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。     

三峡库区生态敏感区生态系统服务价值及生态安全变化——以重庆市云阳、奉节、巫山三县为例

为了从时间和空间上直观得看出区域生态服务价值和生态安全的变化趋势以及二者的相互联系,以云阳、奉节、巫山三县2000年、2006年、2012年、2018年4期土地利用/覆盖变化数据为基础,ENVI,ArcGIS软件为平台,在修正后的生态服务价值系数的基础上,引入人为干扰指数和景观脆弱度指数,对云阳、奉节、巫山的生态系统服务价值和生态安全进行评价。结果表明:林地对生态服务价值的总量贡献最大,其次是耕地、草地和水域,建设用地贡献生态服务负向价值,林地分布区域是生态服务价值高值区域,生态服务价值低值区集中分布在城镇区域;林地受人为干扰较小,景观脆弱化度程度小,林地区域生态安全状况较好,而耕地、建设用地受人为影响大,景观脆弱化度程度明显,生态环境安全性较差;2000—2018年研究区在大尺度上景观格局没有发生明显变化,生态服务总价值在2000—2018年期间呈增加趋势,区域的生态环境安全状况逐渐改善;生态安全格局与生态服务价值空间分布格局保持相对一致;生态安全高值区主集中于生态服务价值高值区,生态服务价值较低区域的生态安全也较差。     

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。     

重庆市合川区土地利用变化及生态环境效应评价

以2000—2009年的土地利用数据为基础,运用土地利用动态度、景观格局指数和生态系统服务价值系数,分析了重庆市合川区土地利用时空变化及其景观格局和生态环境效应。研究结果表明,2000—2009年,研究区土地利用变化主要表现为耕地和园地面积的大量减少和林地及建设用地面积的快速增加;其中耕地、园地面积分别减少了8.25%和11.50%,而林地、居民点及工矿用地、交通水利用地面积分别增加了42.17%,16.88%和22.25%。景观格局呈现斑块数目减少,斑块密度降低,破碎度和优势度下降,多样性和均匀度增加的特征。区域生态系统服务总价值由19 713.46万元增加到20 462.07万元,生态系统服务功能在水分调节,废物处理和食物生产功能等方面有所下降,而在气体调节,气候调节,侵蚀控制,土壤形成,生物多样性,原材料提供和娱乐文化等方面的生态系统服务功能有所增强。     

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。     

铜川市土地利用变化对生态系统服务价值的影响分析

土地利用类型及其结构的变化引起各类生态系统服务功能价值发生相应变化,应用Constanza生态系统服务价值计算公式,采用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,分析了2006-2011年铜川市土地利用的时空变化以及由此导致的生态系统服务价值的时空变化,并运用灰色系统分析方法对各土地利用类型与生态系统服务价值量变化的相关性进行了定量研究.结果表明:研究期内,研究区耕地、林地和建设用地增加,林地增加最多,而草地和未利用地急剧减少;研究区内土地利用程度存在明显的空间差异,其中王益区土地利用程度最大,宜君县最小;生态系统服务价值总量以及各类生态系统服务类型的价值量均呈上升趋势;关联度计算表明,研究区建设用地和林地的生态系统服务价值对生态系统服务价值总量的影响最大.     

基于景观安全格局的城镇建设用地扩张多情景模拟研究——以扬州市为例

城镇建设用地多情景模拟有利于实现土地资源优化配置,保障区域可持续发展。本文以扬州市为例,以2005年、2013年土地利用变更数据为训练数据,借助景观安全格局与ANN-CA模型模拟城镇建设用地扩张趋势,并利用城镇建设用地转移矩阵与景观格局指数分析2013—2020年城镇建设用地模拟结果。研究结果表明:(1)不同情景下的城镇建设用地模拟扩张占用其他景观规模不同,但均占用农村居民点规模最多,其中,惯性发展情景下,模拟新增城镇建设用地以布局在低景观安全格局为主,占用耕地、水域、林地规模较高;基本保障情景下,模拟新增的城镇建设用地主要布局在中景观安全格局区域,较惯性发展情景占用耕地规模增加,占用水域、林地规模减少;与惯性发展情景、基本保障情景相比,最优保护情景下占用耕地规模略高但集中于高景观安全格局区,新增占用水域规模、林地规模降低。(2)不同情景下的景观格局也存在差异,惯性发展情景下,景观格局变化一定程度有利于促进城镇化发展,但不利于耕地机械化生产,影响林地、水域生态服务功能;基本保障情景下,景观格局变化一定程度上有利于城乡社会经济发展,对非人工景观的破坏程度较惯性发展情景降低;最优保护情景下,景观格局变化更有利于区域社会、经济及生态发展。(3)惯性发展情景下,应适当规划生态基础设施,严格划定永久性基本农田;基本保障情景下,应充分发挥景观安全格局的生态底线功能,引导城镇建设用地合理开发与布局;最优保护情景下,可通过存量建设用地挖潜等措施提高土地集约利用水平。     

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.     

