黄土高原藉河流域径流对气候和土地利用变化的响应

[目的]揭示黄土高原区中尺度流域径流对气候和土地利用变化的响应规律,为合理解决流域水资源利用和实现水资源的可持续管理提供理论支撑。[方法]以黄土高原藉河流域为研究对象,采用Mann-Kendall检验、距平累积曲线、双累积曲线以及分离评判法等方法进行研究。[结果](1)1962—2010年藉河流域年降雨呈下降趋势,但下降趋势不显著(p0.05);流域年径流深呈显著下降趋势(p0.001),且在1985年发生减少突变;(2)坡耕地面积减少,梯田面积增加是研究时段内流域土地利用变化的最明显特征。[结论]研究时段内土地利用变化是藉河流域径流量减少的主要驱动因素,影响贡献率为90.2%,而气候变化影响较小,贡献率仅为9.8%。     

黄土区退耕背景下土地利用/覆被格局现状调查研究——以安塞县马家沟流域为例

黄土高原生态恶劣,水土流失严重,土地不合理利用及覆被较差是根本症结所在.退耕还林是改善黄土高原生态环境建设的重要措施.以安塞县马家沟流域为例,通过遥感与实地调查相结合的方法,获取2008年土地利用数据,对退耕后的土地利用格局现状进行分析.结果表明:2008年农、林、草地面积占流域总面积的91.6%.以草地类用地面积最广,占流域总面积的56.77%,其次为林地、农耕地,分别为19.6%和15.25%.流域上、中游梁峁顶及坡地绝大多数退耕成为未成林造林地,但仍保留有一定数量坡耕地.农耕地中的梯田面积占44.8%,坡耕地占42.4%,川坝地、川台地等占12.9%,各土地利用/覆被类型在流域上中下游分布集中程度不同.上游的土地利用/覆被状况与全流域分布格局相似.流域中农业用地类和园地相对集中分布在中游,而流域中的林地相对地集中分布在下游.中游发育的平缓地形地貌有益于发展农业耕作和园地种植.而下游村庄的行政隶属关系,使土地利用方向受城镇生态服务功能区划影响,因而林地异常集中.     

基于CA-Markov模型的黄土丘陵区土地利用变化

为探讨黄土丘陵区的土地利用变化规律以及驱动机制,以罗玉沟流域作为典型流域,基于1986、2001年的TM影像为数据源,对土地利用格局分布进行分析,并运用CA-Markov模型,以2001年的土地利用格局为基础,预测了2016年流域的土地利用的空间格局分布。结果表明,罗玉沟流域土地利用格局在1986年以前,以坡耕地为主,面积占59.67%,其次为梯田、草地和林地。从1986年到2001年林地和梯田的面积均有显著增加,坡耕地面积则显著减少,其余土地利用类型面积变化不大。从单一土地利用类型动态度来看,面积增加大     

土地利用变化对盘古河流域径流的影响

[目的]分析大兴安岭地区盘古河流域土地利用变化情况,研究流域径流对不同土地利用情景的响应,为合理规划土地利用提供依据。[方法]利用盘古河流域1987,2000和2011年3期土地利用数据和1988—2012年的水文气象资料,结合SWAT(soil and water assessment tool)模型,分析盘古河流域土地利用变化的径流响应。[结果]1987—2011年盘古河流域主要土地利用变化为裸地向林地、草地转化,林地面积增加,裸地面积减少;汛期径流量占年总径流量的比例随着林地的增加而减少;林地的增加使得多年平均年径流量、汛期径流量和最大月经流量均呈减少趋势。[结论]SWAT模型能够较好地模拟盘古河流域的月流量过程;流域径流随着林地面积的增加而减少。     

密云水库集水区基于LUCC的生态服务价值动态演变

为实现土地利用/覆被变化的生态可持续发展,以生态服务价值当量为基础,利用4期土地利用数据和马尔科夫模型对密云水库集水区生态服务价值动态变化进行了评估。结果表明：该区4期（1972－2008年）各土地利用类型间整体演变方式由复杂到简单,强度由强到弱,均逐渐向林地转化。1987、2000、2008年及验证并预测的2020年生态服务总价值较1972年分别增加1.9%、14.4%、18.9%和18.6%。林地占总价值比例最高,达65%以上;水文调节、维持生物多样性和保持土壤3项生态服务价值占总价值的50%左右。前3个时段内影响生态服务价值变化的主导因子为林地,预测2008－2020年间将为草地。     

