阿拉善干旱荒漠区土地利用变化对生态系统服务的影响

为探析干旱荒漠区生态系统服务对土地利用变化的响应,支撑干旱荒漠区生态—经济—社会可持续发展,选择生态环境脆弱、人地关系紧张的阿拉善干旱荒漠区为典型研究区,运用ArcGIS对阿拉善2000—2015年土地利用变化进行了分析,在此基础上利用InVEST模型评估了阿拉善土地利用变化对区域生态系统服务价值的影响。结果表明:2000—2015年,阿拉善土地利用变化明显,草地、建设用地、耕地、水域面积呈增加趋势,而未利用土地和林地面积呈减少趋势。同期,研究区生态系统服务总价值从1 025.26亿元增加到1 237.70亿元,主要归因于未利用土地面积的减少和草地面积的增加;而这一变化对研究区土壤保持服务价值增加的影响尤为明显。2000—2015年,研究区分布有5个生态系统服务价值热点区域,这些区域生态服务价值的提高普遍得益于近些年生态治理工程的实施。但值得注意的是,阿拉善右旗和居延海绿洲的热点区域有缩小的趋势,在今后的生态治理过程中需要重点关注。     

1990-2015年长三角城市群土地利用转型与生态系统服务功能变化

基于1990—2015年多时序土地利用现状遥感监测数据,分析了长三角城市群土地利用转型过程及其引起的生态系统服务功能变化。结果表明:1990—2015年,耕地、林地和草地面积显著减少,建设用地、水域和未利用地面积显著增加;耕地—建设用地、耕地—林地之间的相互转化是长三角城市群土地利用转型主要模式;生态系统服务价值空间上呈现南高北低分布格局,时间上从1990年的1 717.01亿元减少到2015年的1 682.67亿元;在生态系统二级服务功能中,水文调节功能、美学景观功能持续增强,其他二级服务功能有所减弱;森林、农田、水体生态系统对各单项生态服务价值贡献较大;以耕地—建设用地、林地—耕地为主的土地利用转型模式是引起生态系统服务功能变化的主要动力。     

2007-2015年东莞市土地利用及其生态系统服务价值的时空演变

[目的] 研究2007-2015年东莞市的土地利用和生态系统服务价值的时空变化情况，以反映土地利用变化产生的生态效应，为区域土地资源可持续利用和生态环境保护决策提供参考。[方法] 运用土地利用及生态系统服务价值相关理论与方法，利用遥感、地理信息技术，分析土地利用与生态系统服务价值的时空变化情况。[结果] ①2007-2015年间，东莞市建设用地占研究区总面积50%以上，且持续增加，增加的面积以耕地、林地的转入为主，水域和林地面积先增加后减少，耕地和草地面积不断缩小。②研究期内，生态系统服务价值整体呈现下降趋势，总价值减少1.97×10⁸元，林地、水域的生态系统服务价值系数较大，价值的损益变化大，2015年，林地和水域价值共减少1.40×10⁸元。③从空间分布看，东莞市的生态系统服务价值以中部地区为中心，向东西延伸，形成了"高-低-高"的空间分布格局，主城区是整个东莞市生态系统服务价值的低值中心。[结论] 研究时段内，东莞市土地利用变化显著，生态系统服务价值整体下降，生态系统服务价值在空间上呈现出异质性，分布不均衡。     

