2000-2015年四川省南充市土地利用/覆被变化及其驱动因素

[目的]对四川省南充市15 a间土地利用/覆被的时空变化特征及其驱动因素进行分析,为南充市的生态环境建设与可持续发展提供科学依据。[方法]基于南充市2000,2010,2015年3期Landsat影像和QuickBird高精度遥感数据,计算2000—2015年土地利用/覆被转移矩阵和土地利用/覆被状况指数。[结果]①近15 a来,南充市的土地利用/覆被类型以耕地和林地为主,约占研究区面积的80%,但各土地利用/覆被类型间都有不同程度的相互转换。②研究期内,林地面积增加1006.2 km~2,主要由耕地和草地转化而来;建设用地面积增加965.4 km~2,多由水体和耕地转化而来,而耕地、草地和水体面积分别减少了1 549.8,307.9,90.4 km~2。③近15 a来,南充市土地利用/覆被状况指数变化表明,林地和建设用地呈转好趋势(土地利用/覆被状况变化率为正值),耕地呈转差趋势(土地利用/覆被状况变化率为负值)。[结论] 2000—2015年南充市土地利用/覆被变化明显,其中,地形、人口、城市化水平和退耕还林工程等是造成南充市土地利用/覆被变化的主要驱动因素。     

基于InVEST模型的门头沟区生态系统土壤保持功能研究

人类不合理的土地资源开发所导致的土壤侵蚀成为山区生态系统关注的热点和焦点问题。选择生态涵养与土壤侵蚀并存的北京市纯山区门头沟区为研究区域,在分析2005—2013年门头沟区土地利用与土地覆被变化的时空差异的基础上,采用了InVEST模型对区内生态系统的土壤保持功能进行了定量分析和动态评估。研究表明:（1）2005—2013年,门头沟区耕地、林地和水域、未利用地面积减少,园地、草地、建设用地增加;耕地和园地变化显著,耕地主要转为园地、林地和建设用地;园地主要由耕地和林地转化而来。（2）2005—2013年,门头沟区土壤保持能力和保持量均呈增加趋势,单位面积土壤保持能力由87.41 t/（hm²·a）增加到113.56 t/（hm²·a）,土壤保持量增加了377.38万t,土壤侵蚀量减少了23.42万t;受土地利用与土地覆被变化、降雨侵蚀力以及植被覆盖度影响,西北、东北地区土壤保持功能增强,西南地区减弱,东部地区基本不变。（3）不同土地利用与土地覆被类型的土壤保持能力排序为:林地 > 草地 > 未利用地 > 建设用地 > 耕地 > 园地 > 水域;2005—2013年,不同土地利用/覆被类型的单位面积土壤保持能力均呈增加趋势;除耕地外,其他地类的土壤保持总量均呈增加趋势。     

华北农牧交错区LUCC对生态系统服务及生态环境质量的影响——以内蒙古自治区多伦县为例

[目的]探究华北农牧交错区土地利用/覆被变化(LUCC)对区域生态环境的影响,为类似地区国土空间用途管制和生态文明建设提供理论参考。[方法]基于华北典型农牧交错区内蒙古多伦县2004年、2009年和2014年3期土地利用现状数据及其变更调查资料,获取该区2004—2014年LUCC时空数据。参考Costanza和谢高地等的研究成果,选取生态系统服务价值、生态环境质量指数和LUCC生态贡献率等,构建LUCC与生态环境质量评价体系。[结果]①2004—2014年,研究区土地利用/覆被类型发生明显改变。②生态系统服务价值总量不断提高,主要由林地增加而来;草地、耕地、水域和未利用地生态服务价值的减少在一定程度上削弱了这种增加趋势;10 a来研究区各土地利用/覆被类型生态系统服务价值变化与各自面积变化规律一致。③从生态环境质量指数变化来看,区域生态环境质量不断改善。但从变化细节上分析,生态环境存在改善和恶化双向变动;草地转向耕地和建设用地是该区生态环境恶化的主导因素,未利用地向草地和林地转换则促进生态环境质量的改善。[结论]生态文明建设过程中要切实重视生态脆弱区土地利用变化对区域生态环境之影响;从提高土地利用效率,加强"山水田林湖草"生命共同体建设,构建合理的国土空间规划体系入手,引导区域人口、经济、资源和环境持续高质量发展。     

