柬埔寨洞里萨湖流域土地景观变化与人类活动关系浅析

利用GIS和RS技术,对柬埔寨洞里萨湖流域2003、2008和2013年土地利用数据进行解译,从土地利用的自然景观和人类景观两个方面,揭示洞里萨湖流域近10年的土地利用类型变化特征,并以研究期的柬埔寨国家法律体系和政策、经济变化特征为基础,结合实地考察调研,分析洞里萨湖流域土地利用景观变化与人类活动的关系,揭示人类活动对土地利用景观的影响及其程度。研究表明,受人类社会和经济活动的影响,柬埔寨洞里萨湖流域自然景观整体面积减少、人类景观面积整体增加,减少和增加的面积基本相等;自然景观中,减少以人类活动与自然交接区域的灌木林、疏木林和草地等脆弱的自然景观为主;人类景观中,增加以农业用地为主。洞里萨湖流域近十年的土地利用类型变化特征,说明了人类的社会和经济活动严重影响并左右着土地利用景观的变化趋势和程度。     

张家港土地利用变化预测及生态响应

土地利用变化及其生态响应分析对区域的可持续发展具有重要的现实意义。以张家港2005和2012年土地利用数据为基础,构建Markov模型预测2019年和2026年土地利用状况,通过引入生态系统服务价值评估模型分析其产生的生态响应。结果表明:2005-2012年,土地利用类型发生变化的斑块面积达到9 996.12hm2,耕地和水域出现较大幅度的减少,主要转移为建设用地和园地;按照目前的土地利用变化趋势,2019-2026年建设用地面积将继续保持大幅度增加,水域和耕地面积继续减少,导致其生态响应为负,生态系统服务价值逐年降低,降低速率为1155.57万元/a,其中食物生产、气体调节、气候调节、水文调节、生物多样性保持和废物处理出现明显减少,一定程度上体现出研究区环境恶化、生态多样性减退等问题。政府应及时采取措施,加强耕地和水域面积的保护,同时降低建设用地扩张速率,改变目前土地利用变化趋势,保持生态系统健康状况。     

山东省土地利用转型与生态服务功能交叉敏感性研究

针对土地集约利用后备资源分布不均衡、供需不匹配、生态环境恶化等问题，以山东省140个县（市）区为研究单元，利用2005、2010、2015年3期遥感监测数据，分析土地利用转型以及生态系统服务价值时空演变特征，并运用改进交叉敏感性系数模型探讨土地利用转型对生态服务价值的影响，并划定敏感性分区。研究表明：在研究期内，山东省土地利用结构转型较为明显，前期剧烈，后期趋缓，建设用地持续扩张，土地供需矛盾进一步加剧；2005—2015年地均生态系统服务价值区域差异较为明显，高值区出现在济宁市市中区和微山县，低值区集中在青岛市和鲁西北平原地区；农田和水域向其他地类转型对生态服务功能的影响较为敏感，最敏感的是水域向湿地转型，其次是水域向建设用地、农田向建设用地以及农田向水域的转型，草地、荒漠向其他地类转型缺乏敏感性；生态系统交叉敏感性地域差异明显，高生态敏感区空间分布较为集中，农田、森林与建设用地高生态敏感区集中在济南市和威海市，农田与水域高生态敏感区集中在黄河三角洲地区。本研究结果可为优化山东省国土空间格局、改善生态环境提供科学参考和借鉴。     

水生态区划理论方法及全国水生态区划方案

针对我国复杂的水生态状况,建立了一套水生态区划理论方法,并提出全国水生态区划方案。遵照区域相关性原则、协调原则、主导功能原则和分级区划原则,采用三级分区的思路,综合气候、地理、水资源条件、人类活动影响及生态功能类型等诸多因素,详细阐述各级分区的划分依据、命名与编码原则。基于对全国范围内主要水生态系统特征、人类活动影响及水生态类型的认识,将全国划分为6个一级区、34个二级区和130个三级区。     

