基于土地利用格局变化的生态风险与固碳功能评价——以河北省黄骅市为例

土地利用格局的变化会引起区域生态风险和固碳功能的变化。本文以河北省黄骅市为例,以1995年、2005年和2015年遥感影像为基础数据,基于土地利用格局变化构建生态风险指数,利用In VEST模型分析碳储量服务变化,并对二者进行相关性分析,以期为土地资源的合理利用提供科学依据。结果表明:1)1995—2015年,黄骅市主要土地利用类型为耕地、盐碱地和建设用地,对比2015年和1995年的结果发现,耕地、草地和建设用地破碎度和分离度增加,园地和盐碱地分离度和破碎度降低;园地和盐碱地损失度指数降低,而其他土地利用类型损失度指数增加。2)1995年、2005年和2015年黄骅市生态风险总和分别为12.58、10.32和11.10,生态风险区以较低风险区和高风险区为主,较低风险区面积逐渐增加且向南部集中,高风险区面积逐渐减少且向中部和东部海岸带集中。3)In VEST模拟结果表明,研究期间黄骅市碳储量呈现先上升后下降的趋势,1995年、2005年和2015年黄骅市的碳储量分别为2 387.05万t、2 491.51万t和2 028.86万t,3年的碳密度分别为107.63 t·hm~(-2)、112.34 t·hm~(-2)和93.16 t·hm~(-2),各土地利用类型碳储量的变化情况与各自面积的变化情况有较高的一致性。4)生态风险变化与碳储量服务变化的相关性分析结果表明,1995—2005年和2005—2015年二者相关性的决定系数分别为0.69和0.72(P0.01),呈显著负相关关系,表明生态系统服务变化在生态风险评价中应用的可能。基于土地利用格局变化对黄骅市生态风险和碳储量进行评价,对于其实现土地资源可持续利用和区域生态环境改善具有重要意义。     

基于景观格局的武汉市江夏区土地利用生态风险评价

土地利用生态风险评价是统筹山水林田湖草系统治理的工作基础,对于优化区域生态安全格局具有重要意义.基于2000—2015年4期遥感影像解译数据,对武汉市江夏区土地利用时空格局动态变化进行了分析,通过划分空间格网构建基于景观格局的土地利用生态风险指数,对研究区生态风险时空变化特征进行评价,进而探究不同土地利用类型下的生态风...     

基于土地景观格局的重庆市永川区生态风险评价

[目的]分析重庆市永川区土地景观格局变化下的生态风险水平和时空变化规律,为该地区的土地结构优化和生态空间规划提供科学依据和理论基础。[方法]以行政村为评价单元,利用拐点识别法确定适宜空间粒度,然后借助景观格局指数构建生态风险指数,同时运用空间自相关和冷热点分析永川区土地景观生态风险的时空变化。[结果]①永川区景观格局的适宜空间粒度为60 m。②研究期间,永川区生态安全状况趋于好转,低等级风险区以茶山竹海街道为中心向东南、西南延伸,高等级风险区以五间镇、宝峰镇等为中心向外扩张。③生态风险全局Moran’s I值分别为0.447 2,0.444 6,0.372 2,呈正相关性,局部高高聚集区和热点区皆以团聚状分布于永川西北、西南和南部地区并有所扩张,低低聚集区和冷点区均以带状分布于茶山竹海街道等地并向东南延伸。[结论]虽然永川区生态安全状况趋于好转,但城周与区界附近乡镇生态风险波动较大,应成为未来生态治理的重点区域。     

基于景观格局原理的土地规模化整理潜力评价方法

土地整理目的主要包括增加土地数量、提高土地质量和生产效率等,土地规模经营是提高土地生产效率的主要方法之一,也是现代规模农业发展的要求。该文探讨利用地形指标,景观丰度指数、斑块方度指数、景观集中度指数等景观格局指标定量评价土地规模化整理潜力的方法,为区域土地整理规划提供科学依据。并以喀斯特山区耕地整理为例,应用GIS（geographic information system）技术定量分析了广西喀斯特山区耕地规模化整理潜力的差异。结果表明,广西都安县大部分位于石山区乡镇的耕地规模化整理潜力指数均很低,而南部河谷区乡镇的耕地规模化整理潜力指数较高,河谷平坦区的耕地规模化整理潜力指数为0.85,喀斯特峰丛峰林山区为0.17,前者为后者的5倍。表明土地规模化整理潜力受到土地资源空间格局和地形格局的共同制约,不同地形和土地资源格局条件下,区域土地规模化整理潜力之间差异显著。     

