基于CA-Markov与InVEST模型的吉林省生态系统服务价值模拟及预测

[目的] 分析与预测吉林省土地利用演变过程，衡量其对生态系统服务价值的影响程度，为吉林省生态环境保护与改善方针策略的制定提供理论依据。[方法] 基于吉林省2000，2010和2017年3期土地利用数据，采用CA-Markov模型对2024年的土地利用格局进行模拟预测，利用InVEST模型分析吉林省2000-2024年生态系统服务价值变化及生境质量时空演变特征。[结果] ①2000-2024年吉林省耕地、草地、建设用地面积持续增长，林地、水域和未利用土地面积有所减少。②2000-2024年生态系统服务总价值呈下降趋势，其中森林的生态系统服务价值量最大，水文和气候调节是主要的生态服务功能。③吉林省生境质量在空间分布上呈中西部低，东部高的特征，质量在不断退化，城市周边和各大水系流域沿岸退化严重。[结论] 吉林省中部及西部地区生境质量下降较为严重，应注重城市周边及水系的保护与合理利用。     

基于生态系统服务功能价值方法的土地利用总体规划环境影响评价研究——以大庆市为例

对土地利用总体规划环境影响的评价方法进行实证研究,促进土地资源可持续利用与社会经济可持续发展,为土地利用规划修编提供依据,提高规划的科学性与合理性。以生态系统服务功能价值理论为基础,结合研究区实际确定的大庆市各种土地利用生态系统的单位面积服务功能价值,根据大庆市规划期内的各种土地利用类型的面积变化,预测大庆市新一轮土地利用总体规划方案实施前后生态系统服务功能总价值的变化,评价实施规划将产生的生态环境影响。大庆市土地利用总体规划（2006－2020年）是切实可行的,方案的实施将给大庆市带来良好的生态环境效益。研究表明:生态系统服务功能价值理论的引入,实现了土地利用规划环境影响定性分析与定量评价的结合,对正确制定土地利用决策具有重要的意义。     

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。     

基于景观格局的土地整理风险与固碳功能评价

通过生态风险指数构建和碳储量服务模拟,评价土地整理对生态风险和固碳功能的影响,由于生态系统服务在生态风险研究中的缺乏,利用土地整理前后生态风险变化和碳储量服务变化之间的相关关系分析,探讨利用生态系统服务变化评价生态风险的可能。以吉林省西部重大土地整理区为研究对象,基于景观格局变化构建生态风险指数,利用InVEST模型分析碳储量服务变化,结果表明:土地整理使整理区的景观结构发生较大变化,优势景观类型由盐碱地和草地转变为耕地,耕地破碎度和分离度降低,盐碱地和草地的分离度和破碎度增加。土地整理后,耕地、建设用地和其他用地的景观损失度指数降低,其他景观类型的景观损失度指数增加。土地整理前后整理区生态风险等级以较低风险区和中等风险区为主,整理后低和较低风险区面积变化明显,其他等级风险区的面积变化不大。InVEST模拟结果表明,土地整理前后整理区总碳储量分别为990.82、1 145.22万t,总碳储量增加154.40万t,土地整理导致固碳功能的增加。相关分析结果表明整理区碳储量服务变化与生态风险变化呈显著负相关关系,表明生态系统服务变化在生态风险评价中应用的可能。     

利用生态系统服务价值评估土地利用规划生态效应(英文)

