基于RS和GIS的土地利用变化对生态系统服务价值的影响——以北京市为例

基于遥感(RS)和地理信息系统(GIS)技术,以Landsat TM图像为基本数据,应用Costanza生态系统服务价值计算公式和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,研究了北京市1995～2000年土地利用变化对生态系统服务价值的影响。结果表明:研究期内,北京市耕地、林地、水域、未利用地面积净减,其中林地减少最多;草地、居住建设用地净增,其中居住建设用地增加最多;研究区内生态系统服务功能年度经济价值从1995年的2 151.54×107元减少到2000年的2 080.16×107元,林地、耕地、水域向居住建设用地、草地(城市绿化用地)转化是主要原因;生态系统单项功能服务价值中气体调节、气候调节等9项指标全部在减少,其中水源涵养和土壤形成与保护减幅最大。     

基于RS和GIS的中心城区土地利用变化及生态系统服务价值分析 ——以衡阳市为例

为了明确城市中心城区土地利用变化对区域内生态系统服务价值的影响。以衡阳市中心城区为研究区域,结合RS和GIS分析2000—2010年土地利用变化特征,在此基础上采用单位面积价值当量因子对中心城区的生态系统服务价值(ESV)变化进行测算,并运用马尔科夫模型预测了在历史趋势发展情景下2030年衡阳市中心城区土地利用及生态系统服务价值变化情况。结果表明:①衡阳市中心城区土地利用以耕地、林地、水域和建设用地为主,2000—2010年耕地、林地、草地和未利用地面积呈下降趋势,建设用地和水域面积呈增加趋势;各土地利用类型在数量和空间上转换显著。②研究期内生态系统服务价值呈下降趋势,2000—2010年衡阳市中心城区生态系统服务价值由24.59亿元下降到23.65亿元,水域和林地为对中心城区生态系统服务价值贡献最大的地类。③根据马尔科夫模型的预测结果,2030年衡阳市中心城区耕地和林地会大幅减少,建设用地会大幅增加。衡阳市中心城区除水域生态服务价值呈上升趋势外,其他用地生态价值均呈下降趋势,总的生态系统服务价值也将继续呈下降态势。在新型的城镇化扩张中,需要慎重权衡城市发展与生态保护的关系。     

基于土地利用变化的生态系统服务价值演变研究——以福州滨海新城为例

土地利用变化对生态系统服务价值(ESV)的变化具有重要影响。本文以福州滨海新城为研究对象,运用土地利用动态度、当量因子法和标准差椭圆等方法,对2010年、2015年、2020年3个时期土地利用和生态系统服务价值的变化进行研究,结果表明：耕地和建设用地是福州滨海新城最主要的土地利用类型,但耕地在不断减少,建设用地在不断增加,且增加的来源主要为耕地,单一土地利用动态度为未利用地>草地>建设用地>耕地>林地>水域>园地>湿地;ESV高值和较高值密集分布在中部和东部沿海地区,ESV的发展总体呈略微向外扩散态势,但空间格局保持相对稳定;10年间ESV的总量不断下降,单项ESV以水文调节为主,水域是贡献最多ESV的土地利用类型;水域、耕地、林地是这10年ESV变化最主要的贡献因子。     

宿迁市生态系统服务价值动态研究

利用2000和2004年TM与SPOT复合影像,得出宿迁市土地利用/覆被数据,再结合中国不同陆地生态系统单位面积生态服务价值表,分析了宿迁市生态系统服务价值及动态变化,结果表明:宿迁市生态系统服务价值由2000年的800.57×108元减少到2004年的732.27×108元,变化幅度为-8.53%;耕地和水域面积的减少是该区生态系统服务功能丧失的最主要原因;研究区水域生态系统单位面积生态服务价值量最大。该区生态系统服务价值动态变化凸显出研究区土地利用结构的不合理性,应加大研究区农田和水域面积的比重,严格控制耕地向建设用地的转化。     

