基于生态服务价值的沱江流域土地景观生态风险时空分异研究

[目的]探究沱江流域基于生态服务价值的生态风险时空分异的特征,为基于生态服务价值的沱江流域生态风险管控决策提供一定依据。[方法]借助ArcGIS,GeoDa,GS~+和Conefor Sensinode等软件,以沱江流域为研究区,基于2000,2005,2010和2015年4期遥感土地利用数据,计算研究区生态服务价值,对生态风险计算方法进行改进,构建基于生态服务价值的生态风险评价指标体系,运用空间自相关分析和地统计分析方法,探讨位于快速城市化地区的沱江流域生态风险的时空分异规律。[结果]①沱江流域土地利用动态变化显著,用地类型以耕地转建设用地和林地转耕地为主。②沱江流域生态服务价值总量先增后降,耕地、林地对生态服务价值的贡献最大。③生态风险值总体呈上涨趋势,生态风险等级由以较低、中等生态风险为主向以中等生态风险为主转移,中等生态风险区域面积大幅增加。④研究区生态风险等级分布差异明显,高风险区和较高风险区主要分布在研究区北部,中等和较低风险区分布在研究区中部和南部,生态风险总体北大于南。[结论]土地利用变化会对生态服务价值产生重要影响,进而对沱江流域的生态风险产生影响。     

基于土地利用景观结构的山东省生态风险分析

生态风险评价是当前学术界的热点问题之一.土地利用景观的组分结构特征是最易于保存的景观信息,利用景观结构及其动态变化特征,可揭示综合性生态影响的程度和分布范围.通过构建综合生态风险指数,利用GIS空间分析法,对山东省生态风险的空间特征进行评估.结果表明,山东省生态风险指数平均值为0.36,属于中等偏低型.从土地利用类型上看,工矿交通建设用地的风险等级较高,林地的生态风险等级相对来说是最低的.最后提出了防治山东省生态风险的对策.     

基于土地利用变化的江汉平原景观生态风险时空分异特征分析

土地利用/覆被变化能够在一定程度上表征城市景观生态风险空间分异特征。研究基于湖北省江汉平原2000—2015年(2000年、2005年、2010年、2015年)4期土地利用遥感监测数据及县级行政单元区划数据,采用全局自相关模型和地统计空间分析等方法,定量揭示了江汉平原土地利用水平与景观生态风险之间的空间耦合关系。研究表明:(1)2000—2015年江汉平原土地利用类型主要以耕地、水域和建设用地为主,土地转移类型主要以耕地向建设用地转移为主。(2)2000—2015年江汉平原景观生态风险时空演变差异显著,冷点、次冷点数量增加,次热点和热点均呈现先增加后减少态势。生态风险聚集的高值区主要分布在江汉平原东南部洪湖市,低风险区主要分布在江汉平原西部当阳市及松滋市。(3)2000—2015年江汉平原低生态风险区面积呈现逐渐减小态势,从2000年的2 015.63 km²,较少到2015年的1 960.87 km²。中风险区面积呈现先增加后减少的态势,其中2005—2010年增加幅度最大,达到了2 061.26 km²。(4)2000—2005年江汉平原低生态风险重心整体转移不明显,主要集中分布在江汉平原西北部,较低生态风险重心转移空间跨度最大,向西转移了79.80 km。中风险区主要向东北方向转移,较高风险区和高风险区重心主要集中分布在江汉平原东南部洪湖市,且呈现向东北方向转移的趋势,其中较高风险区重心转移速度明显快于高风险区。本研究成果可为城市内部土地利用开发与景观生态风险评价提供科学依据和理论参考。     

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...     

