基于生物多样性保护的土地利用结构预测

土地利用结构预测是土地利用与管理的核心问题,基于生物多样性保护的土地利用结构预测对生态环境良好、物种丰富的地区尤其重要。该文应用元胞自动机-马尔科夫模型(CA-Markov)模型建立了基于生物多样性保护的乐东县土地利用结构预测模型,获得了2020年土地利用结构。结果表明:2020年土地利用结构预测结果较2009年更合理,其中建设用地布局更加集中,北部生物多样性极为丰富区内建设用地大部分转变为林地,滨海地区在发展旅游建设的同时海岸带生态资源得到保护;耕地元胞单元增加,且增加部分主要分布在西部生物多样性丰富度一般区。预测结果突出了对生物多样性的保护,对乐东县土地可持续利用具有重要的现实意义。     

三峡库区重庆段土地利用转型及生态服务功能价值时空分异特征

为充分掌握土地系统与生态系统时空分异特征,推动自然生态系统和社会经济系统长期协调发展,以三峡库区(重庆段)为研究对象,基于土地利用数据,考虑土地利用转入转出双过程,挖掘空间置换的土地利用转移,采用Costanza的生态系统服务价值当量法,探讨了2005-2018年研究区土地利用转型时空特征及其生态系统服务价值时空变化特征,并运用空间自相关理论定量研究了生态系统服务价值空间分布关系及土地利用与生态价值间的空间响应特征。结果表明:研究区近15 a间耕地转出幅度最大,建设用地转入幅度最高;土地利用转型活跃程度与生态系统服务价值变化空间分布一致。生态系统服务价值量先增后减,以巫溪-涪陵为界,西低东高,西减东增;生态系统服务价值强度的空间分布具有显著的正向空间自相关关系,聚集趋势明显;土地利用程度与ESV具有显著空间负效应,极显著相关区域主要位于主城区范围、江津北侧及研究区东北边缘等地区。     

基于Logistic-CA-Markov与InVEST模型对南京市土地利用与生物多样性功能模拟评价

针对目前国际上应用比较广泛的Logistic模型,在此基础上加入空间自相关变量,应用1985年、1995年、2005年、2015年4期土地利用数据,再结合CA-Markov模型模拟预测了南京市2025年3种不同情景(自然增长情景、生态保护情景和土地优化情景)下的土地利用发展方向;进一步结合InVEST模型,研究以上4年土地利用变化下的生物多样性服务功能分布和变化,以及2025年不同模拟情景下的生物多样性服务功能分布情况。结果表明:Logistic-CA-Markov模型精度Kappa值均在0.80以上,预测效果较好。在不同的情景设置下,土地利用存在明显的空间差异:自然增长情景按原有速率变化,则建设用地快速发展并占用大量耕地,生物多样性受到严重威胁,生态保护情景和土地优化情景对未来土地调控效果较好,生物多样性功能得到很好改善,可以为当地土地利用总体规划提供科学决策参考。     

三峡库区重庆段水土流失动态变化

利用GIS技术,将1995年、2004年的卫星遥感影像进行空间叠加分析,计算三峡库区重庆段各级强度水土流失的马尔科夫转移概率,分析各级强度之间的相互转化关系,并对水土流失遥感数据进行对比分析,揭示10 a期间三峡库区重庆段水土流失的时空变化特点。结果表明：三峡库区重庆段中度侵蚀和强度侵蚀面积之和占库区水土流失总面积的70.84%,年均土壤侵蚀模数高达3 766 t/（km^2.a）,均高于临近的贵州省和湖北省;2004年水土流失面积占库区土地总面积的51.71%,高于全国37%的平均水平,也高于长江流域31.2%的平均水平,更高于与之邻近的四川、贵州和湖北3省;1995—2004年,三峡库区重庆段的水土流失面积减幅高达22%,水土流失强度也有明显下降,其中减幅最大的是中度侵蚀面积,其次是极强度侵蚀和强度侵蚀;三峡库区重庆段侵蚀好转程度与侵蚀强度呈正相关关系。总体来看,三峡库区重庆段的水土流失基本得到了遏制,生态环境正向良性发展的方向演变。     