海岛生态系统服务价值对土地利用变化的响应——以汕头市南澳县为例

根据1996、2009年土地利用数据,采用Costanza生态系统服务价值计算方法和中国陆地生态系统单位面积服务价值表,对海岛南澳县生态系统服务价值变化进行评估。结果表明,在1996-2009年,南澳县的建设用地、林地、园地和水域面积增加,而耕地、牧草地和未利用地面积减少,南澳县的生态系统服务价值由1996年的148.64×106元增加到2009年的151.18×106元,这主要是生态价值系数较高的林地面积增加所致。     

生态系统服务价值核算在土地利用规划上的应用——以新疆库尔勒市为例

【目的】以库尔勒市为研究对象,对库尔勒市新一轮土地利用规划中的土地利用结构变化对生态系统服务价值的影响进行分析。【方法】运用Costanza的生态系统服务价值计算方法,在现有生态服务价值参数研究基础上,进行参数修正,结合敏感性指数分析。【结果】研究期间库尔勒市耕地、园地、林地和其他土地占很大比重,林地不断增加与其他土地的减少是研究时段内土地利用变化的主要特征;耕地、园地、林地、其他土地的ESV均有较大变动,不同类型土地单位面积的ESV差别较大。其基本分布规律为高于3×10~9元的地区主要集中分布在西南和西北的库尔勒市直管区范围内;2.5×10~9～3.0×10~9元的区域主要集中在西部和东南部;中等服务价值的地区主要集中在库尔勒市中心城区和中心城区周围的主要乡镇范围;生态服务价值小于2×109元的地区以库尔勒市直管区北部为中心。【结论】通过对库尔勒市各类土地利用面积变化进行预算,库尔勒市将来10 a生态服务价值出现减少的趋势,主要是建设用地的增加,草地和未利用等土地的减少所引起的,今后土地利用结构优化过程当中应重视各类土地结构变化。     

区域土地利用变化图谱分析及其生态效应评价 ——以太原市城区及近郊区为例

 【目的】为太原市城区及近郊区土地资源的可持续利用以及生态环境保护提供决策支持,以促进研究区生态环境和社会经济的持续发展。【方法】运用地学信息图谱理论和方法，在RS和GIS的支持下生成了太原市城区及近郊区1990～2001年土地利用变化图谱，在此基础上，对研究区1990～2001年土地利用变化特征进行了分析并对其生态效应进行了测算。【结果】11年中，研究区耕地、草地、水域在不断减少，其中耕地减少最多;园地、未利用地、林地、建设用地在不断增加，其中林地增加最多;土地利用的变化导致了研究区生态系统的生态服务价值从1990年的1 202.15×106元增加到2001年的1 251.49×106元，年增加率为0.37％。【结论】土地利用类型变化最大的是耕地向未利用地的转化，其次为耕地向城镇用地的转化；草地、耕地的退化及未利用地的增加给研究区的生态系统服务带来了一定的负面影响；经过实证分析，利用地学图谱进行土地利用变化和生态效应定量研究是一种十分有效的方法。     

基于城乡接合部土地利用变化的生态系统服务价值研究

基于2000年、2008年和2013年3期土地矢量数据,根据土地利用结构分析其动态变化;针对城乡接合部特点,考虑建设用地生态负效应,对单位面积生态系统服务价值(ecosystem service value,ESV)系数进行修正;采用Costanza等计算方法,估算各土地类型的ESV并分析其时空变化特征;采用相关分析法,探讨了城乡接合部土地利用类型变化与ESV之间的关联特征。结果表明:耕地面积快速减少,建设用地比重上升;ESV总体呈下降趋势,降幅达16.10%,各单项生态服务功能价值也有不同程度减少;各镇空间变化存在明显差异,总体上是离中心城区越近变化越显著;ESV与耕地、林地、草地、建设用地在0.01水平上显著相关,与草地、耕地、林地、水域、未利用地面积呈正相关并且相关系数为降序排列,与建设用地面积呈负相关。     