潮白河流域林地转化及森林生态服务价值动态分析

为实现绿色GDP核算提供基础,在构建评价指标的基础上,利用4期土地利用数据基于时空马尔科夫链模型对潮白河流域森林生态服务价值动态变化进行了评估。结果表明：该流域前4期林地间逐期转化表现为方式由简单到复杂,频数由小到大;而林地与其他土地利用类型间逐期转化表现相反且呈各土地利用类型均向林地转化趋势。1987、2000、2008年以及预测的2020、2030和2040年森林总面积较1972年分别增加5.4%、36.9%、46.7%、46.1%、46.0%和46.0%,森林生态服务总价值较1972年分别增加6.2%、55.5%、71.2%、72.1%、72.9%和73.6%。阔叶林和涵养水源项占生态服务总价值比例最高,混交林所占比例显著递增。针叶林、阔叶林和混交林分别在1972－1987年、1988－2000年和2001－2040年期间森林生态价值变化中起主导作用。说明单位面积森林生态服务价值逐期增加,森林结构得到优化。     

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。     

基于遥感的艾比湖流域近20年生态服务价值对土地利用变化的响应

新疆艾比湖为我国西部的国门湖泊,是准噶尔盆地西南部边缘最低洼地及水盐汇集中心,探究艾比湖流域的土地利用变化及其生态系统服务价值的时空变化特征对于我国西北部地区环境策略的合理制定有重要的意义。以艾比湖流域为研究区,以1990—2011年的五期Landsat-TM系列多光谱遥感影像为基础数据源,采用Costanza生态系统服务价值计算公式,参照谢高地等的中国陆地生态系统服务单位面积价值,并结合敏感度分析,探讨了艾比湖流域1990—2011年土地利用和生态系统服务价值的变化特征。结果表明:1990—2011年间,艾比湖流域土地利用处于发展阶段,土地利用程度呈现增大的趋势;研究期内生态系统服务价值总体呈上升趋势,从161.69亿元增加到163.99亿元,增加了2.3亿元;林地、草地、水域的生态系统服务价值是生态系统服务的主体部分,占整个系统的84.19%以上;艾比湖流域总体生态环境质量则呈现出恶化的趋势;虽然流域各类具有高生态价值的土地利用类型面积的扩大有利于整个流域生态质量的改善,但其整体生态环境仍然比较脆弱,还有待提高。     

土地利用变化对乌江源区生态系统服务价值的影响

基于2000年和2015年乌江源区土地利用数据,利用CLUE-S模型,预测了2030年乌江源区土地利用数据。并利用生态系统服务价值系数法,分析了2000—2030年乌江源区土地利用变化对生态系统服务价值的影响。结果表明:2000—2015年和2015—2030年,乌江源区生态系统服务总价值均呈增加趋势。耕地面积减少导致耕地生态系统服务价值和食物生产服务价值下降,林地面积大幅增加使得大部分生态系统服务功能价值增加。生态系统服务价值变化空间破碎化严重与土地利用变化空间破碎有关。生态修复工程驱动下大量耕地转为林地是乌江源区生态系统服务价值增加的主要因素。     

近15年来洮儿河流域土地利用变化研究

流域土地利用/覆盖变化研究是当前全球变化研究的重要内容。通过对1986和2000年洮儿河流域两期Landsat-TM遥感影像资料的解译,在ArcGIS技术的支持下,采用土地利用转移矩阵、土地利用综合指数和重心模型等数学方法,探讨了洮儿河流域近15年来的土地利用变化过程。近15年来,流域内耕地面积明显增加,林地面积明显下降,草地面积略有上升,水域面积略有下降。流域上游林地减少主要转为草地,部分转为耕地,林地重心向流域东南方向漂移;流域中下游草地被大面积垦殖为耕地,并有部分转为林地。草地重心向流域上游西北方向漂移;耕地面积明显增加,重心也明显向流域中游漂移,并有部分耕地转为林地和草地。洮儿河流域土地利用程度逐渐增强,土地利用程度综合指数明显上升,流域开发有加强趋势。     

额尔齐斯河流域土地利用变化对生态系统服务价值损益时空演变的影响

[目的] 评估土地利用变化与生态系统服务价值损益之间的关联效应,为制定适宜的土地干预政策提供科学依据。[方法] 基于5期额尔齐斯河流域土地利用数据以及CLUE-S模型,量化土地利用变化下流域生态系统服务价值损益时空演变规律。[结果] ①2000—2018年额尔齐斯河流域草地和林地持续地转化为其他土地,耕地面积大幅度增长;到2030年,流域耕地面积的比例将上升4.92%(1 502.48 km²上升到4 070 km²),而林地呈现快速下降趋势,所占比例将下降7.18%(由7 547.26 km²减少到5 424.36 km²)。②额尔齐斯河流域生态系统服务价值由2000年的518.16亿元增长到2018年的1 832.44亿元,到2030年,生态系统服务价值处于波动下降趋势(2030年为1 777.86亿元); ③林地和草地被耕地所占用,导致额尔齐斯河流域生态系统服务价值损失预计达到108.80亿元,依次为：草地转换损失(34.39亿元)>林地转换损失(28.49亿元)>水域转换损失(18.31亿元)。④额尔齐斯河流域生态系统服务价值损益空间分布呈现“北高南低”的发展格局,价值损益在全局和局部上均呈现显著的正向空间自相关。[结论] 人为因素导致大量生态用地被占用,生态系统服务价值下降且损益空间异质性显著,需要进一步采取有效的生态保护与补偿政策推动农牧户生计转型,减小对自然环境的依赖性。     