典型草原自然保护地景观空间弹性GIS评价

为了解草原植被恢复效果和理解草原生态系统弹性特征,以锡林郭勒草原国家级自然保护区为对象,在Arc GIS、Fragstats等软件支持下,从景观格局稳定性(LPS)、生态敏感性(LES)和人类活动干扰3个维度建立概念化景观空间弹性模型(LSR),分析评价了研究区景观空间生态敏感性和弹性特征。研究结果表明:草地、林地等景观格局稳定性较高,尤其是核心区,但LPS值远低于理论最优值,亟待提升;自然保护区内近60%的景观空间生态敏感性达到中度敏感,绝大多数类型的核心区及其缓冲区处于中高度敏感性水平,且从核心区到缓冲区高度敏感性面积占比呈现增长趋势;由于自然和人为活动双重作用影响,整个自然保护区中度以下低弹性区域面积比超过70%,从核心区到外部实验区,极低度弹性的空间范围不断增大,保护区60%以上区域应加强植被恢复;根据景观空间弹性表现,10. 53%的区域需要重点保护,这些区域分布在保护功能区C区东部、E区西北部和D、E两区交汇地带。景观空间弹性框架及其概念化模型能综合考虑景观格局稳定性和景观空间生态敏感性,这对评价认识草原类自然保护地景观空间弹性特征、有针对性地制定草原植被恢复方案和优化保护功能区具有积极的指导作用。     

基于地理国情信息的赣州市土地生态系统服务价值核算

以江西省赣州市为研究对象,探索构建了基于地理国情信息的土地资源生态系统服务价值核算体系,并将结果应用于江西省赣州市各县(市、区)土地资源生态补偿优先级的确定中。研究表明:与常规的土地利用分类相比,地理国情信息分类更加细化,能更为精确地核算土地资源生态系统服务价值。赣州市2015年土地资源的生态系统服务价值估算为2 138. 89亿元,服务价值从大到小依次为调节服务、支持服务、供给服务和文化服务,且调节服务占比达70. 49%。2015年各县(市、区)单位面积土地资源生态系统服务非市场价值最高的是寻乌县,但各县(市、区)不同类型生态服务功能的价值存在差异。从空间分布看,赣州市周边地区生态补偿优先级较高,而中部地区偏低,且单位面积生态系统服务价值偏低的西北部生态补偿优先级也较高。     

生态系统服务价值驱动因素与空间异质性分析

以北京市为例,采用STIRPAT模型和地理加权回归模型分析了区域生态系统服务价值的驱动因素及空间差异。结果显示,人口数量、人均GDP、绿化率、第三产业比重、万元GDP能耗和城市化率都是影响北京市生态系统服务价值的重要驱动因素,其中绿化率是正向影响,其他5个指标对生态系统服务价值有负面影响,其中第三产业比重和城市化率的负面影响最大。加入空间距离和局域空间联系因素,对分区的生态系统服务价值驱动因素进行分析发现,北京市不同区的驱动因素的影响程度不同,各个驱动因素中,城市功能扩展区和城市发展新区的影响要高于生态涵养发展区。通过对驱动因素的定量测算及分区空间异质性分析,提出了北京市不同区域的提高生态系统服务价值的相关措施。     

基于GIS的县域森林景观空间格局等级特征研究

县域作为协调人类活动与自然资源关系的基本单元,是造林绿化和森林景观资源经营的重要空间。以河北省易县为例,以森林资源二类清查资料和土地利用资料为基础,基于GIS技术,通过景观等级类型划分、景观指数筛选和主成分分析法,对县域尺度森林景观空间格局及其等级特征进行了多层次研究。结果表明:林地景观占全域面积的58.4%,杨树、油松、柞树、山杏等林种和经济林是优势森林景观;景观分离度(SPLIT)、多样性指数(SHDI)和斑块密度(PD)等对组织层次变化响应强烈,随着组织层级细化,景观破碎化程度增大,斑块面积、数量等特征逐渐增强;在景观和类型水平,组织层级越高,森林景观蔓延和聚合趋势越明显,组织层次越细,各森林景观类型空间集聚、丛生化程度越明显,景观斑块边缘效应越突出。研究区森林景观与地形、土地利用类型等因素相互耦合,从山区到平原区,随着人类活动影响增强,森林景观破碎化、斑块形状复杂性及空间差异增大,因此森林景观资源健康管理应注重对景观多样性、空间分割程度、核心斑块面积和数量等关键指标的控制。     