土地利用变化对生态系统服务价值的影响——以梅州高新区为例

利用遥感和GIS技术,以梅州高新技术产业园区为例,参照中国陆地生态系统单位面积生态服务价值表,研究小尺度区域的土地利用快速变化及其引起的生态系统服务价值变化。结果表明,2003-2013年研究区的建设用地快速增加,耕地和未利用地明显减少,林地和水域稍有减少;生态系统服务总价值净减少约2 295万元,其中林地的生态系统服务价值减少最多,其次是耕地和水域;从生态系统各单项服务功能的价值量来看,土壤形成与保护功能价值减少最多,其次是水源涵养、气体调节和生物多样性保护。引入生态系统价值敏感性指数,验证了研究区总的生态系统服务价值缺乏弹性,研究结果可信。     

喀斯特山区都市土地利用变化与ESV关系研究——以贵州省贵阳市为例

为合理利用喀斯特山区的土地,选取贵州省贵阳市作为研究区域,基于Logistic-CA-Markov模型预测不同情境下2020年贵阳市土地利用情况并对土地利用变化驱动下的生态系统服务价值(ESV)进行评估。结果表明,贵阳市在2000—2010年年间,草地、耕地、林地均有向居民工矿用地转移的趋势,居民工矿用地面积增加202.53 km2,耕地面积减少了452.90 km2,ESV呈上升趋势,林地生态系统服务价值贡献最大;借助Logistic-CA-Markov模型模拟出贵阳市2010年土地利用格局,得到其Kappa系数约为0.78,说明模拟的效果较好,经济快速发展情境下的贵阳市2020年居民工矿用地较自然情境下的面积增加更多,林地、草地、耕地均有所减少,在空间上主要以城区为中心扩展;基于预测结果评估土地利用变化驱动下的ESV,2010—2020年年间各土地利用类型服务价值均有所下降,情境Ⅱ中ESV下降了87.93千万元,经济建设对生态环境已经产生了负面影响,喀斯特山区都市的生态环境形势仍然严峻。     

土地利用变化对生态系统服务价值的影响及灰色预测——以贵州省遵义市为例

贵州省遵义市是我国西南地区典型的生态脆弱区之一,在城市化发展过程中土地利用变化对生态系统造成了一定的影响。以遵义市2004—2013年间的土地利用面积数据为基础,测算近10年生态系统服务价值(value of ecosystem services,简称ESV)的动态变化,结果表明,ESV值总体上是增加的,特别是林地系统的生态价值作用最大,说明遵义市在生态环境建设方面工作维持较好;生态敏感性指数计算结果表明,生态价值系数的变动对生态系统服务价值几乎无影响;灰色预测未来10年生态系统服务价值结果表明,耕地、园地、林地的ESV是增加的,草地、水域、未利用地是减少的,但总ESV是增加的。因此,遵义市应注重对耕地、园地及林地系统的保护,特别是园地和林地,控制建设用地面积,合理规划利用土地,以保持良好的生态环境建设。     

桂平市土地利用变化对生态系统服务价值的影响

了解桂平市近10年来土地利用变化特征,为桂平市土地利用的结构调整和环境保护提供参考,利用桂平市2005年、2010年和2015年的土地利用数据,采用ArcGIS空间分析方法,研究桂平市的土地利用变化,采用生态系统服务价值系数分析2005—2015年桂平市土地利用变化引起的生态系统服务价值变化,通过敏感性指数模型验证结果的准确性。结果表明:2005—2015年桂平市耕地、林地、园地、草地和未利用地面积均减少,建设用地、水域面积增加;建设用地动态度最大,其次是耕地,林地、园地、草地、未利用地和水域动态变化较小;2005—2015年,桂平市生态系统服务价值减少2.03亿元。桂平市各地类的敏感性指数均小于1,生态系统服务价值对生态价值系数缺乏弹性,结果可信。     