基于土地利用多功能性,以生态服务价值系数为基础,构建不同土地利用类型生态服务价值修正系数。以地处三峡库区腹心地带的重庆市云阳县为例,从生态系统服务价值以及景观格局视角定量估算三峡库区生态屏障区土地利用规划生态效应。结果表明:至2020年云阳县三峡库区生态屏障区初步构建一个以"林地为骨架,耕地、园地、草地为补充"的生态系统服务格局;以土地生态功能建设为导向的土地利用规划能够快速提升生态屏障区生态系统服务价值,增强屏障区调节气候、保持土壤、维护生物多样性等方面能力,云阳县三峡库区生态屏障区生态系统服务总价值从2010年的15.53亿元提升到2020年的19.98亿元,年均变化率达到2.87%;云阳县三峡库区生态屏障区生态系统服务价值及其调节服务和支持服务价值表现出显著地空间分异特征,其中磨刀溪流域生态系统服务价值提升幅度最大,澎溪河流域次之,长江沿岸生态服务系统价值保持稳定增长,而长滩河流域变化不大;磨刀溪流域和澎溪河流域是规划期内云阳县生态屏障区土地生态功能建设的重点区域。同时,通过评估不同土地利用类型结构调整及其产生的生态效应,进一步明确了云阳县生态屏障区各流域土地利用结构优化调整方向,提升了土地利用规划和生态保护实践工作科学决策水平。     

邹城市矿粮复合区土地利用变化及生态系统服务价值分析

以山东省邹城市为试点，依据1990~2005年土地统计资料对该市矿粮复合区生态系统服务价值进行分析。结果表明，矿粮复合区内土地利用结构变化较快，具体表现为耕地的快速减少，水域和未利用土地大幅度增加。由于水域面积的增加，15a间复合区生态系统总服务价值呈现增长趋势；在土地利用类型中耕地的贡献率最大，在70％左右，其次为水域，且这2种类型贡献率变化最大，林地的贡献率在复合区内最小，一般在5％左右；生态服务功能在复合区和非复合区之间差别最大的是水分调节功能；在所有乡镇中废物处理和土壤形成功能都处于主导地位，废物处理功能大幅度增加，而土壤形成功能逐渐减少；复合区中生物多样性和娱乐功能有所增加，食物生产功能略有下降。     

基于生态系统服务价值和生态安全格局的土地利用格局模拟

河北省沿海经济的快速发展导致滨海土地利用格局快速转变,威胁土地生态安全。针对性核算区域生态系统服务价值,探寻生态安全格局进而优化土地利用格局可为土地利用规划与整治提供决策支持,是保障区域生态安全的必然选择。该文以河北省黄骅市为研究区,利用遥感、气象数据和外业调查数据,采用植被净第一生产力核算生态系统服务价值,借助该价值构建生态安全格局,以生态安全格局为影响因素利用元胞自动机和马尔科夫模型进行不同情境土地利用格局模拟。结果表明:2011年单位面积生态系统服务价值湿地最大,为14.95元/(m2·a),建设用地最小,为2.44元/(m2·a);养分循环功能贡献率最大,为26.89%,净化环境功能贡献率最小,为0.22%;研究区分为生态核心保护区、生态缓冲区、生态恢复区和人类活动核心区,生态核心保护区面积最小,为168.58 km2,生态缓冲区面积最大,为1 400.33 km2;无生态保护情景与生态安全格局保护情景相比较,生态系统服务价值由94.11亿元上升到95.70亿元,生态核心保护区在生态安全格局保护情景下得到完全保护,新增建设用地为0。该研究方法和结果可为区域土地利用总体规划、城市规划和生态环境保护提供技术支撑和决策参考。     

喀什市生态系统服务价值对土地利用变化的响应及预测

[目的]通过研究喀什市土地利用变化对生态系统服务价值的影响,为土地科学利用管理决策提供参考。[方法]参考Costanza(1997)和谢高地(2008)等人的研究成果,结合喀什市的实际情况,采用生态系统服务价值计算公式和敏感度分析,通过研究喀什市1997—2010年生态系统服务价值对土地利用变化的响应,并针对喀什市土地利用总体规划(2010—2020年)中土地利用类型的变化,对生态系统服务价值进行预测分析。[结果]按规划发展,1997—2020年,喀什市土地利用结构变化较大。土地利用程度呈加大趋势,生态系统服务总价值则逐年减少,其中耕地、水域的生态服务价值持续下降。敏感性指数分析表明,喀什市生态系统服务价值对生态服务价值系数是缺乏弹性的,研究结果可信。[结论]在喀什市土地利用总体规划实施过程中,应注重提升土地节约和集约利用水平,优化土地利用结构,保持生态系统的平衡和稳定。     

