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。     

区域土地利用变化对生态系统服务价值的影响研究——以湖南省宁远县为例

本文利用宁远县2000年、2005年、2010年的土地利用数据,通过测算信息熵、均衡度和优势度3个指标,结合动态度模型和土地利用程度综合指数及变化模型对宁远县土地利用变化进行了分析,采用生态价值服务模型,定量计算了宁远县生态系统的服务价值并对生态服务价值的敏感性进行分析,结果表明:研究期间建设用地、草地和林地面积增大,耕地、湿地和其它用地面积减小。土地利用逐步合理化,土地利用结构越来越稳定。生态服务总价值略有提升,由2000年的215614.45万元变为2010年的216068.18万元,巨大的林地面积及对其有效保护成为了主要原因。各土地利用类型生态服务价值的敏感性指数均小于1,由大到小的顺序为:林地、湿地、耕地、草地、其它用地,生态服务价值系数的变化对生态服务总价值影响不大,研究结果是可信的。     

基于GIS的土地利用变化对矿区生态系统服务价值的影响

运用GIS技术对山西繁峙县金方圆矿区土地复垦方案(2013—2028年)的土地利用数据进行处理,对研究区进行生态系统服务价值估算,分析了矿区土地利用类型变化及其所引起的生态系统服务价值的变化。结果表明,2013—2028年间土地利用类型变化较大,其他草地、采矿用地、其他林地和裸地呈减少趋势,有林地、灌木林地、人工牧草地呈增加趋势;土地利用类型变化主要是其他草地和采矿用地向人工牧草地、灌木林地和有林地转变,其中,以其他草地和采矿用地减少为主,人工牧草地呈平稳增加趋势;期间生态系统服务价值呈现先下降后升高的趋势,研究区内生态系统服务价值占比以林地和草地为主。矿区土地复垦方案的实施,驱使土地利用类型向着耕地、有林地和草地等生态系统服务价值系数较高的地类转变,不断提高矿区生态系统服务价值总量,对保障区域生态安全和生态系统可持续发展具有重要意义。     

土地利用变化对生态系统服务价值的影响——以宁波市为例

土地利用类型和结构的变化引起区域生态环境效应的变化,以浙江省宁波市为例,利用1996年、2000年和2005年的土地利用详查和变更数据资料,应用Constanza生态系统服务价值计算方法和中国陆地生态系统单位面积服务价值表,首先分析了1996~2000年和2000~2005年两个时段的宁波市土地利用变化特征,再对由土地利用类型变化导致的生态系统服务价值进行评价与分析。结果表明:1996~2005年间,耕地、牧草地和未利用地面积呈下降趋势,而林地、园地、居民点及工矿用地、交通用地、水域面积呈上升趋势。1996~2000年总体生态服务功能价值呈下降趋势,而2000~2005年总体生态系统服务功能价值呈上升趋势。     

低山丘陵区县域生态用地演变及生态服务价值响应

为研究低山丘陵区域生态用地变化与生态服务价值转移,以泗水县为研究对象,采用土地利用变化动态度模型和生态系统服务价值评估方法,分析泗水县的生态用地变化特征及生态服务价值损益,利用Logistic回归模型,探讨生态用地变化的驱动因素。结果表明：1997-2017年,泗水县生态用地面积变化明显,呈不断减少趋势,共减少3.60×10³ hm²,2007-2017年生态用地的总体转移速率远大于1997-2007年间的转移速率,草地的转移面积占比最大,且转出部分大于转入部分,属于减少型生态用地,而林地、水域和耕地属于增加型生态用地。1997-2017,研究区生态系统服务价值总量呈先减少后增加的趋势,总体共增加1.42×10⁸元,耕地和草地的生态系统服务价值呈减少趋势,林地和水域的生态系统服务价值呈增加趋势,其中林地对生态系统服务价值的贡献最大。回归分析结果表明到河流的距离、人口密度和到乡镇中心的距离是影响生态用地演变的主要驱动因素。研究结果可为泗水县生态补偿和资源开发提供技术方法,也可为山区生态规划和生态可持续发展提供重要依据。     