呼伦贝尔沙地生态系统服务价值变化

利用1990年、2000年、2010年、2020年4期遥感影像数据,利用当量因子法,分析呼伦贝尔沙地生态系统服务价值变化情况。结果表明:呼伦贝尔沙地土地利用结构变化明显,除草地以外的其它土地类型面积均有所增加。土地利用的转移主要是由草地向耕地、沙地、建设用地和其它未利用地转移;呼伦贝尔沙地ESV总量增加,耕地、林地、水域、沙地和其它未利用地ESV增加,共增加11636.78亿元,草地的ESV减少。各项ESV以生物多样性、水文调节和气候调节为主,单项ESV变化最大的是生物多样性;草地、林地、其它未利用土地对ESV变化的生态贡献率较大,3者贡献率之和为88.24%,是ESV变化的主要影响因素。     

京津冀潮白河区域土地利用变化对生态系统服务的影响

为探讨京津冀潮白河区域不同时期内的土地利用变化和生态系统服务（ES）的动态演变情况，采用土地利用动态度模型、当量因子法、敏感性指数法，分析该区域2001、2005、2009、2013年和2017年近20年来的土地利用数据。结果表明：在2001-2017年期间该区域耕地和农村居民点面积明显减少，城镇用地和水域面积明显增加；该区域的主要土地利用类型为耕地、农村居民点和城镇用地，且耕地和农村居民点的比例逐渐减少，城镇用地比例逐渐增大；城镇用地、工矿用地和水域的动态度呈现大幅增加趋势，农村居民点、耕地、草地和林地的动态度呈现较大幅的减少趋势。近20年来该区域的生态系统服务价值（ESV）整体上呈现增加的趋势，水域的生态系统服务价值增加对该流域生态系统服务价值变化起决定性作用。2001-2017年该区域内各地类的敏感性指数（CS）均小于1，敏感性指数从大到小依次为耕地 > 水域 > 林地 > 草地。综上，应根据该区域内土地利用变化对生态系统服务产生的影响，制定合理化政策、构建合理的土地利用格局，从而提升生态系统服务。     

西南山地旅游城市土地利用变化对生态系统服务价值的影响

以典型西南山地旅游城市——乐山为研究区,根据谢高地ESV估算法,对乐山1996—2016年土地利用变化及其ESV进行评价。结果表明:1996—2016年土地利用变化缓慢,表现为"四减两增"。耕地、草地、水域和未利用地面积减少,林地和园地面积增加;1996—2016年总ESV呈现微弱增长趋势,年均增长率为0.18%,从1996年的196.47亿元上升到2016年的203.55亿元,这主要是因为林地面积的增加;在一级ESV中,调节服务价值最大,然而却是唯一减少的生态服务;在二级ESV中,原材料的ESV增加最多,废物处理的ESV减少最多。     

渭河关中段土地利用变化对生态系统服务价值的影响

[目的]评估渭河关中段土地利用变化引起的生态系统服务价值变化,为渭河关中段生态系统可持续发展的决策提供依据与手段。[方法]根据渭河关中段的土地利用变化数据,采用中国陆地生态系统的服务价值测算方法,对渭河关中段的生态系统服务价值进行评价,并分析了面积变化对生态系统服务价值的影响。[结果]1980~2007年渭河关中段水域面积呈减小趋势,林地面积及建设用地面积均在增加,而未利用地面积在减少,耕地面积变化不大;1980~2007年生态系统服务价值减少了8.37亿元,主要是由于水域面积减少和城市建设用地面积增加引起;林地和草地对生态系统服务价值的贡献最大,单位生态系统服务价值水域最大。[结论]在渭河关中段建设和产业发展过程中,应加强对林地和水域的保护。     

基于土地利用变化的抚州市生态系统服务价值变化研究

基于2010年的土地利用现状变更数据以及2020年的第三次国土调查变更数据对江西省抚州市域的生态系统服务价值及其变化进行了研究。结果表明，2010—2020年抚州市水域和建设用地面积增量及单一动态度最大，未利用地、草地和湿地减少幅度较大，耕地减少面积最大，以草地、耕地转为林地，耕地、林地转为建设用地的土地转移方向为主；2010—2020年抚州市生态系统服务价值呈上升趋势，净增加量为136.68亿元，其增加主要来源于水域与林地面积的增加；生态系统服务价值的增值区与减值区在空间上呈分布不均匀的特点，对此应加强生态环境建设补偿机制建设，促进抚州市未来生态环境的平衡与协调发展以及经济的可持续发展。     