抚仙湖流域土地利用变化及其生态系统生产总值影响

为了研究抚仙湖流域土地利用变化对其生态系统生产总值产生的影响。基于2005年、2010年、2015年抚仙湖流域3期遥感影像数据,采用ArcGIS技术,生态价值评估方法,分析了2005年、2010年、2015年抚仙湖流域土地利用变化对生态系统生产总值时空变化的影响。结果表明:(1)近10年流域土地利用结构以水域、耕地和林地为主。建设用地和林地面积呈持续增加的趋势,耕地、草地持续减少,水域面积基本保持不变,耕地向建设用地和林地转移;(2)时间上,土地利用变化使抚仙湖流域生态系统生产总值呈逐年上升趋势。2005年、2010年、2015年生态系统生产总值分别为193 252.63万元、283 174.04万元和513 769.28万元。空间上,近10年单位面积生态系统生产总值在空间上由湖泊向外围区域逐渐增加,湖泊北部、南部供给服务价值增加最多,右所镇北部、湖泊西部、路居镇南部调节服务价值增加较为明显,而文化服务价值沿湖泊周边逐渐增加;(3)流域生态系统生产总值以生态系统供给服务价值为主,分别占生态系统生产总值的47.61%,55.22%,53.55%,调节服务价值分别占生态系统生产总值的33.49%,21.76%,12.24%,而文化服务价值最少,分别占生态系统生产总值的18.90%,23.02%,34.21%。其中,生态系统供给服务价值以2005年和2010年的贡献最大,到2015年逐渐减少。生态系统的调节服务价值则逐渐降低。生态系统的文化服务价值比例较小,但逐年增加;(4)从不同的生态系统类型来看,各价值增量体现为林地耕地草地水域建设用地,其中林地、耕地的价值增量最大,而草地、水域、建设用地价值增量较少。     

三峡库区蓄水前后土地利用变化对生态系统服务价值的影响

随着三峡库区蓄水完成以及城镇化进程的推进,土地利用结构发生了明显变化,其相应的生态系统服务价值也发生了改变。研究以三峡库区2000年、2007年和2014年三期的TM影像数据为数据源,利用RS和GIS技术,提取各期土地利用现状图,分析了三峡库区各期土地利用类型的数量、变化状态、转移趋势以及土地利用动态度、土地利用程度的变化特征,研究了三峡库区蓄水完成前后土地利用变化对生态系统服务价值的影响,最后利用敏感性指数模型验证结果的准确性。结果表明:2000—2014年三峡库区总体上呈现耕地、草地、林地和未利用地面积减少,建设用地、水域面积增加的趋势;建设用地和水域土地利用动态度较大,草地、耕地和林地动态度较小;2000—2014年三峡库区生态系统服务价值总体上呈现减少的趋势,14 a间减少了0.63亿元;三峡库区所有土地利用类型的敏感性指数均小于1,生态系统服务价值对生态价值系数缺乏弹性,结果可信。研究结果有助于了解近14 a来三峡库区的土地利用变化特征,从而为三峡库区土地利用的结构调整和环境保护提供参考。     

基于土地利用变化的湄洲岛生态系统服务价值时空变化分析

[目的] 以“文化型”“朝圣型”“旅游型”海岛—湄洲岛为研究对象,分析2000—2020年海岛开发建设过程生态系统服务价值(ESV)的时空变化特征,为制定湄洲岛旅游区土地利用规划和生态建设提供科学参考。 [方法] 以覆盖湄洲岛的1985—2020年全球30 m精细地表覆盖动态监测数据为数据源,采用ArcGIS技术提取研究区2000,2005,2010,2015和2020年5期土地利用数据,通过土地动态度、土地利用转移矩阵和生态贡献率分析20 a间湄洲岛土地利用变化特征,并结合当量因子法估算湄洲岛生态系统服务价值(ESV)。 [结果] ①2000—2020年,湄洲岛土地利用类型以建设用地和耕地为主,面积变化上主要表现为建设用地和湿地面积的增长,耕地和林地面积的减少;土地利用转移以林地—耕地—建设用地—水域之间的相互流转和建设用地对耕地和林地的侵占为主; ②研究期限内湄洲岛ESV大幅下降,20 a内减少了1 252.69万元,林地和耕地是湄洲岛ESV的主要贡献因子,湿地和水域面积增加是ESV增加的主要影响因素; ③ 各单项生态系统服务价值主要表现为：调节服务＞支持服务＞供给服务＞文化服务; ④ESV空间分布呈中间低、四周高的特征,高值区与域内森林覆盖率高的区域高度重叠,低值区主要分布在建设用地。[结论] 林地和耕地是湄洲岛ESV的主要贡献因子,调节服务对湄洲岛生态系统服务价值量贡献最高。因此在开发建设过程中应提高建设用地利用效率,加强对耕地和林地保护。     

