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。     

基于不同情景的嘉兴市生态系统服务价值分析

以2000、2010年两期土地利用数据为基础,结合CLUE\|S模型与Markov模型预测了2020年嘉兴市3种不同情景（自然增长情景、生态保护情景和土地优化情景）下的土地利用变化,并据此分析了3种情景下生态服务价值的变化情况。结果表明,至2020年,嘉兴市生态系统服务价值从高到低依次为生态保护情景>土地优化情景>自然增长情景。相对2010年,自然增长情景损失值最高,为136亿元,土地优化情景损失值为087亿元,而生态保护情景损失值仅为027亿元,表明通过采取降低耕地向建设用地的转化速率、增加林地面积的生态保护措施,可以大大提高嘉兴市的生态服务功能。因此,建议嘉兴市政府在增加森林覆盖面积的同时,还要严控城市无序扩张。     

基于MCE-CA耦合模型的嘉兴市土地利用预测情景下生态敏感性评价

基于全国生态环境10年变化 (2000-2010年) 遥感调查与评估项目中嘉兴市2000年、2005年和2010年3期TM 遥感影像数据,运用MCE-CA 模型,预测出2005年、2010年土地利用格局,与实际情况进行模拟精度检验,其Kappa系数达到0.94 和0.92,证明模型精度很高。通过MCE-CA 模型预测嘉兴市2015年、2020年土地利用格局,计算生态服务价值变化率与土地利用强度变化率的比值得到土地利用变化下的生态敏感性指数,运用ArcGIS 空间叠加功能分析其过程,目的在于得到生态敏感性分布情况。得出:2000-2020年嘉兴市的景观格局发生了较大变化,耕地大幅度减少,建设用地大幅度增加。2000-2010年生态敏感性急剧增高,说明近10年生态环境受到威胁愈来愈严重;2010-2020年在林草湿地不可转化为建设用地,耕地和未利用地可转化为建设用地的预测情境下,生态敏感性有所降低,生态环境得到改善。此土地利用与生态敏感性预测结果对嘉兴市的城市规划、可持续发展具有一定的借鉴作用。     

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。     

基于Markov模型的土地利用类型面积变化的研究

根据2005~2010年成都市温江区土地利用现状图,基于ArcGis平台,应用马尔科夫模型预测了该区2015、2020和2025年的土地利用变化情况。结果表明:未来十几年耕地面积将不断减少,城乡建设用地面积将不断增加;与2010年相比,2025年的耕地面积将减少38.12%,城乡建设用地面积将增加53.23%。     

耦合GMOP与PLUS模型的干旱区土地利用格局模拟

为模拟昌吉回族自治州自然发展情景下未来土地利用格局变化趋势,构建区域内经济效益和生态环境效益协同优化的土地利用空间分布格局,运用PLUS模型和GMOP模型,基于2010、2020年土地利用现状数据,借助土地利用动态度和土地利用转移矩阵对研究区土地利用趋势进行分析和情景模拟。结果表明,2010—2020年昌吉州地类变化主要是由草地向其他土地利用类型转入,其中草地退化为未利用地的占比最高,为58.76%。基于PLUS的自然发展情景模拟,2030年建设用地扩张,南部山区草地退化,土地经济效益相比2020年增加91.43%,而生态价值却减少了1.40%;基于GMOP-PLUS耦合模型的多目标优化情景模拟,2030年草地退化和建设用地扩张趋势得到控制,未利用地得到较大程度的开发利用,实现了土地经济效益（81.90%）和生态价值（5.61%）双提升。研究表明,GMOP-PLUS模型既实现了研究区土地利用类型在结构上的优化,又能较好地模拟各地类空间分布格局,可为昌吉回族自治州未来土地利用规划编制和土地可持续利用情景预测提供理论依据。     

信宜市土地利用变化对生态服务价值的影响

土地利用变化与生态系统服务价值相互影响、相互制约,定最研究土地利用变化对生态系统服务价值的影响,可为经济社会和生态环境的协调发展提供参考依据.利用单一土地利用动态度模型分析了1996-2007年广东省信宜市土地利用的变化情况,参考生态系统服务价值系数,对信宜市生态服务价值进行了定量研究.结果表明信宜市土地利用变化主要体...     