土地整理对生态系统服务影响的评价研究进展

土地整理是实现土地资源集约利用,提高土地生产力和利用率的重要途径。土地整理所带来的生态效应受到越来越多的关注,从生态系统服务的角度切入评价其服务的变化是土地整理研究的发展趋势。本文通过介绍不同土地整理工程类型、特点及其产生的生态效应,论述土地整理对不同生态系统服务功能的影响,并结合当前生态系统服务价值理论的研究进展,从能值分析、物质量评价和价值量评价3个角度评价生态系统服务功能,并对比三者的异同点及其相关指标体系。同时,结合不同土地整理案例总结了不同生态系统服务计算方法在土地整理项目中的应用效果。通过介绍生态评价在土地整理生态系统服务中的重要性和景观生态设计在土地整理中的应用,指出了我国目前土地整理的生态系统服务价值研究中存在的问题及其未来发展趋势。     

干旱区绿洲土地利用变化的生态系统服务价值响应——以甘肃省金塔县为例

通过运用土地利用类型动态度、土地利用程度模型、生态系统服务价值估算模型和土地利用调查和变更数据等,分析1990年、2000年和2008年金塔县土地利用变化及其生态系统服务价值变化特征。结果表明:(1)1990—2008年间,耕地、园地、林地、建设用地和水域呈现增加趋势,牧草地和未利用地面积表现为减少趋势,总体土地利用程度为中下水平,处于发展阶段。(2)研究期间生态系统服务总价值呈现上升趋势,从1990年的47.238亿元增加到2008年的48.228亿元(+0.989 9亿元)。水域在研究区生态系统服务总价值中所占份额最大,草地生态服务功能的下降对生态系统服务总价值有明显的负贡献。(3)研究区各类生态系统的生物多样性保护、水源涵养和废物处理等服务性功能价值远大于其粮食生产和原材料等生产性功能价值。因此,该区域水土资源的合理利用与有效管理是实现生态系统服务功能维持和可持续发展的根本。     

基于Markov链的吉林西部土地利用结构优化研究

土地利用结构优化是编制土地利用总体规划的基础和核心。以吉林省西部为例,在RS和GIS的支持下,运用Markov链对吉林西部土地利用结构进行优化研究。结果表明:到2020年,吉林西部的林地、建设用地、水田、旱地的面积持续增加,分别增加了153.44,227.05,1 479.79,80.29 km²;草地、水域、沙地、盐碱地、湿地有所减少,分别减少了1 569.44,493.35,60.07,1 029.82,389.71 km²。建设用地不断扩张,草地、湿地和水域面积不断退化是造成吉林省西部生态环境恶化的主要原因,建议今后要适当增加草地和林地比例,合理保护湿地和水域,限制建设用地盲目扩张,挖潜存量建设用地,提高建设用地的利用率,从而实现土地资源的可持续利用。     

基于数据包络分析法的吉林省土地利用生态效率时空演化规律研究

[目的]分析吉林省土地利用生态效率时空演化规律,提出土地利用优化方案。[方法]利用数据包络分析(DEA)的CCR-I模型,对2002—2011年吉林省9个地市(州)的土地利用生态效率进行评价。[结果](1)2002—2011年吉林省松原、白城、延边3个地市(州)土地利用生态效率均为DEA有效;而长春、吉林、四平、辽源、通化、白山这6个地市的土地生态效率呈波动式变化;(2)吉林省的土地利用生态效率呈现中部低而东、西部高的空间分布规律.[结论]氨氮、COD、二氧化硫、废水、烟尘等排放量是影响土地利用生态效率低下的主要因素。     

