内蒙古农牧交错带土地利用转型生态环境效应及分异机制——基于三生空间主导功能判别视角

农牧交错带生态环境脆弱，探究其土地利用转型生态环境效应有利于改善该地区生态环境，推动该地区城市的可持续发展。基于遥感数据和ArcGIS空间分析技术，采用土地利用转移矩阵、生态环境质量指数、生态贡献率及地理探测器模型，探讨了内蒙古农牧交错带“三生空间”视角下的土地利用转型生态环境效应及空间分异驱动因素。结果表明：1) 2000-2020年，内蒙古农牧交错带基于“三生空间”的土地利用转型主要表现为生产空间的缩减，生态空间的稳定以及生活空间的扩张。2)2000-2020年，内蒙古农牧交错带生态环境经历了先恶化后改善的变化过程，各期质量指数分别为0.582、0.580、0.583,导致生态环境质量改善和恶化的转换类型主要是耕地、未利用土地和草地之间的转化。3)影响内蒙古农牧交错带生态环境质量空间分异的核心因子是耕地面积占比，关键因子是坡度、地形起伏度和降雨量，因子之间的交互作用主要呈双因子和非线性增强的关系特征。4)内蒙古农牧交错带在推进退耕还林工程的同时还应加强生态安全屏障保护力度，加快构建以国家公园为主体的自然保护体系。     

基于InVEST模型的共和县生境质量时空变化及驱动因素

在新型城镇化背景下,青海省共和县作为兰西城市群建设的关键节点和典型的荒漠生态脆弱区,其经济和生态的协调发展对建设海南州可持续发展议程创新示范区具有重要意义。本研究基于2000年、2010年、2020年三期土地利用数据,利用InVEST模型,对2000—2020年共和县生境质量时空分布及效应变化特征进行探究,进而对生境质量的影响因子及其作用进行地理探测器和局部空间回归。结果表明：（1）2000—2020年共和县生境质量整体呈上升趋势,生境质量均值分别为0.612(2000年)、0.626(2010年)、0.627(2020年),生境质量空间分布存在明显的区域差异,空间格局上呈现北高南低的态势。（2）影响共和县生境质量的主驱动因子为年平均气温（TEM）和归一化植被指数（NDVI）,因子间的交互作用对生境质量空间分异的影响大于单一因子,TEM与香农均匀度指数（SHEI）、香农多样性指数（SHDI）交互作用强烈。（3）TEM对生境质量呈负向效应,负向影响区域主要集中在共和北部与东部地区;NDVI呈正向效应,正向影响区域主要集中在共和中部与南部地区;国民生产总值（GDP）对生境质量的正向效应较2...     

汾河流域土地利用变化及生态环境效应

选取汾河流域为研究区，采用土地利用动态度、地学信息图谱、生态价值指数和植被覆盖度综合分析研究区2000年、2005年、2010年、2015年及2018年土地利用变化及生态环境影响效应问题。结果表明：（1）2000—2018年，流域建设用地、林地呈现增长趋势，增长面积分别为1350.90 km²、85.50 km²，增长率分别为92.83%、0.96%；耕地、草地出现小幅下降趋势，缩减面积分别为729 km²、674.10 km²，缩减率分别为-5.02%、-7.63%；水域及未利用土地维持多年平均水平，平均面积为297 km²、7.92 km²。空间格局呈现建设用地、耕地集中于流域核心区，草地、林地集中于边缘区的分异特征。（2）各时序综合土地利用动态度、土地转移图谱、土地利用涨落势变化近似，显著变化区主要位于流域盆地及其与山地过渡区，多年综合土地利用动态度为4.34%，单一土地利用动态度及土地利用涨势幅度最高的是建设用地及林地。（3）基于不同的主导土地利用...     

