滇中城市群土地利用转型及生态系统服务价值交叉敏感性分析

为探清滇中城市群土地利用转型对生态系统服务功能的影响,基于2000年、2010年、2020年3期Landsat TM/OLI遥感土地利用解译数据,运用土地利用动态变化模型、生态系统服务价值计算模型和土地利用转型生态贡献度研究了不同土地利用转型过程和生态系统服务价值的时空演变特征,并结合交叉敏感性系数模型定量评估了土地利用转型对生态系统服务价值的响应程度并划定敏感性分区。结果表明:(1)滇中城市群土地利用类型以林地、草地、耕地为主,建设用地持续扩张及耕地、水域、未利用地面积不断减少,草地和林地经历了“先减少后增加”的变化过程;(2)研究期间生态系统服务价值呈“先减少后增加”的趋势,地均生态系统服务价值高值区主要分布在滇池、抚仙湖和星云湖三大高原湖泊流域;(3)近20 a来,退耕还林、还草、还湖对生态系统服务功能改善的贡献度达49.10%,毁林开荒、围湖造田对林地、草地和水域的占用导致生态系统服务价值减少约2.65亿元;(4)耕地、林地、草地和水域向其他地类转型对生态服务价值的响应较为敏感,耕地、林地和草地与建设用地间转型的高生态敏感区集中在曲靖和楚雄,耕地与林地间转型的高生态敏感区分布较小,林地向草地和水域转型的低生态敏感区空间分布范围最广。综上,该区不同土地利用转型对生态系统服务功能影响显著。     

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hm-~2),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。     

铜川市土地利用变化对生态系统服务价值的影响分析

土地利用类型及其结构的变化引起各类生态系统服务功能价值发生相应变化,应用Constanza生态系统服务价值计算公式,采用谢高地等人的中国陆地生态系统单位面积生态服务价值表,分析了2006-2011年铜川市土地利用的时空变化以及由此导致的生态系统服务价值的时空变化,并运用灰色系统分析方法对各土地利用类型与生态系统服务价值量变化的相关性进行了定量研究.结果表明:研究期内,研究区耕地、林地和建设用地增加,林地增加最多,而草地和未利用地急剧减少;研究区内土地利用程度存在明显的空间差异,其中王益区土地利用程度最大,宜君县最小;生态系统服务价值总量以及各类生态系统服务类型的价值量均呈上升趋势;关联度计算表明,研究区建设用地和林地的生态系统服务价值对生态系统服务价值总量的影响最大.     

2007-2015年东莞市土地利用及其生态系统服务价值的时空演变

[目的] 研究2007-2015年东莞市的土地利用和生态系统服务价值的时空变化情况，以反映土地利用变化产生的生态效应，为区域土地资源可持续利用和生态环境保护决策提供参考。[方法] 运用土地利用及生态系统服务价值相关理论与方法，利用遥感、地理信息技术，分析土地利用与生态系统服务价值的时空变化情况。[结果] ①2007-2015年间，东莞市建设用地占研究区总面积50%以上，且持续增加，增加的面积以耕地、林地的转入为主，水域和林地面积先增加后减少，耕地和草地面积不断缩小。②研究期内，生态系统服务价值整体呈现下降趋势，总价值减少1.97×10⁸元，林地、水域的生态系统服务价值系数较大，价值的损益变化大，2015年，林地和水域价值共减少1.40×10⁸元。③从空间分布看，东莞市的生态系统服务价值以中部地区为中心，向东西延伸，形成了"高-低-高"的空间分布格局，主城区是整个东莞市生态系统服务价值的低值中心。[结论] 研究时段内，东莞市土地利用变化显著，生态系统服务价值整体下降，生态系统服务价值在空间上呈现出异质性，分布不均衡。     

