基于GIS的温泉地区景观格局与生态系统服务价值动态分析

[目的]通过对温泉地区近年来景观格局动态与生态系统服务价值变化的分析,探讨在人为及自然因子驱动下的干旱区县域生态环境变化,为区域生态环境管理及生态保育恢复提供依据.[方法]在RS、GIS的支持下,利用1990～2005年研究区三期TM遥感影像进行解译,生成三个时期下的景观类型图,结合Fragstats分析研究区内15年间的景观格局动态变化,参考前人研究成果,计算出各景观类型生态系统服务价值及总值,从而分析其生态环境动态情况.[结果]1990～2005年间所有类型斑块数量减少而斑块面积增大,景观破碎化程度逐年下降,而景观的结构组成复杂化趋势则逐年加快.其中乔木林地、灌木林地、中覆盖度草地、低覆盖度草地、水域的生态服务价值有所降低,而农田、高覆盖度草地、冰川、城镇及工业用地、沼泽地、荒漠的生态服务价值有所增加.[结论]随着人类活动的不断增强,景观的破碎化逐年降低,草原不断退化,荒漠化程度加重,各景观类型的生态服务价值均有明显变化,研究区总的生态服务价值下降,生态环境状况应该受到密切关注.     

2000～2015年吐鲁番市高昌区景观格局及生态风险变化分析

景观格局与生态过程相互作用,景观结构和功能变化引起区域相应生态变化,由于人类对自然资源和环境影响的加剧,生态系统面临着严峻的考验,呈现出结构性破坏和功能紊乱,探索极端干旱区吐鲁番市高昌区景观格局及生态风险变化,为区域合理调整土地利用结构,实现生态、经济协调可持续发展提供理论依据.以3S技术为基础,吐鲁番市高昌区的2000、2005、2010和2015 landsatETM+与landsatOIL的3期的30 m栅格影像数据为基础,采用ENVI5.3软件对图像解译分析,运用Fragstats 4.2对景观格局分析.结果 表明:(1)2000～2015年15 a内7种景观类型斑块数量呈现减少趋势,平均斑块面积增加;斑块密度呈减少趋势,景观完整程度增加;(2) 2000～2015年景观聚集度呈现先减少后增加的变化,蔓延度变化大,聚集度指数增加了1.4838,香农多样性指数总体呈增加趋势,香农均匀度指数整体呈现减少,斑块和景观类型面积呈现均衡的发展,景观丰富度增加,区域生态稳定发展;(3)研究区南部生态风险状态较为稳定,风险等级基本没有明显变化,且风险等级较高,主要为未利用地,大多为荒漠,其生态风险较高主要是与其自身生态脆弱性有关.北部生态风险变化较为明显,风险等级也较为复杂多样,但大部分生态风险等级较低;总体来看,2000～2015年吐鲁番市高昌区高、较高生态风险区面积减少;低、较低生态风险区面积增加;区域整体生态风险呈降低趋势.     

2000～2015年吐鲁番市高昌区景观格局及生态风险变化分析

景观格局与生态过程相互作用,景观结构和功能变化引起区域相应生态变化,由于人类对自然资源和环境影响的加剧,生态系统面临着严峻的考验,呈现出结构性破坏和功能紊乱,探索极端干旱区吐鲁番市高昌区景观格局及生态风险变化,为区域合理调整土地利用结构,实现生态、经济协调可持续发展提供理论依据。以3S技术为基础,吐鲁番市高昌区的2000、2005、2010和2015 landsatETM+与landsat OIL的3期的30 m栅格影像数据为基础,采用ENVI5.3软件对图像解译分析,运用Fragstats 4.2对景观格局分析。结果表明:(1)2000～2015年15 a内7种景观类型斑块数量呈现减少趋势,平均斑块面积增加;斑块密度呈减少趋势,景观完整程度增加;(2)2000～2015年景观聚集度呈现先减少后增加的变化,蔓延度变化大,聚集度指数增加了1.4838,香农多样性指数总体呈增加趋势,香农均匀度指数整体呈现减少,斑块和景观类型面积呈现均衡的发展,景观丰富度增加,区域生态稳定发展;(3)研究区南部生态风险状态较为稳定,风险等级基本没有明显变化,且风险等级较高,主要为未利用地,大多为荒漠,其生态风险较高主要是与其自身生态脆弱性有关。北部生态风险变化较为明显,风险等级也较为复杂多样,但大部分生态风险等级较低;总体来看,2000～2015年吐鲁番市高昌区高、较高生态风险区面积减少;低、较低生态风险区面积增加;区域整体生态风险呈降低趋势。     