内蒙古土地利用多情景模拟与碳储量预测分析

多情景发展下预测土地利用类型变化趋势以及评估区域各用地类型碳储量，为区域内协调发展起到一定指导作用。以内蒙古地区2010年、2020年土地利用数据为基础，利用PLUS模型以及InVEST模型结合16个影响土地利用类型驱动因子，预测2030年内蒙古地区自然发展情景、生态保护情景以及经济建设情景下土地利用类型以及碳储量。结果如下：1)内蒙古地区2000-2020年草地、林地、建设用地面积增长，未利用地面积减少。2)相比较2020年，2030年自然发展情景建设用地面积增幅10.59%。3)内蒙古地区2000年、2010年、2020年碳储量分别为9553.82×10⁶t、9718.86×10⁶t、9772.55×10⁶t。2030年生态保护情景碳储量最高，为9867.25×10⁶t。土地利用类型变化会导致碳储量的变化，需限定各类用地类型转化率，优化城市格局，维持区域内碳储量平衡，为完成碳中和目标提供保障。     

基于PLUS-InVEST模型的京津冀碳储量变化及预测

研究京津冀地区土地利用变化对碳储量时空变化的影响，可为该区域碳达峰背景下土地的合理利用与规划提供科学依据。基于京津冀2000-2020年土地利用数据，运用PLUS-InVEST模型探讨京津冀过去2000-2020年及未来2030年3种情景(自然变化、耕地保护、生态保护)下碳储量的变化。结果表明：2000-2020年京津冀耕地、草地和未利用土地呈减少趋势，建设用地、林地和水域呈增加趋势，20a碳储量减少56.95Tg,耕地和林地是主要的碳储存地，建设用地侵占耕地是碳储量减少的主要原因；2030年自然变化情景、耕地保护情景、生态保护情景下碳储量较2020年分别减少7.45Tg,增加4.02Tg和24.39Tg。生态保护情景更有助于提高京津冀碳储量，对该区域土地利用规划管理和增汇政策的制定提供决策参考意义。     

基于IRSEI的石羊河流域生态环境质量时空变化及驱动力分析

基于绿度、湿度、热度、盐度、荒漠化程度五个指标，构建了改进遥感生态指数IRSEI,提出了完全基于遥感数据的石羊河流域生态环境质量综合评价方法。以2000-2020年为时间序列，对石羊河流域生态环境质量时空分布特征和驱动因素进行了分析。结果表明：石羊河流域生态环境质量整体偏低，空间差异显著；近20年间，流域生态环境质量整体有所改善，绿洲边缘、上游林地和草地区域改善较显著；流域生态环境质量受自然因素和人为因素共同影响，年平均气温、年降水量、海拔、土地利用类型是流域生态环境质量空间分异的主要驱动力因子，驱动因子之间的交互作用表现为双因子增强和非线性增强，土地利用类型和其他驱动因子的交互作用最为明显。     

黑河中游典型绿洲土地利用/覆盖变化及生态环境效应——以甘州、临泽、高台绿洲为例

以2000和2007年两期TM遥感影像为数据源,通过动态度、转移矩阵、生态环境质量指数等数学方法定量分析黑河中游典型绿洲土地利用时空变化特征及生态环境效应。研究结果表明:1)2000-2007年间黑河中游典型绿洲土地利用变化显著,耕地、建设用地增加幅度明显,未利用地、草地、水域、林地不断减少,开垦未利用地是耕地增加的主要来源;2)土地利用变化引起了区域生态环境的响应,生态环境质量整体好转,EV值从2000年的0.1191上升到2007年的0.1207,同时具有明显的空间差异性,甘州区和临泽县环境有所改善,高台县环境质量下降;3)生态环境质量表现出总体改善和局部恶化的情况,大面积未利用地的转出和草地的恢复对生态环境改善贡献度最大,草地和沼泽的退化是局部地区生态环境恶化的主要原因。     