沈阳市土地生态系统服务价值变化研究

以1992年、2004年和2014年三期Landsat TM影像解译数据为依据,借助RS与GIS技术对沈阳市城区近22年来的土地利用变化进行分析;参考Costanza和谢高地等研究成果,制定出符合沈阳市的土地生态系统服务价值系数,对沈阳市土地生态系统服务价值变化进行了研究。结果显示:(1)1992~2014年间沈阳市土地利用发生了很大变化,建设用地明显增加,耕地和林地大幅度减少,草地、水域以及未利用地也表现为减少的状态;(2)研究区生态系统服务价值在1992~2004年间减少5.53亿元,在2004~2014年间减少10.52亿元,土地利用变化是导致生态系统服务价值空间分异的主要原因;(3)生态系统服务价值系数变化对生态系统服务价值变化缺乏弹性,相对敏感性为:耕地林地水域建设用地草地和未利用地。     

基于RS与GIS的沙坡头区生态系统服务价值研究

以宁夏自治区沙坡头区为例,以2000年、2007年、2013年3期TM影像为数据源,综合运用土地利用动态度、GIS空间分析法以及中国陆地生态系统服务价值估算法对沙坡头区土地利用变化状况及其生态系统服务价值变化进行了分析研究。结果表明:2000—2013年沙坡头区土地利用变化显著,耕地和未利用地面积分别减少了39 951.90,241 289.24hm~2,而其他土地利用类型面积逐年增加,其中草地面积增幅最大,年变化率高达10.58%;研究期间沙坡头区生态系统服务价值呈增加趋势,草地和林地面积的增加起到了主导作用;从沙坡头区生态系统服务价值构成来看,草地和林地两者的生态系统服务价值占比在67%~87%,是生态系统服务价值的主要构成部分;各单项生态功能服务价值中土壤形成与保护、废物处理和生物多样性保护占研究区生态系统服务价值的比重最大,三者之和占生态系统服务总价值的55%以上;各土地利用类型生态系统服务价值敏感性指数均小于1,说明沙坡头区生态系统服务价值对生态服务功能价值系数缺乏弹性,研究结果可信。     

城市土地利用变化对生态系统服务价值损益估算——以成都市为例

生态系统服务价值研究是目前生态学研究的热点之一。对土地利用变化的生态服务价值损益进行定量估算,为生态资源利用的有效补偿和促进自然生态系统持续发展提供科学的依据。基于遥感与GIS技术提取、分析了16 a来成都市土地利用变化信息;参考谢高地的生态服务价值系数,并结合成都市实际情况,对生态系统服务价值系数表进行修正,制定了成都市生态系统服务价值当量表,对生态系统服务价值进行了定量估算。结果表明：1992-2008年土地利用时空演变呈加大趋势,土地利用变化导致生态系统服务价值增加、区域差异与流向变化显著,且生态系统服务价值主要由林地、水域与农业用地等生态系统支撑,系统结构较简单;1992-2000年生态系统服务价值由35.429亿元增加到38.833亿元,增加了3.403亿元,变化率为9.605%;2000-2008年生态系统服务价值增加到40.705亿元,增加了1.872亿元,增长率达4.821%;不同土地利用类型的生态服务价值差别很大,1992年、2000年、2008年林地的生态系统服务价值分别占总价值的59.684%、70.929%和67.125%,其次为水域和耕地;1992-2008年间土地利用转化导致生态服务价值流向变化,耕地、林地、水域向建设用地的转移导致生态服务价值的负流向。这一研究结果,对加强对耕地、林地、水体等生态系统的保护,严格控制农地向建设用地转移具有重要意义。     