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。     

滹沱河上游地区土地利用变化对生态系统服务价值的影响

以滹沱河上游地区2005、2010、2015、2018年4期遥感影像为数据源,采用土地利用动态度、价值当量因子法、敏感性指数等指标评估生态系统服务价值,分析土地利用变化对生态系统服务价值的影响.结果表明:(1)2005—2018年研究区土地利用变化最大的为建设用地,动态度为5.80％,面积增加了25337.52hm2;其次为草地和未利用地,动态度分别为-0.27％和-0.20％,处于减少状态.(2)土地利用面积转移中,耕地转为建设用地最多,达12506.01hm2;其次为草地转为建设用地,为9734.03hm2.(3)单项生态系统服务价值以林地最大,贡献率在48％以上;其次为草地,达26％以上,两者占比合计超过75％,说明林地和草地是维持研究区生态服务功能的主体.生态系统服务功能以土壤形成与保护、废物处理、水源涵养和生物多样性功能为主,占比高达62％,食物生产和娱乐文化功能的价值最低.(4)2005—2018年研究区综合生态系统服务价值呈轻微减少趋势,变化率为-1.37％,减少了236.16×106元.其中草地减少最多,变化率为-3.55％,减少了166.12×106元.因此,必须重视滹沱河上游地区林草保护,确保生态功能价值的主体作用,同时合理规划建设用地,优化土地利用结构,减少耕地的占用,促进生态文明建设.     

基于土地利用—生态系统耦合模型的生态系统服务价值评估——以中国北方农牧交错带为例

土地利用是人地系统的重要组成部分,能够提供巨大的生态服务功能,它的变化也会导致生态服务价值的改变。考虑初级生产、维持CO2和O2平衡、养分循环、涵养水源、土壤侵蚀等主要服务功能,以我国北方农牧交错带为研究对象,提出了一个基于土地利用生态系统耦合模型的土地利用生态系统服务价值估算方法。估算结果表明,20世纪70年代—2000年我国北方农牧交错带生态系统总服务价值呈先下降后回升趋势,由1 434亿元降低到1 296亿元。土地利用数量结构和空间格局对生态服务价值也有较大影响,其中耕地和草地的贡献率最大,2000年分别达31%和44%;林地虽然所占面积小,但其生态服务价值比重也不断上升。总体来看,研究区还需进一步加强生态环境的可持续性保护。     

桂平市土地利用变化对生态系统服务价值的影响

了解桂平市近10年来土地利用变化特征,为桂平市土地利用的结构调整和环境保护提供参考,利用桂平市2005年、2010年和2015年的土地利用数据,采用ArcGIS空间分析方法,研究桂平市的土地利用变化,采用生态系统服务价值系数分析2005—2015年桂平市土地利用变化引起的生态系统服务价值变化,通过敏感性指数模型验证结果的准确性。结果表明:2005—2015年桂平市耕地、林地、园地、草地和未利用地面积均减少,建设用地、水域面积增加;建设用地动态度最大,其次是耕地,林地、园地、草地、未利用地和水域动态变化较小;2005—2015年,桂平市生态系统服务价值减少2.03亿元。桂平市各地类的敏感性指数均小于1,生态系统服务价值对生态价值系数缺乏弹性,结果可信。     

镇赉县景观格局与生态系统服务价值变化

以镇赉县为例,基于2000年和2007年两期Landsat ETM遥感影像,在地理信息系统和遥感技术的支持下,采用景观格局分析方法,应用生态系统服务价值算法,揭示了因景观格局动态变化导致镇赉县生态服务价值的动态变化。结果表明:耕地、水域、湿地、居民工矿用地面积明显增加,林地、草地面积明显减少;镇赉县生态系统服务价值总体呈上升趋势,耕地、湿地和水域的价值贡献率超过了89%,成为构成镇赉县生态系统服务价值的主体;就单项服务功能价值而言,气候调节、土壤保持和水源涵养价值贡献率超过了70%,各景观类型生态服务价值的弹性系数都小于1,湿地、水域和林地的变化对生态服务价值变化起到放大作用。     

基于土地利用变化的抚州市生态系统服务价值变化研究

基于2010年的土地利用现状变更数据以及2020年的第三次国土调查变更数据对江西省抚州市域的生态系统服务价值及其变化进行了研究。结果表明，2010—2020年抚州市水域和建设用地面积增量及单一动态度最大，未利用地、草地和湿地减少幅度较大，耕地减少面积最大，以草地、耕地转为林地，耕地、林地转为建设用地的土地转移方向为主；2010—2020年抚州市生态系统服务价值呈上升趋势，净增加量为136.68亿元，其增加主要来源于水域与林地面积的增加；生态系统服务价值的增值区与减值区在空间上呈分布不均匀的特点，对此应加强生态环境建设补偿机制建设，促进抚州市未来生态环境的平衡与协调发展以及经济的可持续发展。     