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。     

基于修正生态服务价值的长沙市土地利用结构研究

对长沙市1996、2006、2016年土地利用数据进行处理,采用替代市场法对生态系统服务价值(ESV)模型进行完善和修正,用生态服务价值代替土地面积计算土地利用结构信息熵,对土地利用结构有序度进行评价,为土地资源可持续利用提供参考。结果表明,20年间长沙市ESV共减少391754.68万元,其中湿地ESV减少最多;从空间来看,长沙县ESV减少最多。1996-2016年间开福区土地利用结构最无序,浏阳市土地利用结构性最强,各区域土地利用结构有序度发生不同程度的波动。研究为长沙市土地可持续利用、生态环境保护提供参考。     

基于GIS的干旱区绿洲县域土地利用生态风险分析及预测

[目的]研究干旱区绿洲县域土地利用生态风险评价及预测。[方法]以新疆拜城县为例,ArcMap 10.3为技术支持,2009和2016年的遥感影像为信息源,构建了拜城县的综合性生态风险指数(ERI)并借助GIS进行空间插值,由此分析了拜城县土地利用生态风险动态演变以及不同等级的生态风险的空间分布特征。并通过马尔科夫预测模型预测拜城县2020年的土地利用结构变化,揭示土地利用结构的变化对新疆典型干旱区绿洲县域生态风险的影响。[结果]2009—2016年拜城县耕地和建设用地面积增加,林地、草地、水域和其他用地面积明显下降。通过预测所得,与2016年相比,2020年建设用地和其他用地面积明显增加,耕地、林地、草地和水域面积明显减少。2009年拜城县ERI为0.024,2016年增长为0.026,随着生态环境的持续恶化,2020年增长至0.031。[结论]在未来土地利用结构调整过程中,人们应加强保护环境的意识,在拜城县构建良好的生态用地格局,提高全县生态系统服务功能,降低人类活动对环境造成的不良影响。     

基于Markov的山西岔口小流域土地利用变化预测

为了探究验证土地利用覆被变化是山西岔口小流域水土流失的主要风险源,以流域2008和2010两年的矢量化土地利用现状图为数据,提取分析土地覆被变化数据构建马尔科夫模型,利用转移概率矩阵对流域2020年的土地利用覆被变化做出了预测。结果表明,按照目前趋势发展,坡耕地和裸地面积会不断减少,到2020年分别减少至1348.81hm2和763.54hm2;乔木林和梯田的面积则会逐步增加到3985.74hm2和1339.65hm2。耕地改良和退耕还林还草工程将取得实质性成果,流域生态将得到逐步恢复,水土流失将有效减少。     

基于土地利用变化的生态服务价值当量法适用性研究——以西安市为例

基于2010—2020年西安市土地利用数据和农业成本收益数据,根据当量因子法的研究框架对研究期内西安市生态服务价值系数进行修正,估算研究时点的生态服务价值总量,并对其变化特征和土地利用演变情况进行分析.研究表明,2010—2020年西安市耕地、林地、草地面积均呈现出递减趋势,人类活动土地生态系统的干扰程度明显加深,土地...     

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。     

基于土地利用的北京市多情景模拟下生态服务价值影响评估

【目的】土地利用/覆盖变化(LUCC)是影响区域生态系统服务价值的重要因素,结合可持续发展框架分析土地利用演变对生态系统服务价值(ESV)的影响,有助于对区域生态文明建设提供科学参考。【方法】利用北京市2010和2020年的土地利用现状图,通过Markov-CLUE-S耦合模型模拟出2030年3种发展情景下的土地利用格局,结合可持续发展目标15(SDG 15)指标讨论土地利用变化对ESV总量的影响。【结果】(1)2010-2020年北京市土地利用变化总体呈耕地、草地和水域面积缩减,林地和建筑用地扩张的格局。2020-2030年,自然发展情景(NIS)下各地类变化趋势较2010-2020年幅度有所减缓;生态保护情景(EPS)下林地和水域面积较2020年涨幅分别为4.96%和14.26%;耕地保护情景(CPS)下耕地缩减和城市扩张情况得到有效遏制;(2)2010年、2020年和2030年(NIS、EPS、CPS)的ESV总量分别为418.4×10⁸、409.9×10⁸、403.6×10⁸、432.4×10⁸     

宜阳县土地利用变化的生态环境效应分析

以宜阳县1995～2008年期间的土地利用变更数据为基础,采用土地利用动态变化模型和国内外学者在生态系统服务价值估算的方法与模式,分析土地类型变化及其所导致的生态服务价值变化情况;结果表明,在1995～2008年期间,宜阳县林地、园地和建设用地面积呈现增长趋势,耕地、草地和未利用地呈现减少趋势,滩涂、水域和其他农用地变化幅度较小;土地类型面积变化导致了宜阳县生态服务价值的增加;宜阳县土地利用类型的变化有利于生态系统的优化,有助于生态环境向可持续方向发展。     

