基于生态格局视角的三峡库区土地生态系统服务价值

以三峡库区重庆段为研究对象,以TM解译数据为基础,采用生态系统服务价值测算、空间分析等方法,分析了研究区2000—2015年4个时期的土地生态系统服务价值演变特征及空间分布特征。结果表明:(1)研究区土地利用变化"三增三减",以耕地、林地、草地向建设用地和水域的转变占据主导,建设用地沿城区外廓扩展速度快,研究区生态系统服务价值呈先增后减的趋势,耕、林、草前期向水域转变较多,生态系统服务维持稳定甚至有所提高,后期向建设用地转变较多,生态系统被割裂,服务价值降低;(2)研究区生态系统服务价值及服务价值变化率的空间相关性逐渐增强,空间集聚效应明显,城区以狭长形态集聚扩展;(3)研究区生态系统服务价值的空间分布为北部地区高于南部,东部高于西部,且此趋势在向北、向东扩展,空间分布异质程度不断提高,与研究区内建设用地增加的趋势一致。研究为三峡库区区域生态环境改善与改善土地利用格局提供参考。     

三峡库区（重庆段）土地利用变化对生态系统服务价值的影响分析

在分析1995-2000年三峡库区(重庆段)土地利用变化的基础上,计算了由此导致的生态系统服务价值变化.采用Costanza的生态系统服务价值计算公式和谢高地等人的中国陆地生态系统单位面积生态服务价值表进行计算,结果发现,1995-2000年研究区林地、草地、水域和难利用地面积在减少,其中草地减少最多,其次为林地;耕地和建设用地在增加,且增加面积都较大;生态系统服务价值(ESV)由1995年的549.387 9亿元减少到2000年的546.706 5亿元,5年减少了2.681 4亿元;敏感性分析表明,ESV对生态价值系数(VC)缺乏弹性,研究结果可信.     

中国耕地空间格局变化及其生态系统服务价值响应

研究耕地空间格局变化对耕地生态系统服务供给能力的影响,能为我国耕地空间格局优化和耕地生态保护提供科学参考,具有重要的理论和实践意义。以往研究缺乏全国耕地生态系统服务供给能力动态变化的综合研究,因此在深入分析耕地空间格局演变的基础上,构建了图斑尺度的耕地生态系统服务价值时空异质评估模型,全面评估2000—2015年我国耕地生态系统服务价值,探究了我国耕地生态系统服务供给能力时空变化规律。结果表明:(1)2000—2015年,中国耕地重心持续向西北方向迁移,水田和旱地重心分别向西北和东北迁移。北方干旱半干旱区旱地持续增加,东北平原区水田持续增加,其他农业区耕地持续减少;(2)2000—2015年我国耕地生态系统服务总价值和单位面积价值均减少,减幅分别为1.35%和0.55%。耕地供给服务总价值和单位面积价值增加,调节服务、支持服务和文化服务总价值与单位面积价值均减少。(3)中国耕地生态系统服务价值变化空间分异明显。北方的北方干旱半干旱区、东北平原区耕地生态系统服务总价值增加,单位价值减少; 青藏高原区耕地生态系统服务总价值和单位价值均减少; 其他农业区耕地生态系统服务总价值减少,而单位价值增加。应通过优化耕地空间格局、精准实施耕地休养生息策略、建立耕地保护生态补偿机制等有效提升耕地生态系统服务供给能力。     