舟山市海岛陆域生态系统服务价值评估

借鉴生态系统服务价值评估方法构建海岛生态系统服务价值评估模型,以中国典型海岛——舟山市为例,定量测算2000—2015年的生态系统服务价值,诠释海岛土地利用变化映射的生态系统服务价值变化时空规律。研究发现:舟山市土地利用中分布较广的为林地、耕地,研究时段内全市耕地、林地主要向城乡建设用地转化,未利用土地资源储备较少且变化幅度不大。舟山市2000—2015年主要生态系统服务价值呈现先增长后降低趋势,2005年和2010年淡水水域生态系统服务价值占比较高,2000年和2015年林地生态系统服务价值占比较高。研究时段内,舟山市除林地提供的土壤保持服务价值呈负增长外,其余生态系统服务价值均为正增长,增长值为37.427亿元。建议海岛陆域发展应注重海岛生态系统保护的土地利用格局,并以此为基础发挥生态系统服务的最理想价值。     

忻州市土地利用与生态系统服务价值时空变化

生态系统服务时空变化研究能够为自然资源管理与土地利用规划提供指导。基于忻州市2000,2010年土地利用数据,分析了忻州市土地利用与生态系统服务价值时空变化,探究了土地利用对生态系统服务价值的影响。结果表明,2000—2010年忻州市土地利用变化整体表现为耕地与湿地减少,林地、草地、水体与建设用地增加的趋势;耕地主要转变为草地,林地主要转变为草地与耕地,草地主要转变为林地与耕地。生态系统服务降低的区域(集中于西南部)占忻州市总面积的1.66%,而增加的区域(集中于中部)占2.45%;代县、繁峙、偏关、五台、忻府与原平生态系统服务表现为增加趋势(忻府与原平增加幅度最大),其他县区表现为降低(静乐与岢岚降低幅度最大)趋势。食物生产主要由耕地、建设用地与草地的变化引起,原材料生产主要受林地控制,气候调节与土壤保持等调节、支持与文化服务主要受林地、草地、湿地与水体变化控制。未来应加强自然资源保护,继续实施退耕还林(草)等恢复政策。     

黑龙江垦区土地利用变化的生态价值损益分析——以建三江垦区为例

基于1989和2005年建三江垦区两期TM影像,在分析土地利用结构变化特点基础上,应用Costanza等对全球生态系统服务单位价值的计算方法,估算了研究区土地利用变化所引起的生态系统服务价值变化情况.结果表明:1989-2005年建三江垦区土地利用变化呈现耕地、林地、建设用地、水域增加,沼泽湿地和草地大幅度减少的"4增2减"趋势.土地利用景观格局的变化降低了生态系统的服务功能,使其生态系统服务总价值从586亿元/a下降到467亿元/a.评估垦区生态价值,并将其纳入区域环境与经济综合核算体系,对加快生态垦区的建设和完善垦区新农村建设规划,推进黑龙江垦区农业可持续发展具有指导意义.     

基于土地利用变化的生态系统服务价值评价 ——以重庆市为例

生态系统服务价值的变化间接体现土地利用结构的调整。以近10年(2009-2018年)重庆市土地利用变更调查数据为基础,利用动态度指标观察、分析土地利用的变化,引用价值模型对生态系统服务价值进行估算。研究结果表明:近10年研究区土地利用结构变化明显,林地、建设用地规模分别增加75755.43hm2和102901.64hm2,动态度变幅分别为0.22%和1.87%;研究区生态系统服务价值总体呈缓慢增长,2018年达到1183.95亿元,其中林地的贡献率最大;水域的生态价值变化率最高,其面积的增加对总价值有较强的放大作用。     