白城市盐碱地景观格局及其情景演化预测

为评估吉林西部近期盐碱地变化趋势,以吉林省白城市为研究区,利用2000年、2010年和2014年的遥感影像,解译分析该区盐碱地景观格局变化特征;并通过CA-Markov模型对其未来演变进行情景模拟。结果发现,近14年来吉林西部白城市的盐碱地面积呈减少趋势,净减603.39 km2,年均减少1.12%;景观分离度指数增加,景观分形维数、景观破碎度、景观蔓延度指数均有所下降;该区盐碱地景观斑块结构变得简单,部分斑块因面积缩减而彼此分隔独立;未来6年内白城市盐碱地面积仍呈减少趋势,但速度放缓,减少区域集中于乾安县以西地区。     

海丰景观格局动态变化研究

以1988年改制前的海丰县即现今行政区划上的海丰县和汕尾市城区作为研究区,在遥感和地理信息系统技术的支持下.解译研究区1991年、2001年和2006年3期遥感影像.提取各景观要素信息.通过计算斑块密度、平均斑块分维数、分离度、聚集度、边界密度、香农多样性指数和香农均匀度指数等景观指数,分析研究区1991-2006年15年间景观格局动态变化规律.结果表明,研究区原有的优势景观林地,面积已显著减少,建筑用地、耕地、园地、水域(滩涂)面积增加:研究区景观斑块数量大幅增加,破碎度增大,优势度减小,景观多样性增加,整体上景观斑块的形状越来越复杂,同时各景观类型在研究区的空间分布逐年趋于均匀化;根据景观差异探测统计,1991～2001年景观类型转变幅度较大.     

珠江口土地利用及景观格局动态变化研究

运用遥感与地理信息系统技术,对珠江口地区1990年、1995年、2000年和2005年的4期遥感影像数据进行解译判读,结合土地利用动态度模型和景观生态学数量方法分析了珠江口土地利用和景观格局的变化。结果表明：①珠江口处于典型的经济高速发展地区,土地类型变化明显,并呈现出较强的时空分异特征。15年来,耕地和林地面积明显减少,与此同时,建设用地长势强劲。②类型水平上景观格局指数显示,除面积加权平均斑块分维数外,景观类型的其他几个景观指数的差异性很大,尤其1990～1995年变化最为明显。③景观水平的格局指数显示,1990～2005年间珠江口地区景观格局发生较大的变化,斑块数量显著增加,各种景观指数表明区域景观破碎化程度增加,多样性增加。     

汉源县观光果园景观格局变化及生态系统服务价值估算

【目的】解决"三农"问题,保护自然环境和促进生态文明建设与发展。【方法】以景观生态学原理为基础,利用Google earth卫片资料,结合四川省汉源县"花海果都"果园建园前后卫星影像斑块组成及其变化,对该区域植物多样性、景观格局变化及生态系统服务价值进行了估算。【结果】结果表明:"花海果都"果园自2009年建园前斑块总数为91块,面积为152.5hm2,其景观格局指数中景观破碎化指数0.57、Shannon多样性指数1.18、Piolou均匀度指数0.74、景观优势度指数0.42;2012年、2015年斑块总数变异为113块、170块,面积分别为179.2、222.1hm2,其景观格局变异为0.62及0.73,研究区生态系统服务价值显示出明显增长趋势,生态系统服务价值中旅游发展的效益最显著,占据90%以上,由2009年的51.21万元增至2015年的246.87万元。其他生态系统服务功能价值依次为固碳制氧、涵养水源、水土保持、防风固沙。研究区果树经济产出由2009年303.60万元增长至2015年的3 303.30万元。【结论】目前在四川山区应在国家生态安全的前提下,通过发挥本地的自然资源优势,走现代农业之路。这样不仅可以达到保护生态环境,同时也解决了本地"三农"问题。因此,汉源花海果都的经验是值得肯定和推广的。     

不同预案下锦葫沿海地区景观格局变化的模拟分析

【目的】分析历史预案和规划预案条件下,辽宁锦葫沿海地区景观格局的变化趋势,为该地区土地利用总体规划及土地资源合理配置提供参考。【方法】基于遥感和GIS等技术,解译得到1990、2000和2010年的锦葫沿海景观类型图,作为预案模拟的基础;采用ARMA模型动态预测锦葫沿海地区的土地需求量,并使用Logistic-CA模型对锦葫沿海地区2011-2020年不同景观类型分布的历史预案和规划预案进行空间模拟和比较。【结果】1)2种预案条件下,除建设用地面积呈增长趋势外,其他用地面积都呈递减趋势,而规划预案比历史预案用地集约;2)2011-2020年,2种预案条件下锦葫沿海地区各景观格局指数变化趋势一致,其中斑块数目和斑块密度均降低,说明锦葫地区景观破碎化程度将有所降低,斑块形状变化比较复杂,优势景观面积正逐渐减小,而斑块平均大小呈上升趋势,少数景观类型占有的比重不断增大;3)2种预案条件下,锦葫沿海地区的生态服务价值均呈下滑趋势,但规划预案的生态服务功能要优于历史预案。【结论】对研究区的景观格局进行预案模拟,可以为土地利用的总体规划和土地资源的合理分配提供参考。     

基于GIS的尉犁县景观格局分析

以尉犁县为研究区,以尉犁县2000年的MSS和2005年的TM遥感影像图为数据源,运用遥感软件进行解译和景观分类,在选取的景观指数基础上,借助GIS软件对该区域的景观格局进行分析.结果表明,随着经济社会的发展、城镇化的不断扩增,景观斑块的数量变化较为明显,尉犁县的自然景观面积有所减少,自然生态系统遭到破坏,不再具备主导作用.     