资源型城市土地利用变化对生态系统服务价值的影响——以安徽省淮南市为例

[目的]以安徽省淮南市为例,探讨资源型城市土地利用变化对生态系统服务价值的影响,为该市生态、经济、生态环境保护以及今后进行城市开发建设和农业发展提供科学参考。[方法]基于土地利用变化和生态系统服务价值评估的相关理论和方法,运用GIS软件,分析淮南市2000和2010年土地利用变化,并计算淮南市生态系统服务价值,研究土地利用变化对生态系统服务价值的影响。[结果]2000—2010年淮南市土地利用变化较大,主要土地类型以耕地、居民地及工矿用地和水域为主。土地利用结构发生变化,出现耕地、林地减少,水域、居民地及工矿用地、草地增加的现象。研究区生态系统服务价值总量呈减少的趋势,从2000年的11.72亿元减少到2010年的11.33亿元,减幅达3.33%。单位面积生态系统服务价值的分布变化也与研究区土地利用变化紧密相关,居民地及工矿用地的增加是造成生态系统服务价值减少的最主要原因。生态系统服务价值对生态价值系数的敏感性指数均小于1,说明研究区内的生态系统服务价值缺乏弹性,研究结果是可信的。[结论]淮南市应高度重视土地利用变化对生态系统服务价值的影响,优化调整土地利用结构,注重增加生态用地,稳步提升区域生态系统服务价值。     

滇中城市群土地利用转型及生态系统服务价值交叉敏感性分析

为探清滇中城市群土地利用转型对生态系统服务功能的影响,基于2000年、2010年、2020年3期Landsat TM/OLI遥感土地利用解译数据,运用土地利用动态变化模型、生态系统服务价值计算模型和土地利用转型生态贡献度研究了不同土地利用转型过程和生态系统服务价值的时空演变特征,并结合交叉敏感性系数模型定量评估了土地利用转型对生态系统服务价值的响应程度并划定敏感性分区。结果表明:(1)滇中城市群土地利用类型以林地、草地、耕地为主,建设用地持续扩张及耕地、水域、未利用地面积不断减少,草地和林地经历了“先减少后增加”的变化过程;(2)研究期间生态系统服务价值呈“先减少后增加”的趋势,地均生态系统服务价值高值区主要分布在滇池、抚仙湖和星云湖三大高原湖泊流域;(3)近20 a来,退耕还林、还草、还湖对生态系统服务功能改善的贡献度达49.10%,毁林开荒、围湖造田对林地、草地和水域的占用导致生态系统服务价值减少约2.65亿元;(4)耕地、林地、草地和水域向其他地类转型对生态服务价值的响应较为敏感,耕地、林地和草地与建设用地间转型的高生态敏感区集中在曲靖和楚雄,耕地与林地间转型的高生态敏感区分布较小,林地向草地和水域转型的低生态敏感区空间分布范围最广。综上,该区不同土地利用转型对生态系统服务功能影响显著。     

天津市土地利用变化和生态系统价值空间差异分析

土地利用结构和数量的变化直接导致了生态系统功能价值的区域差异。以天津市为例,分析了2002—2010年间土地利用变化的特征,采用中国陆地生态系统服务价值测算方法分析了土地利用变化引起的生态系统服务价值变化;并运用锡尔指数对生态系统功能空间差异规律进行深入探讨。结果表明:2002—2010年天津市各区县土地利用集约程度均逐渐提高;从单个土地利用类型来看,价值较高的单项生态系统服务功能主要由水利设施用地、耕地、林地承担,这些地类的增加将带动其生态系统服务功能的显著提高;2002—2006年,生态系统服务价值区域间和区域内差异都是不断增加,2006—2010年区间差异减少,但区内差异增加;区域间的差异是全市生态系统发展差异的主要影响力量。     