基于生态系统格局变化的东西部结合区生态服务价值评价——以珠江—西江经济带为例

[目的]以珠江—西江经济带为例,分析典型东西部结合区生态系统格局变化特征以及对其生态系统服务价值进行评价,为积极构建区域生态安全格局和开展生态补偿研究提供科学依据。[方法]基于珠江—西江经济带2000—2015年生态系统类型数据,采用生态系统类型年均变化率、生态系统类型转移矩阵研究其生态系统格局变化特点;参考生态系统服务价值估算方法,对研究区近15 a来的生态服务价值进行评价与分析。[结果]①2000—2015年珠江—西江经济带以森林和农田生态系统为主,生态系统空间分布格局较稳定,变化的部分主要体现在东部人工表面生态系统的扩张上。②近15 a间农田和草地生态系统面积下降最多,湿地下降较少,其余生态系统类型面积均有不同程度地增加。生态系统类型转换主要发生在森林、农田和人工表面生态系统三者之间。③2000—2015年珠江—西江经济带生态服务价值减少了14.55亿元,其中草地生态系统服务价值下降最多,森林生态系统服务价值增加最多。④珠江—西江经济带各县区生态服务价值空间分布格局稳定,但东部地区单位面积生态服务价值有持续下降的趋势。[结论] 2000—2015年珠江—西江经济带东部生态系统格局变化对其生态服务价值下降产生了较大影响。今后在生态建设方面需重点合理控制东部人工表面生态系统面积的扩张速度,预防其生态服务价值持续下降。     

土地利用变化对乌江源区生态系统服务价值的影响

基于2000年和2015年乌江源区土地利用数据,利用CLUE-S模型,预测了2030年乌江源区土地利用数据。并利用生态系统服务价值系数法,分析了2000—2030年乌江源区土地利用变化对生态系统服务价值的影响。结果表明:2000—2015年和2015—2030年,乌江源区生态系统服务总价值均呈增加趋势。耕地面积减少导致耕地生态系统服务价值和食物生产服务价值下降,林地面积大幅增加使得大部分生态系统服务功能价值增加。生态系统服务价值变化空间破碎化严重与土地利用变化空间破碎有关。生态修复工程驱动下大量耕地转为林地是乌江源区生态系统服务价值增加的主要因素。     

水田生态系统空间格局演变规律与服务价值评估

在GIS技术的支持下,利用三峡库区重庆段1986、1995、2000和2007年4期土地利用资料及相关数据,分析了库区20多年来水田生态系统服务价值的变化情况。结果表明:1986—2007年,库区水田面积减少了40 128 hm2,间接服务价值呈减少趋势,但生态系统服务价值仍增加了12.12亿元。出现这种情况的原因是因价值系数增大造成的水田生态系统服务总价值变化大于因水田面积减少所产生的价值变化。由于重庆三峡库区特殊的地理条件,水田生态系统还具有巨大的环境功能价值和维持区域生态安全价值,因此保护和合理利用水田资源是我们义不容辞的责任。     

粤港澳大湾区土地利用及生态系统服务价值的变化——以广佛肇为例

以广州、佛山、肇庆三市整体为研究对象,基于研究区1990年、2000年、2010年、2015年遥感影像解译数据,借助于模型分析法研究了广佛肇近25年来的土地利用变化特征;采用生态系统服务价值系数法,并结合研究区的实际情况定量估算了研究区1990—2015年不同土地利用类型的生态系统服务价值,并对其变化特征进行了分析。结果表明:(1) 1990—2015年,林地和耕地面积持续减少,人工表面用地面积逐渐增加,草地先减少后增加,湿地先增加后减少,其他用地变化相对复杂。人工表面的动态度最大,其次是其他用地。耕地转出的面积最多,人工表面转入的面积最多;(2)研究区生态系统服务价值总量呈现出先增加后逐年减少的趋势,25年间共减少了3.59亿元。林地和湿地的生态服务价值之和在总的生态服务价值中占据主导地位。耕地面积的持续下降,使其保持土壤的服务价值下降最明显;(3)各地类的敏感性系数均小于1,说明研究区生态系统服务价值对其生态服务价值系数缺乏弹性,结果可信。     