上海市闵行区景观格局动态变化研究

以上海市闵行区为研究区,在RS和GIS支持下,解译出研究区1987年和2007年2期遥感影像,提取各景观要素信息,计算景观斑块数量、斑块密度、香农多样性指数、香农均匀度指数、景观破碎度、景观分离度等指数,并分析研究区1987～2007年20年间景观格局动态变化规律。     

典型喀斯特峰丛洼地生态系统生态服务功能价值评估——以贵州平塘县为例

以平塘县土地利用数据为基础,参考谢高地等制定的中国不同省份农田生态系统生物量因子表和中国陆地生态系统单位面积生态服务价值当量因子,制定了平塘县生态系统单位面积生态服务价值系数,并计算平塘县2000、2005、2013年生态系统服务价值及生态敏感性指数。结果表明:研究时段平塘县生态服务总价值呈上升变化趋势,2000、2005、2013年生态服务总价值分别为560 688.39万、580 534.47万、593 036.20万元;从单项生态服务价值来看,2005~2013年平塘县生态系统在气体调节、气候调节、水源涵养、土壤形成与保护、废物处理、生物多样性保护、食物生产、娱乐文化等领域的价值呈上升变化趋势,但其食物生产价值呈下降变化趋势;2000、2005、2013年平塘县ESV对VC敏感性指数均小于1,敏感性指数值介于0.003~0.517之间,说明ESV对VC不敏感,缺乏弹性,即结合平塘县区域特征修正后的生态服务价值系统是合理的,研究结果是可信的。     

齐齐哈尔市土地生态系统服务价值时空变化研究

以遥感影像目视解译的齐齐哈尔市1990、2001和2015年土地利用数据为支撑,核算齐齐哈尔各县市的土地生态系统服务价值量,探究25年间其时空分异规律,基于土地资源供求关系的研究结合生态服务价值探究齐齐哈尔市土地利用生态可持续程度。结果表明:25年间齐齐哈尔市土地生态系统服务价值在选取的时点上呈下降趋势,主要归因于湿地减少及水体面积的锐减;空间上主要呈现价值总量西南高、东北低的总体空间分布;土地利用生态可持续程度略高于临界值,属于可持续程度较强的状态;应保护湿地和水域数量,维持林地规模的优势。该成果可以为齐齐哈尔生态可持续发展提供科学依据和决策支持。     

陕北黄土高原土地利用生态服务价值时空研究

【目的】为了定量的建立区域绿色生态经济账户，为区域土地的持续利用与生态环境和社会经济协调发展提供科学决策依据。【方法】以中国陕北黄土高原作为研究对象，通过野外实地调查与测定，利用遥感和地理信息系统手段与多元统计分析等方法，从分析区域现状主要生态过程入手，研究了区域的土地利用覆盖及其格局变化，以及生态服务功能及价值的时空分布。【结果】1978年1990年和2000年陕北黄土高原生态系统服务价值分别为467.23亿元、577.03亿元和560.99亿元。从1978年至1990年陕北黄土高原的生态价值增加了19.03%，而1990年至2000年陕北黄土高原的生态价值减少了2.86%，但是在22年来陕北黄土高原的生态价值增加了16.71%。【结论】陕北黄土高原生态系统服务功能价值在空间分布上存在一定的差异。从大的区域来讲，1978年到2000年陕北黄土高原生态系统服务价值是在缓慢增加，并且陕北黄土高原生态系统服务价值的增加主要在南部，北部变化不大。但是值得注意的是虽然大趋势是缓慢增加，但是局部地区生态系统服务价值的减少却很剧烈，而且，陕北黄土高原1990年至2000年生态服务价值总体上是在减少。生态环境改善的情况存在区域分布差异，南部改善面积较大但是北部地区改善缓慢。     