1980—2020年汾河流域生态系统服务价值的时空变化

[目的]分析1980—2020年汾河流域生态系统服务价值时空变化特征,为该流域生态环境的科学调控和管理提供理论参考。[方法]利用汾河流域1980—2020年5期Landsat-MSS/TM/ETM遥感影像解译数据研究了流域土地利用变化特征,并估算了生态系统服务价值。[结果] 1980—2020汾河流域土地利用中耕地、林地和草地一直处于主导地位,土地利用整体变化表现为耕地向建设用地转移;土地利用动态度表明2000—2020年土地变化明显高于1980—2000年。1980—2020年汾河流域土地利用总生态服务价值持续减少,空间分布整体上呈上游高,中下游低的趋势。从不同功能价值来看,调节和支持服务减少最多。不同土地利用程度与ESVI双变量LISA聚集图呈现出明显的空间负相关性,主要以汾河上游的低土地利用程度与高ESVI聚集分布为主。[结论] 1980—2020年汾河流域土地利用/覆被变化对生态服务价值有较大影响。可以通过提高土地集约利用水平,促进该区土地利用结构向高生态服务价值发展。     

基于CLUE-S模型的南四湖流域土地利用及其生态效应评估

[目的]分析南四湖流域土地利用变化的生态效应并探讨其动态演变特征,为流域土地资源的合理开发利用和生态系统的保护提供参考。[方法]基于南四湖流域2000至2015年土地利用数据,利用生态系统服务价值核算模型及CLUE-S模型对南四湖流域的生态服务价值及其动态演变特征进行计算和分析。[结果]2000—2015年南四湖流域耕地、草地和未利用地面积减少,林地、水域/湿地和城乡建设用地面积增加,南四湖流域整体生态系统服务价值增加了9.10亿元,但粮食生产、气体调节和保持土壤等生态功能分别下降了0.85%,0.85%和1.29%,生态问题依旧存在,生态系统服务价值分布不均匀,生态减值区的分布范围大于生态增值区。2030年流域内生态系统服务价值略微增加,而粮食生产、气体调节和保持土壤等单项生态系统服务功能继续下降,生态价值极低区以城市为中心向四周扩张,生态增值区范围缩小。[结论]虽然研究区内生态系统服务价值呈上升趋势,但生态价值分布不平衡,生态服务功能有升有降,因此有必要制定相应的措施,来控制土地利用类型的转换,平衡流域内的生态环境。     

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。     

基于RS和GIS的宁夏盐池县土地利用变化对生态系统服务价值的影响

以宁夏盐池县1989年、1995年、1999年、2003年、2006年和2009年6期TM影像为基础,运用GIS方法提取各年土地利用数据,分析盐池县土地利用动态变化;采用中国陆地生态系统的服务价值测算方法,分析土地利用变化引起的生态系统服务价值变化。结果表明,1989—2009年间盐池县土地利用变化显著,林地和建设用地面积持续增加,草地面积先减少后增加,耕地和未利用地面积先增加后减少,水域面积小幅波动变化;研究期内盐池县生态系统服务价值总体呈增加趋势,林地面积的增加起到主导作用;盐池县生态系统服务价值构成中,草地居于主导地位,贡献率为49.8%~60.4%,林地的贡献比例持续增加,致使盐池县生态系统服务价值结构格局发生良性转变;各土地利用类型生态系统服务价值敏感性指数都小于1,表明盐池县生态系统服务价值对生态服务功能价值系数缺乏弹性,研究结果可信。     

额尔齐斯河流域土地利用变化对生态系统服务价值损益时空演变的影响

[目的] 评估土地利用变化与生态系统服务价值损益之间的关联效应,为制定适宜的土地干预政策提供科学依据。[方法] 基于5期额尔齐斯河流域土地利用数据以及CLUE-S模型,量化土地利用变化下流域生态系统服务价值损益时空演变规律。[结果] ①2000—2018年额尔齐斯河流域草地和林地持续地转化为其他土地,耕地面积大幅度增长;到2030年,流域耕地面积的比例将上升4.92%(1 502.48 km²上升到4 070 km²),而林地呈现快速下降趋势,所占比例将下降7.18%(由7 547.26 km²减少到5 424.36 km²)。②额尔齐斯河流域生态系统服务价值由2000年的518.16亿元增长到2018年的1 832.44亿元,到2030年,生态系统服务价值处于波动下降趋势(2030年为1 777.86亿元); ③林地和草地被耕地所占用,导致额尔齐斯河流域生态系统服务价值损失预计达到108.80亿元,依次为：草地转换损失(34.39亿元)>林地转换损失(28.49亿元)>水域转换损失(18.31亿元)。④额尔齐斯河流域生态系统服务价值损益空间分布呈现“北高南低”的发展格局,价值损益在全局和局部上均呈现显著的正向空间自相关。[结论] 人为因素导致大量生态用地被占用,生态系统服务价值下降且损益空间异质性显著,需要进一步采取有效的生态保护与补偿政策推动农牧户生计转型,减小对自然环境的依赖性。     

