山区县土地生态脆弱性动态变化分析——以青龙满族自治县为例

土地生态脆弱性研究对加强山区县域生态恢复及保护,促进资源环境与社会经济的协调发展有重要作用。以青龙满族自治县为例,从自然条件和人为因素两方面选取7个指标构建评价指标体系,运用综合指数法对2001年、2007年、2013年研究区生态脆弱性进行了定量评价,分析了生态脆弱性时空分布,最后采用变化斜率法分析生态脆弱性演化趋势。结果表明:研究区2001年、2007年、2013年轻度脆弱区所占比重分别为50.56%,52.50%,54.97%,2001-2013年研究区中等以上脆弱性区比重由48.84%下降到44.35%,说明研究区整体而言生态脆弱性显著,但以轻度脆弱为主,且生态脆弱性朝着良好态势发展;研究区土地生态系统脆弱性普遍存在西北部高,中东部低的态势;生态脆弱性显著提高的区域主要为轻度脆弱区,显著降低的区域主要为中、高度脆弱区,另全域绝大部分地区脆弱性变化趋势并不显著。     

高原传统农区土地利用功能演变及其生态环境效应

为探究高原传统农区不同梯度上土地利用功能演变及其对生态环境影响特征的差异性,选取云南省昌宁县作为研究区,基于2000年、2010年、2020年3期土地利用数据,采用土地利用转移矩阵、区域生态环境质量指数等方法对研究区土地利用功能演变特征及其生态环境效应进行了分析。结果表明：(1)高原农区垂直梯度上土地利用功能格局多样,近20 a来研究区土地利用功能结构变化表现为生活用地、生态用地分别增加2 784.18,2 561.29 hm²,而生产用地减少5 345.47 hm²,生态用地主要集中在中、高起伏地貌区,生产、生活用地主要集中在低起伏地貌区。(2)高原农区生态环境效应空间差异明显,研究区土地利用功能演变对生态环境质量的影响总体平稳,生态环境质量指数总体维持在0.598 2的良好水平,尤其在北部和中部的中、高起伏地貌区,坡耕地、低效园地等农业生产用地转入以林地为主的生态用地,促进区域生态环境稳定向好发展;而由于人口集聚、土地承载和利用过度,在中南部的低起伏地貌区,农业结构调整以及城镇化占用耕地、林地和草地等现象多发,致使局部生态环境质量呈退化趋...     

昌黎黄金海岸国家级自然保护区土地利用/覆被变化及驱动力分析

以新开口南部公路至七里海东侧小路为界,将昌黎黄金海岸国家级自然保护区陆域分为北部研究区和南部研究区,利用1991年和2010年两期遥感影像数据解译图分别获取昌黎黄金海岸国家级自然保护区南、北两部分土地利用数据,基于GIS空间分析与数理统计方法分别对1991-2010年南北两部分的土地利用/覆被变化特征进行定量分析,运用区域生态环境质量指数和区域土地利用变化类型生态贡献率,对南北两部分土地利用变化的生态环境效应及导致其生态环境质量变化的土地利用变化类型进行了分析与评价.结果表明:1991-2010年期间北部研究区和南部研究区的土地利用变化主要表现为草地的减少,耕地、林地、建设用地、水域和未利用地面积增加的态势;1991-2010年北部研究区和南部研究区的生态环境质量均呈下降趋势,区域生态环境质量指数分别从0.7592下降至0.5855和0.6626下降至0.5292;北部研究区的生态环境质量劣于南部研究区,致使北部研究区生态环境质量下降的主要驱动力是建设用地规模的扩大,而引起南部研究区生态环境质量下降的主要驱动力是土地退化.     

