西部平原区生态用地时空动态特征及环境效应

为了探究生态用地变化特征及其对区域生态环境的影响效应,以西部平原区的四川省广汉市为例,基于土地利用转移概率矩阵和重心迁移模型分析研究区生态用地的时空演变特征,然后从承担生态风险、生态服务供给、均衡生态系统的维度运用生态系统服务价值、生态敏感性和生态协调评估分析评价了研究区生态用地演变导致的生态环境效应。结果表明:(1)2000-2017年,研究区生态用地流失严重,大量城镇边缘的生态用地被快速转化为建设用地。研究区生态用地总面积减少9769.51 hm²,耕地面积减少了10726.91 hm²,生态用地重心向北部迁移。(2)生态用地格局受建设用地扩展的扰动对区域生态环境带来了压力和风险,产生了一定的负向影响。生态系统服务价值减少了17.11%,生态极敏感和高度敏感区面积分别增加1629.47,4294.40 hm²,生态协调度下降了10.36%。西部平原地区在快速城镇化进程中生态用地流失严重,整体生态环境承受较大压力,应加强生态用地科学管控与修复,提升国土空间环境综合治理能力。     

基于生态系统服务价值的固原市市辖区土地利用规划环境影响评价

以生态服务价值理论为指导,从生态系统服务总价值、土地利用变化动态度和生态价值敏感度等方面评价固原市市辖区土地利用规划(2006-2020年)对区域生态环境的影响.结果表明,虽然耕地、园地和林地在规划期内生态系统服务价值都呈增长趋势,但区域生态系统服务总价值却减少2131万元,土地利用规划对生态环境产生了负面影响.固原市市辖区是宁夏南部山区唯一的重点开发区,城市化和工业化进程将得到进一步加快,建设用地的增长成为必然.在规划地制定过程中,要坚持因地制宜、统筹兼顾,集中布局建设用地,推进节约集约用地.     

山东省土地利用变化及其对生态系统服务价值的影响

[目的]对山东省土地利用变化及其对生态系统服务价值产生的影响进行分析,为区域环境保护和粮食安全提供保障。[方法]运用GIS技术获取山东省1995,2005,2015年土地利用类型数据,结合相关评价模型,对研究区生态服务价值的时空动态演变及其特征进行剖析。[结果](1)山东省土地利用类型主要以耕地为主,1995—2015年,耕地、林地、草地以及未利用地面积减少,建设用地和水域面积持续增加,建设用地的扩张主要由耕地转变而来;(2)1995—2015年,研究区内生态系统服务总价值共减少6.62×109元,变化率为-2.07%。20a间,水文调节的生态服务价值增加迅速,其他单项生态服务价值均呈现为减少的态势;从空间上来看,生态系统服务价值差异较大,表现为鲁东、鲁南地区高,鲁中和鲁西北地区低的空间分布格局,生态增值区范围较小,生态减值区广泛分布且面积增大。(3)山东省生态系统服务价值缺乏弹性,所采用的生态价值系数是可靠的。[结论]今后应着力优化土地利用结构和布局,通过规划等措施综合调控土地利用变化,从而促进山东省生态环境的稳定发展。     

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。     

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。     

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。     

南昌市土地利用变化对生态系统服务价值影响

基于南昌市2000年、2005年、2010年、2017年四期土地利用现状遥感监测数据,利用多样性指数、GIS空间分析和生态价值评估模型,分析了2000—2017年南昌市土地利用变化对生态系统服务价值的影响。结果表明:(1) 2000—2017年,由于建设用地的迅速增长和耕地、林地的大量减少,南昌市的生态系统服务价值总量总体呈下降趋势,由2000年的375.69亿元减至2017年的357.47亿元,水域生态系统是南昌市生态系统服务的主要提供者;(2)受土地利用变化影响,南昌市生态系统服务价值变化呈现明显的区域差异,进贤县服务价值最高;调节服务功能是南昌市土地生态系统的主要功能,占土地生态系统服务总价值的67.59%以上,主要分布在进贤县和新建县,青云谱区最低仅为0.38亿元;调节服务功能和文化功能较低的镇(街)主要集中分布在南昌市中心城区及其周围;(3)南昌市生态系统服务价值与建设用地面积呈负相关关系,建设用地的快速增长影响到生态系统服务价值的增减。研究结果为南昌市未来的生态环境建设发展提供依据和参考。     

