基于InVEST模型的万年县生境质量时空演变与景观格局分析

【目的】生态文明建设背景下,开展区域生境质量研究对保护研究区生态环境和维持生物多样性具有重要意义,通过探究研究区生境质量的时空演变规律,揭示其变化的内在机理,并进一步分析生境质量与景观格局的相关性,为万年县生态环境保护以及国土空间规划提供一定的科学依据与实践思路。【方法】运用InVEST模型和GeoDa软件对研究区生境质量的时空演变进行分析,运用ArcGIS工具对处理后的数据进行可视化呈现,利用Fragstats软件计算出所选的十类景观格局指数,并通过SPSS平台将生境质量与景观格局指数进行相关性分析。【结果】（1）2000—2020年,研究区生境质量指数分别为0.700 7、0.637 1和0.698 2,总体来讲变化幅度不大,呈现出先上升后下降的规律,这表明研究区整体的生境质量良好且较为稳定;（2）通过空间自相关分析发现,研究区3个时期的生境质量指数在空间分布上均呈正相关,生境质量指数的集聚现象较为显著且集聚性随时间推移逐步增强,其中西北部、中部和东南部地区的生境质量具有较为显著的空间集聚性;（3）随时间变化,研究区内部的各个地类斑块形状趋于不规则,破碎化程度加深,其中,2000年...     

河南省生境质量时空演变特征及影响因素

为评估和分析河南省生境质量及其时空演变特征,基于1980—2018年5期土地利用数据,采用InVEST模型和Moran＇s I指数,并借助地理探测器模型揭示驱动生境质量时空分异的影响因素。结果表明：（1）河南省生境质量整体处于中等水平。1980—2018年平均生境质量由0.420 9下降为0.401 0,生境退化度从0.117 1上升至0.149 4,省域内生境质量整体呈下降趋势。（2）生境质量较高的区域集中于省域西南部山地丘陵区,空间上呈现“西高东低、南高北低”的分布特征,生境退化热点区集中于中东部城镇建设用地。（3）生境质量和生境退化Moran＇s I指数均表现出正空间自相关,但空间聚集性逐年下降。（4）土地利用类型是驱动生境质量变化的主导因素,解释力（q值）达96.87%。任意两个因子的交互作用对生境质量空间分异影响均大于单因子的作用,土地利用与NDVI、高程、降水、坡度、气温和夜晚灯光强度的交互作用结果均大于0.97。     

基于土地利用变化的陕北地区生境质量时空演变及其驱动因素

  目的  揭示陕北地区生境质量时空变化特征及其驱动因素可为陕北地区生态建设提供科学指引。  方法  以1990、2000、2010和2020年4期土地利用数据为基础,基于InVEST模型评估1990—2020年生境质量的时空变化特征,并通过地理探测器单因子探测和交互探测分析其影响因素。  结果  （1）研究期间陕北地区土地利用结构发生了显著变化,耕地和未利用地面积分别减少3.83%和1.91%,草地、林地和建设用地分别增加3.02%、1.61%和1.10%;土地利用类型的转移呈现出明显的阶段性特征,1990—2000年和2000年以后分别以未利用地转变为草地以及耕地转变成草地和林地为主要特征。（2）1990—2020年,陕北地区生境质量指数平均值由0.636变为0.651,总体呈上升趋势;生境质量空间上呈“南部高,西北低”的分布格局,生境质量高值区主要分布在南部林地和草地区,低值区主要分布在西北部毛乌素沙地;生境质量等级上升的区域主要分布在研究区中部及西北部大部分区域。（3）土地利用是影响生境质量时空分布的第一因素,对生境质量空间分异的解释程度为0.433,在交互作用探测中,任意两种影响因素的交互作用大于单个因素的单独作用,自然因素与人文因素共同主导生境质量的时空变化。  结论  陕北地区生境质量时空变化与土地利用类型的分布密切相关,优化土地利用结构、减小人类活动的影响对提高陕北地区生境质量有重要意义。      

基于PLUS-InVEST模型的生态脆弱区生境质量时空演变分析

基于PLUS模型预测阿坝州生态脆弱区2030年土地利用情况,并利用InVEST模型计算2000年、2010年、2020年及2030年生境质量,对其时空演变进行分析。结果表明,研究区草地、湿地退化情况显著且裸地持续增加,预计2030年裸地面积将达334.38 km²;与2000年相比将会有204.55 km²湿地退化。驱动因子中,降雨是限制林地、湿地扩张的主要因素,侧面反映水源涵养功能的重要性;草地受各项因子的影响程度相差不大,一般生长在远离政府的地方,且其面积扩张受DEM限制;气温是导致裸地增加的主要因素。生境质量总体较高但空间分布差异较大,且有缓慢变差的趋势,预计2030年生境质量低的区域面积将比2000年增加670.28 km²,主要由扩张的耕地、建设用地造成。未来生境质量降低的速率将有所减缓,但仍需加强人工措施来阻止降低。     