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。     

河北坝上土地利用变化对生态服务价值的影响

目的定量研究土地利用背景下生态系统服务价值的时空变化特征,旨在正确认识不同生态系统服务功能对土地利用变化的响应机制,为坝上区域土地利用格局优化与生态经济协调发展提供参考。方法本文以河北坝上张北、沽源、丰宁3县为研究对象,采用GIS空间分析方法,分析了2000年以来土地利用时空动态变化特征,并在此基础上利用陆地生态系统服务价值估算模型评估了生态系统服务价值及其对土地利用变化的响应,进而探讨了该地区生态与经济发展的协调性。结果（1）2000—2015年坝上地区湿地、草地面积逐渐减少,分别减少28、26 km2,建筑用地面积持续增加,共增加24 km2,其他土地利用面积稍有增加;草地和湿地主要向农田转移,建筑用地的增加主要来自于农田、湿地的转移。（2）坝上地区生态系统服务价值总体上呈“西低东高”的趋势,低值区主要位于张北西部,而高值区主要位于丰宁南部燕山森林区;15年间,坝上地区85.92%的区域生态系统服务价值呈增加态势,生态系统服务总价值共增加334.83亿元,其中,气候调节服务价值增加最多,增加了90.44亿元,土壤保持、水文调节、水资源供给价值先增后减;草地、森林和湿地对生态系统服务总价值的贡献率在85%以上,对生态系统服务的影响最大。（3）坝上地区人均生态系统服务价值逐渐增加,生态经济协调度为0.09,处于潜在危机区,坝上地区的生态经济系统具有潜在的危险性。结论坝上地区生态系统服务价值逐渐提高,但对坝上生态系统服务功能起重要贡献作用的草地和湿地退化明显,经济发展仍受生态压力的制约,生态环境仍然脆弱。      

银川市土地利用与生态服务价值变化研究

土地利用的变化对区域的生态服务价值有着至关重要的影响,社会经济的不断发展使土地的利用结构不断发生变化,生态服务价值也随之改变.基于2005—2010年宁夏银川市各区县的土地利用类型及变化情况,核算银川市的生态服务价值.结果表明:2005—2010年银川市城区交通建设用地不断增加,生态服务价值不断下降;郊区林地、园地和建设用地增加,耕地、牧草地减少,生态服务价值也呈总体下降趋势.土地利用类型决定生态服务价值,而生态服务价值则反映土地利用结构在生态方面的优劣,通过增加林地、牧草地等生态用地面积,提高土地利用集约度,调整土地利用结构,促进土地利用的多样化,可以提高生态系统的服务价值.     

灵丘县土地利用变化对生态系统服务价值的影响

为评价灵丘县土地利用变化对区域生态系统服务价值的影响,采用当量因子法分析2010—2016年该县土地利用及其生态价值的时空变化。结果表明:1)灵丘县土地利用变化幅度较小,总面积不变的情况下,建设用地增加163.91 hm~2,增加最多;草地减少137.92 hm~2,减少量最大; 2)灵丘县生态系统服务价值达30亿元以上,7年间生态价值总体有稍微下降趋势,共减少667.02万元,水域生态价值减少幅度最大,减少384.24万元;3)耕地、建设用地和其他用地与生态系统服务价值呈负相关,水域、林地、园地、草地及未利用地呈正相关。总体上,灵丘县土地利用未对生态环境造成明显破坏,但也不能忽视在经济发展过程中人类的生活方式对环境造成的影响,应该进一步控制建设用地面积增长,保护生态用地,积极探索基于生态保护的生态资产运营模式和机制,实现社会-经济-生态效益可持续发展。     

基于城乡接合部土地利用变化的生态系统服务价值研究

基于2000年、2008年和2013年3期土地矢量数据,根据土地利用结构分析其动态变化;针对城乡接合部特点,考虑建设用地生态负效应,对单位面积生态系统服务价值(ecosystem service value,ESV)系数进行修正;采用Costanza等计算方法,估算各土地类型的ESV并分析其时空变化特征;采用相关分析法,探讨了城乡接合部土地利用类型变化与ESV之间的关联特征。结果表明:耕地面积快速减少,建设用地比重上升;ESV总体呈下降趋势,降幅达16.10%,各单项生态服务功能价值也有不同程度减少;各镇空间变化存在明显差异,总体上是离中心城区越近变化越显著;ESV与耕地、林地、草地、建设用地在0.01水平上显著相关,与草地、耕地、林地、水域、未利用地面积呈正相关并且相关系数为降序排列,与建设用地面积呈负相关。