秦岭地区近40年土地利用变化及其生态环境效应

为探究秦岭地区的土地利用和生态环境效应的时空变化,基于1980—2018年的土地利用数据,通过生态环境质量指数、地统计分析、冷热点分析等方法,对秦岭土地利用的时空演变特征及其生态环境效应的时空分异性,以及影响生态环境质量的主要土地利用转型及贡献率进行了研究。结果表明：(1)秦岭地区耕地面积持续减少427 km²,建设用地面积大幅上涨395 km²,其余地类变化较小;(2)研究区生态环境质量指数稳定在0.557～0.559,在研究时段内整体有所下降。空间分布格局呈现“中部高,南北低”的特征;(3)生态环境质量改善区主要分布在华阴市北部、商南县北部等8个热点区域,生态环境恶化区主要分布在商州区的南部、长安区北部等10个冷点区域。(4)旱地转化为草地、林地等生态用地是生态环境质量改善的主要因素;林地退化、草地转化为旱地、旱地变为建设用地导致生态环境质量恶化。土地利用类型的转换是影响生态环境效应的主要因素,秦岭地区实施的生态修复工程取得了一定的效果。在秦岭生态保护工作中应该合理开发建设用地,并提升生态用地的质量。     

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。     

基于空间信息技术的县域生态环境监测与评价

[目的]探究生态环境监测数据精准获取方法,构建生态环境质量评价指标体系,为生态环境精准保护提供科学依据。[方法]基于多源遥感影像数据,利用InVEST模型、裸土植被指数模型、综合指数法等多种模型与方法,从生态系统质量、生态系统服务、生境压力和环境质量4项一级指标及植被覆盖度、固碳能力、道路压力指数、霾指数等14项二级指标分析河北省阜平县生态环境质量。[结果](1)生态系统质量一般和较差区分布最广,集中在东部水库区和西部中山、低山区。(2)生态系统服务较差区面积最大,主要分布在县中部和东部。(3)生境压力较差区比例最高,以未利用地为主。(4)环境质量为良的区域在全域均有大面积分布。(5)阜平县生态环境质量整体较好,一般区广泛分布,占总面积的77.04%,主要为耕地、草地和未利用地。[结论]基于空间信息技术与多源遥感数据的生态环境监测与评价方法可以快速、有效地反映县域生态环境质量。     

基于生态服务功能提升的高标准农田建设的分区方法

耕地生态服务功能与生产功能同步提升是"新时代"高标准农田建设主要目标,而面向生态服务功能提升的高标准农田分区及调控设计是生态型农田建设有效实施的根本前提。论文以榆中县为例,首先运用生态系统服务功能与权衡交易综合评价模型(Integrated Valuation of Ecosystem Services and Tradeoffs,InVEST)对研究区生境质量、土壤保持、碳固持和食物供给四种生态系统服务功能进行评估,分析各类生态系统服务空间分异规律,明确各研究单元低值生态服务类型;其次,对影响区域生态系统服务功能的障碍因素进行识别,将其划分为可调控与不可调控2种类型;第三,通过构建高标准农田建设措施与生态系统服务功能间的关系框架,结合可调控的障碍因素,确定不同区域高标准农田建设主导方向,进而提出生态型高标准农田建设分区方法及调控措施。研究指出,生态型高标准农田建设分区可以有效促进"田、水、路、林"各项工程措施的生态效应发挥,是实现生态服务功能和生产功能同步提升、目标融合的有效模式,可以为生态文明建设的理论思考和实践创新提供重要依据。     