拉林河流域土地利用变化及其生态环境效应分析

拉林河为松花江的一级支流,发源于张广才岭山脉的老爷岭,流域内土地肥沃、人口密集,是国家重要的商品粮生产基地。基于TM卫星遥感数据及调查资料,对拉林河流域1976-2015年土地利用时空变化特征及其生态效应进行了研究,结果表明:随着流域人口的增加和经济的发展,流域内耕地面积和建设用地面积不断增加,林地、草地、水域、未利用地面积趋于减少;耕地是拉林河流域最主要的土地利用类型,林地、草地转为耕地是其最主要的土地利用转变类型;1976-2015年整个流域景观斑块数量呈现减少趋势,景观破碎度逐渐降低,集中分布的趋向性愈加明显。拉林河流域的土地利用变化导致了诸多环境问题,如土壤侵蚀加剧、水资源短缺、水质恶化、湿地面积萎缩、生态功能下降等,使流域生态环境更加趋于脆弱。     

基于RS与GIS的沙坡头区生态系统服务价值研究

以宁夏自治区沙坡头区为例,以2000年、2007年、2013年3期TM影像为数据源,综合运用土地利用动态度、GIS空间分析法以及中国陆地生态系统服务价值估算法对沙坡头区土地利用变化状况及其生态系统服务价值变化进行了分析研究。结果表明:2000—2013年沙坡头区土地利用变化显著,耕地和未利用地面积分别减少了39 951.90,241 289.24hm~2,而其他土地利用类型面积逐年增加,其中草地面积增幅最大,年变化率高达10.58%;研究期间沙坡头区生态系统服务价值呈增加趋势,草地和林地面积的增加起到了主导作用;从沙坡头区生态系统服务价值构成来看,草地和林地两者的生态系统服务价值占比在67%~87%,是生态系统服务价值的主要构成部分;各单项生态功能服务价值中土壤形成与保护、废物处理和生物多样性保护占研究区生态系统服务价值的比重最大,三者之和占生态系统服务总价值的55%以上;各土地利用类型生态系统服务价值敏感性指数均小于1,说明沙坡头区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。     

基于GeoSOS-FLUS的涪江流域生态系统服务价值评估及多情景模拟

为了探究涪江流域的土地利用结构及其生态服务价值的时空变化,通过预测情景支持未来土地规划,研究基于1980—2018年5期遥感影像,构建生态系统服务价值评估模型并分析时空动态变化,采用GeoSOS-FLUS模拟自然发展情景、耕地安全情景、生态保护情景和快速发展4种情景下未来的土地利用变化及生态系统服务价值的演变趋势。结果表明:(1)1980—2018年,耕地面积减少542.25 km²,减幅为2.57%; 建设用地扩张面积525.66 km²,增幅达255.50%。(2)对应其生态系统服务价值呈增加趋势,由1980年的776.48亿元增加到2018年的783.67亿元,不同土地利用类型对生态系统服务价值的贡献顺序为林地>耕地>水域>草地>未利用土地。(3)在空间上呈现上游高中下游低,下游地区大致呈现由中部向东西两侧递减趋势,流域西南部是低价值区。(4)4种发展情景下,2030年的生态服务价值分别是784.80亿元、740.31亿元、811.09亿元和751.40亿元,相较于2015年变化了1.44亿元(增加)、-43.05亿元(减少)、27.74亿元(增加)和-31.96亿元(减少)。综上,38年来流域生态价值提高,同时模拟结果显示为维持该流域生态安全,需要加强生态用地的抚育。     

高原生态城土地利用变化对生态系统服务价值的影响研究——以甘肃省民乐县为例

采用Constanza生态系统服务价值计算公式,结合谢高地等人制定的中国陆地生态系统单位面积生态服务价值表,对正在建设高原生态城的民乐县1996—2020年25a间的土地利用变更数据进行分析,估算了民乐县的生态系统服务价值,并对其变化进行对比分析。结果表明:①1996—2009年,民乐县的生态系统服务价值从9.5079亿元增加到10.019 3亿元,预测到2015年和2020年将分别达到10.559 4亿元和10.712 9亿元,区域生态系统服务价值呈增加趋势。②在不同生态系统类型中,森林、草地和农田生态系统提供的生态系统服务价值所占比例较大,而林地面积的增加是引起其生态系统服务总价值持续上升的主要原因。     