基于模糊综合评价模型的土地整理效益评价

为从社会、经济、生态效益等方面对土地整理效益进行综合评价,本研究采用特尔斐咨询法确定土地整理效益评价指标体系,用层次分析法确定各指标权重,结合模糊数学原理建立了土地整理效益模糊综合评价模型。将该模型应用到实际项目中,计算出榆林市孟家湾项目区土地整理效益的等级值为87.88,属于优秀级别。并以项目竣工报告加以验证,通过构建的土地整理效益评价模型得出的评价结果与项目实施后所产生的实际效益基本吻合,说明该模型在土地整理效益评价中具有实用性和可操作性。     

土地整理模糊数学评价模型及其应用

根据土地整理工程特点,采用模糊综合评判方法构建模型,对土地整理工程的生态、经济和社会效益进行评价,旨在为土地整理的评价提供新的方法和思路.结果表明湖北省咸宁市的土地整理项目,通过该模型进行分析,对该项目的田块划分及土地平整工程、农田水利工程、道路工程、农田防护林工程等进行了评价,该评价结果与土地整理结束后的验收结果基本吻合,进一步表明运用该模型的判别基本上合理可行.     

土地整理模糊数学评价模型及其应用

根据土地整理工程特点,采用模糊综合评判方法构建模型,对土地整理工程的生态、经济和社会效益进行评价,旨在为土地整理的评价提供新的方法和思路。结果表明：湖北省咸宁市的土地整理项目,通过该模型进行分析,对该项目的田块划分及土地平整工程、农田水利工程、道路工程、农田防护林工程等进行了评价,该评价结果与土地整理结束后的验收结果基本吻合,进一步表明运用该模型的判别基本上合理可行。     

基于农田景观安全格局的土地整理项目规划

在土地整理活动中,如何在保证增加耕地数量、提高耕地质量的前提下,通过有效的技术手段,因地制宜地建立农田景观安全格局,是土地整理亟待探讨的命题.该文以北京市密云县高岭镇土地整理项目为例,应用以保障水体安全为核心,分析确定了样本区的土地整理主导方向和分区,在此基础上提出生物护坎、污染源隔离、河道生态防护等一系列工程技术并予以试验.结果表明,构建以水体安全为核心的生态基础设施,是实现农田景观安全格局的主要途径.     

基于多退耕情景的吉林省中部黑土区固碳潜力与增汇格局研究

[目的]以农业固碳增汇为目的,结合耕地资源稳定性识别需开展生态退耕的地块,探究典型黑土区未来多梯度退耕情景下的固碳潜力与增汇格局,为优化黑土区耕地空间适宜性和丰富东北地区农业减排固碳理论提供依据。[方法]基于吉林省中部黑土区2005年和2020年土地利用数据,通过PLUS-Markov耦合模型和InVEST模型模拟多梯度退耕情景,并对研究区碳储量及因生态退耕所引起的固碳潜力变化及增汇情况进行测算。[结果](1)设定自然发展情景及A,B,C共3类退耕情景,模拟强度递增。在A,B,C情景下需要退掉的耕地面积分别为1.5×10⁴ hm²,2.65×10⁴ hm²,3.8×10⁴ hm²,主要受社会经济因子驱动较强,约占总贡献度的30%。从退耕类型上看,退耕还林范围分布较广,主要集中在四平市、东辽县和长春市等地,退耕还草规模较小但呈现空间集聚特征,多在双辽市和农安县等地;(2)随模拟退耕强度增大,研究区碳储量呈上升趋势,在退耕情景A,B,C下预计分别达到7.26×...     

