福州市滨海地区生态系统服务价值评估与动态模拟

为建设绿色福州新区,分析了福州滨海地区生态系统服务价值以及未来的动态演变趋势。利用1988、1999、2008、2018年4期Landsat TM/OLI数据,定量分析了福州市滨海地区生态系统服务价值变化,并利用Geo SOS-FLUS模型模拟了未来LUCC与生态系统服务价值的动态变化。结果表明,福州市滨海地区生态系统服务价值呈现先增长、后降低的趋势,总体价值在190. 439～202. 419亿元之间;林地的生态系统服务价值占比最高,其次是水体、草地、耕地、湿地、未利用地;未来10年,在一般发展情景下,福州市滨海地区生态系统服务总价值预计为187. 90亿元,在绿色发展情景下为195. 11亿元。在滨海地区规划建设绿色新区过程中,应将生态理念融入到空间格局,以保证开发建设过程中保留一定的城市绿地、湿地等生态服务用地,同时,需合理开发保护滨海区域的湿地。     

基于力矩平衡点法的北京市生态系统服务价值时空分布

以北京市为例,在计算1993年、2001年和2007年三期土地利用生态系统服务价值的基础上,基于力矩平衡点法分析了生态服务功能价值的重心变化情况,研究了北京市生态系统服务价值分布的时空变化及变化原因。结果表明:北京市生态系统服务总价值先增加后减少,从1993年的297.69亿元增加到2001年的299.05亿元,在2007年又降低到292.12亿元;不同土地利用类型的生态系统服务价值的重心转移情况表明,耕地、草地、湿地的价值重心从1993年到2007年,一直由南向北移动,推动了总价值的重心变化,公园绿地、林地的重心变化始终为由北向南;不同功能生态系统服务价值的重心转移情况表明,废物处理、气候调节、气体调节、食物生产、土壤形成与保护、娱乐文化的价值重心由南向北移动,原材料的价值重心呈由北向南移动,生物多样性的价值重心呈由西向东的移动趋势,而水源涵养的价值重心在1993年到2001年由北向南移动,2001年到2007年则是由南向北移动。研究结果为北京市的政府决策和生态环境保护政策制定提供了依据。     

乐山市土地利用变化及其对生态系统服务价值的影响分析

本文采用生态系统服务价值法,对乐山市2009～2018年土地利用生态系统服务价值进行了计算分析。研究结果表明,2009～2018年,乐山市土地利用变化引起了生态环境的改变,对生态系统服务价值也产生了一定的影响。从变化幅度看,以耕地变化幅度最大,同时,林地生态系统服务价值增加幅度较小;从各单项服务功能价值来看,各单项服务功能的价值均有增加,土壤形成与保护功能价值量增幅最大。2009～2018年间,全市的土地利用变化和生态系统服务价值均朝着有利的方向发展,但各区县的生态发展还不均衡。在未来的生态保护建设中,应结合乐山市的实际情况,同时综合考虑各种因素,对土地利用进行合理规划。     

基于格网尺度的区域生态系统服务价值估算与分析

以北京市海淀区为例,在对区域土地利用现状进行划分的基础上,基于格网尺度估算了区域生态系统服务价值,并根据价值分布状况将区域划分为不同的生态系统服务价值分区,基于GIS和FRAGSTAS软件,分析了不同分区的土地利用结构和景观格局状况。结果表明:海淀区格网的生态系统服务价值处于-234.56~207.97万元之间,并呈现明显的从南部到西北部增加的趋势;不同生态系统服务价值分区土地利用结构差距较大,高值区的土地利用类型主要为城市绿地,中值区土地利用类型面积较大的为耕地和城市绿地,低值区建设用地的面积较大;不同生态系统服务价值分区的景观格局指数变化较大,从高值区到低值区,景观格局的破碎化程度逐渐增加,人类活动对生态环境的影响不断加剧,人类活动对景观的干扰程度加大。研究结果可以为精细化评估区域生态系统服务价值提供参考,并能服务于区域土地利用结构调整和可持续利用及生态景观建设。     

