基于地统计学的田块尺度盐碱土特性研究

精确掌握盐碱化土壤特性的空间分异情况,可为盐碱地综合利用、土壤资源可持续利用及生态环境保护提供更加科学的理论依据。为此,选取东北松嫩平原盐碱化土壤为研究对象,应用网格法采集田块尺度下盐碱化土壤表层(0~20 cm)样本,利用地统计学原理和GIS技术,研究了该田块土壤的电导率、pH值、容重、孔隙度、含水量及饱和持水量的空间分异特征,结果表明:这些指标在统计上均服从正态分布,在空间上存在明显的分异性;该田块土壤整体发生轻度盐碱化(土壤电导率为123.1~316.0μs/cm,pH值为7.56~8.17),与地面高处相比,低洼处的盐碱化程度更强;土壤pH值和含水量的主导影响因素为结构性因素(气候、母质、土壤类型等自然条件),土壤电导率、容重、孔隙度、饱和持水量的主导影响因素为随机性因素(施肥、灌溉、耕作措施等人为活动)。     

黑龙江省肇源县土壤汞的空间分异研究

研究土壤汞的空间分异,可以探明影响汞分布的因素,从而有助于解决汞污染等重大生态环境问题。以肇源县的表层和深层土壤为研究对象,利用统计指标、GS⁺软件中的半方差函数模型和ArcGIS软件支持下的克里格插值法,对258个深层土壤样品和1 030个表层土壤样品进行分析,探讨了研究区重金属汞的积累特征。结果表明:样本点之间具有一定的空间相关性。表层土壤汞分布较深层更为不均匀,表层差异更大主要是受人为因素影响,与灌溉、施肥、工农业活动密切相关。深层土壤汞分布状况主要受自然因素影响。     

基于生态服务价值的沱江流域土地景观生态风险时空分异研究

[目的]探究沱江流域基于生态服务价值的生态风险时空分异的特征,为基于生态服务价值的沱江流域生态风险管控决策提供一定依据。[方法]借助ArcGIS,GeoDa,GS~+和Conefor Sensinode等软件,以沱江流域为研究区,基于2000,2005,2010和2015年4期遥感土地利用数据,计算研究区生态服务价值,对生态风险计算方法进行改进,构建基于生态服务价值的生态风险评价指标体系,运用空间自相关分析和地统计分析方法,探讨位于快速城市化地区的沱江流域生态风险的时空分异规律。[结果]①沱江流域土地利用动态变化显著,用地类型以耕地转建设用地和林地转耕地为主。②沱江流域生态服务价值总量先增后降,耕地、林地对生态服务价值的贡献最大。③生态风险值总体呈上涨趋势,生态风险等级由以较低、中等生态风险为主向以中等生态风险为主转移,中等生态风险区域面积大幅增加。④研究区生态风险等级分布差异明显,高风险区和较高风险区主要分布在研究区北部,中等和较低风险区分布在研究区中部和南部,生态风险总体北大于南。[结论]土地利用变化会对生态服务价值产生重要影响,进而对沱江流域的生态风险产生影响。     

基于地统计学的作物需水量空间变异性分析

依据宝鸡峡灌区11个站1981-2008年各月的气象资料,基于ArcGIS 9.2平台,运用地统计学分析了灌区三种主要作物多年平均需水量在空间上的变化规律.通过反距离权插法与克里格插值的比较,显示了地统计插值较确定性插值的优越性.分析结果表明:灌区不同作物需水量差异较大,冬小麦多年平均需水量459.5～559.6mm,玉米454.6～528.3mm,棉花609.2～681.3mm.但是,各种作物多年平均需水量的空间分布呈现出类似规律,均在西南-东北方向上变程最大,眉县附近需水量最小,往东北方向逐渐增大.     

于田绿洲典型区域土壤盐分空间分异规律研究

应用地统计学方法对于田绿洲典型区域土壤盐分空间分异规律进行了研究。结果表明,于田绿洲土壤盐渍化严重并表现出表聚现象。由于人类活动干扰,表层土壤盐分变幅最大;0—5cm土层土壤盐分表现出强烈的空间相关性,5—30cm土层次之,30—70cm土层土壤盐分的空间相关性很弱。水平方向上,0—30cm土层中土壤盐分从东向西先增大,后减小,再增大,再减小;30—70cm土层中土壤盐分从东向西逐渐减小;研究区南北两侧土壤盐分含量高,中部盐分含量低。垂直方向上,盐碱地和高、中密度草地土壤盐分含量较高,呈现出自上而下逐渐减小的分布趋势。其中盐碱地土壤盐分含量最高,高密度草地土壤盐分的垂直变化幅度大于中密度草地,低密度草地和农田土壤盐分含量较低,且垂直变化不大。不同地形和土地利用带来的土壤水分运动差异,是绿洲土壤盐分空间分异的主导因素。     