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。     

基于地形梯度特征淇河流域生态系统服务价值损益

生态系统服务对人类生活具有十分重大的影响,研究生态系统服务价值有助于了解生态系统服务功能变化过程。文章利用修正后的中国陆地单位面积生态系统服务价值量表,结合2000年、2015年两期土地利用/覆被数据估算淇河流域生态系统服务价值,从地形梯度上分析流域内2000—2015年生态系统服务价值变化,深入探讨地形起伏度上生态系统服务价值空间特征。结果表明:（1）2000—2015年淇河流域内以林地、草地和耕地面积为主,研究时段内耕地减幅最大（29 671.64 hm²）,草地面积增幅最大（8 854.38 hm²）,未利用地单一动态度最高为632.14%;（2）2000—2015年研究区生态系统服务价值减少0.14亿元,耕地ESV在200～400 m高程分级上减幅最大（4 464.64万元）,坡度分级上>35°林地ESV减幅最明显（4 293万元）,水域ESV在微起伏地区增益最多（5 940万元）、林地ESV在中起伏地区减少5 492万元和微起伏地区增益3 967万元;（3）单项生态系统服务价值在地形梯度上损益存在差异,增益最大为水源涵养、土壤形成与保护减损最明显;（4）各项生态系统服务功能对研究区生态系统服务总价值贡献等级保持稳定,依次排序为支持服务 > 调节服务 > 供给服务 > 文化服务;敏感性指数均小于1,表明生态系统服务价值对价值系数缺乏弹性,研究结果具有稳健性。     

奈曼旗土地利用动态及其生态系统服务功能

[目的]研究内蒙古自治区奈曼旗土地利用动态及生态系统服务功能与价值的演变情况,为该区土地的合理利用及生态治理工作提供科学依据。[方法]基于奈曼旗2000,2010与2018年土地利用数据,运用ArcGIS,Envi Classic计算土地利用动态度与土地利用转移矩阵,分析土地利用变化及生态系统服务的演变特征。[结果](1)2000—2018年间奈曼旗呈"林地—水域—沙地"主导的土地类型演变特征,即林地、水域面积增加,沙地面积减少;其中林地面积净增312 100 hm~2,水域面积净增500 hm~2,沙地面积净减142 100 hm~2。(2)时间上,生态系统服务价值变化呈"一减一增"的趋势,其服务价值由2000年的3 050.7万元减至2010年的至1 991.58万元再增至2018年的4 728.55万元。(3)空间上,生态系统服务高值区、中值区与低值区分别位于南部、中部和北部,形成了"高—中—低"的区域分布格局。(4)生态系统服务功能上,气候调节的变化最为明显,其对应的服务价值由2000年的801.64万元增至2018年的1 349.85万元。[结论] 2000—2018年间,研究区土地利用变化明显,其覆被结构明显优化,生态系统服务功能与服务价值也均提高。     

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。     

黄河下游地区土地利用和生态系统服务价值的时空演变

基于黄河下游地区1990-2015年土地利用分类数据,运用土地利用变化动态度、土地利用转移矩阵,探究不同土地利用类型的变化程度及转移情况,运用当量因子法、热点分析、重心模型、地理探测器探究黄河下游地区县域尺度生态系统服务价值的时空演变及其空间分异。结果表明：1）耕地、草地、未利用地面积逐渐减少,建设用地面积增加,耕地是建设用地面积增加的主要贡献者,建设用地扩张存在侵占耕地的现象。2）从时间尺度看,地区生态系统服务价值逐年减少;从空间尺度看,县域尺度的高值区逐渐减少,低值区逐渐增加;从地均生态系统服务价值的变化率来看,大部分县区的地均生态系统服务价值呈现持续降低趋势。3）地均生态系统服务价值的高值区与低值区空间集聚程度明显,但有逐渐弱化的趋势;生态系统服务价值的重心始终分布在山东省郓城县,重心迁移与两地区之间生态系统服务价值变化差值有关。4）黄河下游地区县域尺度地均生态系统服务价值空间分异受自然因素和社会经济因素共同作用的影响,是不同驱动因子共同作用的结果,其中人为综合影响指数对区域生态系统服务空间分异的影响最大。     

基于土地利用的祊河流域生态系统服务价值动态变化

为了保护生态环境和合理利用土地资源,以1978年、1985年、1995年、2005年、2015年5个时点的土地利用数据为基础,采用生态系统服务价值评估法、空间自相关分析、热点分析等方法分析了1978—2015年祊河流域生态系统服务价值时空演变规律。结果表明:(1)流域土地利用变化趋势为耕地和草地减少,建设用地、水域、林地、未利用地增加。各地类间的转移以耕地向建设用地的转移为主,其次是耕地向林地以及耕地和草地之间的转移。(2)流域生态系统服务总价值变化呈"先减少后增加再减少"的波动减少趋势。耕地和草地的服务价值减小,林地、水域和未利用地的服务价值增加;土壤形成与保护、食物生产、生物多样性保护、气体调节、原材料和气候调节的服务价值减小;水源涵养、娱乐文化和废物处理的服务价值增加。(3)流域生态系统服务价值呈空间集聚分布格局且集聚程度略有减弱。冷点区范围呈明显的扩张趋势,且集中分布于平邑县、费县和兰山区的城区内;热点区范围基本保持不变,主要分布在蒙山山脉、水库、河流和低山丘陵。     

