区域林地格局、驱动与生态价值研究

基于三峡库区1996年、2000年和2005年三峡库区各县市的林地面积,结合GIS分析了三峡库区林地变化的过程及其对林地功能生态价值的影响。结果表明：1996-2000年,林地的面积在减少,随着退耕还林和农业结构调整地实施,2000-2005年,林地面积增加了185024．93hm^2。由于1996—2005年有林地面积有所增加,使得三峡库区有林地生态功能的总价值增加了6．17亿元,大部分县市有林地生态功能总价值在增加,少许几个在减少。针对林地变化、驱动与生态价值研究的结果,对库区退耕还林及农业产业结构调整提出了相关参考意见。     

基于生态过程与景观生态背景值的区域生态压力研究

目前常用的数学模型法和景观生态学方法,对揭示区域生态压力的现状和进行区域横向比较具有良好效果,但是缺乏历史纵向比较。景观生态背景值,是在综合了区域特定历史时期景观生态本底值和合理的人类活动两方面因素的基础上形成的。运用景观生态背景值作为景观生态压力评价的坐标起点,结合区域中主要的生态过程,通过对变化中的景观生态类型、格局与景观生态背景值的偏离程度来评价区域生态压力与安全,评价结果不仅能较明确地说明区域生态压力与安全现状的性质,同时清晰地揭示出人为因素对区域生态压力与安全状态的影响程度与性质。     

土地利用变化对区域生态服务价值的影响研究

本文利用三峡库区1996年、2000年和2005年土地利用数据,采用动态度模型和生态服务价值模型,分析了耕地、林地、草地和水域这四种土地利用系统结构和生态服务价值的变化规律。研究结果表明:（1）1996—2005年林地、水域面积在增加,耕地和草地面积在减少;林地、水域增长的速度较快,而耕地、草地减少的速度较慢。（2）三峡库区1996年、2000年及2005年土地生态服务价值分别为485.96亿元、726.32亿元和902.29亿元,林地的生态服务价值占主导。（3）经济发展会影响区域生态服务价值的提升,尤其是城市化对生态服务价值的负面影响最为明显。（4）生态服务价值的分区变化比较明显,但是高价值区和低价值区变化比较小。（5）从生态服务价值的内部结构来看,水源涵养的功能占主导。     

基于遥感生态指数的元谋干热河谷生态环境动态监测及其驱动力分析

[目的] 探究元谋干热河谷2000-2020年生态环境变化现状，对该区域生态进行动态监测及其驱动力分析，为干热河谷的生态环境保护和可持续发展提供理论依据。[方法] 选取3期Landsat TM/OIL影像数据计算绿度(NDVI)、湿度(WET)、干度(NDBSI)、热度(LST)4个指标来构建遥感生态指数(RSEI)评价体系，并通过地理探测器对影响区域的生态环境因素进行量化分析。 [结果] ①2000，2010和2020年元谋干热河谷的RSEI均值分别为0.628，0.609和0.684，呈先降后升的变化趋势。 ②在2000-2020年这20 a间，区域内生态环境改善面积占29.58%，主要分布河谷两侧；生态恶化面积占21.45%，主要散布在农耕区和居民区周围。 ③对影响元谋干热河谷RSEI的10个因子进行驱动力分析发现，绿度指标和土地利用对RSEI的空间分异特征解释力最强。 [结论] 多因子交互结果显示，元谋干热河谷的生态环境现状是多重因素共同作用的结果，所有因子在交互作用下均有协同增强的作用；绿度指标和土地利用是研究区生态环境质量的主要驱动因子。因此，在探究元谋干热河谷生态环境恢复与保护，应合理规划利用土地资源，落实植被保护及修复政策及措施。     