榆中县生境质量和生境退化的时空分异特征及其地形梯度效应

【目的】生境质量是反映生态系统服务水平的重要指标,在新时期国土空间规划编制及生态文明建设的双重背景下,加强对重点县域生境质量和生境退化度的评估,可以为区域的生态保护提供参考。【方法】本研究以榆中县为例,基于DEM数据与土地利用栅格数据,应用InVEST模型、图谱分析以及地形位梯度等方法对榆中县的生境质量、生境退化度及其地形梯度效应进行分析。【结果】研究期间榆中县生境质量、生境退化度未发生变化的图谱单元占比大于发生变化的图谱单元占比,说明榆中县生境质量和生境退化均发生小幅度变化,平均生境质量从2008年的0.228 9变为2018年的0.226 6,说明榆中县生境质量存在下降趋势;平均生境退化度从2008年的0.007 370上升为2018年的0.007 389,表明榆中县生境退化程度有小幅度增加的趋势。生境质量始终保持由西南向东北递减的空间分布格局,以宛川河为界,生境退化呈现宛川河以北低而以南高的分布特点。榆中县生境质量及生境退化分布指数具有明显的地形位梯度变化效应,二者的优势地形位梯度差异较大,高质量生境在第4、5等地形位梯度上分布最多,这与林地、草地的分布具有一致性,生境退化度高值...     

山地都市圈流域生境质量对景观格局时空响应及预测

明晰城市化进程加速背景下生境质量与土地空间格局关系,是执行生态保护与景观规划的关键环节。本文耦合InVEST模型与PLUS模型评估并预测了1990—2030年生境质量与景观格局演变情况,并基于相关性分析进一步测算“区域-格网”尺度上两者时空响应与显著性关系。研究表明：1990—2020年山地都市圈流域建设用地逐年增加,耕地面积持续较少,至2030年,景观变化趋势同1990—2020年一致;景观格局向着规则化、有序化、连通性变好的方向发展;研究区生境质量等级较低,研究时段内呈持续下降趋势;景观格局指示异质性、破碎化程度主要与生境质量呈负相关关系,表达连通性、集聚程度的景观指数则与之相反;在空间上相关性存在明显的东西部差异,研究区西部相关性的显著性较强;随着时序变化两者相关关系逐渐减弱,至2030年趋于稳定。     

万州区生境质量研究

为找到经济发展和生态保护的平衡点,明确土地利用变化对生态环境产生的影响,以万州区为对象,分析其2009~2014年土地利用变化,采用InVEST模型,创新参数设置和土地利用可达度的确定方法,对区域生境质量进行了研究。结果表明:万州区生境质量总体保持较好。但相比2009年,由于建设用地扩张和脆弱的自然生态,当前生境质量轻微退化,其主要分布于可达度高、人类活动频繁的城镇交通用地周围和地形地势转换的脆弱地带,生境水平较基期降低。     

长吉图地区“生产—生活—生态”空间生境质量时空演变分析

该研究基于生产、生活、生态空间分类体系分析研究区2000—2020年的土地利用变化,并通过InVEST模型量化生境质量的时空变化过程。结果表明:1) 2000—2020年,研究区生产空间的面积增加183.8 km²,生活空间的面积增加489.62 km²,生态空间的面积减少750.19 km²;2) 2000—2010年,研究区“三生”用地转型以生态空间向生产空间转移为主,共转移1 979.91 km²,2010—2020年,以生产空间向生活生态空间转移为主,共转移1 192.59 km²;3) 20年来,研究区生境质量指数分别为0.644、0.648和0.633,生态环境逐渐恶化。在时间变化上,生境质量高值区由19 382.75 km²增至21 058.6 km²,又减至18 923.25 km²;良好生境质量区由26 793.67 km²减至25 286.1 1 km²     

黄河流域甘青段生境质量时空特征及其地形梯度效应

区域生境质量是生态系统服务功能和生态系统健康程度的重要体现,明确不同地形梯度下黄河流域甘青段生境质量变化量的增益减损,对该地区经济发展和生态保护的“双赢”政策具有重大意义。本研究运用InVEST模型评估了1990、2000、2010年和2020年黄河流域甘青段生境质量的时空变化以及不同地形梯度下生境质量的增益减损情况。结果表明： 1990、2000、2010、2020年黄河流域甘青段年均生境质量指数分别为0.775、0.774、0.774、0.778,呈先小幅下降继而显著上升趋势,空间上呈“东西增强、中部减弱”的态势,且增益面积大于减损面积。1990、2000、2010、2020年区域生境退化度指数分别为0.015 14、0.015 23、0.015 24、0.014 78,呈先小幅上升继而明显下降的趋势,空间上表现为生境退化区面积高于生境优化区面积,退化区集中在甘肃省。黄河流域甘青段生境质量总体表现为在地形梯度最低等级（Ⅰ级）时最差,最高等级（Ⅴ级）时最好,其中高程为Ⅲ级时最高,坡度为Ⅳ级时最高。除高程外,黄河流域甘青段生境质量在各地形梯度下总体表现为Ⅰ级时增益最优,Ⅴ级时减损最大,其中在坡度Ⅴ级时处于完全减损状态。生境质量的时空特征及地形梯度效应可为黄河流域甘青段生态保护政策的制定和生态修复工程的实施提供科学依据。     