延安市退耕对生态的影响及其人文驱动因素分析

在对延安市生态退耕特征分析的基础上,阐释了其对生态系统服务功能的影响,并借助STIRPAT模型探究了生态退耕过程中耕地面积变化与其人文驱动因素的定量关系。研究表明:2000—2013年延安市以耕地、林地、草地为主要景观类型,而耕地面积大幅度减少,林地、草地面积稳步增加,且耕地主要转化为林地、草地,分别占其转出量的28.627%,66.664%;延安市2000—2013年生态服务价值稳步增加,增长率为7.624%,年均增长量为1.416亿元,而耕地、草地、林地生态系统服务价值贡献率依次递增,建设用地比重逐渐增大,水域及荒漠则波动变化,且单项生态系统服务功能值变异系数逐渐降低,各项生态服务功能呈现均衡化发展趋势;人口数量增加、社会经济增长、产业结构调整对耕地面积减少具有积极作用,而非农业人口数量增加及农村经济水平提升能够促进耕地面积的增加,各驱动因素综合影响着耕地面积变化及生态退耕过程与生态系统结构,并对区域生态系统服务功能影响显著。     

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。     

青藏高原保护区植被与生态系统服务功能变化的一致性分析

[目的]探讨青藏高原保护区2000—2010年生态系统服务功能对植被变化的响应,为进一步明晰生态系统服务功能和遥感植被指数的关系,为区域生态系统服务功能评估与生态保护提供科学参考。[方法]聚焦青藏高原各类保护区,基于中分辨率成像光谱仪(MODIS)增强型植被指数(EVI)产品进行植被变化制图,针对碳固定、土壤保持、水源涵养、栖息地保护等生态系统服务功能,判断青藏高原保护区内2000—2010年生态系统服务功能变化趋势是否与植被变化趋势一致。[结果]青藏高原EVI在2000—2010年以非显著变化为主,在栅格和保护区两个尺度上均表现为非显著增加样本多于非显著减少样本,青藏高原植被呈现整体好转局部退化的特征。[结论]青藏高原保护区各项生态系统服务功能在2000—2010年以非显著变化为主,但生态系统服务功能非显著减少样本明显多于非显著增加样本,与EVI变化趋势不一致。     

基于土地利用变化的黄河上游四川段生态系统服务价值评价

[目的] 通过定量研究20年间黄河上游四川段土地利用变化与生态系统服务价值的关系,评估该流域段生态综合治理效果,为健全民族区域空间规划、生态环境保护与管理提供依据,助力黄河流域高质量发展。[方法] 利用黄河上游四川段2000年、2010年和2020年土地利用数据,基于土地利用动态度、土地利用矩阵分析土地利用变化,并参考中国陆地生态系统单位面积生态系统服务价值当量,对黄河上游四川段生态系统服务价值当量的经济价值进行修正,定量研究黄河上游四川段2000—2020年间土地利用变化对生态系统服务价值的影响。[结果] (1)2000—2020年黄河上游四川段林地、荒漠、湿地和水系土地利用面积呈上升趋势,耕地、灌木、草地和冰川积雪呈下降趋势,2010—2020年土地利用变化比2000—2010年更显著;(2)黄河上游四川段2000年、2010年和2020年生态系统服务价值分别为1.27×10¹⁰,2.51×10¹⁰,3.92×10¹⁰元,呈上升趋势,敏感性分析表明分析结果可靠。各土地利用类型中,对生态系统总价值贡献最为显著的地类是草地,2000—2010年和2010—2020年草地生态服务贡献率分别为93.90%和72.90%,其次为湿地和林地;(3)研究区在20年间各单项生态系统服务价值均呈增加趋势,区域生态服务功能的分项价值大小均为调节服务＞支持服务＞供给服务＞文化服务,11个单项功能中起显著服务价值的为气候调节、水文调节、土壤保持和生物多样性,4项之和占总价值比例超过69.50%。黄河上游四川段土地利用变化影响区域生态系统服务价值的变化,其中草地影响最显著,其次为湿地和林地。[结论] 研究结果表明20年间生态治理成果逐渐增强,生态环境不断变好。     