吉林省西部土地利用格局变化图谱与驱动力分析

基于地学信息图谱分析理论,运用地理信息系统技术与马尔柯夫空间概率模型,以吉林省西部1980年,1995年,2010年3期土地利用数据为基础,构建土地利用格局变化图谱。结果表明,1980—2010年吉林省西部地区土地利用格局发生显著变化:耕地大幅度增加,净增5 552.3km2,其主要由草地、沙地、盐碱地、湿地转化而来,转化而来的耕地呈条块状分布在研究区域中东部及西北部;草地大幅度减少,净减3 708.3km2,主要转化为耕地、林地、沙地及盐碱地,占区域总面积的7.9%,草地转出部分主要分布在研究区域中西部及西北部;居民和工矿用地增加,净增加区域主要分布在研究区的城镇周边及矿区;水域和未利用土地波动变化,变化区域分布在研究区东北部和中南部;湿地也呈显著减少的趋势,转出区域主要分布在研究区东北部和西南部。与常规转移矩阵法相比,地学信息图谱方法在土地利用变化方面有着明显优势,能够展示研究区的空间位置分布,表达出多维空间信息。     

基于遥感生态指数的阿克苏地区生态质量时空变化及其驱动力

为及时全面地监测阿克苏地区生态环境质量的时空变化,基于谷歌地球引擎(GEE)平台,利用MODIS多光谱传感器2005年、2010年、2015年、2020年的遥感数据构建遥感生态指数(RSEI),运用Moran指数、地理探测器等方法探究阿克苏地区生态环境质量时空演变及影响因素检测。结果表明：(1)2005—2020年阿克苏地区RSEI由0.24增至0.27,生态环境质量呈波动上升趋势,RSEI高值区主要分布于阿克苏地区北缘以及中部绿洲区,低值区主要分布于沙漠、戈壁等地。(2)2005—2020年,RSEI全局Moran指数为0.80～0.87,表明阿克苏地区RSEI呈较强的正相关;其聚集分布以高—高(H—H)和低—低(L—L)分布为主。(3)各因子对空间异质解释力(q值)在2005—2020年存在不同程度变化,土地利用和降水为关键影响因素。同时,相比单因子,交互探测的影响力均大于单一因子的作用强度。研究结果可为当地生态环境保护提供数据支撑及方法借鉴。     

基于GIS的县域旅游场强空间格局演变及驱动力研究

为揭示铜仁市县域旅游场强的空间分异特征和空间演化规律,基于GIS,以贵州省铜仁市为例,选取2005年和2014年影响铜仁市旅游经济发展的6项指标,在对评价指标消除量纲的基础上,应用主成分分析、空间变差函数、ESDA、小波分析和旅游场强方法综合评价铜仁市县域旅游场强变化规律及其驱动动力。结果表明:铜仁市各区县旅游经济发展水平普遍偏低,十个区县中,碧江区、江口县、石阡县旅游经济发展相对较好;铜仁市2005年县域旅游场强平均值为21.66,2014年的旅游场强平均值为23.30,2005—2014年铜仁市县域旅游场强平均值上升了1.64;铜仁市县域旅游发展的空间自组织性较强,2005—2014年铜仁市各区县的旅游场强极化作用不明显,旅游场强变化较小,总体上城市的旅游场强比农村的场强大;在小尺度上(64km以下),阈值为64km和大尺度(128~158km)阈值为158km,公路对旅游场强格局分异的作用明显。     

基于自然生态约束空间差异的区域生态安全格局构建

在利用TM资料求取皇甫川流域地表特征参数和地表能量平衡各参量的基础上,反演出该流域的瞬时蒸散量,经过尺度转换,得到日蒸散量.在该估算方法中,将水体当作裸地进行处理,但水体和土壤的性质差别很大,用Penman公式对水体蒸发进行了单独估算,整合到流域日蒸散量中,以提高精度.分析结果表明,用该方法反演的日蒸散量与地表状况比较吻合,经过检验,反演的地表温度相对误差为0.58%,反演的日蒸散量平均相对误差为11.75%,都在误差允许范围之内.     