天津市农村可再生能源管理障碍分析与政策选择

开展天津市农村可再生能源管理障碍分析与政策研究,可为全市加强农村可再生能源管理、保护和改善农村生态环境提供参考。文章阐述了天津市农村可再生能源管理的基本架构,结合生态文明、能源安全、依法治国等战略形势强调了全市农村可再生能源管理面临的挑战,从思想认识、管理体制、法规政策、宏观规划、后续管理等多个维度全面分析了存在的管理障碍,并针对性地提出了相关政策建议。研究认为,全市加强农村可再生能源管理必须优化政策路径,进一步健全管理体制机制、完善法律政策体系、加强科学规划、完善市场机制、强化后续监管服务、健全宣传教育体系等。     

神农架林区景观格局时空演变及其驱动力分析

  目的  20世纪90年代以来神农架林区森林保护工程陆续实施,使得神农架林区景观格局发生显著变化。需要分析这些变化及其驱动机制,以探究保护工作成效,同时为林区未来生态环境保护与土地合理利用对策的制定提供参考。  方法  在遥感(RS)和地理信息系统(GIS)技术支持下,以神农架林区为研究对象,选取1996、2007、2018年共3个不同时期的遥感影像为数据源,利用土地利用转移矩阵、景观格局分布重心模型与景观格局指数,定量分析了神农架林区1996?2018年景观格局的时空演变特征及驱动力。  结果  1996?2018年,林地与水域景观处于稳定向好状态,林地是研究区最主要的用地类型,占林区总面积的90%以上;草地与耕地面积总体呈减少趋势,其他土地用地类型向建设用地转化的趋势较明显。神农架林区总体上景观破碎度有所降低,而东北部区域与中南部区域的破碎化程度加剧,景观多样性也随之呈现扩散趋势。经济、人口、政治等是引起景观格局变化的主导因素。  结论  神农架林区退耕还林等生态保护与恢复工程初见成效,景观格局总体趋于整合,局部破碎化加重而景观多样性有所增加,社会经济空间与生态空间相互融合;近年来神农架大力开发的旅游产业造成了人工斑块对自然景观的侵占,对林区生态安全产生威胁。图4表5参32     

深圳市景观生态安全格局源地综合识别

城市生态安全格局是景观生态学研究的热点和重点之一,识别源地是构建生态安全格局的首要环节。在总结已有研究中重要斑块识别方法的基础上,提出了结合景观连通性分析、生物多样性服务评估和生境质量评估来提取重要斑块的方法。以深圳市为研究区,采用基于图论的景观连通性指数、生物多样性服务当量、InVEST模型生境质量评估模块和GIS技术相结合的方法识别生态用地重要斑块。结果表明:深圳市生态斑块依照连通性、生物多样性和生境质量的综合评估分为五级,其中最重要斑块主要分布在龙岗区、盐田区和罗湖区;现行基本生态控制线政策可以保护大部分重要斑块。     

基于FLUS和InVEST模型的南京市生境质量多情景预测

为评估城市扩张对生境质量的影响,以江苏省南京市为例,基于2009、2014年和2018年3期土地利用数据,采用CAMarkov和FLUS耦合模型对南京市2025年和2035年土地利用进行多情景预测,并运用InVEST模型评估其生境质量状况。结果表明,2009—2018年,南京市城镇用地呈不断扩张趋势,面积共增加223.65 km²,主要转入来源为耕地和农村居民点。2009、2014年和2018年市域的平均生境质量呈持续下降趋势,分别为0.448 1、0.441 1和0.433 4。4种模拟预测情景中,生境质量均值的排序为生态优先情景>协调发展情景>自然增长情景>经济发展情景,而生境质量等级分布差别较大的区域主要是南京市的北部、南部以及中心城区。具体来说,在自然增长情景下,2025年和2035年南京市生境质量将保持下降趋势,低值区面积占比较2018年分别增加1.40个百分点和2.87个百分点;在经济发展情景下,中心区域、南部及北部生境质量较自然发展情景下进一步下降,到2025年和2035年,低值区面积占比将分别增加2.67个百分点和4.76个百分点;在生态优先情景下,2025年和2035年南京市生境质量高值区面积占比较2018年分别增加0.40个百分点和1.04个百分点;而协调发展情景下,城镇用地规模将得到有序控制,林地的空间分布在原有基础上向外延伸,使得市域生境质量逐步提升,故2025年和2035年南京市生境质量高值区面积占比分别增加0.17个百分点和0.80个百分点。基于此,为进一步减缓南京市生境退化趋势,改善区域生境质量和生态环境条件,应合理控制城镇用地规模,采取适当的生态保护政策,同时有序开展国土空间整治与生态修复工作。     