吉林省白城市生态系统服务价值预测研究

以吉林西部白城市为研究区,利用2000,2010,2014年3期TM/LOI遥感影像,采用人机交互解译方式提取各期土地利用信息,通过空间分析与统计分析确定2000—2010年土地利用类型面积转移情况,并运用CA\|Markov模型对2020年的土地利用情景进行预测。参照修订后的中国陆地生态系统单位面积服务价值表,对研究区未来生态系统服务价值进行预测估算。结果表明：到2020年,白城市土地利用类型将发生较大变化,旱田、水田、林地、草地和建筑用地面积呈增加趋势,其中,旱田增幅最大,水域、湿地和未利用地面积呈减少趋势。生态系统服务价值减少不显著,预计由2010年的5021×108元减少到2020年的4919×108元。精度检验及敏感性分析表明,研究结果可信。本研究可为生态系统服务价值预测提供方法,对区域可持续发展亦具有重要意义。     

基于Markov模型的土地利用类型面积变化的研究

根据2005²010年成都市温江区土地利用现状图,基于ArcGis平台,应用马尔科夫模型预测了该区2015、2020和2025年的土地利用变化情况。结果表明:未来十几年耕地面积将不断减少,城乡建设用地面积将不断增加;与2010年相比,2025年的耕地面积将减少38.12%,城乡建设用地面积将增加53.23%。     

土地利用方式转变的生态服务价值研究——以城乡交错带西安郭杜教育科技产业开发区为例

城乡交错带土地利用方式的演变对区域生态服务价值变化影响显著．该研究基于1990～2010年西安市城乡交错带的土地利月／土地覆被变化情况,运用生态系统服务功能价值模型评估方法．研究土地利用方式转变与生态服务价值之间的关系,通过空间尺度的纵向与横向分析,进而推断出影响生态系统服务价值的主要驱动因素。,结果表明：近2（）年来城乡交错带的土地利用结构决定其生态服务价值,该地区生态服务价值总体呈增加趋势,但建设用地面积剧增,林地、水域和草地面积的减少是总服务价值增加缓慢的主要影响因素;引起城乡交错带生态服务价值变动的主要因素由人口质量和城市化速率决定,并日趋明显     

基于生态服务价值的德州市土地利用评价

以德州市土地利用动态数据为基础,采用Costanza等和谢高地等确定的生态服务价值评估方法,对不同土地利用类型单位面积生态服务价值进行了校正,对德州市因土地利用变化引起的生态服务价值进行估算。结果表明,1996～2008年,德州市农田、未利用地面积减少,城乡建设、交通用地面积增加;研究期内,因土地利用变化生态服务总价值也不断变化,1996年为114.540×108元,2008年为172.347×108元,净增57.807×108元,生态系统服务总价值年变化率为4.206%;不同生态服务类型价值中气候调节功能最大占22.08%,其次是废物处理功能占16.70%,生物多样性维持功能有增加趋势,年变化率为0.127%;林地面积的增加对生态服务功能的增加贡献较大,城市建设用地和交通用地的增加降低了区域生态服务功能的总价值。根据结果分析了德州市土地利用结构变化的原因,提出了土地利用基本建议。     

喀斯特山区都市土地利用变化与ESV关系研究——以贵州省贵阳市为例

为合理利用喀斯特山区的土地,选取贵州省贵阳市作为研究区域,基于Logistic-CA-Markov模型预测不同情境下2020年贵阳市土地利用情况并对土地利用变化驱动下的生态系统服务价值(ESV)进行评估。结果表明,贵阳市在2000—2010年年间,草地、耕地、林地均有向居民工矿用地转移的趋势,居民工矿用地面积增加202.53 km2,耕地面积减少了452.90 km2,ESV呈上升趋势,林地生态系统服务价值贡献最大;借助Logistic-CA-Markov模型模拟出贵阳市2010年土地利用格局,得到其Kappa系数约为0.78,说明模拟的效果较好,经济快速发展情境下的贵阳市2020年居民工矿用地较自然情境下的面积增加更多,林地、草地、耕地均有所减少,在空间上主要以城区为中心扩展;基于预测结果评估土地利用变化驱动下的ESV,2010—2020年年间各土地利用类型服务价值均有所下降,情境Ⅱ中ESV下降了87.93千万元,经济建设对生态环境已经产生了负面影响,喀斯特山区都市的生态环境形势仍然严峻。