基于公平视角的耕地生态补偿标准量化研究

[目的]基于公平视角量化2011-2018年东北地区的耕地生态补偿标准和优先级,为东北地区耕地生态保护提供理论指引。[方法]从生态系统服务价值出发,在对耕地生态补偿行为和标准进行理论分析的基础上,构建当量因子和水足迹模型。[结果]①东北地区耕地生态系统服务价值呈现东高西低的特点,在2011-2018年,各省份均出现先上升后下降再上升的趋势。②在剔除耕地经营者自身消费的生态系统服务价值并结合不同地区支付能力后,黑龙江省、吉林省、辽宁省的耕地生态补偿标准近几年较之前偏低,2018年的额度分别应为5.73×10¹⁰,3.13×10¹⁰,1.33×10¹⁰元。③考虑各省份的经济发展水平,生态补偿优先级由高到低分别为黑龙江省、吉林省、辽宁省,应当率先向黑龙江省支付耕地生态补偿。[结论]在今后进行耕地生态补偿时,要科学合理地测度补偿标准并健全跨区域补偿机制。     

基于土地利用变化的东北地区碳排放效应研究

[目的]通过分析东北地区2000—2014年不同土地利用方式的碳排放效应,为东北地区土地利用结构的优化和碳减排提供参考。[方法]利用土地利用数据和能源消耗数据等,采用碳排放系数法,对东北地区2000—2014年不同土地利用方式的碳源/汇进行计算,并分析其区域差异和碳排放强度。[结果](1)建设用地是东北地区碳排放量的主要来源,对碳排放的贡献率超过88%,辽宁省的碳排放量最多。(2)东北地区森林碳汇资源丰富,黑龙江省是东北地区碳吸收的主要来源。(3)东北地区人均碳排放强度呈缓慢增长态势;地均碳排放强度先增长后降低;单位GDP碳排放强度在持续稳定下降,但是当前其下降程度还远远不足以使碳排放总量减少。(4)东北地区是一个不均衡的区域,黑龙江省对其他区域有贡献;吉林省碳排放造成的生态环境影响在内部区域已经自行承担;辽宁省则损害了其他地区的利益。[结论]黑龙江省和吉林省面临着一定的碳减排压力,辽宁省面临着较大的碳排放压力,综合来看东北地区面临着较大的碳排放压力。     

基于Hybrid-maize模型的吉林省不同生态区 玉米产量潜力研究

为挖掘玉米产量潜力,进一步提升玉米综合生产能力,利用在东北地区已验证的Hybrid-maize模型及多年气象数据对吉林省不同生态类型区[东部湿润生态区(桦甸)、中部半湿润生态区(公主岭)、西部半干旱生态区(乾安)]不同品种、播期和密度及其相互组合下的玉米产量潜力进行模拟,并对影响玉米高产稳产的因素进行定量分析,同时考虑产量潜力变异情况及品种本身的生产特性,构建了吉林省不同生态区玉米高产体系。研究结果表明:1)改变播期是一项重要的增产措施,不同生态区的表现不同,湿润区应选择早播,播种日期在4月20日左右较适宜,而半湿润和半干旱地区应尽量晚播,适宜播期应在5月中旬左右。2)不同生态区对密度的容纳能力表现为湿润区(桦甸)半湿润区(公主岭)半干旱区(乾安),3个地区的适宜密度分别为90 000株·hm~(-2)、80 000株·hm~(-2)和75 000株·hm~(-2)左右。3)选用生育期更长的品种表现出了较高的增产潜力,生产上应根据不同区域生态条件,尽量选择晚熟品种,在当前播期条件下半湿润和半干旱地区品种生育期内需要的有效生长积温(GDD)可增至1 600℃以上。4)与当前生产技术相比,将播期、密度、品种三者优化组合,高产体系长期平均产量潜力可增产14.39%~29.23%。本研究可为吉林省玉米高产措施的正确应用提供理论依据,为玉米产量大面积提升提供技术参考。     