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。     

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。     

滇西南植被覆盖度动态变化特征及其驱动力分析

为了探究滇西南植覆盖度动态变化及与气候因子的关系,以便于推动滇西南植被资源保护以及可持续发展。基于滇西南2000—2020年MODIS NDVI数据以及同期气象数据,运用像元二分法、转移矩阵、线性趋势分析、相关分析和残差分析等方法进行了分析。结果表明:(1)滇西南近21 a低植被覆盖度逐渐向高植被覆盖度转化,2000—2020年滇西南植被覆盖度整体呈现改善趋势。(2)滇西南近21 a年累计降水量以94.18 mm/10 a的趋势减少; 年均气温以0.78℃/10 a的趋势上升。(3)滇西南植被覆盖度主要与气温变化关系更密切,其中FVC与气温正、负相关面积占整个研究区比例分别为58.47%,41.53%; 与降水量正、负相关面积占整个研究区域比例分别为41.22%,58.78%。(4)气温驱动为滇西南植被覆盖度的主要驱动因素,占研究区域面积的2.94%; 降水量驱动区域所占1.76%; 受气温和降水量共同驱动区域所占2.66%。(5)近21 a滇西南残差值以0.021/10 a的速率波动上升。2000—2020年滇西南人类活动对植被的影响由负到正,其中2009年为由负到正的转折点。     

云南人口城市化与土地城市化协调度的空间格局分析

利用2007—2012年城镇人口与建成区面积数据,将协调度模型运用到人口城市化与土地城市化协调度分析中。在人口城市化与土地城市化协调度计算的基础上,根据协调度划分标准分别对2007年与2012年云南省各市（州）人口城市化与土地城市化的协调状态进行划分,并在此基础上分析上述两个时段协调状态的空间格局特征与空间格局的变化特征。研究表明:市（州）协调状态的类型与组成以及协调状态类型的空间分布格局均发生变化。其中,协调状态类型在数量上有所减少;从空间分布格局看不协调状态在滇西地区分布的数量有所减少,而在滇中地区分布的数量有所增加;协调状态类型的空间分布趋于集中;相对不协调状态类型的空间分布在滇中消失,而在滇西新出现。这表明2007—2012年云南省各市（州）人口城市化与土地城市化协调状态的差距在扩大。同时,滇中城市化的协调性较差,人口与土地的配置不协调,而滇东与滇西人地配置状态良好。     

云南省城市化与水资源系统耦合协调的时空格局及形成机理

为揭示城市化与水资源系统耦合协调的内在规律,以云南省为研究区域,运用指标体系构建、纵横向拉开档次法和耦合协调模型等方法探究了城市化与水资源系统耦合协调的时空格局及形成机理。结果表明:(1)2010—2017年,云南省城市化与水资源系统处于初级耦合协调状态。(2)2010年,唯一的基本协调类型分布在滇中地区的昆明市; 中度协调类型零星分布; 轻度失调类型独占滇西北地区的迪庆州; 初级协调类型主要分布在滇西、滇西南和滇东南地区。(3)2015年较2010年发生了显著的变化。滇西北地区成对出现轻度失调类型; 滇中和滇南地区集中分布中度协调类型。(4)2017年较2015年有了新的变化。滇西地区的临沧市首次出现中度协调类型; 滇东地区不再有中度协调类型的分布; 滇东、滇西和滇西南地区集中分布着初级协调类型。其形成机理为:(1)GDP影响着城市化水平。(2)城市化水平和水资源系统共同决定着云南省耦合协调度的时空演变。(3)GDP和水资源系统指数的区域差异导致了耦合协调度的区域差异。综上,云南省城市化与水资源系统耦合协调的空间格局发生了演变,存在着3个方面的演变机制。     