基于GIS的县域森林景观空间格局等级特征研究

县域作为协调人类活动与自然资源关系的基本单元,是造林绿化和森林景观资源经营的重要空间。以河北省易县为例,以森林资源二类清查资料和土地利用资料为基础,基于GIS技术,通过景观等级类型划分、景观指数筛选和主成分分析法,对县域尺度森林景观空间格局及其等级特征进行了多层次研究。结果表明:林地景观占全域面积的58%以上,杨树、油松、柞树、山杏等林种和经济林是优势森林景观;景观分离度(SPLIT)、多样性指数(SHDI)和斑块密度(PD)等对组织层次变化响应强烈,随着组织层级细化,景观破碎化程度增大,斑块面积、数量等特征逐渐增强;在景观和类型水平,组织层级越高,森林景观蔓延和聚合趋势越明显,组织层次越细,各森林景观类型空间集聚、丛生化程度越明显,景观斑块边缘效应越突出。研究区森林景观与地形、土地利用类型等因素相互耦合,从山区到平原区,随着人类活动影响增强,森林景观破碎化、斑块形状复杂性及空间差异增大,因此森林景观资源健康管理应注重对景观多样性、空间分割程度、核心斑块面积和数量等关键指标控制。     

1972—2008年潮白河流域景观格局演变研究

在RS和GIS技术支持下,使用1972—2008年4期土地利用数据或遥感数据作为信息源,利用FRAG-STATS软件计算景观类型、景观2个等级水平的指数,获取潮白河流域在此期间的景观格局特征数据。结果表明：潮白河流域土地利用以林地和草地为主;随着城市化的进展,人类活动对自然的干扰日益加剧,耕地、城镇用地、草地、森林面积...     

基于生态需求评价的北京市生态区位划分研究

从生态需求角度从发,选择生态经济协调度、生态稀缺程度、人文发展水平作为评价指标,在对分指标进行评价的基础上,采用多指标条件判定法进行北京市生态需求程度评价,并据此划分了3个生态分区。结果显示,北京人均生态系统服务价值差距较大,从中心城区到远郊区,生态资源愈来愈稀缺;生态经济协调度中,轻度协调的区域大多位于北京北部的生态涵养区,而首都核心功能区和城市发展新区的经济协调程度多属于轻度冲突;人文发展水平从中心城区到远郊区逐渐降低;生态需求程度从中心城区到远郊区逐步降低。根据生态分区的生态需求不同,针对不同区位的特点提出了生态环境建设的建议,研究可以为区域土地资源合理规划布局与调整、生态用地配置和生态环境保护提供参考和依据。     

区域生态安全格局优化研究进展

区域生态安全格局的最优化是保障区域生态安全的基础,采用模型方法准确地对区域生态安全格局进行分析及优化对于区域生态环境可持续发展有重要意义。区域生态安全格局优化需要多学科的综合、多角度的分析和多种实现手段的结合。一般建立在对不同景观类型、景观的空间格局、景观过程以及功能之间关系深入理解的基础上,首先找到景观格局对过程的影响方式,建立数量关系,其次利用景观生态学的原理集成数学模型,优化土地利用,多层次、多角度、多学科进行区域生态安全格局优化。本文在分析国内外相关研究进展的基础上,对区域生态安全格局的概念发展、研究内容演变、优化方法等进行了总结,在此基础上得出未来区域生态安全格局优化的研究趋势:多模型、多方法、多技术的有机集成;区域生态安全标准量化的探索;公众参与机制及利益协调的管理手段研究。     