基于土地利用的三峡库区近30年生态系统服务价值时空变化特征

为了分析和探究三峡库区生态系统服务价值的时空变化特征,以Landsat TM/Landsat 8 OLI遥感影像为基础数据,运用RS和GIS技术提取了研究区1986年、1995年、2000年、2007年、2010年和2018年的土地利用数据,并运用土地利用动态指数模型和土地利用程度指数模型对其土地利用类型的变化趋势进行了分析。另一方面,核算了研究区相应年份的生态系统服务价值,并分析了其时空演变特征,同时对土地利用程度与ESV的相关关系进行了分析。结果表明:(1)1986-2018年,三峡库区耕地、林地和草地面积呈现减少的趋势;水域、建设用地和未利用地面积呈现增加的趋势;(2)不同土地利用类型的变化速度具有差异性,其中,建设用地和水域变化较快,耕地、林地、草地和未利用地变化较慢;(3)1986-2018年,三峡库区生态系统服务价值总量由1639.56亿元持续增长到1662.01亿元,整体增幅1.37%;(4)研究区ESV具有空间正向自相关性,其中高值区聚集明显,中低值区分区域相邻布局;(5)土地利用程度与ESV存在强烈的正相关关系。三峡库区近30年来的生态系统服务价值整体上有所提升,生态状况有所改善,但区域间差异较大,局部地区仍需特别关注,生态系统服务价值与土地利用之间存在着密切相关性。     

基于生态格局视角的三峡库区土地生态系统服务价值

以三峡库区重庆段为研究对象,以TM解译数据为基础,采用生态系统服务价值测算、空间分析等方法,分析了研究区2000—2015年4个时期的土地生态系统服务价值演变特征及空间分布特征。结果表明:(1)研究区土地利用变化"三增三减",以耕地、林地、草地向建设用地和水域的转变占据主导,建设用地沿城区外廓扩展速度快,研究区生态系统服务价值呈先增后减的趋势,耕、林、草前期向水域转变较多,生态系统服务维持稳定甚至有所提高,后期向建设用地转变较多,生态系统被割裂,服务价值降低;(2)研究区生态系统服务价值及服务价值变化率的空间相关性逐渐增强,空间集聚效应明显,城区以狭长形态集聚扩展;(3)研究区生态系统服务价值的空间分布为北部地区高于南部,东部高于西部,且此趋势在向北、向东扩展,空间分布异质程度不断提高,与研究区内建设用地增加的趋势一致。研究为三峡库区区域生态环境改善与改善土地利用格局提供参考。     

基于土地利用变化的高阳县生态系统服务价值和碳排放风险研究

研究土地利用变化下区域生态系统服务价值和土地碳排放风险的变化,对于了解土地利用变化的生态环境响应,促进区域经济与环境的协调发展,实现低碳土地利用具有重要意义。以高阳县为研究区,基于2009年和2016年土地利用数据,利用网格法划分评价单元,运用模型法定量评价了生态系统服务价值和土地碳排放风险,并分析了时空演变特征,最后对二者进行了相关性分析。结果表明:2009—2016年高阳县土地利用变化特点为建设用地迅速扩张、水域等生态类用地大量减少;生态系统服务价值总体偏低且研究期间呈下降趋势,县域东中部地区整体高于西部地区;土地碳排放风险总体偏低但在研究期间呈上升趋势,县域中西部地区整体高于北部和东南部地区;土地碳排放风险与生态系统服务价值存在显著负相关关系,表明生态系统服务分析在土地利用碳排放研究中应用的可能。     

石林喀斯特岩溶区生态系统服务时空演变及权衡协同关系

喀斯特岩溶区是地球上最脆弱的自然生态系统之一,探明生态系统服务时空变化及权衡与协同关系,对区域生态治理决策和增进民生福祉具有重要意义。基于当量因子法、相关系数及空间自相关等方法,定量分析了2000—2020年石林生态系统服务的时空演变及权衡与协同关系。结果表明：(1)石林生态系统服务价值由2000年的20.47亿元持续增长至2020年的21.82亿元,增幅为6.60%,生态系统服务空间分布格局较为稳定,高等级区主要分布在水域地区以及植被覆盖较高的丘陵山区,低等级区集中分布在建设用地相对集中和岩溶石漠化严重的区域;(2)各土地利用类型生态系统服务价值敏感性指数均小于1,表明石林生态系统服务价值对修订后的生态服务价值系数缺乏弹性,研究结果可信;(3)研究期内,协同关系是石林生态系统服务的主导关系,协同率为68.60%,权衡关系主要存在于食物生产、维持养分循环与其他子系统关系中,权衡率达29.75%;(4)数量上,4种生态系统服务类型均存在显著的空间正向自相关,空间上,不同生态系统服务对权衡与协同关系异质性显著。研究结果可为石林优化国土空间格局及生态保护与修复提供参考依据。     