变化环境下沈乌灌域土地利用/覆盖时空变化分析

为了研究变化环境下内蒙古河套灌区沈乌灌域土地利用/覆盖时空变化,并对今后节水改造和节水规划提供指导依据,以沈乌灌域1995、2005年及2015年Landsat影像为数据源,采用基于CART算法的决策树分类对灌域20 a来5种土地利用/覆盖类型进行了分类,并计算了各土地利用/覆盖类型的单一动态度、双向动态度、变化趋势和状态指数,研究了引黄水量等环境变化因子作用下灌域土地利用/覆盖的时空变化。结果表明,(1)1995—2015年沈乌灌域内沙地和盐碱地分别减少了43.77%和62.54%,植被和荒地分别增加了75.10%和92.32%。(2)沙地、盐碱地和荒地向植被的转化是植被面积增加的主要原因;荒地频繁与沙地、盐碱地发生相互转化,相互转化的位置主要出现在沙地和渠道的周边。(3)引水量和地下水埋深是盐碱地、水体的变化主要因子,工程建设是沙地和植被覆盖区变化的主要因子。为缓解灌域的用水矛盾,今后在制定节水规划时应统筹考虑土地利用类型/覆盖与节水改造的关系。     

稻田生态系统服务价值评价--以湖南省为例

稻田生态系统对整个农业生态系统的组成具有极大的实际意义,为各类生物提供生长条件的同时,也为人类的生存与发展提供了重要的产品与服务.以湖南省稻田为研究区,采用造林成本法、工业制氧法以及当量因子法的等方法对稻田生态系统八项功能进行测算。结果表明,2016年湖南省稻田生态系统服务价值为2.47万元/hm^2,其中为稻田生态系统正面服务4.36万元/hm^2,其负面生态价值为1.83万元/hm^2,正面生态价值是其负面生态价值的2.4倍。因此评价稻田生态系统的生态服务价值对整个农业生态系统及区域环境研究具有重要的意义。     

基于遥感数据的大尺度区域水田空间格局及生态服务价值变化分析

受经济和气候驱动,长江经济带水田空间格局发生了显著变化,影响区域粮食安全与生态安全。本研究基于1990-2015年土地利用遥感监测数据,利用GIS的空间分析功能,探究长江经济带水田空间格局动态变化特征,采用当量因子法计算生态系统服务价值（ESV）,分析了水田变化的综合影响。结果表明：1）1990-2015年长江经济带水田规模持续缩减,共减少了17390km²,减幅呈增长态势具有显著地域差异,长江中上游与下游的水田减幅相差约为9.56%。其中下游减幅较大,水田占区域比例随之降低,中上游恰好相反。2）由于经济建设及水产养殖的发展,水田主要转化为建设用地和水系,水田主要由水系、旱地和湿地等转化而来。长江三角洲城市群、长江中游及成渝城市群的水田变化最为剧烈,建设用地侵占水田扩张的现象分布广泛,水田转为水系主要在两湖平原局部地区。3）水田与其他生态系统的转化对ESV是正影响,水田转为水系对此贡献最大,其转化规模决定了不同时期ESV净增量的大小,水系转化为水田损失的价值最多,建设用地侵占水田次之。不同市域的水田变化情况不一致,因此ESV增减情况具有明显差异。4）生态系统服务中水文调节、水资源供给增强的同时,食物生产、气体调节受到严重损害,与水资源规模扩大和水田资源大量流失有直接关系。研究结果有助于揭示长江流域水田的时空变化过程及其对各项生态系统服务的影响,可为区域土地利用规划、农业政策与生态可持续发展提供理论支持。     