巢湖流域景观生态质量时空分异评价

以景观质量和生态质量构建了包含8个指标的景观生态质量评价指标体系;基于GIS及GeoDa平台,采用层次分析法(AHP)与均方差决策法的混合模型确定权重,从等级划分和指数差研究了2005-2010年巢湖流域快速城镇化背景下景观生态质量在村庄尺度的时空演变特征,采用空间自相关法分析其空间分异与聚集特征,并提出了相应的生态规划建议。结果表明:2005-2010年巢湖流域景观生态质量整体以稳定不变型为主,但其局部退化程度较改善程度在村庄数量占比和面积比方面分别提高了28.61%和29.90%;整体呈现研究区西部改善而北、东和南部退化的空间格局。从景观生态质量指数差方面,2010年的景观生态质量较2005年退化的面积占研究区的78.65%,在研究区北部、东北部、东部及南部密集分布和西部零星分布。2005年景观生态质量为较强的空间集聚性,2005-2010年景观生态质量变化随时间推移而空间集聚性减弱。根据两期的高高区、低低区及低高或高低区的特征分区,并在生态用地保护、产业布局优化、土地用途与低效工业用地管制、绿色基础设施与生态廊道的规划建设等方面提出了相关生态规划建议。研究结果可为区域生态景观规划、生态管护及景观生态系统的可持续发展提供科学借鉴。     

吴起县沙棘林地的生态效益评价

生态效益的评价和核算对评价林业生态工程的建设效果至关重要。文章以截止2008年底吴起县沙棘造林取得的成绩为基础，估算了增加森林在涵养水源、保护土壤、固碳制氧、净化环境、改善小气候、保护生物多样性等方面在退耕期间所产生的生态效益。结果表明：吴起县沙棘林工程取得了巨大的生态效益，核算后的总生态价值为803020.31万元，其中保护水资源价值为193239．39万元，保育土壤价值为322519．73万元，固碳制氧价值为222247．90万元，净化环境价值为2759．07万元，改善小气候价值为23343．81万元，保护生物多样性价值为38910．40万元。研究结果可为黄土区生态修复工程建设效益评价提供参考。     

基于生态系统服务的附属农用地生态景观模块化设计研究

农用地为人类提供的多元功能很大程度上取决于农用地的生态系统服务功能，对农业生态景观进行科学合理设计是提升农用地生态系统服务的有效途径之一。但是，占据一定面积的附属农用地在现有的农用地生态景观设计中常被忽略。为了有效发挥附属农用地的生态景观效应，增加农用地物种丰富度和相关生态系统服务，以生态系统服务作为切入点，对田坎、田间道路、沟渠和护坡等附属农用地的生态景观设计进行研究，重点研究附属农用地生态景观的模块化设计方法。研究结果提出了5大类10种景观设计模块，并对其生态和景观效应、适用场地和组合应用进行了分析。该设计方法可以在满足农业生产辅助功能的基础上，构建能够提升生物多样性水平，改善农用地生态系统服务价值，同时又能体现地域性特色的农业土地景观。      

基于元胞自动机模型的土地利用情景模拟与驱动力分析

土地利用格局的形成过程比其最终形成的结果更为重要。本文以哈尔滨市双城区为例，利用不同时期的土地利用数据，在土地利用变化关键驱动因素分析的基础上，选取了对土地利用变化影响较大的距离变量、邻近土地利用类型数量、单元自然属性、社会经济因素等4方面14个驱动力因子，建立了基于元胞自动机(CA)与人工神经网络(ANN)相结合的土地利用空间格局模拟模型。在此基础上，对研究区自然禀赋、社会经济快速发展、基本农田保护及土地利用规划等不同情景驱动机制下的土地利用空间格局进行了时空模拟，以此解析土地利用变化过程与驱动力因素的响应关系。模拟结果显示：自然禀赋情景下，各地类变化趋势与现在保持一致；在社会经济快速发展情景下，建设用地面积增加明显，主要由旱地和其他用地转入；在基本农田保护情景下，耕地面积比较稳定，各地类变化趋势较为缓和；在土地利用规划情景下，各地类变化较为合理，兼顾耕地保护和经济发展。研究结果显示，该方法对哈尔滨市双城区土地利用格局变化的驱动机制具有较好的解释作用。     