双城市土壤重金属空间分异及影响因子分析

采用地理信息系统（GIS）和地统计学相结合的方法,研究了黑龙江省双城市的土壤全量铜、锌、铅、镍、镉5种重金属元素的空间分异规律及其影响因子。结果表明：研究区土壤锌、镍、镉具有强烈的空间相关性,表明这3种元素受土壤内在属性影响较大;而铜、铅具有中等强度的空间相关性,表明这2种元素由土壤内在属性和人为因素共同起作用。镉、铅、铜较锌、镍的变程小,说明前3种重金属元素含量可能主要受到较小尺度因子的影响。研究区土壤各重金属元素空间分异规律如下：铜和镍呈东高西低的趋势,铅呈南高北低的趋势,而锌和镉分别表现为块状分布和岛状分布的特点。影响重金属元素空间分布的影响因子主要有自然因素（土壤类型、高程、土壤理化性质等）和人为因素（乡镇、道路、各种工厂等）。     

土壤侵蚀空间变异性及趋势预测的地统计学分析

根据研究区璧山县狮子小流域的土壤侵蚀空间变异特征，应用地统计学方法分析结果表明，土壤侵蚀在西北-东南方向呈现明显的自相关性和方向变异性，其变异性特征与研究区域的地形地貌分布特征及土地利用结构分布特征一致。经Kriging预测值与USLE方程预测结果对比分析表明，研究对象的空间变异规律认识程度对地统计学方法预测模型的建立及预测结果精度影响较大。     

基于 GIS 技术的福建省耕地价值评价及其空间分异

借助 GIS 与数学模型集成技术,在耕地主要农作物栅格空间生产潜力和用地适宜性评价基础上,研究探讨区域耕地价值及其空间分异,结果表明福建省耕地价值变化于 84.09～750.53 万元/hm2,总价值为 5.92 万亿元,福州市耕地总价值(7053.93 亿元)＞泉州(6774.95 亿元)＞漳州(6639.12 亿元)＞南平(4570.49 亿元)＞龙岩(4478.87 亿元)＞宁德(4254.15亿元)＞三明(3916.01 亿元)＞莆田(2909.00 亿元)＞厦门(1234.06 亿元),耕地单位面积价值量总体上呈现由闽东南、闽南沿海地区向闽东、闽西和闽北丘陵山地区递减的趋势.     

环京津地区土地生态服务价值时空分异特征

为促进京津冀一体化协同发展及生态环境建设,利用遥感解译获得的环京津地区73个县(市)的土地利用变化数据,计算1996~2011年该区域的土地生态服务价值,并运用敏感性指数验证了所计算的土地生态服务价值可信度。引入生态系统服务价值动态度及相对变化率指数模型,分别对环京津地区土地生态服务价值的时间、空间变化进行了分析。结果显示:在空间分布上,环京津地区土地生态服务价值表现出由西北向东南逐渐减少的特征;在时间变化上,环京津地区不同的土地利用类型生态系统服务价值量变化规律略有不同,其中园地、水域的生态服务价值量变化最为剧烈;耕地、草地的生态系统服务价值量变化最为缓和,但环京津地区土地生态服务总价值随时间的推移呈缓慢减少的趋势;在空间变化上,西部高山丘陵区的土地生态服务价值变化较剧烈,东南部平原区变化较缓,1996~2011年间,生态服务价值变化最剧烈的地区集中在保定西部山区及张家口局部地区。     

基于地统计学的河南省封丘县土壤养分空间变异研究

以河南省封丘县为研究区,利用ArcGIS 9.2的地统计分析模块研究了该区土壤养分的空间变异性。结果表明,河南省封丘县0—20cm耕层土壤中有机质、速效钾、铵态氮含量(经对数转换后)均服从正态分布,有机质的变异系数最高(0.665 6),铵态氮的居中(0.411 6),速效钾系数最小(0.321 3),均属于中等强度变异。空间结构性分析表明,铵态氮较好地符合指数模型分布,速效钾符合球状模型,有机质符合高斯模型。普通Kriging插值的结果可知,有机质、铵态氮空间分布表现为条带状格局,速效钾表现为斑块状的格局。有机质空间分布为沿东北—西南的中间带分布较高;速效钾为中部偏北地区分布较高,东南方向地区分布较低;铵态氮呈现出西北高,东南低的趋势。     

基于土地利用变化的区域生态服务价值研究

以Costanza的生态服务价值理论为基础.结合重庆市区30 a土地利用变化特征,重点分析了其对生态价值的影响.通过对1975,1987,1995,2000和2005年遥感影像的解译获得研究区5期土地利用图,引入单一土地利用动态度和土地利用程度指数来分析土地利用变化的规律.在此基础上,计算了不同研究期不同地类生态的服务价值,重点分析了生态价值的总体变化规律;针对山地型城市分析了生态价值结构的变化规律;进而从土地利用变化对生态价值影响力的角度,引入土地利用变化生态效应指数和生态效应度,从定量分析的角度明确了土地利用变化对生态价值的影响程度及绝对影响力.研究结果表明,在研究区要有效控制城市建设用地的扩张速度,提高山地型城市建设用地的集约度;在经济增长的可控范围内,减慢土地利用程度增加的速度;加强生态水域与生态林的规划,可以有效地提高山地型城市的生态服务价值.     