基于RS的安宁河上游植被覆盖时空变化研究

以TM和ETM+遥感影像为数据源,利用RS和GIS技术,提取和分析了1999—2010年安宁河上游植被覆盖度及其时空变化特征,并结合Aster DEM数据分析了不同海拔高度带和坡度带的植被覆盖分布及变化特征。研究结果表明,研究区植被覆盖状况总体较好,植被覆盖度fc≥0.5的区域面积占研究区总面积的比例达60%以上;研究区植被覆盖度总体呈增加趋势,Ⅰ级(fc≥0.7)、Ⅱ级(0.5≤fc0.7)和Ⅲ级(0.3≤fc0.5)植被覆盖度区域面积分别增加了1.24%、4.36%和2.28%,而Ⅳ级(0.1≤fc0.3)和Ⅴ级(fc0.1)植被覆盖度区域面积呈减少特征,分别减少了25.72%和12.28%;植被覆盖度较低的区域主要分布在海拔高度相对较低的地带,随着海拔高度的升高植被覆盖度呈现出先增加后减少的趋势,海拔高度低于3 000 m的地带植被覆盖变化较为明显,主要表现为低植被覆盖度向高植被覆盖度转化,其中海拔高度低于2 500 m的地带变化最为显著,海拔高度大于3 000 m的地带受人为活动影响小,植被覆盖变化相对较小;研究区植被覆盖度较高的区域主要分布在坡度相对较陡的地带,而植被覆盖度较低的区域主要分布在坡度相对较缓的地带,植被覆盖度变化较为明显的区域主要集中在坡度25°~45°的地带,其次是坡度0°~25°的地带;坡度45°以上的地带受人为活动影响小,植被覆盖变化不明显;受水热条件的影响,研究区植被覆盖度随坡向的变化特征呈现从大到小依次为阳坡(135°~225°)、半阳坡(45°~135°)、半阴坡(225°~315°)、阴坡(0°~45°,315°~360°),1999—2010年各坡向地带的植被覆盖度均有不同程度的提高,其中,阳坡提高幅度相对较大,阴坡提高幅度相对较小。     

生态系统服务价值驱动因素与空间异质性分析

以北京市为例,采用STIRPAT模型和地理加权回归模型分析了区域生态系统服务价值的驱动因素及空间差异。结果显示,人口数量、人均GDP、绿化率、第三产业比重、万元GDP能耗和城市化率都是影响北京市生态系统服务价值的重要驱动因素,其中绿化率是正向影响,其他5个指标对生态系统服务价值有负面影响,其中第三产业比重和城市化率的负面影响最大。加入空间距离和局域空间联系因素,对分区的生态系统服务价值驱动因素进行分析发现,北京市不同区的驱动因素的影响程度不同,各个驱动因素中,城市功能扩展区和城市发展新区的影响要高于生态涵养发展区。通过对驱动因素的定量测算及分区空间异质性分析,提出了北京市不同区域的提高生态系统服务价值的相关措施。     

陕西省生态系统服务功能价值评估

依据IGBP土地覆盖分类遥感数据和中国县域行政区划图,参照中国陆地生态系统单位面积服务功能价值表,估算了陕西省各种生态系统服务功能价值,并分析了其空间分布特征.结果表明,陕西省生态系统服务功能价值为2 473.29 × 108元/年,约占全国生态系统服务价值的4.41%.各类生态系统的生态服务价值对总价值的贡献率差异显著,森林的贡献率最高,其次是草地和农田,水体最低.生态系统服务功能价值构成中,土壤形成与保护价值最高,食物生产价值最小.陕西省三大自然地理区域的生态系统服务功能价值空间差异明显,陕南秦巴山地的生态价值最大,其次是陕北黄土高原,关中平原最小.     

基于TAVI的长汀县植被覆盖度时空变化研究

植被覆盖度(FVC)是指示生态环境状态的重要参数,开展区域FVC估算与分析对于科学决策具有重要意义。利用1988—2013年5个时期的Landsat系列遥感数据,引入地形调节植被指数TAVI来估算FVC,有效消除了阴坡和阳坡由于地形不同造成的差异。研究结果表明:长汀县植被覆盖情况总体良好,中高以上植被覆盖度区域占全县面积的65%以上,植被覆盖度较高区域主要分布在县域周边;中低以下植被覆盖度区域不到全县面积的15%,主要分布在中部沿汀江两岸的水土流失严重乡镇。1994年植被覆盖度最差,1988—1994年植被覆盖度降低幅度较大,在全县各乡镇都有分布,主要与1993—1994年冬季的严重霜冻有关;1994年后,植被覆盖度逐步提高,2003年以后,植被覆盖度增长较快,尤其是中部原水土流失严重乡镇的植被覆盖度显著改善。长汀县植被覆盖度的变化情况与地方政府对水土流失治理的投入强度密切相关,特别是2000年以来的高强度投入与治理,极大地改善了当地的植被覆盖状况。     