滇中地区降水特征与变化趋势研究

滇中地区是云南省政治、经济和文化与交通的中心,水资源短缺问题非常突出。以滇中地区1960—2011年13个气象站逐年降水量资料为基础,采用线性趋势、IDW空间插值、Mann-Kendall突变检验、Morlet小波分析等方法,对滇中地区50 a来降水变化特征与趋势进行了研究,结果表明:（1）滇中地区多年平均降水量为955.65 mm/a,波动于638.30~1627.60 mm之间,年降水量在空间分布上存在显著的区域差异,降水量大致呈现出由滇中中部向两侧逐渐递增的趋势;（2）50 a来,滇中地区降水量呈现减少趋势,速率为7.67 mm/10 a,且年降水量在2008年前后出现突变;（3）滇中地区降水量存在27 a和16 a左右的周期性变化,其中27 a时间尺度上的周期变化最显著,16 a时间尺度上局部特征突出;（4）滇中地区本来就是水资源匮乏区,降水量的减少趋势应该引起相关部门的重视。     

1990—2020年滇中城市群耕地非农化时空变化特征及驱动机制

[目的] 通过分析滇中城市群30年耕地非农化的演变路径、时空变化特征及驱动机制,为滇中城市群耕地资源的保护及精准管理提供理论依据。[方法] 基于滇中城市群土地利用数据和统计年鉴数据,运用重心迁移模型、变化轨迹模型、空间自相关分析、主成分分析等方法揭示1990—2020年滇中城市群耕地非农化过程、空间分布特征及主要驱动因素。[结果] (1)从时间上看,滇中城市群耕地非农化面积呈波动下降趋势,2000年前后由年均增加约6.88×10³ hm²转变为年平均减少约2.66×10⁴ hm²,受政策、经济和城市化影响导致其变化最剧烈。从空间上看,耕地非农化集中分布于滇中城市群的中部、东部、东南部和东北部地区。(2)30年来,滇中城市群耕地非农化在空间分布上趋于均衡,区域间耕地非农化差异变小,空间格局趋于稳定。(3)滇中城市群耕地主要转出为林地和草地,少部分转化为建设用地,变化型耕地中有54.60%与草地相关,29.33%与林地相关,4.64%与建设用地相关,主要发生在滇中城市群的中部、北部、东南部和西北部的局部区域。(4)滇中城市群耕地非农化存在显著的空间聚集效应,以高—高聚集和低—低聚集为主,高—高聚集主要分布在中部、北部和东南部,低—低集聚主要分布在西北部、西部和西南部。(5)滇中城市群耕地非农化受社会经济和自然条件共同影响。社会经济中的农业人口、国有固定产投资和城市化率是耕地非农化最主要的驱动因素,影响系数分别为-0.18,0.11,0.10;而自然因素年平均降水量和年平均气温在耕地非农化空间分布和扩张过程起着关键性的作用,影响系数分别为0.17,-0.15。[结论] 研究结果揭示30年来滇中城市群耕地非农化的时空变化特征、演变路径及驱动机制。对合理利用和保护耕地资源,保障云南省粮食安全具有重要作用,在一定程度上可为滇中城市群的耕地保护和耕地布局优化提供决策参考。     

云南省土壤有机碳储量估算及空间分布

根据云南省第二次土壤普查资料,采用土壤类型法估算了云南省主要土壤类型的有机碳(SOC)密度和储量,并对云南省土壤有机碳密度的空间分布差异和影响土壤有机碳储量的主要因子进行了分析。结果表明,云南省0-20 cm土层平均SOC密度为59.77 t/hm²,SOC储量为2.30×10⁹ t;0-100 cm土层平均SOC密度为159.95 t/hm²,SOC储量为6.15×10⁹ t,占全国储量的7.28%,占全球陆地生态系统SOC储量的0.41%;其中SOC储量占前4位的土壤类型为红壤、黄棕壤、赤红壤、棕壤,不同深度下4者之和约占云南省总储量的60%。在土壤有机碳密度空间分布上,SOC密度分布最高的区域为云南省西北部和东北部地区,其次是西部的横断山脉和东部的云南高原地区,而以紫色土为主的中北部地区SOC密度则最低。由于降雨量、温度、海拔和土地利用类型的共同影响,导致了区域内的SOC密度分布不均,其中降雨量、温度和海拔等自然因素是影响SOC密度分布的主要因子。     