基于土地利用转型的广西边境地区生态服务功能交叉敏感性分析

为揭示边境地区土地利用转型对生态服务功能的影响,推动区域生态环境与社会经济高质量发展。基于广西边境地区2000年、2010年、2018年3期土地利用遥感监测数据,识别18年间土地利用转型和生态系统服务价值的动态演变过程,结合改进的交叉敏感性系数探讨了广西边境地区生态系统服务价值对土地利用转型的敏感性程度。结果表明:(1)2000—2018年广西边境地区土地转型前期平缓,后期剧烈,耕地向建设用地、水域的转移是主要的转型驱动因素;(2)2000—2018年ESV呈现出先增后减的态势,地均ESV高值主要集中于防城区、宁明县南部以及那坡县南部生态环境本底优越的一带,地均ESV低值出现在宁明县北部、龙州县、大新县以及靖西市的中心城区生态系统较为薄弱的岩溶地区;(3)耕地、林地、水域与其他地类相互转型对生态系统服务功能影响较为敏感,其中最敏感的是林地与建设用地的转型,草地、未利用地与其他地类的转型缺乏敏感性。(4)生态敏感性空间演化分异特征显著,耕地与建设用地高生态敏感性重点分布在东兴市、宁明县、龙州县、靖西市,林地与建设用地高生态敏感区主要分布在防城区和东兴市主城区、凭祥市以及靖西市北部等重要的贸易出口通道。研究结果可为优化边境国土空间格局,实现生态服务功能的提升提供科学指引。     

黄骅市未利用地开发适宜性分区研究

未利用地作为重要的土地后备资源,研究其开发适宜性及其开发模式是实现土地可持续利用的重要举措,对保障我国粮食安全、实现经济发展和生态文明建设均具有重要意义。同时,科学引导土地开发利用,对未利用地可能的开发利用方向进行适宜性评价,研究确定开发分区,也是推动国土科技创新的重点。在此背景下,本文以河北省黄骅市为例,将未利用地做宜耕、宜建和生态风险三重评价,并结合权衡模型和遗传算法对上述三重评价进行耦合分析,确定开发分区,进而解决多开发方向之间的权衡问题,为全国未利用地开发提供示范。研究表明:1)黄骅市未利用地宜耕开发可分为4个等级,主要为不适宜级宜耕未利用地,集中在市东部沿海;2)宜建开发可分3个等级,主要为低适宜级宜建未利用地,集中分布在市中部和西部;3)生态风险区可分为5级,呈东高西低的空间格局,主要为中低和中高生态风险未利用地;4)黄骅市未利用地资源可分为耕地、建设用地、生态用地3种重点开发区,其中,耕地重点开发区主要分布在中部和西部,建设用地重点开发区主要分布在黄骅镇周围,生态用地重点开发区主要位于东部沿海。研究结果可为破解土地供需两难提供科学支持。     

基于PSR模型的三峡库区重庆段土地利用生态风险评价

土地利用变化对生态环境有着重要的影响,不合理的土地利用方式会对生态环境带来风险。采用三峡库区重庆段2010年TM遥感数据、社会经济数据以及环境监测数据,采用PSR模型构建评价指标体系,利用主成分分析法建立评价模型,对三峡库区土地利用生态风险进行评价。结果表明:三峡库区重庆段土地利用生态风险以中度风险和较低风险为主,生态风险由东北到西南逐渐减轻。区域土地利用生态环境稳定性存在明显的差异,不合理的土地利用对重庆主城九区及长寿的生态环境影响力有限;而对三峡库区腹心地带的生态环境影响较大,较低的土地利用风险压力将导致区域生态风险状态与响应值偏高。因此三峡库区腹心地带应重点予以关注,强化土地利用过程中的生态环境建设,加强环境治理与生态环境监测。研究结果可为三峡库区土地合理利用与生态保护提供参考。     

天津市土地利用变化和生态系统价值空间差异分析

土地利用结构和数量的变化直接导致了生态系统功能价值的区域差异。以天津市为例,分析了2002—2010年间土地利用变化的特征,采用中国陆地生态系统服务价值测算方法分析了土地利用变化引起的生态系统服务价值变化;并运用锡尔指数对生态系统功能空间差异规律进行深入探讨。结果表明:2002—2010年天津市各区县土地利用集约程度均逐渐提高;从单个土地利用类型来看,价值较高的单项生态系统服务功能主要由水利设施用地、耕地、林地承担,这些地类的增加将带动其生态系统服务功能的显著提高;2002—2006年,生态系统服务价值区域间和区域内差异都是不断增加,2006—2010年区间差异减少,但区内差异增加;区域间的差异是全市生态系统发展差异的主要影响力量。     