基于土地利用变化的安徽省生态服务价值研究

[目的]揭示安徽省生态系统服务价值变化规律,为区域可持续发展提供依据。[方法]以安徽省3期的土地利用数据为基础,根据研究区不同土地利用类型的单位面积生态服务价值和各土地利用类型面积分别分析了研究区内2000—2010年不同时段的生态系统服务价值、不同土地利用类型生态服务价值变化的贡献率以及不同年份各单项功能生态服务价值。[结果]研究区林地和耕地是主要的土地利用类型,其次是建设用地和未利用土地;2000,2005,2010年生态服务总价值量分别为:532.31,537.59和531.35亿元;土地利用类型的贡献度从大到小依次为:林地耕地水域草地未利用地建设用地;林地和建设用地是生态系统服务价值变化贡献率最大的土地利用类型;9个单项生态服务价值从大到小依次为:维持生物多样性保持土壤气候调节气体调节原材料生产提供美学景观食物生产废物处理水文调节。[结论]研究区内的生态服务价值呈现相对稳定态势,其中林地对生态服务总价值的贡献最大,建设用地是生态服务总价值增长的主要牵制力。     

基于景观指数的干旱区河谷县域土地利用生态风险分析及预测

在ArcGIS技术支持下,利用特克斯县2008年和2015年的遥感影像数据,得出了2008—2015年特克斯县土地利用结构变化情况,通过灰色预测模型预测了2020年的土地利用结构变化,建立了土地利用与LUCC的关系并构造了生态风险指数ERI,分析了特克斯县土地利用生态风险动态演变和时空差异。结果表明:(1)2008—2015年特克斯县耕地、园地、林地、建设用地、交通用地呈增加趋势,其中建设用地增加1 075.25hm~2。而牧草地、水域和其他用地有明显的下降,其中牧草地减少5 104.39hm~2。通过预测分析得到2015—2010年耕地、建设用地和交通用地明显增加,其中建设用地增加182.91hm~2。牧草地和其他用地明显减少,其中牧草地减少1 992.88hm~2。园地、林地和水域变化不明显面积几乎没发生变化。(2)研究区土地利用生态风险指数在2008—2015年由0.025增长到0.029,由于生态环境的持续恶化,2015—2020年生态指数由0.029增长到0.035。综上所述,特克斯县的生态安全问题需引起政府的关注。     

资源型城市土地利用变化及生态环境效应研究——以白银市区为例

资源型城市因“矿竭城衰”实施的产业转型可影响土地利用变化和生态环境状况,协调土地利用与生态环境的发展关系对改变传统的城市土地利用模式,促进人与自然和谐发展具有重要意义。基于ENVI软件,选取资源型城市白银市区1990年、2000年和2011年3期Landsat TM影像为主要数据源,运用土地利用动态度模型、动态转移矩阵、区域生态环境质量指数模型和区域生态环境质量贡献指数模型,定量分析了研究区域的土地利用变化特征及其生态环境效应。结果表明,21 a期间,白银市区建设用地面积一直增长趋势,耕地面积先增后减,未利用地面积一直呈减少趋势,林地、草地、水体基数小,面积变化总量不大;从整体来看,白银市区生态环境质量指数从1990年的0.087上升到2011年的0.126,生态环境质量朝着健康方向发展;耕地和未利用地对白银市区生态环境质量改善的贡献率最高,林地和水体对白银市区生态环境质量退化的贡献率最高;耕地、未利用地、林地、水体是影响区域生态环境变化的重要因素,其中耕地是主导因素。     

生态-经济权衡下国家中心城市土地利用优化配置——以武汉市为例

因国家中心城市的建设,武汉市在经济迅速发展的同时,生态环境面临严峻挑战。如何权衡生态保护与经济发展是区域土地利用优化配置的关键。以生态-经济综合效益最大化为目标,设置了经济优先情景、生态优先情景和综合发展情景,对比和分析了土地利用优化配置结果。结果表明:(1)2000—2018年耕地、林地大量减少而建设用地迅速扩张。经济优先情景下该趋势更加明显,水域也持续萎缩。而生态优先情景下林地和水域实现增长,建设用地扩张受到约束。(2)从土地利用结构优化上看,相较于其他情景单方面地偏于生态或经济,综合发展情景下武汉市生态-经济效益均能得到提升,其耦合协调度高于其他情景,新城区普遍优于中心城区。(3)从土地利用布局上看,综合发展情景下武汉市建设用地的适度扩张保障了城市经济的稳定发展,同时注重对林地和水域等生态用地的保护,景观破碎化程度较低且布局较为规则。因此,综合发展情景能兼顾生态-经济目标,促进区域高质量发展,同时也能为其他国家中心城市的发展提供借鉴。     