盐城海岸带生态系统服务价值时空分异

为了解盐城海岸带生态系统服务价值（ESV）的时空变异规律,基于格网尺度对盐城海岸带1997,2007和2014年3个时期的ESV进行了估算,并结合空间自相关分析探讨研究区ESV时空分异规律。结果表明:近20 a来盐城海岸带生态系统服务价值总量呈不断减少的趋势,由1997年的134.33亿元减少至2014年的97.13亿元,自然湿地芦苇Phragmites australis沼泽、碱蓬Suaeda salsa沼泽、河流面积的减少是引起生态系统服务价值变化的主要原因。研究期间ESV在空间上发生了显著变化。ESV高区（ESV指数V_ESK > 7 463.04万元）的面积和空间分布显著减少,ESV较低区（796.67万元 ESK≤3 014.78万元）的面积和空间分布表现出逐渐扩大的格局。自相关分析表明:ESV具有显著的正相关关系,呈集聚分布特征且总体上呈不断下降趋势。研究区1997-2014年敏感性指数均小于1,表明研究结果具有可信性。在未来生态系统修复和管理中要权衡与协同不同生态系统类型之间的相互关系,加大对芦苇沼泽、碱蓬沼泽、河流等天然湿地的保护,合理规划滩涂湿地的利用方式,实现沿海湿地系统的可持续发展与利用。     

湖南丘陵区土地利用变化的生态系统服务价值响应——以湖南醴陵为例

本文应用Costanza生态系统服务价值计算公式,参照中国陆地生态系统单位面积生态服务价值当量表,对1990～2007年醴陵市土地利用的变化进行了分析并计算了相应的生态系统服务价值及其变化。结果表明:①1990～2007年间,醴陵市生态用地的减少导致生态系统服务价值由1990年的50.81亿元下降到2007年的50.59亿元,下降了0.43%;②在土地利用过程中,偏重其生产功能而忽视了生态功能,使生态功能负荷过重;③1990～2007年间,醴陵市的人均国内生产总值增长了11倍,但人均生态福利却下降了16.8%,生态福利减少过快。     

基于RS与GIS的赣江上游流域生态系统服务价值变化

研究土地利用背景下的生态系统服务价值变化对促进区域生态建设和可持续发展具有重要意义.以赣江上游流域为例,依据1990年、1995年、2000年和2005年4期的遥感数据,利用RS和GIS手段对土地利用数据进行了处理,并分析了土地利用变化引起的生态系统服务价值变化.结果表明,1990-1995年赣江上游流域生态系统服务价值变化不大,1995-2005年生态系统服务价值总量不断增加,且各类生态服务功能价值波动较大;各土地利用类型生态系统服务价值敏感性指数都小于1,表明生态系统服务价值对服务价值指数缺乏弹性.     

河北省曲周县景观格局演变及生态服务价值响应研究

为对县域土地利用规划与生态保护政策制定提供理论依据,以曲周县为例,依据1985、1999和2012年的土地利用数据,采用景观格局分析法、生态服务价值定量评估法结合相关性及敏感度分析,对曲周县1985—2012年的景观格局、生态服务价值变化以及景观指数对生态服务价值的响应机制进行了探究。结果表明:1)研究期内曲周县景观破碎度和景观异质性增加,景观多样性降低,人类活动对景观格局的影响程度呈加强态势;2)生态服务价值总体减少6 704.11万元,且1999年后生态服务价值衰退速度较之前有所减缓,生态服务价值结构未发生较大变动;3)ESV与SHDI呈正相关,与NP、FN、D和AWMDF呈负相关,同时ESV对NP和FN变化缺乏弹性,对SHDI、D和AWMDF变化反应灵敏。研究认为,曲周县应降低景观的人为干扰力度,加强对景观多样性保护,提高县域整体生态效益。     

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。     

长江沿岸芜湖区段景观格局演变及生态系统服务价值分析

以芜湖区段1995-2016年遥感影像为数据源,运用景观指数、动态度模型、景观转移矩阵和生态系统服务价值（ESV）评价模型等方法研究其景观格局和ESV动态变化,定量分析景观格局演变特征及其对ESV的影响,以期为芜湖区段景观格局优化和长江沿岸生态环境保护提供一定依据。结果表明:1）20多a间,研究区景观破碎度和异质性增强,趋于均匀分布。2）耕地和林地面积显著减少,耕地斑块数增多,趋于破碎化;建设用地面积不断增加,最大斑块指数和斑块结合度指数呈增加趋势,趋于集中连片分布;湿地面积先减少后增加,优势度和连通性趋于减弱。3）耕地、林地和建设用地的动态度较明显,耕地减少部分主要流向建设用地,达48 414 hm²,占耕地变化量的55.53%。4）研究期内总ESV呈持续下降趋势,减少了10.87%,生态功能衰减。生态服务功能主要为废物处理、水源涵养、气候调节、土壤保持和生物多样性保护。耕地对维持芜湖区段ESV起比较稳定的作用,而林地和湿地起主导作用。研究认为,必须重视对林地和湿地的保护,加强对自然山体林地的保护与修复和以长江为主的湿地生态保护,对提高芜湖区段生态系统服务功能和保护长江生态环境起着重要作用。