基于地理国情信息的赣州市土地生态系统服务价值核算

以江西省赣州市为研究对象,探索构建了基于地理国情信息的土地资源生态系统服务价值核算体系,并将结果应用于江西省赣州市各县(市、区)土地资源生态补偿优先级的确定中。研究表明:与常规的土地利用分类相比,地理国情信息分类更加细化,能更为精确地核算土地资源生态系统服务价值。赣州市2015年土地资源的生态系统服务价值估算为2 138. 89亿元,服务价值从大到小依次为调节服务、支持服务、供给服务和文化服务,且调节服务占比达70. 49%。2015年各县(市、区)单位面积土地资源生态系统服务非市场价值最高的是寻乌县,但各县(市、区)不同类型生态服务功能的价值存在差异。从空间分布看,赣州市周边地区生态补偿优先级较高,而中部地区偏低,且单位面积生态系统服务价值偏低的西北部生态补偿优先级也较高。     

近10a黄河三角洲LUCC及其驱动因素分析

研究滨海脆弱生态区的土地利用/土地覆被时空变化过程，可以为区域土地资源的规划、开发和管理提供科学依据。该文应用遥感和GIS技术，分析黄河三角洲区域1995－2004年间土地利用/土地覆被的时空变化特征，并对区域土地利用/土地覆被变化的驱动因子进行了探讨。结果表明，近10 a来黄河三角洲的土地利用/土地覆被类型发生了复杂变化；黄河三角洲土地利用/土地覆被动态受到自然因素和人类活动的共同作用，而人类活动是近10 a区域土地利用/土地覆被变化的主要驱动因子。尽管近年来黄河三角洲的开发取得了快速发展，但部分人类经济活动给区域土地资源及其生态环境的可持续发展带来巨大压力，甚至导致区域土地质量的进一步退化。     

土壤水含量变化对农田系统CO_2净排放影响的实验研究进展

面向"节水减排"的灌溉制度是应对气候变化的关键农业管理措施,土壤水含量变化对农田系统CO2净排放影响是其基础理论研究的热点。目前,国内外农田系统的土壤水含量变化对CO2排放、CO2吸收以及CO2净排放的影响实验研究成果主要集中于室内、田间和大区域三个尺度;大多数研究集中在对土壤呼吸的影响,而在农田系统CO2净排放方面的影响研究较少。作物整体呼吸作用对土壤含水量变化的响应、室内和大田尺度下实验条件的水分胁迫界限设定、不同灌溉方式及不同物候期下土壤含水量含量变化对农田系统CO2净排放量的影响研究将成为未来的研究热点。     

奉节县脐橙果园用地时空演变特征与驱动因子分析

为研究脐橙果园用地时空演变规律和驱动力机制,制定三峡库区可持续土地利用政策,维持区域经济发展与生态环境保护的良性平衡,以三峡库区脐橙主产区重庆市奉节县为研究区,利用地理国情、遥感影像等多源数据,在自然、社会经济2个类别基础上引入政策类因子,选择像元、乡镇2个尺度的26个潜在因子,利用随机森林回归方法定量分析脐橙果园用地...     