基于InVEST模型的门头沟区生态系统土壤保持功能研究

人类不合理的土地资源开发所导致的土壤侵蚀成为山区生态系统关注的热点和焦点问题。选择生态涵养与土壤侵蚀并存的北京市纯山区门头沟区为研究区域,在分析2005—2013年门头沟区土地利用与土地覆被变化的时空差异的基础上,采用了InVEST模型对区内生态系统的土壤保持功能进行了定量分析和动态评估。研究表明:（1）2005—2013年,门头沟区耕地、林地和水域、未利用地面积减少,园地、草地、建设用地增加;耕地和园地变化显著,耕地主要转为园地、林地和建设用地;园地主要由耕地和林地转化而来。（2）2005—2013年,门头沟区土壤保持能力和保持量均呈增加趋势,单位面积土壤保持能力由87.41 t/（hm²·a）增加到113.56 t/（hm²·a）,土壤保持量增加了377.38万t,土壤侵蚀量减少了23.42万t;受土地利用与土地覆被变化、降雨侵蚀力以及植被覆盖度影响,西北、东北地区土壤保持功能增强,西南地区减弱,东部地区基本不变。（3）不同土地利用与土地覆被类型的土壤保持能力排序为:林地 > 草地 > 未利用地 > 建设用地 > 耕地 > 园地 > 水域;2005—2013年,不同土地利用/覆被类型的单位面积土壤保持能力均呈增加趋势;除耕地外,其他地类的土壤保持总量均呈增加趋势。     

华北农牧交错区LUCC对生态系统服务及生态环境质量的影响——以内蒙古自治区多伦县为例

[目的]探究华北农牧交错区土地利用/覆被变化(LUCC)对区域生态环境的影响,为类似地区国土空间用途管制和生态文明建设提供理论参考。[方法]基于华北典型农牧交错区内蒙古多伦县2004年、2009年和2014年3期土地利用现状数据及其变更调查资料,获取该区2004—2014年LUCC时空数据。参考Costanza和谢高地等的研究成果,选取生态系统服务价值、生态环境质量指数和LUCC生态贡献率等,构建LUCC与生态环境质量评价体系。[结果]①2004—2014年,研究区土地利用/覆被类型发生明显改变。②生态系统服务价值总量不断提高,主要由林地增加而来;草地、耕地、水域和未利用地生态服务价值的减少在一定程度上削弱了这种增加趋势;10 a来研究区各土地利用/覆被类型生态系统服务价值变化与各自面积变化规律一致。③从生态环境质量指数变化来看,区域生态环境质量不断改善。但从变化细节上分析,生态环境存在改善和恶化双向变动;草地转向耕地和建设用地是该区生态环境恶化的主导因素,未利用地向草地和林地转换则促进生态环境质量的改善。[结论]生态文明建设过程中要切实重视生态脆弱区土地利用变化对区域生态环境之影响;从提高土地利用效率,加强"山水田林湖草"生命共同体建设,构建合理的国土空间规划体系入手,引导区域人口、经济、资源和环境持续高质量发展。     

干旱区县域土地覆被变化特征及其生态环境效应——以内蒙古自治区翁牛特旗为例

[目的]研究翁牛特旗的土地利用变化特征及其生态环境效应,为该地区生态环境重建提供支持。[方法]选取2006及2015年8月Landsat卫星影像,通过ENVI 5.1提取出翁牛特旗土地利用数据,进而利用土地利用动态度、土地利用类型的空间转移矩阵,以及生物丰度指数、生态系统服务价值和敏感性指数,分别对翁牛特旗土地利用结构的时空演化特征和生态环境效应进行分析。[结果](1)翁牛特旗主要土地利用类型为耕地、林地、草地和沙地,近10a来该旗的土地利用变化呈现为耕地、草地、建设用地增加,林地、沙地和水体面积减少的态势。(2)10a间生物丰度指数从2006年的43.47下降为2015年的42.69,降低1.79%,表明区域的生物量减少,不利于生物多样性发展;生态系统服务总价值从2006年的102.31亿元下降至2015年的98.47亿元,减少了3.84亿元,下降了3.75%,生态环境基本维持着平衡,总体上呈现出微弱的退化。(3)各种土地利用类型的敏感性指数(CS)均小于1,表明研究区生态系统服务价值对于生态服务价值系数不敏感、缺乏弹性。[结论]研究区林地、水体面积的减少,建设用地面积的增加是生态系统服务总价值减少的主要原因。研究区土地利用变化引起的生态系统服务价值和生物丰度的减少,加剧了当地生态环境的脆弱性。     