流域尺度全球景观生态风险时空演变及其对NPP变化的影响

人类活动强度的迅速增加,不断改变全球下垫面,造成区域景观生态风险持续变化。该研究以全球主要流域和亚流域为研究对象,使用1982—2015年连续34 a的土地利用栅格数据,构建了景观生态风险指数,分析了流域尺度全球景观生态风险时空演变特征,并进一步量化了不同驱动因素对景观生态风险的影响,同时分析了流域尺度全球植被净初级生产力（net primary productivity,NPP）的时空变化特征,揭示了流域尺度全球景观生态风险对NPP的影响。结果表明：1）温带和寒温带、干旱气候带以及北极附近的极地带区域的流域多年平均景观生态风险较高。在1982—2015年间,17.44%和23.45%的流域景观生态风险分别呈现显著增加和显著减少趋势（P<0.05）。2）干旱气候带、亚热带和热带地区的景观生态风险变异系数的空间变化幅度较大,36.82%的流域景观生态风险存在显著突变点,这些突变点主要发生在1988—2006年（P<0.05）。3）在多年尺度,各种因素对流域景观生态风险的影响从大到小依次为降水量、气温、NDVI、人口密度、海拔、坡度和GDP。此外,各种因素对景观生态风险的变化存在增强的交互作用。4）超过50%的流域年NPP变化具有显著增加趋势,而仅有12.60%的流域年NPP呈显著减少趋势（P<0.05）,超过20%的流域年景观生态风险与年NPP间存在显著相关关系（P<0.05）。研究成果可为气候变化背景下,实现全球碳中和,增加陆地生态系统碳汇,适应气候变化提供坚实的科学依据。     

基于土地利用变化的民勤县土地生态风险研究

利用1987、2000、2008年民勤县TM遥感影像数据,基于GIS技术和统计分析方法,分析民勤县土地利用/覆被生态风险的时空特点和结构演变,并选取土地利用综合指数和景观格局指数研究土地利用变化对土地生态系统造成的风险进行评价。结果表明:民勤县土地利用/覆被存在的生态风险主要集中在草地和未利用地,两者的面积占研究区总面积的75%以上。耕地、草地、未利用地三种土地类型间的相互转化是民勤县22年间最主要的土地利用变化。在人类活动对土地的扰动作用日益加强和区域经济社会发展目标趋同性的双重影响下,土地利用的广度和深度上不断增大,研究区斑块数量明显增多,景观破碎化程度加重,景观多样性指数和分形维数指数上升,土地生态风险程度增大。     

基于GIS和分形理论的沱江流域土地利用结构动态分析

以沱江流域2000年、2020年土地利用空间数据库为基础,应用GIS技术及分形理论,定量分析研究区土地利用空间结构复杂性、稳定性以及空间分布规律。结果表明：(1)各种土地利用类型都具有分形特征,分形维数可以表征土地利用空间格局的变化。(2)20年间,沱江流域的土地利用类型以耕地和林地为主,占研究区总面积的90%以上,受人为活动影响,流域内不同土地利用类型之间存在相互转化的过程,主要的转化特点是耕地和林地大面积减少,而城乡建设用地迅速扩张。(3)流域2期土地利用的总分形维数分别为1.351、1.503,上升趋近于临界值1.5;土地利用整体空间结构稳定性指数从0.149下降到0.003,说明总体上流域土地空间镶嵌结构趋于复杂化,稳定性变差。(4)流域各地类的分形维数和稳定性指数变化存在一定差异,除未利用地外,其他土地利用类型的分形维数均呈变大趋势,空间镶嵌结构趋于复杂化;耕地、林地、草地、城乡建设用地稳定性指数均减小,减小的幅度分别达80.137%、52.439%、55.556%、26.957%,空间结构变得不稳定;水域稳定性指数变大,空间结构变得稳定。     

