赤峰市生态系统服务价值变化研究

研究土地利用格局变化引起的区域生态系统服务价值的改变,可定量评价土地利用活动对区域生态环境的影响。基于1995、2000、2003年的土地利用数据,应用谢高地等人制定的中国陆地生态系统单位面积服务价值表,估算了地处农牧交错区的赤峰市土地利用格局变化引起的生态系统服务价值的改变。结果表明:1995~2000年间,赤峰市耕地增加5.04%,林地减少2.44%,草地减少1.32%,水域减少0.74%,城乡工矿及未利用地减少0.74%;其生态系统服务价值由782.88亿元减至778.49亿元,净减少值为4.39亿元,减幅为0.56%;2000~2003年间,赤峰市土地利用类型动态度变化为耕地-17.71,林地31.56,草地2.95,水域-27.71,城乡及未利用地3.29,其生态价值由778.49亿元增至849.75亿元。表明前5年间毁林垦草播耕等不合理土地利用现象仍存在,至使生态系统服务功能下降;后3年土地利用格局的合理化,大面积的退耕还林,植树造林是生态服务价值增加的主要原因。     

基于RS/GIS的呼和浩特市生态系统服务价值评估

借助于TM遥感资料和GIS方法,对研究区1995~2005年的土地利用/土地覆盖变化进行分析,并计算在此驱动下生态系统服务价值的变化。采用Costanza的生态系统服务价值计算公式及谢高地等人的单位面积生态服务价值表进行计算,结果表明:1)1995~2005年,呼和浩特市耕地、湿地和未利用土地逐年减少;而林地、草地有所增加;社会用地面积迅速增加,10年间增加了66.932km2;2)生态系统服务总价值变化幅度很小,研究期内仅增长了1.0983亿元;3)森林、草地、水体的生态系统服务价值呈不断增长趋势,而耕地、湿地和未利用土地的生态系统服务价值呈不断减少趋势;4)生态系统单项服务功能价值中气体调节增量最多,主要归功于森林覆盖率的不断提高;而废物处理价值损失最多,主要是由于湿地的大面积减少所引起的。     

新疆和田河流域土地利用及其生态服务价值变化

土地利用结构决定土地生态系统服务价值,生态服务价值也反映了土地利用结构的生态优劣.基于遥感和GIS技术及数理统计学方法,利用1990年、1999年、2002年和2005年遥感影像解译得到的4期土地利用数据,对和田河流域1990-2005年土地利用变化进行定量分析,估算出研究区15年间的生态服务价值变化量.结果表明:①耕地、林地和城乡建设用地面积增加,草地、水域和未利用地面积减少;研究区土地利用处于发展时期,土地利用综合程度日益提高;优势度没有发生明显的变化,未利用地一直最高.②土地生态系统服务价值量有所增加,土地利用总体生态效应趋良.但环境也存在着局部恶化,主要表现在上游山地生态系统冰川退缩、天然植被退化;中游绿洲生态系统耕地扩张迅速,土壤盐渍化,人工渠、水库增加显著;下游荒漠生态系统植被退化,水资源严重不足,土地沙漠化.     

宁夏东部风沙区土地利用/覆盖变化及其生态效应研究——以宁夏回族自治区盐池县为例

文中在对盐池县土地利用/覆盖变化分析的基础上,从景观生态效应和生态系统服务价值两个方面分析了LUCC对盐池县生态环境的影响。(1)2000年盐池县草地、林地减少至346304hm2、34320 hm2,耕地、沙地增加至194944hm2、80336hm2;2010年草地、林地增加至393680hm2、37808hm2,耕地、沙地减少至171840hm2、49440hm2。城镇用地、水域和未利用土地有波动,但呈增加趋势。(2)生态景观格局方面,2000年香农多样性指数、破碎度和分离度分别增加至1.2282、0.2571、7.9819,2010年分别减少至1.1563、0.2307、3.1124;2000年蔓延度指数减少至44.6054,2010年增加至48.2926,斑块密度由1985年的0.2855减少至2010年的0.2617,平均斑块分维数由1985年的1.0341增加至2010年的1.0371。(3)生态系统服务价值方面,盐池县1985、1996、2000和2010年的生态系统服务价值分别为421494.5088万元、408607.8676万元、414748.1728万元、441432.8160万元,总量变化不大,主要是由于各土地的生态系统服务价值增减相互抵消造成的。(4)盐池县土地利用/覆盖变化对景观生态效应和生态系统服务价值的影响结果基本一致,即2000年之前全县生态环境遭到破坏,2000年之后全县生态环境有了一定恢复。研究表明,人类不合理的活动所引起的LUCC变化是导致盐池县生态环境退化、土地沙化的重要原因。     