近30年乌伦古河流域土地利用与生态系统服务价值变化研究

[目的]识别新疆乌伦古河流域近30 a土地利用/覆被变化及生态系统服务价值响应,为指导该区水土资源优化配置提供科学依据。[方法]选取研究区1989,1998,2006和2017年4期Landsat系列遥感影像,综合利用3S技术,监测并分析研究区近30 a LUCC时空演变特征,采用修正后的生态系统服务价值当量因子,计算并分析生态系统服务价值响应。[结果]①近30 a乌伦古河流域耕地和建设用地面积呈持续增加扩张趋势,水体和湿地面积呈微增加趋势,未利用地呈显著减少趋势,林地面积呈波动增加趋势,草地面积1989—2006年呈减少趋势,2006—2017年呈微弱增加趋势。其中,耕地净增加量最大(847 km~2),未利用地净减少量最大(744 km~2),各土地利用类型转移显著区域主要位于福海县、杜热乡和齐干吉迭乡;②乌伦古河流域土地利用综合指数由1989年的146.75增加至2017年的168.29,生态系统服务价值(ESV)由1989年的2.635亿元增加至2017年的2.915亿元,净增加0.28亿元。[结论]近30 a乌伦古河流域各土地利用类型面积均发生不同程度变化及相互转换,研究区土地资源总体处于高强度发展期,生态系统服务价值做出相应响应,总生态系统服务价值增加。     

风沙过渡区土地利用变化对生态系统服务价值的影响——以榆林市为例

基于1990年、2000年、2010年和2015年TM/ETM遥感影像解译数据,借助遥感和GIS方法,分析了榆林市近25年的土地利用变化特征,并结合研究区实际情况,在对生态服务价值当量修订的基础上,计算了研究区生态服务价值及变化趋势。结果表明:近25年来,榆林市土地利用变化剧烈,草地、林地、建设用地面积呈增加趋势,而耕地、未利用地、水域面积呈减少趋势。这种变化,特别是水域面积减少和建设用地面积的增加,造成了生态服务总价值尤其是废物处理、水源涵养、食物生产3项服务功能显著减少,生态服务总价值从133.84亿元减少到132.35亿元,减少了1.49亿元。水体对研究区生态环境起非常重要的作用,因而在未来的土地利用中要特别注意对水体的保护。     

城乡交错带土地利用变化及其生态效应

以泰安市岱岳区为例,运用1990年和2003年的土地利用数据,采用GIS与实地调查相结合,运用Costanza等提出的生态服务价值系数,分析了城乡交错带土地利用变化与生态服务价值的响应。结果表明：研究区1990～2003年间,建设用地、园地、水域呈增加趋势。林地、耕地、未利用土地呈减少趋势。区域生态服务总价值随土地利用类型的变化而变化,生态服务功能在气候调节、气体调节、废物处理、土壤形成与保护和食物生产等方面有所下降,而在娱乐休闲、侵蚀控制和原材料方面生态服务功能增强,说明城市的快速发展在一定程度上影响了城乡交错带的生态环境。     

高速公路建设对土地利用类型的影响及其生态服务价值评估——以陕西省5个典型区域为研究对象

从土地利用类型改变所导致生态服务价值变化的角度,参照R.Costanza的"生态系统服务功能价值计算方法"和"中国陆地生态系统单位面积服务功能价值表",根据选定区域高速公路建设前后不同土地利用类型的面积,计算生态系统服务功能价值的变化,定量评价高速公路建设对区域生态环境的影响。结果表明:(1)5个区域的高速公路建设,主要占用沿线的耕地、园地、林地和草地4种土地类型,耕地、园地面积均呈减少趋势,林地、草地面积在部分区域有增加,变化幅度为园地>林地>耕地>草地;(2)生态服务总价值,除风沙区子靖高速外,其余4个区域均呈下降趋势。风沙区生态服务总价值由建设前的0.86万元/km增加至建设后的5.02万元/km,增幅为484.45%。从其余4个区域的减幅看,黄土丘陵区(靖安)>石质山区(蓝商)>低山丘陵区(商丹)>黄土阶地区(机场);(3)生物控制功能在五条高速区域均呈减少趋势。风沙区气候调节和废物处理功能增加显著,黄土丘陵区各功能均减少,减少幅度为25%~42%。黄土阶地区和低山丘陵区水供应、侵蚀控制功能价值呈增加趋势,增幅分别为368%、268%和170%、162%。     