土地生态服务价值评价及其在土地利用布局中的应用--以杭州市萧山区为例

土地是一切陆地生态系统的载体，人类的任何经济社会活动都离不开土地；另一方面，人类的土地利用活动也会影响生态系统．从而会影响其生态服务价值。对杭州市萧山区近年来土地利用的生态服务价值及生态服务价值／GDP值的时空分布进行了研究．结果表明：1999～2004年萧山区土地利用的生态服务价值处于增长趋势，但与GDP比值却处于下降趋势；萧山区土地利用生态服务功能价值／GDP值“中间低两端高”的空间分布特点。根据萧山区生态服务价值时空分布特点，将萧山区划分为4个土地利用区，即城区土地利用区、东部土地利用区、东南部土地利用区、南部土地利用区，并提出了不同土地利用区的主要用途。     

石家庄市土地利用变化及其生态服务功能响应

[目的]探究土地利用变化对生态服务功能的影响,为今后研究区实现社会经济发展与生态环境稳定、土地可持续利用与发展提供理论依据和决策方法。[方法]利用河北省石家庄市2000年和2010年的遥感影像数据,解译该2期土地利用类型图。并对2期土地利用图进行变化速度、内部转移矩阵、空间叠加分析,了解近10a来研究区的土地利用特征。应用谢高地和Costanza的研究经验,结合研究区实际,对生态服务功能价值进行计算,并作敏感性分析。并从单项生态服务功能价值、各土地利用类型生态服务价值对生态服务功能价值影响、生态服务价值流向等方面对土地利用变化的生态服务功能响应进行研究。[结果]土地利用变化是引起生态系统服务价值变化的主要原因,其中林地和低矮灌木及草地生态系统对生态系统服务价值的提高有显著影响。[结论]研究区10a间土地利用变化十分明显,土地利用整体趋势呈平衡状态,土地利用方向基本合理;保护区土地利用变化对生态服务功能影响显著,林地为主要土地利用类型,对生态服务功能影响最为显著。     

黄河下游地区土地利用和生态系统服务价值的时空演变

基于黄河下游地区1990—2015年土地利用分类数据,运用土地利用变化动态度、土地利用转移矩阵,探究不同土地利用类型的变化程度及转移情况,运用当量因子法、热点分析、重心模型、地理探测器探究黄河下游地区县域尺度生态系统服务价值的时空演变及其空间分异。结果表明:1)耕地、草地、未利用地面积逐渐减少,建设用地面积增加,耕地是建设用地面积增加的主要贡献者,建设用地扩张存在侵占耕地的现象。2)从时间尺度看,地区生态系统服务价值逐年减少;从空间尺度看,县域尺度的高值区逐渐减少,低值区逐渐增加;从地均生态系统服务价值的变化率来看,大部分县区的地均生态系统服务价值呈现持续降低趋势。3)地均生态系统服务价值的高值区与低值区空间集聚程度明显,但有逐渐弱化的趋势;生态系统服务价值的重心始终分布在山东省郓城县,重心迁移与两地区之间生态系统服务价值变化差值有关。4)黄河下游地区县域尺度地均生态系统服务价值空间分异受自然因素和社会经济因素共同作用的影响,是不同驱动因子共同作用的结果,其中人为综合影响指数对区域生态系统服务空间分异的影响最大。     

宁夏回族自治区生态系统服务价值时空演变及其驱动力

为了研究干旱半干旱地区土地利用变化及其ESV时空演变特征与驱动机制,基于2009-2017年研究区土地利用变更数据,采用土地利用动态度、ESV评估模型、SPSS以及空间自相关模型,定量分析了研究区ESV时空演化特征及其驱动因素。结果表明:(1)草地和耕地是研究区主要的土地利用类型,研究期间城镇村及工矿用地、交通运输用地面积动态度变化较大,其余各土地利用类型动态度变化度较小;(2)ESV总价值逐年下降,由2009年的902.58亿元下降至2017年的890.6亿元,空间上呈现出中部高、南北低的分布格局,各单项服务价值均呈下降的变化趋势,而林地和水域面积的减少,是导致调节服务和支持服务减少的主要原因;(3)ESV时空差异主要驱动因素为人口密度、城市化率以及人均GDP和境内外旅游收入;(4)空间相关性结果表明,ESV变化率与城镇化率、人均GDP以及人口密度呈负相关关系,且高-高和低-高集聚主要集中在南部地区,而高-低集聚主要集中在北部地区。生态用地面积的减少是ESV下降的主要原因,因此,增加和维护生态用地,控制城镇用地扩张是提升研究区ESV的关键。     