基于ESI模型的经济发展对生态环境压力定量评价

生态环境压力指数(ESI)法是评价区域经济发展对生态环境压力的一种定量模型。本研究采用改进的ESI模型,对2000—2010年吉林省社会经济发展对生态环境构成的压力特点及变化趋势进行时间序列分析,并对吉林省各主要城市2010年的生态环境压力状态进行空间序列分析,以期为吉林省生态环境保护与相关产业结构调整提供科学依据。评价结果表明:2000—2010年,随着经济发展,吉林省的生态环境压力处于不断增加的趋势,尤其2005年的生态环境压力增幅明显。并且2008年以来压力构成从生态环境污染型转变为资源能源消耗型。2010年的压力空间分布特征为:以长春市、吉林市为代表的吉林省中部地区由经济发展带来的生态环境压力最大,东部地区较小,西部地区最小。长春、四平、松原、辽源、白城为资源能源消耗型压力,吉林、通化、白山、延边为生态环境污染型压力。     

种养加产业化生态农业模式——以吉林省德惠市为例

以德惠市为例,介绍了一种种养加复合型产业化生态农业模式,讨论了该模式的生态经济效益。     

基于TOPSIS方法的山东省土地生态安全动态评价

如何通过科学的指标体系和评价方法,对土地生态安全状况进行客观评价,对促进土地资源可持续利用具有重要意义。以山东省为研究区域,依据“驱动力—压力—状态—影响—响应”（DPSIR）概念框架模型,构建土地生态安全评价指标体系,建立土地生态安全的TOPSIS评价模型,对山东省的土地生态安全状况进行了评价。评价结果表明:山东省2006—2013年的土地生态安全状况总体上处于不断转好的趋势,但仍然不容乐观。并从维护土地资源生态安全及其可持续利用视角,提出具体对策。研究表明通过DPSIR建立土地生态安全评价指标体系,采用TOPSIS方法对土地生态安全评价是科学可行的。     

吉林省生态足迹与生态承载力动态变化分析与预测研究

运用生态足迹理论计算吉林省1996-2010年的人均生态足迹与人均生态承载力,分析人均生态足迹与人均生态承载力的动态变化,利用SPSS软件分析得到人均生态足迹与人均生态承载力的发展预测模型.结果表明:人均生态足迹在1996-1998年呈现先升后降;1998-2010年一直保持增长的趋势,从1.7841hm²/cap增长到3.2013hm²/cap,在1996-2010年期间,人均生态承载力由1.3710m²/cap减少到1.3028hm²/cap,生态赤字从0.5601m²/cap增加到1.8985hm²/cap,吉林省的发展处于不可持续的状态;万元GDP生态足迹由3.7692hm²减小到1.0144hm²,并存在进一步减小的趋势.发展预测模型显示:2011-2025年,吉林省人均生态足迹将由3.4201hm²/cap增大到6.0073hm²/cap,人均生态承载力由1.3001hm²/cap降到1.2581hm²/cap,生态赤字将由2.1200hm²/cap增大到4.7492hm²/cap.吉林省必须采取一系列有效的措施,改变现有的经济发展模式、加大科技创新、提高人民素质,否则,生态赤字将会不断地加大,可持续发展状况将进一步恶化.     

基于AHP和GIS的省级耕地质量评价研究——以吉林省为例

传统的耕地质量评价方法有评价范围小、周期长、时效性差、耗费大量的人力物力等特点。本文以吉林省为例,探讨基于GIS空间分析技术、层次分析法(AHP)和遥感数据的省级耕地质量评价理论框架体系,通过提取各项评价指标信息,进行空间权重叠加,获得最小评价单元,最后将耕地质量划分为5个等级,其中一二三级分别占18.87%,28.67%和33.15%。其研究结果表明,吉林省耕地质量空间分布有一定的规律性,中部耕地质量等级高于东西部,西部整体上好于东部。各县市的分布特点与其耕地质量分布具有较强的一致性,其结果验证了使用遥感数据评价耕地质量的适用性。该方法克服了传统耕地质量评价的局限性,基于层次分析和GIS空间分析的方法简单快速,时效性强,适用于省级耕地质量评价。