滹沱河上游地区土地利用变化对生态系统服务价值的影响

以滹沱河上游地区2005、2010、2015、2018年4期遥感影像为数据源,采用土地利用动态度、价值当量因子法、敏感性指数等指标评估生态系统服务价值,分析土地利用变化对生态系统服务价值的影响.结果表明:(1)2005—2018年研究区土地利用变化最大的为建设用地,动态度为5.80％,面积增加了25337.52hm2;其次为草地和未利用地,动态度分别为-0.27％和-0.20％,处于减少状态.(2)土地利用面积转移中,耕地转为建设用地最多,达12506.01hm2;其次为草地转为建设用地,为9734.03hm2.(3)单项生态系统服务价值以林地最大,贡献率在48％以上;其次为草地,达26％以上,两者占比合计超过75％,说明林地和草地是维持研究区生态服务功能的主体.生态系统服务功能以土壤形成与保护、废物处理、水源涵养和生物多样性功能为主,占比高达62％,食物生产和娱乐文化功能的价值最低.(4)2005—2018年研究区综合生态系统服务价值呈轻微减少趋势,变化率为-1.37％,减少了236.16×106元.其中草地减少最多,变化率为-3.55％,减少了166.12×106元.因此,必须重视滹沱河上游地区林草保护,确保生态功能价值的主体作用,同时合理规划建设用地,优化土地利用结构,减少耕地的占用,促进生态文明建设.     

黄河三角洲季节性干旱区土地利用变化及生态效应

土地利用变化是引发土地生态退化的重要因素。以黄河三角洲季节性干旱区山东省无棣县为例,基于RS、GIS技术,采用改进的土地利用变化模型分析1995—2015年土地利用变化特征,运用生态系统服务价值评估方法分析土地利用变化的生态效应。结果表明:(1) 20年来,无棣县土地利用呈现耕地、林地、建设用地、盐田及养殖用地面积增加,草地、水域和未利用地面积减少的"四增三减"特征;各地类间呈流转量大且频繁复杂的关系,土地利用变化较为剧烈,综合变动率达39. 00%。(2)土地生态系统服务价值总量呈先减少后增加、总体减少趋势,年均减少0. 35%;耕地、林地、盐田及养殖用地生态系统服务价值增加,年均增长率分别为0. 26%、0. 83%、2. 57%,草地、水域、未利用地生态服务价值减少,年均变化率分别为-1. 78%、-2. 14%、-1. 91%;所有生态系统服务功能的价值量均有所减少,尤以水文调节功能减少量最多。(3) 20年来无棣县万元GDP生态价值年均负增长率达12. 94%,说明经济的快速增长及其带来的土地利用变化付出了较高的生态代价。表明无棣县生态系统服务功能变动与土地利用变化密切相关,今后应强化土地生态利用,严控建设用地扩张、加强农地和水域保护、推进未利用地生态开发,维护区域生态平衡。     

宁夏盐池县土地利用变化对生态系统服务价值的影响

以宁夏盐池县1989、1995、1999、2003、2006和2009年6期TM影像为基础,运用GIS方法提取各年土地利用数据,分析盐池县土地利用动态变化;采用中国陆地生态系统的服务价值测算方法,分析土地利用变化引起的生态系统服务价值变化。结果表明,1989-2009年间盐池县土地利用变化显著,林地和建设用地面积持续增加,草地面积先减少后增加,耕地和未利用地面积先增加后减少,水域面积小幅波动变化;研究期内盐池县生态系统服务价值总体呈增加趋势,林地面积的增加起到主导作用;盐池县生态系统服务价值构成中,草地居于主导地位,贡献率在49.8%-60.4%之间,林地的贡献比例持续增加,致使盐池县生态系统服务价值结构格局发生良性转变;各土地利用类型生态系统服务价值敏感性指数都小于1,表明盐池县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。