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。     

基于土地利用变化的安徽省生态服务价值研究

[目的]揭示安徽省生态系统服务价值变化规律,为区域可持续发展提供依据。[方法]以安徽省3期的土地利用数据为基础,根据研究区不同土地利用类型的单位面积生态服务价值和各土地利用类型面积分别分析了研究区内2000—2010年不同时段的生态系统服务价值、不同土地利用类型生态服务价值变化的贡献率以及不同年份各单项功能生态服务价值。[结果]研究区林地和耕地是主要的土地利用类型,其次是建设用地和未利用土地;2000,2005,2010年生态服务总价值量分别为:532.31,537.59和531.35亿元;土地利用类型的贡献度从大到小依次为:林地耕地水域草地未利用地建设用地;林地和建设用地是生态系统服务价值变化贡献率最大的土地利用类型;9个单项生态服务价值从大到小依次为:维持生物多样性保持土壤气候调节气体调节原材料生产提供美学景观食物生产废物处理水文调节。[结论]研究区内的生态服务价值呈现相对稳定态势,其中林地对生态服务总价值的贡献最大,建设用地是生态服务总价值增长的主要牵制力。     

基于CLUE-S模型的南四湖流域土地利用及其生态效应评估

[目的]分析南四湖流域土地利用变化的生态效应并探讨其动态演变特征,为流域土地资源的合理开发利用和生态系统的保护提供参考。[方法]基于南四湖流域2000至2015年土地利用数据,利用生态系统服务价值核算模型及CLUE-S模型对南四湖流域的生态服务价值及其动态演变特征进行计算和分析。[结果]2000—2015年南四湖流域耕地、草地和未利用地面积减少,林地、水域/湿地和城乡建设用地面积增加,南四湖流域整体生态系统服务价值增加了9.10亿元,但粮食生产、气体调节和保持土壤等生态功能分别下降了0.85%,0.85%和1.29%,生态问题依旧存在,生态系统服务价值分布不均匀,生态减值区的分布范围大于生态增值区。2030年流域内生态系统服务价值略微增加,而粮食生产、气体调节和保持土壤等单项生态系统服务功能继续下降,生态价值极低区以城市为中心向四周扩张,生态增值区范围缩小。[结论]虽然研究区内生态系统服务价值呈上升趋势,但生态价值分布不平衡,生态服务功能有升有降,因此有必要制定相应的措施,来控制土地利用类型的转换,平衡流域内的生态环境。     

土地利用变化对艾比湖流域生态系统服务价值的影响

基于遥感与GIS技术,运用生态系统服务价值系数分析了1970-2009年艾比湖流域生态系统服务价值的变化,探讨了干旱区典型内陆湖流域生态系统服务变化对土地利用/覆被变化(LUCC)的响应.结果表明,近40 a艾比湖流域土地利用状况变化显著,耕地和建设用地的面积增加,其他土地利用类型的面积减少;流域生态系统服务价值整体变化较小,总价值先增后减,林地、水域和草地面积的减少是总服务价值减少的主要原因,耕地面积的增加补偿了总价值的部分损失,但损失略大于收益;各项生态功能的服务价值对总生态系统服务价值贡献大小的等级基本稳定,其中,水源涵养、土壤形成保护和废物处理能力的贡献率最大;敏感性分析表明,研究区生态系统服务价值对于生态价值系数是缺乏弹性的,各土地利用类型生态系统服务价值敏感性指数都小于1,研究结果是可信的.     

政策驱动下石羊河流域生态效应变化分析

生态政策对于区域的生态健康与可持续发展具有深刻的影响。以石羊河流域为研究对象，借助遥感信息从地表植被动态变化、土地利用、生态系统服务价值3个角度对《石羊河重点治理规划》实施的生态效应进行分析。遥感数据选用了2000—2018年MODIS-NDVI数据及中国多时期土地利用/土地覆被遥感监测数据集（CNLUCC）。通过分析政策实施前后植被覆盖变化趋势、土地利用类型转换、生态系统服务价值变化等信息，获得了政策驱动下石羊河流域生态效应变化趋势。结果表明：2000—2018年间，石羊河流域植被覆盖情况明显改善。2007年《石羊河流域重点治理规划》实施后，流域NDVI明显增加，区域比例从27.41%增加到41.44%，严重退化区域从37.86%下降为12.14%；流域内水域、耕地和城乡工矿居民用地明显增加，林地、草地面积略有下降；19年间流域生态系统服务价值从232.82亿元增加到236.89亿元，其中2015—2018年间的增长趋势最为显著。研究成果对于衡量生态保护政策对石羊河流域生态系统恢复的促进作用提供了参考依据。