吉林省近20年土地利用变化及驱动力分析

本文在 GIS平台支持下 ,分析了近 2 0年来吉林省土地利用变化的空间格局 ,阐明了耕地变化的人文驱动力。结果表明 ,1 980 - 2 0 0 0年 ,吉林省土地利用变化主要趋势为草地、林地、未利用地转化为耕地 ,其中草地向耕地的转化占总变化面积的 35 .0 1 % ,动态度最大。人文景观的影响程度有所增强。吉林省土地利用变化空间差异明显 ,西部变化较为剧烈。草地和未利用地转为耕地主要分布在西北部地区 ,林地转耕地多分布在森林边缘地带 ,耕地向城镇用地转化主要分布在中部城市聚集区 ,西部地区部分草地退化导致其向未利用地转化。人口增加、经济发展和宏观政策是该区域土地利用变化的主要驱动力。     

基于生态系统服务价值的塔里木河干流土地利用结构优化

通过研究塔里木河干流土地利用变化对生态系统服务价值的内在影响机制,基于生态系统服务价值优化了其土地利用结构。结果表明:(1)应急生态输水后塔里木河干流耕地、林地、草地、荒漠、水体的年平均变化率分别为7.26%、2.68%、-1.90%、1.22%、0.08%,耕地、林地面积的增加主要来自草地,水体面积变化主要受来水量影响。(2)1990—2015年应急生态输水使塔里木河下游生态系统服务价值呈"增长-减少-回升"的趋势,共增长2.99×108元;塔里木河干流整体呈现下降的趋势,共减少了39.60×108元。(3)通径分析发现水体面积变化与塔里木河干流生态系统服务价值的内在联系最大,直接作用为0.610,间接作用为0.345。(4)土地利用类型间转化关系发现,当耕地、林地、草地、荒漠、湿地面积占比分别为3.34%、10.03%、38.22%、45.95%、0.96%时,土地利用结构最优,对应的生态系统服务价值为533.69×108元。随着耕地面积的扩张,农业用水与生态用水矛盾突出,权衡土地利用结构及其耗水特征对于生态系统服务价值维护和水资源合理配置具有重要意义,可为探索塔里木河流域人地关系优化状态提供科学依据。     

青海省土地利用变化对生态系统服务价值的影响研究

以1999年、2006年、2013年3年期青海省土地利用变更调查数据为基础,采用生态系统服务价值定量评估模型、土地利用动态度及敏感性指数对青海省土地利用变化情况及其对生态系统服务价值的影响情况进行分析。结果表明:(1)1999—2013年间,青海省林地、牧草地、园地及建设用地呈增长趋势;耕地、水域及未利用土地呈减少趋势。(2)区域生态系统服务总价值总体呈现出增长趋势,由1999年的4 477.29×108元提高至2013年的4 507.07×108元。研究期间,牧草地、林地、水域面积变化对区域生态系统服务价值起着决定性的作用,3类土地利用类型生态服务价值占总价值的96%以上。(3)各项生态系统服务功能中,水源涵养、土壤形成与保护及废物处理功能贡献率最大,表明青海省生态系统的服务性功能远高于生产性功能。(4)研究区生态系统服务价值对生态服务价值系数缺乏弹性,研究结果具有可信性。     

南疆典型绿洲土地利用空间格局变化特征分析——以疏勒县为例

利用新疆疏勒县三期遥感影像解译得到的数据,对疏勒县土地利用空间格局变化进行深入分析。分析结果表明:(1)研究区内耕地、林地、草地和建设用地四者之和面积占该区总面积的52.97%,盐碱地和沙地等未利用地占44.35%。1990～2006年间,林地、草地、建设用地面积大幅度增加;盐碱地和沙地面积大幅度减少。其充分说明人类活动对土地利用/覆被类型变化影响越来越强烈。(2)研究区土地利用/覆被类型转移的主要方向是耕地转化为林地和草地,草地和沙地转化为耕地,耕地和草地转化为建设用地,草地转化为沙地。土地利用变化经历了"显著变化-缓慢变化-显著变化"的过程。(3)景观格局分析表明,在人类活动的影响下,研究区景观破碎度、多样性增大,优势度减小。驱动力分析表明,人口增长和经济发展因素是研究区土地利用/覆被变化的最直接驱动力,同时还受产业结构和政策因素及人类干扰强度的影响。     