区域生态足迹与经济增长演进关系及其社会经济动因

以吉林省白城市为例,在区域生态足迹计算、动态分析的基础上,研究区域生态足迹与经济增长演进关系及其社会经济驱动因素。基于生态足迹模型计算了白城市2003—2013年人均生态足迹、人均生态承载力与生态赤字(盈余),分析了三者的动态变化,评价了白城市可持续发展状况;基于环境库兹涅茨曲线(EKC)模型探究了白城市人均生态足迹与经济增长的演进关系;基于STIRPAT模型探析了白城市人均生态足迹的社会经济驱动因素。结果表明:2003—2013年,白城市人均生态足迹、人均生态承载力分别由1.392 9,1.785 3hm2/人增加到2.967 0,3.064 6hm2/人。人均生态足迹增速大于人均生态承载力,生态盈余呈逐渐减小状态,由0.392 4hm2/人减小至0.097 6hm2/人,在2012年出现生态赤字0.046 8hm2/人,可持续发展状况开始恶化;白城市人均生态足迹与经济增长的演进曲线呈现为"勺子型",预计拐点出现在2014年,之后人均生态足迹将随着经济增长呈下降走势;人口数、可比价格人均GDP、单位GDP能耗、第二产业比率、城市化率、恩格尔系数为白城市人均生态足迹的社会经济驱动因素,驱动力指数分别为0.157 5,0.164 7,1.050 0,0.471 9,0.020 6,0.588 5。白城市必须采取行之有效的对策,优化产业布局与能源结构,加大科技投入与转化力度,发展生态经济,加强耕地保护,提高人民生态文明水平,进而提升区域自然生态与社会经济的可持续性。     

1980-2015年焦作矿区景观格局演变及驱动力分析

选取焦作矿区为研究区,利用矿区1980—2015年5期影像数据,提取矿区5期景观类型数据,并结合相关社会经济数据,分析了矿区景观格局演变及其驱动力。结果表明:35年间矿区耕地面积明显减少,建设用地、工矿用地和水域面积显著增加,林地和草地面积变化不大;各景观类型之间互有转化,其中最主要的景观类型转化发生在耕地和建设用地之间,有14.85%的耕地转为建设用地,6.02%的建设用地转回耕地。矿区各景观类型呈现不同程度破碎化、复杂化,其中林地破碎化最高,水域形状最复杂,耕地形状趋于规则且聚集程度高;整体景观格局破碎化加剧,形状趋于复杂,景观异质性增强,优势类别控制作用减弱;矿区土地利用结构不合理,生态环境恶化。通过驱动力分析可知,人口与农业发展因子和工业发展因子是导致矿区土地利用景观格局变化的主要原因。     

基于生态系统服务的景观生态风险评价及其驱动因素研究——以福建省为例

景观生态风险评价是实现景观格局优化的前提与基础,对于推动景观生态管理、生态文明建设具有重要意义。为提高景观生态风险评价的准确性和全面性,基于生态系统服务改进景观生态风险的评价方法,评价并分析了福建省2000—2020年景观生态风险的时空演变特征,并采用探索性回归分析与地理加权回归模型,探究了景观生态风险时空演变的主要驱动因素。结果表明:(1)2000—2020年福建省景观干扰度逐渐增强,总体呈现“西北低东南高”“大集聚、小分散”的空间分布特征。2000—2020年福建省景观脆弱度整体呈波动下降趋势,而西南部则呈增加的趋势。(2)2000—2020年福建省景观生态风险指数均值由2000年的0.042增长至2020年的0.049,增加了16.7%。至2020年,较高、高风险区面积增长1.8倍,并由东部及东南沿海地区逐渐向内陆扩张; 低风险区则减少至2000年的90%,主要分布在中北、中东部及其周围地带。(3)GDP、常住人口及年均降水量对福建省景观生态风险解释能力最强,对景观生态风险的影响存在空间异质性。GDP、常住人口对福建省景观生态风险具有正向驱动作用,年均降水量则起抑制作用。为此,优化城市经济发展模式、控制常住人口规模是福建省景观生态风险管理与优化的关键。     

黄土丘陵区生态退耕中的景观格局演变及其地形驱动

黄土丘陵区大规模生态退耕对该区域土地利用、景观格局及其生态系统服务产生了重要影响。基于野外调查和GIS分析,以典型黄土丘陵小流域大南沟为例,分析了1975—2007年生态退耕前后土地利用结构变化、景观格局演变及其地形驱动。结果表明流域大规模退耕前有小面积弃耕现象,耕地和荒草地稍有减少,林地增加,斑块数量增加,景观格局趋于复杂,破碎化严重。2000年大规模退耕以后,耕地大量减少,退耕地和荒草地约占流域面积75%,林地增加,各景观类型形状趋于简单、分布趋于均匀和集中。随退耕年限增加,林地持续增加,存在小面积的复垦现象,流域景观结构趋于复杂,但整体格局趋于合理。相对海拔和坡度是生态退耕最重要的两个地形驱动因子,大规模退耕后,耕地和果园趋向于中低海拔和坡度较缓的区域分布,荒草地基本不变,退耕地和林地趋向于高海拔和较陡的区域分布。     