中国耕地空间格局变化及其生态系统服务价值响应

研究耕地空间格局变化对耕地生态系统服务供给能力的影响,能为我国耕地空间格局优化和耕地生态保护提供科学参考,具有重要的理论和实践意义。以往研究缺乏全国耕地生态系统服务供给能力动态变化的综合研究,因此在深入分析耕地空间格局演变的基础上,构建了图斑尺度的耕地生态系统服务价值时空异质评估模型,全面评估2000—2015年我国耕地生态系统服务价值,探究了我国耕地生态系统服务供给能力时空变化规律。结果表明:(1)2000—2015年,中国耕地重心持续向西北方向迁移,水田和旱地重心分别向西北和东北迁移。北方干旱半干旱区旱地持续增加,东北平原区水田持续增加,其他农业区耕地持续减少;(2)2000—2015年我国耕地生态系统服务总价值和单位面积价值均减少,减幅分别为1.35%和0.55%。耕地供给服务总价值和单位面积价值增加,调节服务、支持服务和文化服务总价值与单位面积价值均减少。(3)中国耕地生态系统服务价值变化空间分异明显。北方的北方干旱半干旱区、东北平原区耕地生态系统服务总价值增加,单位价值减少; 青藏高原区耕地生态系统服务总价值和单位价值均减少; 其他农业区耕地生态系统服务总价值减少,而单位价值增加。应通过优化耕地空间格局、精准实施耕地休养生息策略、建立耕地保护生态补偿机制等有效提升耕地生态系统服务供给能力。     

基于生态系统服务功能价值的湖北省恩施地区生态补偿研究

[目的]对湖北省施恩地区进行生态价值及生态补偿研究,以期充分发挥恩施地区生态资源丰富的优势,为区域生态补偿机制的建立提供理论依据。[方法]依据相关遥感及社会经济统计数据,对恩施地区2000及2010年生态系统服务功能价值当量及2010年生态价值、生态补偿额度和生态补偿优先指数进行计算和分析。[结果](1)恩施地区2000及2010年生态系统服务价值当量分别为7.84×107,5.88×107,10a期间生态当量下降了25.07%;(2)2010年研究区生态价值2.89×1010元,生态补偿优先顺序为:鹤峰县宣恩县利川市咸丰县巴东县建始县恩施市来凤县。[结论]恩施地区生态补偿优先指数与各县贫困村比例、人均生态系统服务功能价值成正相关性,人均生态系统服务功能价值与各县贫困村比例也存在较强的正相关。     

基于生态服务功能价值的会仙岩溶湿地生态补偿研究

借鉴条件调查法（CVM）中有关受偿意愿（WTA）和支付意愿（WTP）的基本原理及调查方法,调查了解会仙湿地周边居民的生态受偿意愿和桂林市市区居民对会仙湿地的生态支付意愿。运用市场价值法、影子价格法、替代花费法、条件价值法等方法对湿地生态系统的主要生态服务价值进行了核算。结果表明:（1） 会仙岩溶湿地生态服务价值为512 484 929.2元/年,平均39 180元/（hm²·a）;（2） 适宜的生态补偿值为16 144.5元/（hm²·a）。（3） 适宜的生态补偿的方式应该为现金补偿、政策补偿和智力和技术补偿。     

贵州省玉屏县土地利用格局时空变化对生态服务价值的影响

采用土地资源利用动态度等相关模型对玉屏县土地利用数据进行分析处理,引用中国陆地生态系统服务价值测算方法对玉屏县土地利用变化引起的生态系统服务价值变化进行测算。结果表明:1999—2013年期间林地、城镇村及工矿用地总体上呈增加趋势,园地、水域及水利设施用地有所减少,土地利用类型主要由园地、草地、水域及水利设施用地向交通运输用地、城镇村及工矿用地发展;1999—2013年间生态系统服务价值处于可持续发展状态,土地利用变化的生态效益显著,而生态系统服务价值主要是由耕地、林地、草地、水域及水利设施用地支撑。     