近20年渭干河流域土地利用与生态系统服务价值时空变化

基于遥感与GIS技术,选择地处天山山脉中段南麓塔里木盆地北部的渭干河流域为研究区,以新疆1990、2000、2008年遥感影像和地面实测数据为主要数据源,利用GIS空间分析、数学统计分析方法提取渭干河流域近20年各种土地利用类型的面积变化、净变化速度等动态变化信息;在总结生态系统服务价值国内外研究进展的基础上,参照谢高地等人的中国陆地生态系统单位面积服务价值系数和Costanza等的生态系统服务价值计算公式,结合当地粮食产量和粮食平均收购价格,分析渭干河流域生态服务价值的时空变化特征,揭示渭干河流域生态系统服务价值和时空分布的不平衡状态.结果如下:(1)草地和未利用地所占比重超过70％,其他土地利用类型所占比重不到20％,各种土地利用类型分布和面积变化存在时空差异.(2) 1990-2008年研究区的生态系统服务价值总量减少了59 633万元,其主要原因是草地、林地和沼泽面积的减少.流域生态系统服务价值结构变化较大,其提供的支持服务功能最强,供给服务功能相对较弱.(3)下游的单位面积生态系统服务价值大于中上游地区,研究期内流域中、下游生态系统服务价值减少较大,上游地区的生态系统服务价值略有增加.     

晋陕蒙典型化石能源开发区土地利用变化及其生态响应

以晋陕蒙典型化石能源开发区———晋陕蒙接壤区为例,基于1995年、2000年、2005年、2010年和2015年5期土地利用遥感解译数据,采用土地利用转移矩阵模型和土地利用转型的生态响应模型,研究1995—2015年区域土地利用变化特征及其生态响应。结果表明:(1)1995—2015年,研究区耕地和草地面积分别减少676 km~2和1 808 km~2,林地、建设用地、水域和未利用地面积分别增加1 063 km~2、966 km~2、29 km~2和426 km~2,耕地、草地和未利用地的相互转换是土地利用变化的主导类型。(2)1995年以来,区域生态系统服务价值呈现增长态势,20 a间共增加了1.86×10~(10)元,其中林地、草地和水域的贡献最为突出。(3)近20 a,区域环境质量整体呈现先上升后下降的演变态势,在地域上存在恶化、稳定和改善3种演化类型,分别占区域总面积的21.89%、57.08%和21.03%。(4)水域、草地和林地的退化是区域环境质量恶化的主导因子,耕地和未利用地转换为草地、林地和水域,以及草地转换为林地和水域是区域环境质量改善的重要驱动因子。     

河谷型城市生态系统服务价值效应——以兰州为例

以河谷型城市兰州为例,基于1995、2005、2015年Landsat遥感影像数据,借助GIS及ENVI手段,定量分析研究区3个时段的土地利用时空格局,并采用修正的生态系统服务价值系数,测算基于土地利用变化的生态系统服务价值,探讨其时空演变特征。结果表明:1 1995—2015年,林地、草地、建设用地年均增长率分别为0.03%、0.03%、4.73%,耕地、水域、湿地及未利用地减少;不同土地利用类型转换剧烈,同种土地利用类型在不同时期转移方向大体一致。2 20 a间,受城市生态系统侵占农田生态系统的影响,研究区生态系统服务总价值从84.37×10~8元下降到80.60×10~8元,变化最剧烈的区域集中于市域主城区的黄河河谷盆地及外围的秦王川盆地。各县(区)地均生态系统服务价值受植被指数与国民生产总值的影响,呈东南高、西北低的趋势,并与生态系统服务价值相对变化率呈负相关,空间差异明显。为提高区域生态系统服务功能,基于景观生态学原理,提出构建"点、线、面"相结合的生态廊道网络体系。     

基于遥感和GIS的土地利用/覆被变化研究——以内蒙古多伦县为例

以内蒙古多伦县1975年、1990年、2000年和2004年4期遥感影像为基础数据,再辅以DEM数据、NDVI数据、土地利用图和地面调查数据进行监督分类;基于此,在GIS空间数据平台的支持下,采用空间分析和统计方法,对多伦县近30年来土地利用/覆被变化情况进行分析研究 .结果表明,多伦县土地覆盖以草地、农业用地和未利用土地3种类型为主.各个时期的地类变化中,以2000～2004年的林地变化最大,动态度为39.17%;以1975～1990年间的农业用地变化最小,动态度为0.32%.以20世纪70年代为起点,90年代主要表现为农业用地、草地面积增加,而未利用土地、林地面积减少;到2000年左右,林地、未利用地、农业用地3种用地面积增加,而草地面积则大幅减少;至2004年,农业用地和未利用土地面积减少,林地、草地面积则显著增加,表明近年来多伦县土地覆被状况有所改善,区域生态正朝着有利于环境保护的方向发展.     