1986-2013年南京市土地利用/覆被景观格局时空变化及驱动力因素分析

以南京市为研究对象,采用南京市1986年、1996年、2002年、2013年的四期土地利用/覆被数据,运用景观生态学原理,借助ArcGIS软件和Fragstats软件,从土地利用类型结构、变化速度、转化关系和景观格局等方面分析南京市近30年土地利用/覆被和景观格局的时空变化状况及其驱动因素。结果表明:（1）南京市近30 a中土地利用/覆被发生了剧烈变化,耕地在整个研究区起到主导作用,其面积比例均在48%以上,但是其优势度逐渐降低,大量自然景观向人为景观转变是研究区土地利用变化最显著的特征;（2）整体景观类型变化速度都在增大,而草地和其他用地变化最为活跃,林地相对最稳定,土地利用结构处于快速调整阶段;（3）耕地的转出最大,主要转向为居民点及建设用地;（4）景观格局变化明显,破碎化程度越来越高,景观格局趋向复杂化,景观结构不稳定性增加;（5）人口增长、经济发展、区域政策和城市规划等共同推动了研究区景观格局的变化。该研究结果对于南京市的科学规划及可持续发展提供重要参考。     

生物多样性保护的区域生态安全格局评价手段--GAP分析

GAP分析是用来判别生物多样性保护的空白、遗漏区域(“gaps”)和需要采取保护行动的地区(conservation gap),它是一种评估区域生物多样性所有成分所处保护地位、被保护程度等的科学方法。强调最大限度地保护生物多样性的先决条件是通过构建保护区网络,不仅仅考虑生物多样性最高地区,应该使本地种和生态系统都得到保护。区域生态安全格局的评价不仅要考虑生物及其生境的保护,而且,更要考虑受损生态系统和破坏景观的恢复,即不仅考虑Conservation G ap,也要考虑R estoration G ap。因而,改进GAP方法可用于生态安全格局的分析与评价,且有望成为重要的研究手段。     

城市农业发展驱动力筛选和驱动机制定量分析——以潍坊市为例

我国以农业立国,农业景观是我国国土的基本面貌与存在,但这种普遍的存在,往往容易被忽视和轻慢。作为新兴的设计类型与意识形态,城市农业景观的发展必将极大地影响当下城市空间的肌理与结构。本研究利用潍坊市城市农业产值数据和社会经济资料,构建了一套能定量分析影响潍坊市城市农业产值变化的驱动力及其内在驱动机制的指标体系。在时间尺度上,从经济、社会、资源、环境等4个方面初步筛选驱动力原始指标,然后通过相关性分析、主成分分析从原始指标中筛选出15个子驱动力,再利用偏最小二乘法(PLS)分析各驱动力对潍坊市城市农业产值增加量的影响程度,建立驱动机制模型。结果表明:对潍坊市城市农业产值增加量正影响程度较大的因子为农村居民人均纯收入、农业机械总动力、有效灌溉面积、城市污水集中处理率,驱动指数分别为0.250 9、0.101 9、0.165 5、0.133 2,负影响程度较大的因子为农用塑料薄膜使用量,驱动指数为-0.214 6。该研究为城市农业发展提供了借鉴,并为相关研究提供了参考。     

西气东输工程沿线陕西段区域生态安全格局设计研究

区域生态安全格局是一个新近提出的概念,其理论尚在发展之中。研究以西气东输工程陕西段为例,从保证管道安全和解决工程中的生态问题入手,提出了管道工程沿线区域生态安全格局的设计框架,对生态安全格局理论进行了初步的应用。制图分析得出陕西段主要生态系统有丘陵黄绵土农田生态系统、丘陵黄绵土丛生禾草草原生态系统、平原黄绵土农田生态系统、沙地生态系统等。水土流失敏感性分析显示3个标段均有超过80%区域属敏感区,水土流失很严重。生态系统中关键生态单元主要有6处,包括丘陵沟壑区梁峁穿越,腰岘穿越,中小冲沟穿越,河流凹岸(陡崖)穿越,大开挖河流,固定、半固定沙丘穿越。在生态系统功能分析的基础上进行了区域基本生态安全格局设计,并针对关键生态单元进行了关键生态安全格局设计。     