基于PLUS和InVEST模型的乌鲁木齐市碳储量时空演变与预测

土地利用变化对陆地生态系统的碳储量变化有着重要影响,研究不同发展情景下陆地生态系用碳储量变化情况,有利于优化空间布局,协调土地利用与生态环境保护的关系。本研究结合PLUS和InVEST模型,通过多种驱动因素数据分析了2000—2020年乌鲁木齐市土地利用的变化特征,以此预测模拟2030年自然发展情景、生态保护优先情景和耕地保护优先情景下土地碳储量。结果表明：(1)2000—2020年乌鲁木齐市林地、水域、建设面积、未利用地数量增加,耕地、草地面积减少。(2)2030年,自然发展情景延续了以往发展模式,建设用地面积增幅为18.29%。生态保护优先情景下,建设用地的扩张速度得到有效控制,增幅已经减缓,为4.73%。耕地保护优先情景下耕地面积比自然发展情景下多了171 km²,耕地保护效果显著。(3)2000—2020年,碳储量呈下降趋势,共计减少8.5×10⁶t。2030年自然发展情景下碳储量总量相较于2020年减少了4.065×10⁶t,生态保护优先情景下比自然增长情景高7.519×10⁵t,耕地保护...     

祁连山地区土地利用变化对碳储量的影响及经济价值估算

人类活动是土地利用变化的主要驱动因素，土地利用/覆盖变化通过影响陆地生态系统的结构和功能间接影响生态服务价值。本文基于土地利用转移矩阵和动态度分析了2000—2020年祁连山地区土地利用变化特征，应用InVEST模型估算了祁连山地区生态系统的碳储量，结合复利现值公式估算了各时期碳储量经济价值。结果表明：(1)2000—2020年草地和未利用地是祁连山地区的主要土地利用类型，占土地利用类型总面积80%以上，且两者之间转换最为显著。因人类活动加剧和城市化进程的推进，祁连山地区林地和未利用地面积减少，其他地类面积增加；(2)由于该地适宜的地理环境、植被保护力度的加强与人工管理的作用，2000—2020年祁连山地区碳储量增加44.26×10⁴t，并呈“西北低，东南高”的空间分布特征，与土地利用类型分布显著相关。其中，耕地、草地和水域碳储量增加73.1×10⁴t，林地和未利用地碳储量减少28.8×10⁴t;(3)2000—2020年祁连山地区碳储量经济价值由2325.9×10⁶元增加至3908.8×10     

1990-2021年黄河流域耕地与其他农用地转化空间格局及对耕地适宜性的影响

以30m分辨率土地覆盖栅格数据为基础，采用ArcGIS空间分析、土地利用转移矩阵、生态位等方法，分析黄河流域1990-2021年耕地与森林、灌木、草地等其他农用地的相互转化情况、空间格局演化特征及其对耕地适宜性的影响，为科学实施“进出平衡”制度、保障黄河流域粮食安全与高质量发展提供决策支撑。研究结果表明：1)1990-2021年黄河流域耕地向其他主要农用地净转出183.51万hm²,非耕农化率为4.9%,其中畜牧业发展对耕地的挤出效应最为明显。2)净转出耕地主要分布在青海、甘肃、陕西、山西以及蒙中等地区，其中乌兰察布、延安、榆林、忻州、吕梁、庆阳等地级行政区净转出面积较大，而蒙西、宁夏、豫北、山东等地区则以净转入为主。非耕农化率呈现与耕地净转出不同的分布格局，玉树、果洛、阿坝等地区耕地净转出较少但非耕农化率较高。3)黄河流域耕地与其他农用地转化空间格局演变对耕地的坡度、侵蚀风险、≥10℃积温、土壤pH等生态因子适宜性的影响是正向的，对年降水量、土壤质地和有机质含量等因子适宜性的影响是负向的，对综合适宜性的影响在整个流域层面是负向的，但在地级行政区层面，对更多数量地...     