吴起县土地利用变化及其生态服务价值研究

退耕还林工程实施以来,吴起县土地利用、生态环境都发生了明显的改善,生态服务价值也发生了较大的变化。运用Costanza提出的生态服务价值计算方法估算生态服务价值,结果表明:1990-2007年,土地利用结构不断优化,耕地、草地面积逐步减少,园地、林地面积逐步增加。1990年吴起县生态服务价值为16.41亿元,2001年为24.97亿元,2007年为28.19亿元。在生态服务功能价值构成中除了食物生产和废物处理功能外,其它生态服务功能都在增加。     

利用马尔柯夫过程预测蒙阴县土地利用/覆被格局变化

为了解蒙阴县土地利用/覆被的变化规律及其未来变化,由蒙阴县1997年和2007年2个时期的遥感图像获得的土地利用/覆被数据,确定土地利用/覆被的初始状态矩阵和转移概率矩阵,据此用马尔柯夫模型对研究区的土地利用/覆被格局的未来变化趋势进行了预测。结果表明:蒙阴县土地利用/覆被格局正处在一种变化状态,耕地、草地、水域及水利设施用地、未利用地面积在今后一段时期内仍呈减少趋势,到2017年耕地面积比例较2007年减少3.22%,林地、城镇村及工矿交通用地仍呈增加趋势,其中以林地增长幅度较大,到2017年其占比将达到43.45%。根据模拟结果可调整各类土地利用/覆被格局,为宏观决策提供科学依据。     

尉犁县土地利用/覆被变化的区域生态系统服务价值变化

基于尉犁县1993年、2001年、2009年和2017年的遥感影像数据,采用中国陆地生态系统服务价值测算方法,结合研究区实际情况,对生态系统服务价值系数进行了修正,分析了尉犁县土地利用/覆被变化导致的生态系统服务价值变化。结果表明:1993—2017年,尉犁县不同土地利用类型面积总体呈“六增三减”态势;即耕地、建设用地、水域、湿地、盐渍化地与沙漠面积有所增加,林地、草地与未利用地面积有所减少;尉犁县土地利用生态系统服务总价值总体呈增加趋势,从1993年的173.61亿元增加到2017年的206.30亿元,增加了32.69亿元。在整个研究时段内,研究区各土地利用类型对生态系统服务总价值的贡献大小从高到低依次为湿地 > 草地 > 未利用地 > 沙漠 > 水域 > 林地 > 耕地 > 盐渍化地 > 建设用地;敏感性分析结果表明各土地利用类型敏感性指数均<1,表明各土地利用类型生态系统服务价值对生态系统服务总价值的影响较小,缺乏弹性,研究结果可信。     

基于RS和GIS巫山县20年土地利用特征变化及其预测研究

巫山县地处三峡库区腹地,不仅是三峡移民安置区重点建设区域之一,更是研究三峡库区土地利用变化的典型个案。以巫山县1990年和2010年的Landsat TM遥感数据为主要数据源,基于RS和GIS技术获取研究区的土地利用数据,应用土地利用变化模型探究该区域20年间土地利用时空演变特征,借助Markov模型建立其土地利用格局预测,探究今后土地利用类型变化特征和发展趋势。结果表明:研究区地利用类型总体呈现出以林地、草地和耕地为主体的农林生产格局现状;20年间林地、草地、园地、水域和居民工矿用地面积增加,耕地和未利用地面积减少,水域和耕地面积增加和减少的最多,分别为47.67 km²,136.10 km²;林地和水域具有较高的未变化率（保留率）,未利用地变化率最小,林地和耕地之间具有较高的转换率,林地新增面积最大,变化速率最小,居民工矿用地变化速率最大;2090年后,研究区土地利用基本达到相对稳定状态,林地、耕地、草地、水域、居民工矿用地、未利用土地和园地的面积比重分别为52.96%,6.15%,26.69%,8.71%,1.38%,0.04%和3.97%。     

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。     

基于土地利用的武汉城市圈生态系统服务权衡/协同分析

为探究生态系统服务间的权衡/协同关系,以对区域可持续发展提供决策参考。在分析和模拟土地利用变化的基础上,对武汉城市圈39个区县的食物供给服务、碳储量服务和生境质量服务进行了评估,探究其时空演变特征和权衡/协同关系。结果表明:(1)武汉城市圈2005—2018年建设用地和水域面积不断增加,而耕地、林地、草地和未利用地持续减少。2035年综合发展情景下耕地减少趋势得到缓解,林地面积有所增加,建设用地实现有序扩张。(2)武汉城市圈食物供给服务持续提高,碳储量服务不断下降,生境质量总体上也呈下降趋势。多重服务重要区识别表明,各年份中度重要区域面积最大,而极其重要区域面积最小。(3)相关系数法和双变量空间自相关法均表明多尺度下不同情景的生态系统服务间权衡/协同关系是一致的,但程度有所区别。由此可得,区域3种生态系统服务间以权衡关系为主,且不同情景下权衡/协同关系的程度不同。     