基于景观结构的眉县土地利用生态风险空间特征

在GIS与RS技术支持下,以眉县为研究区域,根据对遥感影像的解译获取2005年、2010年及2015年土地利用类型数据,划分1 km×1 km网格作为研究单元,根据景观扰动指数与景观脆弱指数构建生态系统模型,借助地统计学与GIS软件进行了空间分析,对眉县土地利用变化影响下的生态风险空间分异特征进行了定量评价。结果表明:眉县土地利用类型中建设用地与林地面积逐年增加,耕地与未利用地面积总体减少,土地利用程度提高。空间自相关分析结果显示高值-高值（H-H）聚集区集中分布于北部首善镇、常兴镇附近,低值-低值（L-L）聚集区主要分布于研究区边界。眉县土地利用生态风险等级整体上呈现逐渐提高的趋势,高风险区主要集中在北部首善镇、常兴镇附近,此区域风险等级提高最为显著,南部生态风险普遍较低,形成北高南低的局面,高风险区、较高风险区面积逐渐扩大。研究结果可为区域生态安全格局构建、土地利用的优化布局提供借鉴。     

干旱区内陆艾比湖流域景观格局时空变化及生态安全评价

[目的]为了探讨艾比湖流域近10a间景观格局及生态安全的动态变化。[方法]运用RS和GIS技术,并结合景观指数和生态弹性度对该流域生态安全进行了综合评价。[结果](1)近10a来,艾比湖流域土地利用变化剧烈,说明景观格局持续受社会经济发展两方面矛盾的巨大压力;(2)2001年斑块个数为2 560个,而2009年增加至3 476个,说明该流域生态环境整体呈破碎化趋势。景观破碎度由2001年的0.054 0增加为2009年的0.073 3,说明其景观趋于不稳定,生态安全性降低;(3)2001—2009年生态弹性度呈"∧"型变化趋势,先由2001年的1.20×107增加为2005年的1.57×107,然后再降为2009年的1.49×107,但总体是趋于增大的趋势。[结论]从整体上综合考虑,2001—2009年艾比湖流域土地利用的景观生态安全度降低。     

基于景观结构的福建省沿海生态风险时空特征

[目的]研究福建省沿海地区区域生态风险变化规律,为该区生态修复工作提供理论依据。[方法]利用ArcGIS和Fragstats软件,基于土地利用变化的生态环境脆弱度和损失度构建景观生态风险评价模型,并利用地统计分析和空间自相关性分析方法,探究研究区生态风险分布特征及生态风险的空间相关性。[结果]建设用地、林地和水域的面积呈上升趋势,灌丛、草地、耕地、滩涂和未利用地的面积均呈现出下降趋势,且碎化程度加深,分离度加大,而建设用地的破碎度和分离度逐渐下降,地域分布逐渐趋于集中;2000—2013年的生态风险空间分布均大致呈带状分布,低、较低及中等生态风险等级的面积均有不同程度的增加,较高、高生态风险等级的面积均有不同程度的减小;研究区内生态风险指数在空间上具有较强的集聚效应,且生态风险指数空间分布均以高—高聚集和低—低聚集为主。[结论]总体生态风险呈下降趋势,生态环境逐步好转,但景观生态问题依然很严峻,因此政府部门要在发展经济的同时注意当地的生态环境,实现经济与生态环境的协调发展。     

沱江流域土壤侵蚀动态变化及驱动力分析

为了解沱江流域土壤侵蚀的动态演变规律及驱动机制,以沱江流域为研究区,基于GIS和RS技术,运用RUSLE模型测评流域2000—2018年的土壤侵蚀,对其时空动态演变规律进行了探索分析,并结合海拔、坡度、植被覆盖度、地形地貌、土地、降雨、GDP、人口等影响因子,借助地理探测器对其土壤侵蚀进行了定量归因研究。结果表明:(1)沱江流域土壤侵蚀以微度侵蚀为主,主要分布于低矮的平原和坡耕地地区;2000—2018年,微度侵蚀等级比例随时间在逐渐增大,2018年相比2000年增加了7.03%,剧烈侵蚀等级比例随时间在逐渐减小,2018年相比2000年减小了2.00%。(2)以2010年为分界点,2000—2010年和2010—2018年土壤侵蚀等级微度的变化稳定率都大于75%,两个时间段内土壤侵蚀强度等级降低的范围均大于侵蚀等级升高的范围。(3)地理探测器结果表明,不同影响因子对土壤侵蚀的解释力具有差异性,解释力最强的为坡度,达到48.32%,因子间交互作用均能增强对土壤侵蚀的解释力,坡度与土地利用、坡度与降雨量的交互最为显著,交互作用解释力分别达到61.58%,52.32%,风险探测表明坡度大于...     