基于土地利用变化的河北省坝上地区景观生态风险评价

[目的]对河北省坝上地区近40 a来的土地利用动态变化和生态风险进行分析评价并对未来趋势作出预测,为该地区生态建设和治理、可持续发展提供科学依据。[方法]基于坝上地区1980—2018年5期土地利用数据以及通过土地转移矩阵、空间相关性分析等方法揭示和预测该区1980—2026年的土地利用变化特征并评估该区生态风险水平。[结果](1)整个研究期间,坝上地区土地利用类型以耕地为主,所占比例近50%,其中,1980—2018年,耕地、林地扩张面积均超过300 km~2,草地减少近616.60 km~2,水域面积缩减36.04%,其中耕地、林地、草地之间的互相流转程度较为剧烈,空间变化上表现为各地类的重心在2000—2010年明显迁移。(2)1980—2026年,坝上地区6个时期内生态风险值全局空间自相关Moran’s I指数均在0.500左右,其空间分布表现出较高的趋同集聚性。(3)近40 a来,坝上生态风险水平升至为高风险级,其区域增加了123.22 km~2,较高风险区域分布在城镇地区,据CA-Markov模型预测,未来坝上地区中等及中等以上风险区域持续扩张,丰宁县和围场县将分别出现小规模高风险区和较高风险区。[结论](1)近40 a来坝上地区草地退化严重,水域面积显著减少,原因系安固里淖干涸所致。(2)该区生态风险水平与土地格局分布具有较强相关性,且在未来会继续升高。     

土地整理对农田土壤碳含量的影响

土地整理对土壤的强扰动会影响土壤的碳循环平衡,为了研究土地整理对农田土壤碳含量的影响,通过间接采样和随机采样方法,采集了江苏3个土地整理区土地整理前后土样进行有机质测定,初步分析了不同土地整理区土地整理后的土壤碳含量变化及其变化差异原因。主要结论有：1）通过土地整理,3个土地整理区土壤碳含量都有得到提高。其中,苏南丹阳土地整理区碳质量分数提高了26.05%,碳密度提高23.87%,提高幅度最大,碳密度变化方向与碳含量变化具有一致性,但提高幅度低于碳含量。这与各整理区原有土质、土地整理工程施工方式、施工时间等因素密切相关。2）水田碳质量分数显著高于旱地碳质量分数,但是经过土地整理旱地碳含量提高幅度大于水田,水田在整理前后碳含量变化幅度不大。3）在土地整理项目实施前应制定适宜的土地整理规划,实施有利于土壤固碳的土地整理工程。     

基于InVEST模型评估土地整治对生境质量的影响

土地整治通过对土地资源及其利用方式再组织和再优化影响生境斑块之间物质流、能量流的循环过程,从而改变区域生境质量和分布格局。该文以大安市土地整治重大项目为例,采用InVEST模型分析了土地整治对生境质量的影响。研究表明:1)土地整治前(2008年)、整治中(2011年)、整治后(2014年),耕地、草地和盐碱地均为项目区的主要土地利用类型;2)土地整治后,大量的盐碱地和草地转变为耕地,耕地面积由整治前的14.43%上升到71.19%;3)土地整治中,项目区的生境质量得分由整治前的0.194下降到0.189,整治后又上升到0.214;4)土地整治工程改善了项目区的生境质量,但整治完成后生境质量改善效果经历了先下降后上升的过程,在整治完成3~4 a时,生境质量仅比整治前提高了0.06左右,整治完成4 a之后,生境质量开始逐渐好转。研究结果可为土地整治工作中的生境及生物多样性保护工作提供科学依据。     

基于景观生态评价与最小阻力模型的江南水乡土地整治规划

以统一工程建设形式和刚性工程建设标准为引导,以规整化和硬质化为目标,以高强度工程建设为手段的传统土地整治,虽在稳定耕地数量、改善农业生产条件过程中发挥了积极作用,但在当前生态文明建设的要求下亟待转型。江南水乡作为现代化进程与传统农业冲突最为剧烈的地区,通过生态型土地整治实现生态改善、景观提升的需求更为迫切。该研究以景观生态学理论为指导,按照“景观格局评价-土地整治功能分区-廊道格局优化-斑块基质优化”的总体思路,基于空间聚类算法及最小阻力模型等GIS方法,选取典型项目提出了生态型土地整治规划方案。通过规划实施可在保证农业设施得到改善前提下新增人工湿地面积1.24hm2,水系廊道连通度和环通度分别提升55.43%和454.95%,实现项目区景观生态安全指数提升35.56%。该研究可为丰富土地整治规划方法,探索土地整治生态转型路径提供参考与借鉴。     