灌区种植结构时空变化及其与地下水相关性分析

利用数据融合算法(ESTAFM)对Landsat7 ETM+和MODIS影像进行融合,构建了高时空NDVI数据集;结合地面实体作物NDVI变化特征和光谱耦合技术(SMT),提取了解放闸灌域2000—2015年间种植结构空间信息;在此基础上分析了其时空特征变化以及地下水对种植结构调整的制约性。利用2015年实地调查数据对遥感监测结果进行评价,灌域主要作物类型玉米、向日葵、小麦以及套种的纯像元分类精度分别达到了95%、88%、91%和90%,总体精度达到了91%;多年遥感监测结果与历史统计数据相吻合。研究结果表明:玉米和小麦种植面积不断增加,玉米种植面积增加尤为明显,由2000年的0.83万hm2(占灌溉面积的5.80%)增加到2015年的4.02万hm2(占灌溉面积的28.31%);向日葵种植面积由下降变为上升趋势,其种植规模受市场因素主导;因土地流转、农村劳动力的外流以及套种种植模式劳动力成本高,使得农户转向单一作物种植模式,套种模式种植面积逐年下降,由2000年的4.30万hm2(占灌溉面积的30.32%)减少到2015年的0.41万hm2(占灌溉面积的2.91%)。种植结构空间格局与地下水埋深分布相似,其空间的相对差异并未随时间发生明显变化。向日葵在地下水埋深较浅、盐碱化偏高的区域分布集中,玉米、小麦及套种在地下水埋深大、盐碱化偏弱的区域分布集中,反映出向日葵耐盐性更高,更能适应盐碱化程度高的土壤;作物这一空间分布格局不仅受水土环境影响,而且与作物生理特征密切相关。灌区节水改造以来,在净引水量减小的情况下,农田蒸散发量并未减小,而是表现为稳中有升的趋势,这与高耗水作物玉米种植面积逐年增加有直接关系;地下水位整体下降,由1.76 m下降到2.33 m,土壤盐碱化得到改善,表明大型灌区节水续建配套项目实施以来,节水改造对水循环和水土环境起到了积极的影响。     

基于回归等值线法的不同下垫面红壤水分时空变化规律研究

基于回归等值线法对百喜草覆盖、百喜草敷盖和对照处理的红壤水分时空变化进行了比较分析。结果显示,从年初到年终,随时间的推移,各处理各层土壤含水量均表现出"先减小,后增大"的趋势。在测定深度内,随土层深度增加,各处理各层土壤含水量却表现出"先增大,后减小"的趋势。百喜草覆盖处理,特别是上中层土壤含水量,随时间变化较大,与气候和百喜草生长密切相关,但随深度变化,层间土壤含水量变化较慢;百喜草敷盖和对照处理,土壤含水量受土层深度因素影响更明显。对于百喜草敷盖处理,随深度变化,层间土壤含水量变化较慢,但对于对照处理,随深度变化,层间土壤含水量变化较大。     

陕北生态恢复区不同草地主导服务功能时空变化

利用生态系统分类及生态参量数据产品,运用In VEST生态服务评估模型,分析了陕北重大生态建设工程实施关键年份(2000—2010年)内草地生态系统类型及其主导服务功能的时空变化特征。结果表明:延安市和榆林市的黄土沟壑区草地生态系统面积明显增加,草地植被覆盖度整体由低覆盖向中覆盖等级转变,其中草原和草丛覆盖度呈明显增长趋势。11年间,各草地类型平均土壤保持能力逐年增加,由大到小呈现草原、草丛、稀疏草地的一致特征,分布于榆林市南部和延安市北部的草原是陕北草地土壤保持服务功能增加的主要贡献者。各类型草地产水功能变化表现为先减少后增加,稀疏草地分布区产水功能对陕北风沙滩区能源化工基地建设、城市生态安全维护以及农牧业可持续发展意义重大。     

华北玉米秸秆覆盖对砂土、壤土水土保持效应的影响

通过野外径流场模拟降雨试验,研究玉米秸秆覆盖对砂土和壤土产流产沙过程的影响,探索不同土壤质地下水土保持的临界秸秆覆盖条件。处理分为2种土壤质地类型和5个水平的秸秆覆盖度:0、10%、20%、30%和40%。结果表明:壤土抗侵蚀能力优于砂土,但透水性弱于砂土;不同土壤质地条件下秸秆覆盖效益存在差异,相同的秸秆覆盖时,砂土条件下的土壤侵蚀防治效果优于壤土;2种土壤质地条件秸秆覆盖度30%时可显著提高土壤入渗总量(25.7%~33.9%),减少产沙总量(22.2%~46.4%),对水土流失具有良好的防治效果。考虑到过大的秸秆覆盖度(大于80%)会造成播种机堵塞,在华北保护性耕作研究实践中,建议砂土和壤土质地下的农田地表保持1 600~3 000 kg/hm2(30%~60%)的玉米秸秆覆盖,以达到较好的水土保持效果和播种质量。