南方红壤水土流失区生态系统服务价值时空变化研究

基于GIS和遥感技术,构建生态系统评价指标体系和评估模型,对不同水土保持措施下长汀县2005—2016年生态系统服务价值时空变化进行了评估。结果表明：长汀县2005—2016年生态系统服务价值空间上呈现四周高、中间低的分布趋势,4个阶段生态系统服务价值分别为101.08、88.39、109.14、134.11亿元,大气平衡调节价值平均占比35%,水源涵养价值占比15%,土壤保持价值占比21%,营养循环价值占比4%,有机质生产价值占比25%,各项生态系统服务价值呈现先减少后增加的趋势。在不同水土保持措施下,长汀县生态系统服务价值时空变化差异明显,濯田镇、三洲镇、河田镇和策武镇治理效果良好,生态系统服务价值增加显著,但山地植被覆盖有减少趋势。建议在山地丘陵地区实行草灌乔混交治理模式、小穴播草模式和老头松改造模式,并在破碎的崩岗裸露斑块区修建排水沟、挡土墙和沉沙池等水土保持工程设施;在林下套种适宜的植物,加快坡改梯进度,并实行分工合作制;在日常生产建设过程中注重绿化,防止水土流失,严格实施防止水土流失措施与主体工程同时设计、同时施工、同时投产使用的三同时制度。     

翁牛特旗景观格局尺度效应分析

以内蒙古自治区赤峰市翁牛特旗为研究区,采用2008、2013、2018年相同月份的遥感影像,结合翁牛特旗地区土地利用数据,将景观类型分为耕地、林地、草地、水域、建设用地和未利用地6类,进行景观格局指数分析,选取6个景观类型水平指数和6个景观水平特征指数,分析不同粒度对景观格局各指数的影响。研究结果表明:在景观水平格局指数中,斑块密度从0. 40个/hm~2下降到0. 32个/hm~2,香农多样性从1. 37增加到1. 45,香农均匀性从0. 76增加到0. 81,说明尚未形成优势景观,景观破碎度加剧;在景观类型水平上,随着粒度的变化斑块面积百分比没有明显变化,其他景观类型均随粒度的变化而变化。其中,在2013年和2018年水域对斑块密度的粒度效应反映较为强烈,分别从0. 005个/hm~2增加到0. 046个/hm~2、从0. 010个/hm~2增加到0. 046个/hm~2;未利用地对有效网格面积的粒度效应反映较为强烈,从24 596 m~2增加到40 697 m~2;建设用地对聚集度、凝聚度的粒度反映较为强烈,分别从0. 9减少至0. 3、从94%减少至49%。     

沙棘在治理神东煤矿沉陷区的应用

神东煤炭分公司矿区地处毛乌素沙地和黄土高原过渡的生态脆弱地带,这里是水土流失严重区、是多年国家重点治理区、是能源集中开发区、是老少边贫区、是沙棘适生区。神东煤矿分公司是该区能源开发的龙头企业,他们将生态建设资金列入煤炭生产成本,每年提取资金逾5000万元,进行生态修复;虽然矿区沙丘固定了,山变绿了,环境改善了,但农民的收入却没有增加。为此,神东煤矿分公司与水利部沙棘开发管理中心合作,并推广其在砒沙岩区实施沙棘生态工程的管理模式和成功经验,3年来,在该区种植沙棘2700亩,不仅改善了局部的生态环境,也促进了当地农民的增收,取得了初步成效,实现区域资源开发与生态修复的协调发展。     

生态涵养区农村居民点内部用地结构特征研究

科学划分农村居民点内部用地土地利用类型,并对其结构进行系统分析,是编制村庄发展规划和实施差异化整治措施的基础。以北京市密云区为例,基于细化分类的农村居民点内部用地数据和密云水库保护区范围,综合运用Weaver-Thomas组合系数法、洛伦兹曲线、基尼系数和景观格局分析等方法,分析农村居民点内部用地结构特征。结果表明：密云区农村居民点以生活空间为主,生产空间和生态空间为辅,居住、农业生产、工业生产和商旅服务是主要的用地类型;农村居民点内部生活空间的分布最均衡,其次是生产空间,生态空间用地类型最不均衡,水源保护区内的农村居民点用地生态空间面积比例高于区外。农村居民点内部用地类型较为混合,景观破碎;比较而言,水源保护区内的景观相对聚集和规则,说明水源保护区的划定和管理对农村居民点内部用地结构有一定影响。研究结果可为村庄用地的有序整治与高效利用提供依据。