河西走廊荒漠化区域景观动态及变化机理分析

应用马尔科夫模型法 ,对河西走廊荒漠化区域景观动态及变化机理进行分析研究 ,结果表明 :河西走廊的景观基质以沙漠和戈壁为主 ,在过去近半个世纪里没有发生根本性变化 ;各景观要素的斑块大小及变化特点是戈壁、流动沙地和半固定沙地等类型的平均斑块面积较大 ,且呈增大态势。而林地、固定沙地、水域和耕地等类型的平均斑块面积较小 ,并且呈减小态势 ;1 949～ 1 995年 ,景观要素转化速率较高的类型主要为耕地、草地、林地、固定沙地和半固定沙地 ,主要的转化形式有流动沙地与固定沙地、半固定沙地间的相互转化 ,盐碱地、耕地、草地、固定沙地、水域等向半固定沙地的转化 ,草地和水域向固定沙地的转化 ,各种不同土地类型向潜在沙化土地转化 ,以及耕地、林地、草地三者之间的相互转化。景观动态表明 ,该区域土地退化极易发生 ,而生态恢复则相对困难 ,区域景观格局总体上呈现向荒漠化方向发展态势。     

基于Markov-PLUS模型的石羊河流域土地利用及生态系统服务价值模拟

石羊河流域作为我国典型内陆河流域,是西部地区的重要生态屏障。文中基于Markov-PLUS模型对石羊河流域2030年自然发展、生态保护、城镇建设情景下的土地利用格局及生态系统服务价值进行模拟。结果表明：1)2000-2020年石羊河流域土地利用转移总面积为4670.87km²,主要发生在草地、未利用地、人造地表之间。2)三种情景土地利用模拟结果各异。自然发展情景下水域、湿地面积减少,生态保护情景下林地、灌木地大幅增加,城镇建设情景下人造地表大量扩张,耕地、草地显著减少。3)研究区2000、2010、2020年ESV分别为486.16亿元、491.1亿元、489.86亿元,呈先升后降趋势;2030年自然发展、生态保护、城镇建设三种情景下ESV分别为490.06亿元、503.29亿元、498.28亿元,较2020年不同程度增加。4)研究区ESV强度自上游到下游递减,生态保护情景下ESV增加和城镇建设情景下ESV减少主要集中在中部走廊城镇建设区外围和西南部林草区。未来石羊河流域应不断巩固前期治理成效,持续推动生态建设。     

新疆焉耆盆地生态服务价值体系变化评析

基于1990年、2000年和2010年的同期TM遥感影像数据,借助RS与GIS技术,针对新疆焉耆盆地内各土地类型变化、系统稳定性和生态服务价值等问题进行系统分析。结果表明:1 1990—2010年,焉耆盆地土地利用覆被发生了较大变化,以耕地面积明显增加,草地面积有所减少为主要特点,耕地的迅速扩张主要发生在2000—2010年;2 2000—2010年的土地利用信息熵和均衡度迅速增加,表明这一时期土地利用系统的无序化进程剧烈,且加速上升,系统不稳定性增强,威胁到流域绿洲的稳定性,进而危及塔里木河下游生态安全;3焉耆盆地土地整改过程中,生态服务价值先上升后下降,水资源的大量消耗,并未实现区域"生态-经济-水"的协调发展,反而导致绿洲生态服务功能下降,生态服务价值未升反降的绿洲开发模式值得深思。     