宁蒙沿黄地带城镇用地变化及其生态效应

基于1990、2000年和2008年土地利用数据,采用城镇用地变化强度和生态环境指数,对宁蒙沿黄地带城镇用地变化时空特征及其生态环境效应进行定量分析,结果表明:1 1990—2000年和2000—2008年2期城镇用地变化强度指数分别为0.0092和0.046,1990—2000年城镇用地的主要来源是耕地、草地和水域,2000—2008年是耕地、草地和农村居民点。2 1990—2000年区域生态环境价值降低1 270.58,草地退化的贡献达50.16%;2000—2008年则上升343.76,其中林地的贡献最大,达49.48%。1990—2008年生态环境价值持续上升地区主要分布在沿黄河3大平原和山区过渡带,持续恶化地区主要分布在2大沙漠区。3 1990—2000年城镇用地对耕地变化的贡献最大(1.95%),2000—2008年对林地变化贡献最大(6.81%),前后两期城镇用地对草地变化的贡献扩大了15倍;耕地、草地、林地和水域对城镇用地引起生态环境价值变化的贡献依次降低。总体而言,1990—2008年宁蒙沿黄地带生态环境价值先降低后小幅上升;城镇用地变化对研究区生态环境价值净变化贡献较小,但增强趋势显著;耕地向林地和草地的转入是研究区近期生态环境价值略升的主要原因。     

赤峰市松同区土地利用动态变化及其原因分析

以TM遥感资料为信息源,利用3S技术手段,对内蒙古自治区赤峰市松山区1987,1993,2000年的土地利用变化进行了分析.结果表明,在不同年度内,其主要的土地利用类型为耕地、草地和林地.土地利用类型的总量变化也以这3种土地利用类型和建设用地变化最大.而从年变化速率看,1987-2000年,以建设用地的增加和未利用土地类型的减少最为快速.从土地利用类型转化的方向看,以耕地、草地和林地相互之间的转化最最为频繁.从土地利用类型的空间稳定性看,耕地的稳定性最高,其次为草地;而最不稳定的土地利用类型为未利用土地.利用相关分析所作的土地利用变化动因显示,该地区土地利用变化的驱动因素主要是社会与经济因素,其中以总人口、农业总产值、粮食作物产量总计、农牧民人均纯收入、化肥使用面积和化肥实物量等因子的作用最大,而自然因素对该地区土地利用变化的影响极小.     

基于地理探测器的甘肃农牧交错带土地利用时空演化及其驱动机制

基于RS、GIS以及地理探测器,结合社会经济统计资料,对甘肃农牧交错带2000—2020年土地利用结构、动态度、利用程度和地类转移进行分析,并探究土地利用变化在不同时期的驱动因素。结果表明：（1）2000—2020年,甘肃农牧交错带以耕地、林地和草地为主要用地类型,三者占比超过95%,土地利用结构差异度均小于0.01、结构总体趋于稳定,全域土地利用动态度总体呈先增加后放缓的趋势;（2）耕地、林地和草地的转化占研究区总体变化面积的96%以上,各地类间转换活跃,LUCC较集中分布于陇中黄土丘陵区和陇东黄土高原沟壑区;（3）在长时序土地利用变化情景下,地理探测器具有较好的适用性,甘肃农牧交错带土地利用变化在不同时段驱动因子相异,其变化受社会经济因素和自然地理因素共同作用驱动（前者对土地利用变化解释度更强）,各因子间交互作用均表现为双因子增强或非线性增强效应,双因子交互对土地利用变化的解释度强于单因子解释度。     

夜光影像数据的黄河流域城市群夜间经济时空演化与驱动因子

以黄河流域7大城市群为研究靶区，以2010、2015、2019年夜光影像数据为分析依据，采用平均夜光指数、标准差椭圆、灰色关联分析法对城市群夜间经济时空演化及驱动因子进行分析。结果表明：1)从城市总体看，夜间经济发展在黄河流域呈由下游到上游逐级变低的空间结构特征；高等级城市数量不断增加，低等级城市显著减少的时间演化特征。2)从各城市群看，夜间经济发展由高到低依次为：山东半岛城市群>中原城市群>晋中城市群>宁夏沿黄城市群>关中平原城市群>呼包鄂榆城市群>兰西城市群。2010-2015年城市群夜间经济呈现保持稳定或缓速增长态势，2015-2019年则呈现加速发展态势。3)从空间重心看，黄河流域城市总体夜间经济空间重心处于114.0946°E～114.2719°E和35.9545°N～36.0549°N之间。此外，各城市群空间重心均呈集聚分布，移动距离较小。4)从驱动因子看，7个城市群夜间经济的主导驱动因子主要有内源扩张力和经济支撑力两种，次级驱动因子则呈现河段差异性特征。     