农用地整理对碳储量和粮食产能的影响

农用地整理对区域生态系统的空间格局和功能产生的影响需要持续不断的予以关注和调节。该文以福建省建溪流域为例,采用碳储量多源模型和耕地生产潜力模型估算了建溪流域的碳储量和粮食产能,分析了区域尺度农用地整理对碳储量和粮食产能的影响。研究表明:与2010年相比,2016年碳存储总量降低了38.28×10~6 t,为369.29×10~6 t;整理区以1.41%的土地贡献了整个建溪流域1.70%的碳储量减少量,农用地整理对建溪流域生态系统的固碳服务有负作用;2016年建溪流域的粮食产能提高了10.83×10~4t,为124.46×10~4t;农用地整理项目区占建溪流域耕地面积的14.61%,贡献了20.87%的粮食产能提高值,有效提高了建溪流域耕地的粮食产能。农用地整理所产生的碳效应不容忽视,在农用地整理中需要注重生态措施的运用。     

土地开发整理对区域景观格局的影响

在土地开发整理规划实施前,定量预测规划实施后区域景观格局的变化是土地开发整理规划环境影响评价的主要内容。该文结合景观格局研究的内容和规划对景观格局的影响,在斑块类型水平上选取各景观类型面积、景观百分比、斑块数等8个指标;在景观水平上选取景观优势度、蔓延度指数、聚集度指数等指标。以北京市延庆县为例,应用上述指标,采用规划实施前后对比法分析了土地开发整理规划对景观格局的影响。结果表明规划实施后各指标都有一定的变化。     

基于农用地分等的区域耕地整理规划

耕地整理类型区与整理区优先度划分是土地整理规划的基础。该文以北京大兴区为例,充分利用农用地分等成果,从耕地整理的基本目标出发,分析选取了土地整理类型区划分的因子,并运用模糊聚类方法划分整理类型区;提出了基于土地整理效益与评价单元对新增耕地和提高耕地综合生产能力的迫切性需求的双重目标的土地整理优先度评价指标体系和方法。结果表明,研究区内耕地最主要的限制性因素是土壤肥力偏低,亟需培肥地力的区域耕地面积为27 603.8 hm2,占总耕地面积的64.9%;其次是耕地地块的坡度、规模和景观指数等因素导致的耕地生产条件差,而需要实施整理工程的耕地占总耕地面积的17.86%;近期整理区分布与新增耕地相关的整理类型相一致,占区域总耕地面积的15.82%;中期整理区集中连片分布在该区的北部地区,占区域总耕地面积的46.18%;远期整理区在较长时间内以实施培肥地力工程为主,将来主要通过居民点和闲散用地整理增加耕地面积。研究结果可为区域土地整理规划编制和土地整理实践提供科学依据。     

大都市郊区景观生态型土地整治模式设计

开展景观生态型土地整治规划,是实现土地整治多功能发展战略的迫切需求。以上海市金泽镇土地整治项目为例,评价项目区景观格局与污染风险,提出江南水乡景观重建的土地整治目标。依据不同类型景观基底及生态功能需求设计景观调整优化模式:水系景观整治模式通过河网贯通、圩堤建设与堤边绿化,提高湖、河、塘的景观连通度;点源污染整治设置"乔灌草"缓冲带,提高隔离防护功能;基本农田整治模式强调田块撤并与农田水利建设,提高农田景观生产功能;村庄整治模式建设生活基础服务与休闲观光设施,改善村庄景观的生活休闲功能。景观生态型土地整治与传统的农地整治,在模式设计的思路与工程设置方面存在明显差异。     

基于景观格局的农用地整理道路规划布局方法

探索基于景观格局理论的农用地整理道路规划布局方法,使农用地整理中道路规划布局与景观格局相结合。该文运用景观格局廊道特征指数建立农用地整理中道路规划布局标准,以arcGIS软件作为工具进行农用地整理道路规划布局。研究发现,运用景观格局廊道特征指数建立农用地整理中道路规划布局标准明确了改善项目区景观格局方面的目标,指导农用地整理从景观格局角度规划布局道路,可完善项目区景观功能及结构,提高项目区土地生态系统稳定性。