农村宅基地整治潜力的空间显式测算与模拟

三峡工程的建设对库区生态环境的影响极大，为了深入分析三峡工程建设前、后土地利用活动的生态环境效应，该研究基于三峡库区土地利用变化和精细化生态系统服务价值（ecosystem services value，ESV）评估结果，细致地测度ESV时空演变及其对土地利用变化地敏感性。结果表明：1）三峡工程建设前，库区土地利用变化最主要的特征是耕地转为建设用地，而建设后则表现为林地、草地和耕地三者间的相互转换以及建设用地扩张。2）1980-2018年，三峡库区整体生态系统功能改善，ESV净增加18.49亿元，这主要由于三峡工程建设后大量耕地转为林地。但重庆主城区及其周边地区ESV持续减损。3）三峡工程建设前、后库区生态系统服务价值敏感性指数分别为0.73和1.46，敏感性增加。在空间分布上，库区东部夷陵、秭归，中部石柱、丰都以及重庆主城区生态系统服务和9种子服务功能的敏感性较高。总体来看，三峡工程的实施对库区生态系统服务功能的影响利大于弊。研究结果有助于加深对大型水利工程生态环境效应的认识，且为库区生态环境建设和保护提供指导。     

京津冀城市群城镇化与生态建设对生态系统服务价值的影响

[目的]评估城镇化和生态恢复双过程共同作用下生态系统服务价值(ESV)的变化量,揭示京津冀城市群城镇化与生态建设对ESV的影响,进而为区域协调发展及可持续发展决策提供理论参考。[方法]以京津冀城市群为研究区,基于1995—2020年的土地利用/覆盖、社会经济统计等数据,识别区域城镇扩张与生态建设信息,并结合生态系统服务单位面积价值当量因子法、空间自相关以及冷热点分析等方法,展开了城镇化与生态建设双过程对区域ESV在时空尺度上的影响研究。[结果](1)京津冀城市群ESV在1995—2020年总体下降,呈现出先下降后上升的趋势,2015—2020年生态环境明显好转。(2)城镇扩张所导致的城镇建设用地占用其他地类是使ESV下降的主要因素,使区域ESV降低了368.2亿元;生态建设使区域ESV上升了225.67亿元。[结论]生态建设带来的ESV增量不足以抵消城镇化带来的下降。城镇化与生态建设对ESV影响较强的地区主要分布在城市群的西部和东北部,对ESV影响较弱的地区主要分布在城市群的东南部。     

武汉城市圈城镇化与土地生态系统服务价值空间相关特征

为促进新型城镇化进程下区域生态环境质量提升和土地资源可持续利用,该文基于武汉城市圈2010年土地利用数据,计算不同地域空间的生态系统服务价值;运用空间计量方法,分析研究区人口城镇化、空间城镇化、经济城镇化、生活城镇化和生态系统服务价值的空间分异特征,进而运用双变量空间自相关分析探讨不同城镇化水平对生态系统服务价值空间分异的影响。结果显示:除经济城镇化外,人口城镇化、空间城镇化和生活城镇化均与生态服务价值存在空间负相关关系,其中人口城镇化与生态服务价值的空间负相关性较强,其次分别为空间城镇化和生活城镇化。具体的,空间城镇化和生活城镇化与原材料生产价值之间的负相关性最强,人口、空间和生活城镇化与大气调节和保持土壤之间也分别存在明显的负相关性。不同城镇化水平与生态服务价值的双变量LISA图也具有相似的空间特征,高-低聚集区多分布于武汉城市圈经济水平相对发达的中部地区,而低-高聚集区主要分布在南部幕阜山区和北部的大别山一带。该研究能够为区域新型城镇化建设和生态环境管护提供决策参考。     

退耕还林前后甘肃正宁县生态系统服务价值的时空变化特征

运用GIS和遥感技术,研究位于西北黄土沟壑区的甘肃省正宁县在退耕还林工程实施前后的土地利用变化情况,并利用Costanza提出的生态系统服务价值(ESV)评估思路和区域质心迁移模型,分析了1995—2010年正宁县土地利用变化及其生态系统服务价值的时空响应。结果表明:(1)在退耕还林前后,林地面积变化表现为先减后增,耕地和水域面积一直在减少,同时建设用地保持不断增长。(2)正宁县在实施退耕还林工程前后,总生态服务价值先减少(-6.512%)后增加(29.369%),有林地ESV在退耕后的大幅度增加是退耕还林的明显效果。正宁县所提供的生态服务功能以生物多样性保护、土壤形成与保护等为主。各功能生态服务价值在退耕后的显著增加,这是区域土地利用可持续性增强的体现。(3)正宁县生态服务价值质心的迁移在退耕后表现出"东进南下"的趋势,东、中、西部单位面积ESV增长不均衡。正宁县应重视调整及优化西部、中部地区的土地利用结构,进而发挥区域生态服务的最大综合效益。     