晋陕蒙典型化石能源开发区土地利用变化及其生态响应

以晋陕蒙典型化石能源开发区———晋陕蒙接壤区为例,基于1995年、2000年、2005年、2010年和2015年5期土地利用遥感解译数据,采用土地利用转移矩阵模型和土地利用转型的生态响应模型,研究1995—2015年区域土地利用变化特征及其生态响应。结果表明:(1)1995—2015年,研究区耕地和草地面积分别减少676 km~2和1 808 km~2,林地、建设用地、水域和未利用地面积分别增加1 063 km~2、966 km~2、29 km~2和426 km~2,耕地、草地和未利用地的相互转换是土地利用变化的主导类型。(2)1995年以来,区域生态系统服务价值呈现增长态势,20 a间共增加了1.86×10~(10)元,其中林地、草地和水域的贡献最为突出。(3)近20 a,区域环境质量整体呈现先上升后下降的演变态势,在地域上存在恶化、稳定和改善3种演化类型,分别占区域总面积的21.89%、57.08%和21.03%。(4)水域、草地和林地的退化是区域环境质量恶化的主导因子,耕地和未利用地转换为草地、林地和水域,以及草地转换为林地和水域是区域环境质量改善的重要驱动因子。     

乌鲁木齐市生态环境遥感评价及驱动因子分析

生态环境质量评估对于区域社会经济的可持续发展至关重要。以新疆乌鲁木齐市为研究区,通过对2000年、2010年和2019年3期Landsat系列数据进行预处理,利用主成分分析法构建遥感生态指数(Remote Sensing Ecological Index, RSEI),使用地理探测器中单因子分析和多因子交互作用分析法对RSEI的8个影响因子(人口密度、土地利用类型、海拔高度、经济密度、绿度、湿度、热度和干度)进行影响程度的定量探测,进而揭示出影响研究区生态环境质量的主导因素。结果表明:(1)2000年、2010年和2019年乌鲁木齐市RSEI均值分别为0.21、0.21、0.23呈增加趋势,研究期内乌鲁木齐市生态变好的面积大于变差的面积,说明乌鲁木齐市的生态环境质量处于转好的状态;(2)近20 a研究区8个影响因子中单因子热度指标对RSEI的空间分异特征解释力最强;(3)研究区生态环境的空间分布特征是多种影响因子共同交互作用的结果,在考虑多因子交互作用情景下人口密度,绿度指标和干度指标是区域生态环境质量状况的主要影响因素和关键驱动力。评价区域生态环境质量,了解生态环境状况及掌握其变化规律,不仅有利于促进区域经济可持续发展,而且对于城市生态文明建设具有重要的现实意义和参考价值。     

近25 a关中地区土地利用及其景观格局变化

近25 a来,受自然环境和人类活动的影响,陕西省关中地区土地利用及景观格局发生了明显变化。以陕西省1990—2015年4期30 m栅格土地利用数据为基础,利用GIS技术和景观生态学方法,对研究区土地利用和景观格局时空变化特征及其驱动力进行分析。结果表明:(1)研究区土地利用类型以耕地、林地和草地为主,其中耕地面积最大,1990、2000、2010、2015年分别占46.25%、45.81%、44.73%和43.94%;(2)研究期内,耕地、草地面积持续减少,其中耕地减少面积较大,减少了12.79×104hm~2,林地、水域、城乡工矿居民用地面积均呈增加趋势,城乡工矿居民用地面积增加了14.94×104hm~2,增加幅度69.88%,未利用土地减少0.58×104hm~2,减少幅度38.16%;(3)由于人类活动干预,研究区土地利用类型相互转化频繁,主要表现为耕地转为城乡工矿居民用地、草地和林地,草地去向和来源主要为耕地和林地,林地去向和来源主要为耕地和草地等;(4)研究区景观形状指数、香农多样性指数和均匀度指数分别从204.693 4、1.774 6、0.574 1上升到211.805 5、1.851 8、0.599 1,表明景观破碎化程度升高,异质性增加;(5)研究区土地利用景观格局变化的驱动因素是社会经济发展及区域政策和农业生产。     