土地整理对区域生态系统服务价值的影响分析

现阶段,土地整理成为减缓耕地减少,确保国家粮食安全的有效措施,并取得了良好的经济、社会效益。采用生态系统服务价值评价方法,对项目区整理前后的土地利用变化进行分析,研究发现:耕地的生态服务价值得到提升,同时区域生态系统总值下降,并提出了相应的对策。     

土地利用变化对区域生态服务价值的影响研究

本文利用三峡库区1996年、2000年和2005年土地利用数据,采用动态度模型和生态服务价值模型,分析了耕地、林地、草地和水域这四种土地利用系统结构和生态服务价值的变化规律。研究结果表明:（1）1996—2005年林地、水域面积在增加,耕地和草地面积在减少;林地、水域增长的速度较快,而耕地、草地减少的速度较慢。（2）三峡库区1996年、2000年及2005年土地生态服务价值分别为485.96亿元、726.32亿元和902.29亿元,林地的生态服务价值占主导。（3）经济发展会影响区域生态服务价值的提升,尤其是城市化对生态服务价值的负面影响最为明显。（4）生态服务价值的分区变化比较明显,但是高价值区和低价值区变化比较小。（5）从生态服务价值的内部结构来看,水源涵养的功能占主导。     

中国土地利用与生态服务价值空间动态研究——以地级及以上城市为例

为了研究土地利用对生态服务价值(ESV)的影响,基于中国地级及以上城市1990—2018年土地利用和社会经济数据,采用土地利用动态度、ESV评估模型、敏感性指数和空间自相关等方法,对研究区土地利用和ESV的时空分异特征进行了研究,分析了ESV与综合土地利用动态度、社会经济指标的空间相关性。结果表明:整体而言,除草地面积减少外,其他用地类型均有增加,各用地类型的动态度存在明显差异,综合土地利用动态度随年份有所增加; 研究期内,ESV总体上呈减少趋势,不同土地类型生态服务价值敏感性指数均<1; 研究期内生态服务价值变动与综合土地利用动态度呈负相关,各年份生态服务价值与社会经济指标综合值的双变量LISA图空间特征较为一致,低—高型主要分布于经济发展较快的中、东部地区,高—低型则主要分布于草地面积广泛、经济发展较为落后的西部地区。不同用地类型和社会经济因素对不同区域ESV影响具有一定差异,可为实现中国促进区域环境保护和经济可持续发展提供更加科学的决策服务。     

和田河流域土地生态系统服务价值变化及敏感性研究

为了探究和田河流域综合治理项目的生态效益,基于和田河流域1990年、2000年、2010年的遥感解译数据,并选取符合干旱区特点的Constanza价值系数,依据研究区的实际情况进行修正,分析了1990—2010年的土地类型面积变化、生态服务价值变化,探讨了服务价值对系数变动的敏感性。结果表明:(1)1990—2010年林地面积增加29.33%,变化幅度最大;草地、耕地、湿地的面积分别减少7.42%,17.45%,7.1%,变化幅度相对较小;河湖与荒漠面积的减少幅度均在1%以下;(2)和田河流域生态系统服务总价值在1990年、2000年、2010年分别为380.62亿元、341.82亿元、350.83亿元,2000年比1990年减少了10.19%,2010年比1990年减少了7.83%;(3)经敏感性分析验证,估算结果对生态服务价值系数的敏感性指数均在0.35以下,所选价值系数合理,研究结果可信。     

基于GEE的昆明市生态系统服务价值与生态风险变化

[目的] 研究区域生态系统服务价值和生态风险变化及影响,为土地资源合理利用及国土空间生态修复提供决策支持。[方法] 以Landsat遥感影像为数据源,使用GEE(Google Earth Engine)平台随机森林分类方法对云南省昆明市1990-2020年的土地利用变化信息进行提取,基于解译结果进行空间动态变化分析,采用当量因子法估算生态系统服务价值,运用生态风险模型揭示生态风险变化趋势,并借助双变量空间自相关模型计算二者的相关性。[结果] ①1990-2020年,昆明市土地利用类型中林地和草地占地面积最大,建设用地面积明显增加,耕地、草地和林地面积减少。②昆明市生态系统服务价值总体呈逐年上升趋势,共上升3.08×10⁸元,生态保护政策的有效实施对生态系统服务价值的提升有积极作用;研究期间生态风险以中、低风险为主,占总面积的79 %,生态风险总体均值下降了0.12,城市经济发展与环境保护向良性态势发展。③生态风险对生态系统服务价值变化具有一定的影响。随着时间的推移,高价值-高风险区面积逐渐减少,低价值-低风险区面积逐渐增加,无明显极值。[结论] 将区域生态系统服务价值和生态风险结合,能够较好地刻画昆明市人类活动所引起的生态环境状况的改变,为环境保护和高质量的可持续发展提供决策管理参考,有效防范生态风险,使昆明市经济发展与环境保护向良性态势发展。