生态脆弱区土地利用格局变化及其环境效应--以宁夏回族自治区中部干旱带为例

基于遥感、GIS技术、景观生态学及层次分析方法,以宁夏回族自治区中部干旱带为研究区,利用1978年MSS以及1987,1996,2007年的TM/ETM遥感影像为数据源,对该区域近30a来土地利用格局变化及环境效应进行了分析。结果表明,30a来该区耕地和建设用地有不同程度的增加,新增耕地主要来自未利用土地和草地,建设用地面积的增加主要来源于耕地和未利用土地;耕地和未利用土地向林地、草地转化是林地和草地面积增加的主要来源。由于受人类活动的干扰,研究区土地利用景观结构发生了较大变化,土地利用格局变化产生了景观破碎化,景观异质性增加,生态环境退化等生态效应。但20世纪90年代中后期以来,在以还林还草、禁牧及水利等综合治理工程为核心的生态环境治理措施调控下,土地利用结构得以调整,植被覆盖增加,区域生态环境质量逐步得以改善。     

徐州市区的土地利用变化及其生态环境效应

[目的]研究徐州市区的土地利用变化及其生态环境效应,为土地的合理规划以及区域经济与生态环境的平衡提供理论支持和参考依据。[方法]以土地利用转移矩阵和叠加分析为工具,分析徐州市中心城区的土地利用类型的动态变化特征和空间格局演变规律,并通过NDVI和区域生态环境质量指数分析土地利用变化的生态环境效应。[结果]基于多源遥感数据的分类回归树(CART)分类结果,其Kappa系数均大于0.90;整个研究区耕地面积大幅减少,建筑用地迅速增加。郊区较多土地类型转变为建筑用地,在2004—2016年期间,研究区NDVI低值区域逐步扩大,但生态环境质量先由0.323增加为0.360,后下降至0.320。[结论]2004—2016年徐州城市扩张导致耕地大面积较少,景观破碎化加剧,但城市建设过程中绿地面积增加,整体生态环境质量稍有提升。建议进一步加强徐州城区景观格局的合理规划,降低城市化进程给生态环境带来的负面影响。     

江苏省沿海地区土地利用变化及其生态效应

[目的]分析江苏沿海地区的土地利用类型和空间变化,探讨江苏沿海地区土地利用变化产生的生态效应,为土地利用规划提供理论支持。[方法]以江苏沿海地区1990,2000和2010年3期土地利用类型数据为基础,借助GIS技术和Costanza等的生态服务价值计算模型,求取土地利用动态度、综合程度指数、质心变化和生态服务价值量等,并进行剖析。[结果]1990—2010年,研究区内耕地、林地和草地的面积减少,水域、城乡建设用地和未利用地的面积增加。城乡建设用地的扩张占用了耕地,对耕地的补充主要是草地,草地、未利用地和城乡建设用地在空间位置上变化较大。耕地、林地和草地面积的减少使得研究区生态服务价值降低,而水域的面积的增加带来的生态效益弥补了因上述用地类型面积减少造成的损失。[结论]1990—2010年研究区生态服务价值增加了24.34亿元,但从空间上来看,生态增值区分布范围小,主要集中在盐城的东部沿海,而生态减值区分布范围较广且有扩大的趋势,有待通过规划等措施强化土地利用变化的综合调控。     