基于3S和USLE的沱江流域中游土壤侵蚀定量评价

以川中丘陵区沱江流域中游为研究区域,在3S的技术支持下,以美国通用土壤流失方程(USLE模型)为评价模型,利用ArcGIS 9.2的栅格数据空间分析功能,对该区域土壤侵蚀强度进行了预测和估算。结果表明:流域的年均土壤侵蚀模数为1 543t/(km2.a),侵蚀强度为轻度。其中土壤侵蚀中度以下占到流域面积的91.5%,强度侵蚀、极强度侵蚀和剧烈侵蚀分别为3.5%,2.8%和2.2%,极强度和剧烈侵蚀区分布于区域中西部的低山地带,流域土壤侵蚀与地形、土地利用方式相关性很大。     

沱江流域土地利用碳平衡与人类活动强度的关系

[目的] 研究土地利用碳平衡与人类活动强度间的协同关系,为沱江流域的区域协同碳减排规划及实现中国“碳达峰、碳中和”目标提供参考。[方法] 基于2000—2020年土地利用及社会经济数据,使用碳排放经济贡献系数、碳生态承载系数、人类活动强度指标,耦合协调度模型及回归分析方法,核算了沱江流域土地利用碳排放量并分析了土地利用碳平衡与人类活动强度的时空演变特征及其协同关系。[结果] 研究表明,2000—2020年沱江流域碳排放量增加了5.13×10⁷ t,其中建设用地碳排放量占90%以上;碳吸收量变化不大,主要来自林地,呈现先减后增的趋势;净碳排放增长率呈下降趋势。各区县的土地利用碳平衡协调度均在提升,但70%以上的区域处于失调衰退状态。沱江流域人类活动强度整体处于中等强度水平,空间上从北向南呈现“低—高—低—高”的格局。[结论] 人类活动强度与人均GDP、人均碳排放均存在显著的正相关关系。土地利用碳平衡协调度与人类活动强度的负相关关系随着技术进步与能源利用效率的提高而降低。提高碳汇能力与碳生产力是改善区域土地利用碳平衡协调水平的有效途径。     

西藏尼洋河流域土地景观格局演变的生态风险分析

针对青藏高原流域生态景观格局的演变所引起的生态风险问题,选取青藏高原生态脆弱区的尼洋河流域为研究区域,以1980年、1995年、2010年、2020年4期土地利用数据为基础,根据景观生态学理论将尼洋河流域划分为814个生态风险评价单元,构建景观生态风险评价模型,对尼洋河流域景观生态风险的时空动态演变特征进行了评价和分析。结果表明：(1)尼洋河流域近40年来的6种土地利用类型面积皆发生了改变,其中水域和建设用地变化幅度最明显;(2) 1980—2020年流域内高生态风险区与中生态风险区面积增加,流域内总体景观生态风险呈增加的趋势,生态恶化的区域主要发生在尼洋河干流河谷区和高海拔区;尼洋河流域各期景观生态风险等级以尼洋河干流为轴线呈现对称式分布,跟随海拔高程的上升生态风险等级增加;(3)尼洋河流域景观生态风险空间分布呈逐年上升的正相关性,在空间上表现为集聚效应。综上,1980—2020年尼洋河流域生态风险总体呈上升的趋势,人类活动和气候变化是驱动生态恶化的重要因素。     