赤峰市松山区土地利用动态变化及其原因分析

以TM遥感资料为信息源 ,利用 3S技术手段 ,对内蒙古自治区赤峰市松山区 1987,1993,2 0 0 0年的土地利用变化进行了分析。结果表明 ,在不同年度内 ,其主要的土地利用类型为耕地、草地和林地。土地利用类型的总量变化也以这 3种土地利用类型和建设用地变化最大。而从年变化速率看 ,1987- 2 0 0 0年 ,以建设用地的增加和未利用土地类型的减少最为快速。从土地利用类型转化的方向看 ,以耕地、草地和林地相互之间的转化最为频繁。从土地利用类型的空间稳定性看 ,耕地的稳定性最高 ,其次为草地 ;而最不稳定的土地利用类型为未利用土地。利用相关分析所作的土地利用变化动因显示 ,该地区土地利用变化的驱动因素主要是社会与经济因素 ,其中以总人口、农业总产值、粮食作物产量总计、农牧民人均纯收入、化肥使用面积和化肥实物量等因子的作用最大 ,而自然因素对该地区土地利用变化的影响极小。     

内蒙古黄河流域1990—2020年生境质量评估

内蒙古黄河流域是中国重要的生态区域,探究其生境质量变化能够为区域生态环境保护提供重要基础信息。本研究基于1990—2020年土地利用/覆盖数据,采用InVEST模型和地理探测器分析方法,揭示内蒙古黄河流域生境质量时空格局及其驱动力。结果表明：（1）内蒙古黄河流域生境质量总体呈现北低南高的空间分布格局,具有显著的空间聚集性。生境质量等级为低的区域面积占比为23.50%,主要分布在库布齐沙漠以及研究区东南部;（2）1990—2020年,研究区生境质量呈现先降低后小幅回升的变化趋势。生境质量退化的区域面积占比为11.97%,主要集中在研究区北部和黄河两岸附近,是耕地扩张和沙地分布区域;（3）地形、植被和土壤类型等自然因子是生境质量空间分异特征的主要驱动因子,任意两种进行交互探测的因子对生境质量空间分异的解释力都要大于其单一因子的解释力。建议未来生态治理和恢复工作应重点关注研究区北部生境质量发生退化的区域,研究结果可为区域生物多样性的保护和生态环境的恢复提供借鉴和参考。     

近30年关天经济区植被净初级生产力对土地利用变化的动态响应

利用1980-2010年4期Landsat遥感影像,获取相应年份的土地利用图,并提取NDVI,在此基础上利用CASA模型计算关天经济区植被NPP,计算分析土地利用变化对NPP的影响。结果表明:1)林地NPP均值最大(383.38gC·m-2·a-1),其次是草地、耕地,建设用地NPP最低(271.66gC·m-2·a-1)。2)关天经济区近30年NPP呈现先降低后增加再小幅降低的趋势,1980年的植被NPP为2.3×107gC·m-2·a-1,2000年为1.7×107gC·m-2·a-1,2005年为3.2×107gC·m-2·a-1,2010年2.2×107gC·m-2·a-1。3)关天经济区植被NPP在空间上分布不均衡。秦岭山区以及宝鸡与天水交界处的山区植被NPP高,秦岭山区植被NPP高达631.15gC·m-2·a-1,而低值区(53.85gC·m-2·a-1)位于经济发达的关中平原。4)土地利用变化区域,土地利用类型变化对区域植被NPP的影响显著,耕地转变为建设用地使NPP降低,关中平原与天水地区人口居住区与开垦区植被NPP明显下降,土地开发利用导致了植被NPP的降低。所以,关天经济区在维持经济发展的同时,要控制建设用地的无序增长,维持好区域的植被覆盖,保障区域生态平衡。