基于RS和GIS巫山县20年土地利用特征变化及其预测研究

巫山县地处三峡库区腹地,不仅是三峡移民安置区重点建设区域之一,更是研究三峡库区土地利用变化的典型个案。以巫山县1990年和2010年的Landsat TM遥感数据为主要数据源,基于RS和GIS技术获取研究区的土地利用数据,应用土地利用变化模型探究该区域20年间土地利用时空演变特征,借助Markov模型建立其土地利用格局预测,探究今后土地利用类型变化特征和发展趋势。结果表明:研究区地利用类型总体呈现出以林地、草地和耕地为主体的农林生产格局现状;20年间林地、草地、园地、水域和居民工矿用地面积增加,耕地和未利用地面积减少,水域和耕地面积增加和减少的最多,分别为47.67 km²,136.10 km²;林地和水域具有较高的未变化率（保留率）,未利用地变化率最小,林地和耕地之间具有较高的转换率,林地新增面积最大,变化速率最小,居民工矿用地变化速率最大;2090年后,研究区土地利用基本达到相对稳定状态,林地、耕地、草地、水域、居民工矿用地、未利用土地和园地的面积比重分别为52.96%,6.15%,26.69%,8.71%,1.38%,0.04%和3.97%。     

典型东北农牧交错区土地利用/覆被变化分析

采用赵哈林对东北农牧交错区的界定范围,选取内蒙古库伦旗,科尔沁左翼后旗以及辽宁西部的康平县和法库县四县为代表,利用1987年、1995年、2003和2007年4个时期土地利用数据,运用ArcGIS和ArcView,分析1987-2007年间的土地利用/覆被变化.结果表明:研究期间,农田和草地大幅度减少,未利用地用地面积显著增加,林地和建设用地保持较小增长,水域面积减少幅度不大.研究区土地利用类型转移的主要方向是农田转化为草地(转化面积为1060.88 km2,占2007年草地面积的27.19%)和未利用地(转化面积为280.10 km2)、林地转化为草地(转化面积77.95 km2)、草地转化为未利用地(转化面积为1265.07 km2).人口压力和生态政策是影响该区域土地利用/土地覆盖变化的主要驱动力.     

商洛水源地土地利用总体规划环境影响评价

结合区域实际引入生态服务价值系数和敏感性指数进行验证,根据商洛水源地规划基年和规划目标年的土地利用变化,采用生态系统服务价值法评估商洛水源地土地利用总体规划(2006—2020)实施后生态系统服务功能总价值变化及其产生的环境影响。结果表明:在规划期内,未利用地和建设用地的动态度较大,分别为-3.07%,1.00%,方案实施后主要土地类型是林地和耕地;2005—2020年生态系统服务总价值呈增长趋势,2020年比2005年增加了101 428万元,其中林地和园地生态系统服务价值分别增加了119 575,89万元,耕地、牧草地、未利用土地和建设用地分别减少了6 416,235,9 389,2 196万元;各种生态服务功能价值除食物生产减少外,其余均呈增加趋势;规划期间各土地利用类型的敏感性指数均1,说明引用的生态系统服务价值系数可行。商洛水源地土地利用总体规划(2006—2020)方案实施后会产生良好的生态效益,未利用土地和耕地向建设用地转化以及86.59%林地对区域社会经济环境影响值得探讨。     

内蒙古十大孔兑区土地利用类型变化与生态环境效应

[目的] 研究十大孔兑区土地利用变化与生态过程之间的关系,揭示人类活动和土地利用与生态环境效应,为研究区土地利用结构优化和区域生态环境保护提供依据。[方法] 选取2000,2010,2020年landsat影像,采用监督分类的方法结合地统计模块来获取不同时期土地利用数据和转移矩阵,对土地利用动态度、土地利用程度综合指数进行分析,在此基础上,运用数理统计等方法,选取NDVI值、生态环境质量指数等指标,对十大孔兑区生态环境质量进行综合评价。[结果] ①研究期内,林地和草地面积比例变化幅度最大,水域面积比例最小,各土地利用类型之间转换频繁,林地“涨势”和草地、未利用地“落势”,十分明显。 ②十大孔兑区2000,2010,2020年土地利用类型转化的生态环境质量指数分别为0.526 1,0.537 3,0.543 3,整体呈现上涨趋势;在空间分布方面,生态环境质量东高西低、南高北低。 ③年平均降水量、年平均风速会对生态环境质量产生显著的正向影响,年平均气温会对生态环境质量产生显著的负向影响。[结论] 2000—2020年,城镇化快速发展的同时,十大孔兑区生态环境质量也在向好发展,研究区范围内生态环境质量呈现整体改善,局部恶化的局面,建设用地、林地、草地、未利用地之间的转化是主要原因,退耕还林等环境保护政策使研究区环境质量不断上升。     