近20a叶尔羌河流域生态服务价值对土地利用/覆被变化的响应

为探究综合治理项目实施前后叶尔羌河流域生态与环境变化,基于叶尔羌河流域1990、2000、2010年土地利用遥感解译数据,选取符合干旱区特点的Constanza价值系数,并根据研究区实际情况进行修正计算,对比分析了1990—2010年土地利用/覆盖及生态服务价值的动态变化特征。结果表明:1 1990—2010年,叶尔羌河流域土地利用/覆被变化总体速度为9.12%,变化较强烈;2000—2010年变化速度(6.69%)较1990—2000年(15.76%)缓慢。2 20 a内耕地、建设用地和水域面积分别增加了35.58%、28.21%和10.39%,林地和草地分别减少了11.36%和9.91%,未利用土地面积变化不明显。综合治理项目实施后,研究区植被退化、土地沙化、盐渍化等生态问题仍然存在且有发展。3 1990、2000年和2010年研究区生态服务价值分为330.32×108元、323.62×108元和309.41×108元,生态服务价值总量呈减少趋势,且减少的速率加快。林地和草地面积的减少是生态服务价值总量减少的主要原因。经敏感性分析验证,估算结果对生态服务价值系数的变化缺乏弹性,因此结果是可信的,修正后的价值系数适用于研究区。     

内陆河流域土地利用/覆盖变化的生态效益评价——以疏勒河中下游地区为例

依据疏勒河中下游地区1985、2000和2010年的土地利用数据,从生态系统服务功能的角度,运用Costanza的方法,结合谢高地等修正的我国生态服务价值当量因子表,分析了该地区土地利用/覆被变化的生态效益。结果表明:研究区内土地利用强度在迅速增加,受其影响,生态服务总价值呈缓慢增长态势,从1985-2010年只增加0.02亿元,部分地区由于土地生态超载,土地过度利用的生态效应已经凸显;草地在研究区内生态系统起着相当重要的作用,并且耕地、林地和草地的面积变化对研究区内的各项生态服务价值的变化有着较大影响;通过敏感度分析表明,研究区生态服务价值对生态服务价值系数的变化是缺乏弹性的,因此结果是可信的。     

塔里木河综合治理前后干流环境变化

采用TM卫星遥感影像数据,对塔里木河干流2000年和2010年的环境变化信息进行提取,分析了塔里木河近期综合治理工程实施前、后干流区土地覆盖/利用类型的变化状况,构建了塔里木河干流环境质量评价模型,对其治理前后环境状况进行了综合评价,并对比分析了塔里木河上、中、下游变化的差异性。结果表明:2000—2010年,塔里木河干流区耕地、草地、水域面积显著增加,林地和未利用地的面积显著减少,而建筑用地面积变化幅度较小;其中,林地、草地与未利用地向耕地的转化,林地向草地的转化,以及天然草地与未利用地向水域的转化是土地覆盖类型间的主要方向;塔里木河干流上、中、下游区各类型变化程度和速率存在显著差异。综合治理工程实施后,塔里木河干流环境质量总体表现出一定程度的好转,除上游处于一般级别外,其他地区仍然处于较差的环境级别;其中上、中游区环境质量评价指数(ecological index,EI)变化不明显,而下游区EI指数则显著增加,说明治理工程的实施使下游绿色走廊来水量增加,生态输水区的环境得到显著改善,地下水得到补充,两岸植被恢复明显。     

坝上沽源县土地利用变化对生态系统服务价值的影响

分析土地利用变化数据,采用中国陆地生态系统的服务价值测算方法,评估了沽源县土地利用变化引起的生态系统服务价值的变化。结果表明:1990~2006年沽源县耕地面积大幅度减少,牧草地面积稍有减少,林地面积大幅度增加,园地面积没有变化,其余类型面积稍有增加;其中耕地面积减少了73 508.2 hm2,林地面积增加了73 975.5 hm2,这主要是退耕还林草的结果;1990~2006年生态系统服务价值增加了30 550.9万元,其中林地和牧草地对生态系统服务价值的贡献最大。     

1977-2013年疏勒河中下游土地利用变化与环境响应

以甘肃省疏勒河中下游为研究对象,利用1977、1986、1993、2002年和2013年5期遥感解译影像获取土地利用变化数据,通过土地利用类型面积转移矩阵、区域环境质量指数、土地利用类型转换的生态贡献率等方法,定量研究了1977-2013年疏勒河土地利用变化过程及其生态环境响应.结果表明:①1977-2013年,疏勒河土地利用变化以耕地、草地和未利用地的相互转换为主.与1977年相比:耕地、水域和建设用地面积分别增加了921.52km2、75.6 km2、74.18 km2,林地、草地和未利用地面积分别减少了79.27 km2、253.46 km2和738.55 km2.②1977-2013年,疏勒河中下游环境质量整体呈现出恶化一改善一改善一改善的态势,区域内部同时存在着恶化一改善的双向演替趋势.③草地、林地和水域的退化是区域环境质量恶化的主导因素,未利用地转换为草地及草地转化为水域是区域环境质量改善的主要因素.