滇中城市群绿色空间生态系统服务价值时空演变及驱动分析

对滇中城市群绿色空间生态系统服务价值(Ecosystem Service value, ESV)进行时空演变及驱动因素的探析,有利于了解区域生态系统服务空间差异,有助于规划者从宏观层面掌握滇中城市群的自然资源情况,合理地制定规划建设策略。研究以滇中城市群49个区、县、市作为研究单元,对2000年、2010年、2019年3期的ESV进行量化,并收集“自然—社会—经济”维度的驱动因子,采用主成分分析与地理加权回归探讨“自然—社会—经济”因素对滇中城市群绿色空间ESV的驱动作用。结果表明：(1) 2000—2019年滇中城市群绿色空间的ESV总体呈现增加状态,一级服务类型中,供给、支持和文化服务小幅度上升,调节服务小幅度下降,二级服务类型中,气候与水文调节对生态系统服务功能的贡献最大,其次为土壤保持、生物多样性和气体调节;(2) 3期ESV空间分布特征较为一致,呈现城市群边缘地区的ESV高于城市群中部地区的ESV的特征;(3)社会因素对滇中城市群绿色空间的ESV的时空演变影响最大、其次为自然因素和经济因素,主要驱动因子为城镇化率、人均GDP、人口密度、森林覆盖率、第二产业占比。(4)城镇化率...     

Cd胁迫危害三七生长的生理机制研究

三七是我国重要的中药材,具有较高的药用价值,三七种植区土壤中存在Cd污染现象。为了研究Cd对三七生长、抗氧化性及渗透性的影响,在云南省弥勒市新哨镇采用田间小区试验研究不同含量Cd(0、2、5 mg kg^-1)对三七抗氧化性及渗透性的影响。结果表明:(1)与对照相比,三七生长量在2 mg kg^-1、5 mg kg^-1Cd含量处理下茎粗、株高无显著性差异,叶长、叶宽、叶绿素、地上鲜重、地下鲜重、根长具有显著性差异,5 mg kg^-1Cd含量处理下其上述指标均低于对照;(2)叶片中MDA含量在2 mg kg^-1、5 mg kg^-1Cd含量处理下呈上升趋势,主根MDA含量呈先下降后上升;主根和叶片中CAT含量随着Cd含量升高呈下降趋势;主根和叶片中POD含量呈先升高后下降的趋势;(3)叶片和主根中游离氨基酸含量随着Cd含量升高呈先上升后下降趋势。三七主根和叶片中脯氨酸含量、可溶性蛋白含量随重金属Cd含量升高呈上升趋势;总之,5 mg kg^-1Cd含量引起三七脂质过氧化,破坏三七细胞膜的完整性,抑制三七生物量的累积及生长。     

滇中亚高山典型森林林下植被碳氮储量及其分配格局

通过标准地调查和生物量实测相结合的方法,对滇中亚高山5种典型森林华山松(HSS)、云南松(YNS)、滇油杉(DYS)、高山栎(GSL)和常绿阔叶林(CL)林下植被(灌木层、草本层和凋落物层)各组分生物量、碳氮储量及其分配格局进行了研究。结果表明:(1)在5种森林群落中,林下灌木、草本和凋落物生物量变幅为1.47～11.19t/hm2,0.01～0.63t/hm2,7.85～46.73t/hm2。(2)灌木层的碳氮储量变幅在0.77～5.94tC/hm2,10.97～92.84kgN/hm2,碳氮储量的主要营养器官分别为茎和叶;草本层为0.01～0.29tC/hm2,0.07～5.35kgN/hm2,均呈现出地上部分>地下部分;凋落物为2.15～13.03tC/hm2,42.07～320.58kgN/hm2,碳氮储量随分解程度加深各有不同。(3)5种林分林下灌草及凋落物碳储量大小顺序为:CL>YNS>DYS>HSS>GSL;氮储量为:CL>YNS>DYS>GSL>HSS。综上,常绿阔叶林和云南松林下灌草和凋落物具有较高的碳氮贮能力,滇油杉的碳氮贮潜力较大,应提高林分质量增加林分密度,加大保护管理力度,制定科学可行的森林管理措施,为林下植被与上层林木的协同发展以及今后研究林下植被对于全球气候变化的响应提供理论支撑。     

滇东北山区坡耕地土壤流失方程研究

滇东北山区是云南省“长江上游水土保持重点防治工程”治理计划的重点区域,该区域水土流失的主体是坡耕地。该项研究通过对３２个试验小区连续３ａ实测数据的统计分析,建立了滇东北山区坡耕地土壤流失方程Ａ＝Ｒ·Ｋ·ＬＳ·Ｃ·Ｐ;并确定了方程中诸因子的求算方法和数值,以及滇东北山区土壤允许流失量,为方程的应用提供了基本的技术数据。并进行了方程的验证,方程计算值与实测值的误差在６％以下,表明该方程在实际应用中具有