细评述,旨在为未来耕地生态风险评价研究提供参考。结果表明：国内耕地生态风险评价研究的热点词聚类结果集中反映为"生态安全"重金属"生态足迹"社会价值"和"耕地保护"五大类;国外耕地生态风险评价研究的热点词聚类结果集中反映为"农业灌溉土地"土壤退化"地统计分析"和"土地利用"四大类。通过研究得到三个方面的结论：①国外关于耕地生态风险评价的研究主题比较零散,主要集中在对耕地土壤重金属的分析与评估;②国内耕地生态风险评价的研究在2015-2017年进入活跃期,研究主题的演化趋势具有一定的政策指向性;③国外的耕地生态风险评价研究与国内的研究在方向和尺度上有很大的差异,具有明显的区域差异性。     

我国粮食主产区耕地利用变化的粮食与生态效应研究

综合运用土地利用转移矩阵、土地利用变化图谱模型、动态修正的生态系统服务价值模型等方法，测度2000—2018年我国粮食主产区耕地利用变化下的粮食产量变动和生态系统服务价值损益，进而探清制约粮食增产和生态服务能力提升的主要耕地利用变化类型，并形成针对性的优化路径。研究发现：我国粮食主产区的耕地面积整体呈现“北增南减”的空间分异特征和“减大于增”的数量变化特征。2000—2018年间，耕地净转出205.98万hm²,建设用地是耕地转出的主要地类。根据耕地利用变化的产出效应，划分4种类型——生态增值-粮食增产型(Ⅰ型)、生态减值-粮食减产型(Ⅱ型)、生态增值-粮食减产型(Ⅲ型)和生态减值-粮食增产型(Ⅳ型),在省级层面上，我国粮食主产区Ⅰ～Ⅳ型面积的占比依次为18.30%、13.36%、33.19%和35.05%,共计造成4.171×10¹⁰元的生态系统服务价值损失和9.253×10⁶ t的粮食减产。建设用地占用耕地、未利用地补充耕地分别是最有损、最有益粮食与生态安全的耕地利用变化类型。建议要严控耕地“非农化”“非粮化”,加强...     

高速公路沿线土地利用及生态系统服务价值变化研究

为分析高速公路沿线土地利用及生态系统服务价值的变化规律,确定高速公路对沿线土地的影响范围,以京承高速北京段沿线10km范围的1995、2004、2009年3期TM遥感影像提取的土地利用数据为基础,基于GIS分析各种土地利用类型面积变化的特点、规律和原因,并分析了与高速公路不同距离范围内土地利用程度与生态服务价值的变化规律。结果表明:1)从1995—2009年,京承高速沿线土地用地结构发生了较大的变化,各种用地类型之间的转换较为频繁,说明高速公路的修建对于沿线土地利用类型的影响剧烈,尤其沿线农业结构调整变化明显;2)高速公路沿线土地利用程度与高速公路的距离有较大关系,土地利用程度变化最剧烈的区域为3~8km,8km外,土地利用程度变化开始减小;3)1995—2009年,京承高速沿线生态服务价值先增加后减少,由于园地面积显著增加,京承高速沿线土地生态系统服务价值的总量变化相对平稳,距离高速公路1~3km的生态系统服务价值变化最剧烈,8km外,生态系统服务价值的变化逐渐平稳。