等高线图形概括在黄土高原沟谷侵蚀量估算中的应用

在分析洮儿河流域上中游地区1970—2000年土地利用变化的基础上,利用长期水文影响模型估算研究区内非点源污染物的输出负荷,分析其空间分布特征,并引入单位贡献指数分析不同土地利用类型对不同污染物的影响程度。结果表明:(1)在这30a间,研究区的土地利用以草地、林地和农业用地为主,土地利用结构变化特征显著,生态用地面积大幅度减少,非生态用地面积迅速增加,研究区内人类活动增强并有加剧生态退化的趋势;(2)在这30a间,研究区内非点源污染负荷总量从3 400t上升到6 200t,总氮(TN)、总磷(TP)的高负荷分布区域主要集中在中游,并有向上游扩张的明显趋势;(3)采用贡献率和单位贡献指数(UCI)2个指标分析不同土地利用类型对非点源污染物TN,TP的影响,UCI能更好地反映土地利用对非点源污染的影响,其中农业用地对非点源污染的影响程度最大,住宅用地和工业用地次之,林地和草地影响最小。     

近40年新疆三生用地转型及其生态环境效应演变

  目的  通过对新疆近40年三生用地转型的研究,探讨区域土地利用转型背后深层次的生态环境效应演变问题,为土地利用结构的合理调整、生态环境保护及可持续发展提供科学参考。  方法  基于新疆1980 ~ 2020年共8期土地利用遥感数据,利用ArcGIS、生态环境质量指数及生态环境贡献率等方法分析土地利用转型的时空演变特征和生态环境效应。  结果   1980 ~ 2020年新疆的土地利用结构变化明显,生产用地和生活用地大幅增加,生态用地持续减少; 1980 ~ 2020年新疆的生态环境质量持续降低,其中2015 ~ 2020年降幅最快,生态环境持续恶化,对生态环境起到正效应的因素主要是其他生态用地转型为草地生态用地,对生态环境起到负效应的因素主要是水域生态用地转型为其他生态用地; 新疆生态环境高质量区域主要分布在天山、昆仑山和阿尔泰山,1980 ~ 2020年面积不断缩减;生态环境低质量区域主要分布在塔里木、准噶尔和吐鲁番三大盆地,面积呈扩张趋势。  结论  水域生态用地面积不断减少是新疆生态环境质量恶化、生态环境高质量区域面积不断缩减的主要原因。     

基于RS和GIS的河南省生态环境质量动态评价

[目的]揭示近年来河南省生态环境质量时空变化特征,为生态环境的监测、保护和管理提供科学依据和技术支持。[方法]以多源、多时相数据为基础,参考生态环境状况评价技术规范和模型方法,采用1km格网作为评价单元,提取生物丰度、植被覆盖、水网密度、土地胁迫、污染负荷5个指标,来计算生态环境质量总指数,定量评估河南省生态环境质量时空变化。[结果](1)河南省生态环境质量以"一般"为主,其所占比例接近80%,其他类型面积较少,生态环境质量的基本空间分布格局明显受地形地貌、土地利用及区域发展战略影响;(2)2000—2013年,河南省生态环境质量年际间变化较小,呈现出"单峰型"的变化特征,但生态环境质量为较差和优、良的区域面积都有所增长;(3)生态环境质量变化与区域发展关系密切,13a来,河南省生态环境质量总体上存在微弱变差趋势,变差区域在空间上由中西部向东南部迁移,主要与城市建设用地扩张有关。[结论]基于1km格网的生态环境质量评价方法更能反映区域生态环境空间特征及影响因素。为了持续提升研究区生态环境质量,区域发展战略必须要与生态文明建设相协调。