西安市土地利用变化及其生态系统服务价值研究

基于西安市1989-2009年的土地利用基础数据,以1989年为基准年,研究西安市土地利用变化对生态系统服务价值的影响.结果表明:(1)研究区内1989-2009年土地利用变化较快,耕地、水域、草地、未利用地面积减少,建设用地、林地面积增加,土地利用综合指数下降了7.25;(2)研究区1989-2003年生态系统服务价值减少(2.60亿元),主要是因为建筑用地面积增加等造成的,2004年生态系统服务价值增加,2004-2009年生态系统服务价值在2004年的基础上减少了3.73亿元,此期间内耕地林地面积的减少、建设用地面积增加成为生态服务价值减少的主要影响因素.研究表明,西安市土地利用结构决定生态服务价值,生态服务价值反映了土地利用结构的生态优劣.     

黄土高原生态脆弱区土地利用变化对生态系统服务价值的影响——以汾河流域为例

土地利用变化改变区域生态系统服务价值,进而影响区域经济可持续发展与生态环境保护。基于汾河流域1980年、2000年、2010年、2016年4期土地利用数据为基础,通过引用生态系统服务价值、土地利用动态度等指标,从整体和不同阶段上分析了土地利用变化对生态系统服务价值的影响。结果表明:(1) 1980—2016年汾河流域土地利用类型整体以耕地、草地和建设用地为主,土地利用变化是以耕地向其他土地利用类型转移的方式为主,且综合土地利用动态度呈逐渐增长趋势。(2) 1980—2016年汾河流域的生态系统服务价值呈现先增长后减少的趋势,耕地生态系统服务价值一直处于减少的趋势,退耕还林(草)政策的持续实施是导致耕地生态系统服务价值持续减少的关键原因。(3)通过汾河流域主要行政区的生态系统服务价值差异分析,1980—2016年汾河流域共有13个行政区生态系统服务价值处于增长的趋势;20个行政区生态系统服务价值处于减少的趋势。     

长江三角洲生态系统服务价值分析及趋势预测

[目的]对长江三角洲生态系统服务价值进行分析及趋势预测,以期为该区未来城市发展以及制定生态环境建设补偿政策提供支持。[结果]以长江三角洲16个地市2000—2014年的土地利用数据和相关统计资料为数据源,采用Costanza生态系统服务价值计算方法,参照修正后的生态系统单位面积生态服务价值系数,结合敏感性分析,探讨生态系统服务价值的时空演化规律,并利用马尔科夫模型对其未来3a的发展趋势进行了预测分析。[结果]区域生态系统总服务价值从2000年的1 303.89亿元减少到2014年的1 294.25亿元,变化率为-0.74%,水源涵养、废物处理和娱乐文化生态系统服务功能价值上升;在空间上,常州、南京、宁波、泰州、台州、扬州的生态系统服务价值不断增加,而其他城市的则处于下降趋势;对长江三角洲2015和2017年的土地利用构成和生态系统服务价值进行预测,呈现耕地、林地持续减少,建设用地持续增加的趋势,生态系统总服务价值将减少276.65亿元。[结论]在未来土地调整中应更多地考虑到生态服务价值的重要意义,格外注意对耕地、水域的保护,控制建设用地占用耕地和林地,继续加大植树造林力度,提高土地利用集约度,维持生态系统的功能。