滇中城市群绿色空间生态系统服务价值时空演变及驱动分析

对滇中城市群绿色空间生态系统服务价值(Ecosystem Service value, ESV)进行时空演变及驱动因素的探析,有利于了解区域生态系统服务空间差异,有助于规划者从宏观层面掌握滇中城市群的自然资源情况,合理地制定规划建设策略。研究以滇中城市群49个区、县、市作为研究单元,对2000年、2010年、2019年3期的ESV进行量化,并收集“自然—社会—经济”维度的驱动因子,采用主成分分析与地理加权回归探讨“自然—社会—经济”因素对滇中城市群绿色空间ESV的驱动作用。结果表明：(1) 2000—2019年滇中城市群绿色空间的ESV总体呈现增加状态,一级服务类型中,供给、支持和文化服务小幅度上升,调节服务小幅度下降,二级服务类型中,气候与水文调节对生态系统服务功能的贡献最大,其次为土壤保持、生物多样性和气体调节;(2) 3期ESV空间分布特征较为一致,呈现城市群边缘地区的ESV高于城市群中部地区的ESV的特征;(3)社会因素对滇中城市群绿色空间的ESV的时空演变影响最大、其次为自然因素和经济因素,主要驱动因子为城镇化率、人均GDP、人口密度、森林覆盖率、第二产业占比。(4)城镇化率...     

1990-2014年长江中游经济带生态系统服务价值时空变化特征

基于1990-2014年长江中游经济带土地利用变化过程,参照"中国生态系统单位面积生态系统服务价值当量表",采用Costanza的计算模型估算生态系统服务价值并分析其时空变化特征。结果表明:1990-2014年间,长江中游经济带生态系统服务价值增加113.84亿元,年均增长0.016%,总体呈"山区 > 丘陵区 > 平原区"的空间分布格局,上升区集中于江汉平原南部及洞庭湖平原西部,下降区主要沿"石首市-渝水区-九江县"分布;从不同功能价值来看,区域供给、支持服务功能价值分别下降28.08亿元,35.55亿元,调节、文化服务价值分别上升156.90亿元,20.57亿元,供给、支持和文化服务价值均呈山区高、平原低的分布格局,调节服务价值高值、低值区均集中于平原区,4种生态功能价值主要沿"石首市-渝水区-九江县"下降,调节、文化服务价值在江汉平原南部及洞庭湖平原西部上升,支持服务价值在江汉平原西南部上升,供给服务价值无上升集中区。     

重庆龙溪河流域水生态系统服务时空演变及对土地利用变化响应

探究区域水生态系统服务时空变化状况及其与土地利用的关系,有利于区域水生态环境保护和国土资源合理开发利用,帮助决策者通过合理的土地利用方式提高区域生态系统服务能力,平衡区域生态功能与农业生产功能。选择位于长江上游重要生态屏障的重庆市龙溪河流域作为研究对象,利用InVEST模型,对龙溪河流域近20年产水、水质净化、土壤保持服务等水生态系统服务的时空变化特征和其受不同土地利用类型的影响进行了研究。结果表明:(1)近20年龙溪河流域水生态系统服务总体呈增强变好的趋势,但存在一定的空间差异性。虽然产水与水源涵养服务在整个流域空间上相差不大,但水质净化服务在流域林地密集区较场镇和工业集聚区强,土壤保持服务在流域中部南北向水域、建设用地、农地集中区较流域东西两侧坡地强。(2)不同土地利用类型对流域水生态系统服务贡献呈现较大差异性。产水服务由强到弱表现为耕地>林地>建设用地>草地>水域,水源涵养能力表现为耕地>草地>水域>林地>建设用地,水质净化服务表现为林地>草地>建设用地>耕地>水域,土壤保持服务表现为水域>建设用地>耕地>林地>草地。(3)为平衡供给与调节服务,宜以乡镇为单元将龙溪河流域划分为生态修复区、农业生产区、城镇发展区,并针对各分区采取相应生态措施。