基于生态系统服务价值评价的忻州市生态安全格局构建

[目的]准确识别生态保护的重要节点和区域,进而合理布局及建设生态廊道,维护生态系统可持续发展。[方法]以忻州市为例,基于生态源地-阻力面-生态网络的生态安全格局构建方法,通过生态系统服务价值评价及形态学空间学格局分析方法(MSPA)识别生态源地;基于熵权法和多阻力因子构建阻力面;运用电路理论模拟分析生态廊道和生态节点,确定生态修复的一些关键区域。[结果](1)研究区内含有生态源地59处,总面积为2 355 km²,呈现出东部集中,中西部分散的空间分布格局。(2)研究区共有生态廊道100条左右(总长度为1 637.58 km),生态夹点111处(总面积为3.16 km²)以及生态障碍点83处(总面积为48.7 km²),生态廊道按其重要程度呈现自内向外的环形分布,而生态夹点则主要散布在生态源区和廊道相互毗邻的区域。[结论]生态安全格局能够有效识别生态廊道以及生态修复的重要区域。在生态保护与恢复中,应将“保护廊道、修复夹点区域、剔除和完善障碍区域”作为总体治理策略。     

城市不透水表面的梯度格局、演变驱动与景观优化

不透水表面扩张对城市生态系统的过程、功能、服务有显著影响,研究其演变规律对城市发展有重要意义。以南京市为研究区,基于2000—2020年土地利用数据,采用空间梯度分析与景观格局分析相结合的方法,沿城市中心向外设置等距辐射状梯度带,分析不透水表面时空分布和梯度变化特征,同时建立沿江、跨江样带,研究不透水表面扩张规模与方向演变背后的驱动机制,最终为南京市景观格局优化提供政策依据。结果表明：(1)不透水表面景观优势度沿梯度带逐渐降低,城市中心不透水表面高度集聚,外围城区是扩张的重点区域,耕地、林地、水域等景观面积缩减严重,景观格局变化剧烈,城郊区域保持低速稳定扩张。(2)地形地貌与河流水系显著影响不透水表面扩张方向,政策规划也起到一定的作用,经济发展、人口增长、产业结构优化影响不透水表面扩张规模。(3)南京市应从改善城市生活空间、转变城市发展模式、控制城市扩张规模3个方面对城市景观格局进行优化。     

基于STIRPAT模型的池州市生态足迹驱动机制研究

生态足迹是近年来广泛运用于评价区域发展可持续性的重要方法。基于生态足迹计算模型,对安徽省池州市2001-2010年生态足迹进行测算,并选取了社会经济相关指标,运用主成分回归方法,基于STIRPAT模型,构建了影响生态足迹增长的驱动力因子模型。研究结果表明,池州市人均生态足迹均呈上升的趋势,且生态足迹的需求远远大于生态承载力,出现了生态赤字,且有进一步扩大的态势,表明池州市处于相对不可持续发展的状态。驱动机制分析模型表明,池州市工业经济发展对人均生态足迹增长具有强烈的驱动作用。近年来,随着池州市工业化进程的加快以及"工业强市"战略的大力实施,工业经济规模不断扩大,都极大地推动了生态足迹的增长和生态赤字的扩大。     

贵州省玉屏县土地利用格局时空变化对生态服务价值的影响

采用土地资源利用动态度等相关模型对玉屏县土地利用数据进行分析处理,引用中国陆地生态系统服务价值测算方法对玉屏县土地利用变化引起的生态系统服务价值变化进行测算。结果表明:1999—2013年期间林地、城镇村及工矿用地总体上呈增加趋势,园地、水域及水利设施用地有所减少,土地利用类型主要由园地、草地、水域及水利设施用地向交通运输用地、城镇村及工矿用地发展;1999—2013年间生态系统服务价值处于可持续发展状态,土地利用变化的生态效益显著,而生态系统服务价值主要是由耕地、林地、草地、水域及水利设施用地支撑。