三峡库区生态系统服务与农户生计耦合模型构建及应用

为了研究生态系统服务与农户生计耦合关系,基于三峡库区1995—2015年土地利用数据,结合库区情况修正中国不同生态系统当量因子表,对库区不同生态服务价值进行评估;引入农户不同生计资本的评价体系,构建库区耦合度/耦合协调度模型,分析三峡库区生态系统服务与农户生计耦合关系及空间分布规律;再计算各生态系统服务对农户生计贡献率,探讨了生态系统服务对农户生计的影响因素。结果表明:(1)三峡库区生态系统服务与农户生计极度耦合所占的比例最高,达到65.38%,除库尾渝中区和大渡口区,其余区县均为中度及以上耦合;各区县从衰退发展逐步向濒临衰退发展靠近,濒临衰退发展区县向勉强协调发展和协调发展区县转化。(2)不同类型生态系统服务对农户生计贡献率不同,库区农村居民家庭经营收入来源中农业收入最高达到55.31%。(3)三峡库区各生态系统服务与不同农户生计资本的相关性极强,人力资本对生态系统服务最耦合,农户生计与支持服务耦合协调度最高,库区整体协调发展水平逐年向好。三峡库区生态系统服务对农户生计贡献率大,两者相关性极强,耦合关系明显。     

湘中丘陵区农业生态系统服务价值与城镇化水平弹性关系研究

城镇扩张对生态功能的发挥有重要影响。为协调城镇扩张与提升生态效益间的矛盾,本文以湘中丘陵区58个县(市、区)为研究对象,基于2005年和2015年2期土地利用遥感监测数据,借助土地利用转移矩阵、农业生态系统服务价值评估方法、城镇化水平测度、探索性空间数据分析以及构建弹性系数等手段,分析了农业生态系统服务价值和城镇化水平间的时空动态关系。结果表明:1) 2005—2015年,农业生态系统服务价值总体呈减少趋势,减少了23.75×10~8元,高低价值区相互邻近分布;城镇化水平总体呈增加趋势(增加6.24%),大致呈丘陵区中部低四周高的特点。2)城镇化水平和农业生态系统服务价值间具有显著的空间负相关性(P0.001),高(低)城镇化水平的区域被低(高)农业生态系统服务价值所包围。3)城镇化水平和农业生态系统服务价值之间主要以冲突关系为主。基于此,未来应强化对绿色植被的保护,合理控制建设用地增长比例,推行产业结构转型,促进资源的集约节约利用,以期协调城镇扩张、农业生产和生态效益间的关系。     

南昌市土地利用变化对生态系统服务价值影响

基于南昌市2000年、2005年、2010年、2017年四期土地利用现状遥感监测数据,利用多样性指数、GIS空间分析和生态价值评估模型,分析了2000—2017年南昌市土地利用变化对生态系统服务价值的影响。结果表明:(1) 2000—2017年,由于建设用地的迅速增长和耕地、林地的大量减少,南昌市的生态系统服务价值总量总体呈下降趋势,由2000年的375.69亿元减至2017年的357.47亿元,水域生态系统是南昌市生态系统服务的主要提供者;(2)受土地利用变化影响,南昌市生态系统服务价值变化呈现明显的区域差异,进贤县服务价值最高;调节服务功能是南昌市土地生态系统的主要功能,占土地生态系统服务总价值的67.59%以上,主要分布在进贤县和新建县,青云谱区最低仅为0.38亿元;调节服务功能和文化功能较低的镇(街)主要集中分布在南昌市中心城区及其周围;(3)南昌市生态系统服务价值与建设用地面积呈负相关关系,建设用地的快速增长影响到生态系统服务价值的增减。研究结果为南昌市未来的生态环境建设发展提供依据和参考。