基于景观格局指数的乌鲁木齐市主城区时空动态演变分析

乌鲁木齐市作为“一带一路”的中亚区域经济中心,其城市动态演变对干旱区的可持续发展尤为重要。1990-2020 年乌鲁木齐市主城区急剧扩张,主城区扩张加速。运用景观格局指数对乌鲁木齐市主城区土地利用空间格局复杂性与多样性进行分析,发现1990-2020 年主城区土地利用类型的各类用地的稳定性与均匀性加强。上述对于乌鲁木齐市主城区的时空动态演变研究,有助于我们审视乌鲁木齐市扩张所造成的景观生态脆弱性表现与隐患,这对其未来的城市扩张具有良好的科学参考价值。     

基于InVEST模型的永定区绿色基础设施生境质量研究

基于2017年永定区土地利用数据,结合ArcGIS软件空间分析功能,利用InVEST生境质量模型对永定区绿色基础设施的生境质量进行评估。结果表明,永定区绿色基础设施总体保持较好,但由于城镇化的深入,建设用地不断扩张,农田无序开垦,致使永定区城区以及乡镇周边范围生境退化严重,生境质量相对较差。人类活动是生态环境变化的主要因素,通过评估和分析永定区内绿色基础设施生境质量变化,旨在为永定区生态保护、协调生态与发展间矛盾提供科学依据,防止绿色基础设施生态遭到破坏。     

2000—2010年草海自然保护区生境质量变化

利用InVEST模型,以草海国家级自然保护区为例,对2000—2010年保护区生境质量变化进行分析。结果表明：除水域和未利用地外,其他地类变化突出,旱地、草地、城镇建设用地和农村居民点之间转化明显;保护区生境质量整体趋于好转,试验区改善幅度最大,保护区生境质量一直呈现核心区 ＞ 缓冲区 ＞ 试验区的特点,核心区和缓冲区生境质量空间变化较小,试验区生境质量空间变化明显,东部和西南部是生境质量改善区,北部主要为生境质量恶化区;退耕还林还草工程实施是生境质量改善的主导原因,城镇用地扩张对部分地区生境质量改善产生一定的负面影响。     

基于遥感技术的西安城市景观格局时空演变及分析

以2000年和2009年2期TM遥感影像及2012年高分辨率ZY-3遥感影像为主要信息源,结合西安市土地利用图及实地调查分析数据,通过支持向量机的监督分类方法以及景观指数分析法,借助RS和GIS软件平台,分别得到2000-2012年间西安市主要城区景观格局演变状况。结果表明,2000-2012年间西安市城市景观格局破碎化和同质化并行,建筑用地面积增加72.68%,林地景观面积减少9.01%,水体景观面积减少24.05%,耕地面积减少53.96%。人为活动影响显著。     

基于遥感的龙口市景观格局演变分析

利用ERDAS遥感解译软件对龙12市1992年,2000年2期遥感影像数据进行解译处理,利用FRAGSTATS软件计算景观类型、景观2个等级水平的指数,分析龙口市景观格局变化。结果表明：1992--2000年龙12市果园、旱地、城乡建设用地面积明显增加,水浇地、林地面积减少,还对龙口市景观格局演变进行驱动力分析。     

基于InVEST模型的安徽省金寨县生境质量对土地覆被变化的响应

选取大别山腹地的六安市金寨县作为研究区,以1995,2005和2015年土地覆被数据为基础,设置相应生态参数,在ArcGIS软件和InVEST模型的支撑下,系统分析了金寨县1995—2015年生境质量对土地覆被变化的响应。结果表明:虽金寨整体生境质量仍处于优良水平,但其生境质量持续单边下降;1995—2005年土地覆被变化幅度较小,2005—2015年受城镇化快速推进影响,县域建设用地面积增长了1倍以上。20年间,县城及周边林地和水域等适宜度较高的生境类型以及农田向建设用地转化,直接导致了梅山镇及其周边生境质量下降。县域大部山区仅镇区扩张和工程毁林引发了零星的生境质量下降,其余地区生境质量变化不大。今后金寨县需重点关注县城和镇区生态空间的有效配置以及山区退化生态系统的保护修复。