资源型城市土地利用变化对生态系统服务价值的影响——以安徽省淮南市为例

[目的]以安徽省淮南市为例,探讨资源型城市土地利用变化对生态系统服务价值的影响,为该市生态、经济、生态环境保护以及今后进行城市开发建设和农业发展提供科学参考。[方法]基于土地利用变化和生态系统服务价值评估的相关理论和方法,运用GIS软件,分析淮南市2000和2010年土地利用变化,并计算淮南市生态系统服务价值,研究土地利用变化对生态系统服务价值的影响。[结果]2000—2010年淮南市土地利用变化较大,主要土地类型以耕地、居民地及工矿用地和水域为主。土地利用结构发生变化,出现耕地、林地减少,水域、居民地及工矿用地、草地增加的现象。研究区生态系统服务价值总量呈减少的趋势,从2000年的11.72亿元减少到2010年的11.33亿元,减幅达3.33%。单位面积生态系统服务价值的分布变化也与研究区土地利用变化紧密相关,居民地及工矿用地的增加是造成生态系统服务价值减少的最主要原因。生态系统服务价值对生态价值系数的敏感性指数均小于1,说明研究区内的生态系统服务价值缺乏弹性,研究结果是可信的。[结论]淮南市应高度重视土地利用变化对生态系统服务价值的影响,优化调整土地利用结构,注重增加生态用地,稳步提升区域生态系统服务价值。     

滨海生态脆弱区土地生态系统服务价值动态变化分析——以黄骅市为例

以黄骅市为研究区,运用ENVI遥感技术解译出黄骅市1990年、2000年、2014年三期影像,分析研究区各生态类型的变化特征,采用生态系统服务价值评估方法对该地区生态系统服务价值进行测算并分析其变化情况。结果表明:（1）1990—2014年,黄骅市园地和建设用地面积增加,耕地、草地、水域、盐碱地和未利用地面积减少;（2）黄骅市1990年、2000年、2014年土地生态服务价值分别为418 629.47万元、415 055.68万元和411 372.07万元,土地生态系统总服务价值共减少7 257.40万元。其中,园地和建设用地的生态服务价值增加;耕地、草地、水域、盐碱地和未利用地的生态服务价值减少;（3）1990—2014年,水源涵养和废物处理服务功能价值在研究区土地生态系统服务价值构成中贡献度最大,原材料最小。此外,研究区只有原材料供给增加,其他均在减少,减少最多的是废物处理。     

重庆市黔江区土地生态安全评价及时空变化分析

[目的]揭示重庆市黔江区土地生态安全的时空变化特征,为黔江区土地资源的可持续利用提供科学依据。[方法]从生态负荷、生态保护、生态功能及生态经济4个方面构建黔江区土地生态安全评价指标体系,采用主客观组合赋权和综合指数法对该区土地生态安全状况进行分析。[结果](1)研究区土地生态安全水平呈上升趋势,但总体水平不高,有待进一步改善;(2)黔江区土地生态安全空间差异显著,呈现"区中心土地生态安全水平低,四周土地生态安全水平较高"的土地生态安全格局。[结论]主客观组合赋权有助于克服单一的主观赋权及单一客观赋权的不足;将"压力—状态—响应(PSR)"模型和"自然—经济—社会"模型有机结合构建的基于生态负荷、生态保护、生态功能及生态经济的评价指标体系较好地反映了黔江区土地生态安全的时间变化及空间差异状况。     

“十二五”期间重庆市土地利用变化及生态效应

[目的]揭示"十二五"期间重庆市土地利用及生态效应变化规律,为该市用地结构调整和生态可持续发展提供理论支持。[方法]基于重庆市2011—2015年5期TM遥感影像,采用土地利用动态度、土地利用程度指数、生态系统服务价值评价法、敏感性分析等方法开展研究。[结果]"十二五"期间,重庆市耕地、林地、草地、水域湿地、建设用地和未利用地年变化率分别为-0.37%,-0.01%,-1.98%,0.67%,6.77%,-2.54%;土地利用程度综合指数由248.89提高至250.11;生态系统服务价值共减少了2.73亿元。[结论]"十二五"期间,重庆市各土地利用类型动态变化存在差异性,呈现出耕地、林地、草地、未利用地面积减少,水域湿地和建设用地面积增加的趋势,土地利用在这阶段总体处于发展期;生态系统服务总价值整体减少,生态环境轻微朝着不健康的方向发展。     

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。