沱江流域内江段土壤有机碳与其他要素的相关性分析

通过对沱江流域内江段土壤有机碳与其他要素相关性的分析研究表明:农田土壤中的有机碳与pH值相关性不显著,即pH值对土壤有机碳的多寡、分布及稳定性的影响不明显.土壤有机碳含量与S元素呈极显著相关性(0.869 1),与N元素呈显著相关性(0.800 1),与Se呈较显著相关性(0.649 77),且均为正相关,即S、N、Se含量增加,土壤有机碳含量也增加;与P元素呈不相关关系(0.053 9);与Si()2呈较显著负相关关系(r值为-0.530 7).土壤有机碳含量与Cd,Zn,Pb,Hg元素呈较显著相关性;与有效B、有效Cu、速效K、水解性N、有效S、有效Fe的含量具有较明显的正相关性.     

基于生态足迹的澧水流域生态补偿研究

以澧水流域为研究对象,通过生态足迹的方法,实现生态系统服务价值与补偿量之间的转化,结合地区社会经济发展水平,测算了研究区域的生态补偿额度。研究表明:（1）从2001—2013年澧水流域各县（市、区）生态系统服务价值变化率来看,降幅最大的是澧县,其次是临澧县;增幅最大的是武陵源区,其次是桑植县。（2）2013年澧水流域的人均生态足迹为3.203 6 hm²,而实际生态承载力为0.600 0 hm²,人均可利用生态承载力为0.528 0 hm²,则人均生态赤字为-2.675 6 hm²。（3）计算出了澧水流域各县（市、区）的生态补偿标准,其中澧县需要支付的生态补偿量最高,为26.97亿元;其次是石门县和临澧县,分别为8.87亿元和6.44亿元。研究结果将为澧水流域生态补偿机制的建立提供参考。     

生态恢复背景下无定河流域土地利用时空变化

以恢复林灌草植被为核心的黄土高原生态建设的直接结果就是引起了土地利用格局变化。选取黄河中游区无定河流域为对象,以1985,1995,2000和2008年土地利用数据为基础,综合运用GIS分析技术、土地利用动态分析方法与模型,系统研究了生态恢复背景下流域土地利用时空变化过程。结果表明,草地始终是该流域优势土地利用类型,生态恢复以大规模治理沙荒及未利用地,恢复林草地景观为主要形式;随着退耕还林还草工程实施与推进,耕地转出明显,林、草地新增明显;1995年前后,流域土地利用类型相互频繁流转,土地利用总动态度在2000年达到了最高水平;在植被恢复因素驱动下,流域土地利用重心空间漂移明显,主要表现为耕地重心均向流域东部下游地区偏移,林、草地重心向西北方向偏移。     

建三江垦区景观结构动态变化及其土地利用生态系统安全时空分异

对受到强干扰下的区域景观结构动态变化及其土地利用生态安全时空分异特征进行研究,是区域生态安全和可持续利用研究的重要组成部分。以建三江垦区15个农场为研究区,利用遥感手段提取研究区1992年、2001年和2010年的景观类型信息,定量分析了研究区景观结构变化特征;定量计算研究区不同尺度的景观稳定性,并结合DPSIR模型构建研究区土地利用生态安全综合评价指标体系;对15个农场的土地利用生态安全等级进行评价,并分析了其时空分异变化特征。结果表明:1992—2010年,各农场的景观整体组合特征大体分为三种类型,景观空间格局特征亦有显著变化。在时间分异上,创业农场、二道河农场和浓江农场的土地利用生态安全评价值和等级呈先下降后上升的态势,其他农场的土地利用生态系统安全值和等级都呈逐年上升态势。在空间分布上,1992年,等级相对较高的地区集中在中西部、西北部和东部;2001年,呈现两个带状分布;2010年,土地利用生态安全等级均提升,等级低的地区镶嵌其中。这种等级变化和时空分异特征体现了不同土地利用生态系统的稳定状态,即结构和功能对干扰的抗性和恢复性水平,并体现人类的土地利用行为对保障土地的可持续利用能力起到关键作用。