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。     

豫西山区土地利用变化对生态服务价值的影响

利用豫西山区栾川县2005年、2010年、2014年3期Landsat TM影像,运用监督分类与人机交互解译的方法提取2005—2014年的土地利用变化数据,并以谢高地等制定的中国陆地生态系统服务价值当量表为基础,结合栾川县实际情况,对生态系统服务价值当量表进行了修正,估算了栾川县14个乡镇土地利用变化对生态系统服务价值的影响及其变化情况。结果表明:（1）研究期间栾川县的耕地、林地、草地变化不显著,建设用地面积呈现不断增加趋势,水域面积则表现出先增加后减小的态势;（2）2005—2010年栾川县生态服务价值大幅度增加,到2014年生态服务价值总额则降回至2005年水平;（3）各地类生态服务总价值敏感系数均小于1,由大到小排序为林地、水域、草地、耕地,林地对生态系统服务价值的贡献率最高,耕地最低,生态服务价值对生态服务功能指数缺乏弹性,研究结果是可信的。     

陕西渭北旱塬区土地利用与生态系统服务价值变化——以陇县为例

以陕西省陇县为研究对象,基于该区域2000年、2005年、2010年、2014年四期遥感影像,探讨了陇县土地利用变化情况,并参照生态系统服务价值当量估算法定量分析了研究期内陇县的生态系统服务价值变化特征,以期为陇县生态环境保护和土地利用调控提供科学参考。结果表明:（1）近14年,陇县土地利用结构发生了明显变化,耕地、未利用地、水体的面积出现减少,林地、草地、建设用地的面积均有不同程度增加,草地面积增加最多,增长了15.18%,耕地面积减少最多,减少了2.68%。（2）研究期内,林地生态系统服务价值最高,依次为耕地、草地、水体和未利用地。陇县总生态系统服务价值增加了1.617×10⁷元,林地和草地的贡献度最大。耕地和水体面积减少引起食物生产、废物处理、水源涵养和娱乐文化的生态服务价值在不同时期出现下降。（3）不同时期,各地类的生态系统服务价值敏感系数均小于1,表明生态系统服务价值对价值系数变化缺乏弹性,研究结果具有可信度。     

基于土地利用的甘州区生态系统服务价值研究

以张掖市甘州区为研究对象,采用1987年、2000年、2009年3期土地利用数据,分析了甘州区1987—2009年在土地利用/覆盖变化驱动下的生态系统服务价值变化。研究表明:（1）甘州区农田和居民工矿用地一直处于增加趋势,林地和草地先减少后增加,水域处于减少状态;（2）甘州区生态系统服务价值呈现先降后升的“V”字形变化,1987年、2000年和2009年3个年份分别是25.2,19.53,20.21亿元;在不同生态系统类型中,农田、草地、水域提供的生态功能服务价值达到总价值的80%以上,在生态系统服务价值构成中占有重要地位;（3）生态系统单项服务功能价值中,水源涵养和废物处理的生态功能服务价值较高,二者之和占总价值的近40%;（4）各土地利用类型生态系统服务价值敏感性指数都小于1,表明甘州区生态系统服务价值缺乏弹性,研究结果可信;（5）从表面看,生态系统服务价值的变化直接源于土地利用的变化。实质上,在土地利用变化的背后隐含着不同时期人类活动强度和政府政策导向的间接驱动。     

宁夏盐池县不同土地利用类型的生态服务价值预测

为了评估和预测不同土地利用类型的生态服务价值,以宁夏回族自治区盐池县为例,对6类土地利用类型(耕地、林地、草地、盐碱地、荒漠和其他地)和其生态服务价值的变化情况进行了研究.结果表明,1999-2004年草地和耕地转出量最大,总体以耕地转化为草地的面积多;2004-2010年,耕地和草地转出量最大,草地和耕地互相转换的现象还存在,并且小部分草地存在沙化现象.2004年的总生态服务价值最大,整体呈先增后减的趋势.1级类型服务项中调节服务和支持服务的比例较高,年际间变化不明显.2级类型服务以土壤保持、生物多样性保持和气候调节3项为主.总体上,各年间的林地和草地的贡献率最大.