三峡库区重庆段水土流失状况及综合防治策略

三峡库区重庆段是国家级水土流失重点防治区域,该区域的水土保持工作直接关系到长江中下游地区的生态安全,甚至影响到三峡工程的长久运行。该区域的水土流失治理工作存在经费投入不足、预防监督工作薄弱、监测预报系统尚不完善等问题。新时期,该区域的水土保持工作要认真贯彻落实水土保持相关法律法规、强化水土保持预防监督、大力实施生态修复、以小流域为单元进行综合治理、完善水土保持监测预报系统、增加水土保持资金投入、加强水土保持工程后期管理,以最终实现人与自然和谐相处和社会经济可持续发展,为长江中下游地区的生态安全和三峡工程的长期安全运行提供重要保障。     

三峡库区（重庆段）土地利用变化对生态系统服务价值的影响分析

在分析1995-2000年三峡库区(重庆段)土地利用变化的基础上,计算了由此导致的生态系统服务价值变化.采用Costanza的生态系统服务价值计算公式和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进行计算,结果发现,1995-2000年研究区林地、草地、水域和难利用地面积在减少,其中草地减少最多,其次为林地;耕地和建设用地在增加,且增加面积都较大;生态系统服务价值(ESV)由1995年的549.387 9亿元减少到2000年的546.706 5亿元,5年减少了2.681 4亿元;敏感性分析表明,ESV对生态价值系数(VC)缺乏弹性,研究结果可信.     

基于灰色关联分析三峡库区重庆段生态安全

随着经济建设的发展,人们对居住的生态环境提出了更高的要求,以三峡库区重庆段为例,基于压力-状态-响应概念模型,引进灰色系统理论的灰色关联分析方法从20个指标分析了重庆三峡库区自直辖以来的生态安全问题.在灰色关联分析时引入了熵权和AHP的平均值作为权重,使评价更为合理.结果表明:1997年和1998年三峡库区重庆段的生态安全呈病态,1999-2007年三峡库区重庆段生态安全呈不健康状态.从资源环境压力来看,1997年处于病态,1998-2007年为不健康状况;从资源环境状态来看,1997年处于不健康,1998-2000年处于病态,2001-2007年处于不健康状况;从人文环境响应来看,1997-2003年均处于病态,2004年处于不健康,2005-2007年处于亚健康状况.因此总的来讲,三峡库区重庆段生态安全趋于好转,但是生存环境欠佳,需要采取措施尽快改善.     

基于CA-Markov和InVEST模型的土地利用格局与生境质量时空演变及预测——以江西省南昌市为例

为揭示土地利用变化对区域生境质量时空演变的影响,促进土地资源的合理利用和生态规划体系的建立健全,以江西省南昌市为例,基于1995年、2005年和2015年的土地利用数据,应用CA-Markov和MCE模型并结合InVEST模型,评价和预测了土地利用演变角度下的生境演化特征。结果表明:(1) 1995—2015年,草地、耕地及水域是南昌市的主要土地利用类别,占比超过90%;建设用地急剧扩张,20 a间涨幅高达96.44%,耕地和林地是流转为建设用地的重要地类。(2)研究区整体景观生境质量显著下降,大量高等级生境景观向低等级生境景观转化;城市附近和各个流域的生境退化比较显著;生境稀缺性高的用地类型大多是耕地和林地。(3) 2015—2025年期间,区内景观格局和生境质量继续保持1995—2015年的演变趋势,建设用地等生境适宜度较低的地类高速扩张,进而侵扰林地、水域和草地等生境质量优质地区,致使威胁源规模和影响范畴急剧扩大,景观破碎度水平升高,稳定性降低,这将引起研究区生境质量的持续下降。1995—2025年研究区生境质量明显退化,城镇化扩张与生态用地缩减是其主要原因。     

川西高原土地利用碳储量估算及多情景预测

[目的]区域碳储量与土地利用密切相关。在“双碳”目标下,从碳储量视角开展重点区域土地利用变化预测研究,对协调与优化区域土地利用格局、提高区域生态系统未来固碳潜力具有重要参考价值。[方法]以川西高原为研究区,以2000年、2010年和2020年土地利用为数据源,预测不同情景下2030年土地利用,结合修正的土地利用碳密度数据和InVEST模型估算区域碳储量变化。[结果](1)从各地类相对研究区的面积占比变化看,2000—2020年草地从65.20%逐步缩减到63.65%,林地从31.73%不断扩张到32.92%,未利用地先减后增且净增0.57%,水域和耕地先增后减均净减0.11%,湿地持续增加,共净增0.07%;研究区2000年、2010年、2020年碳储量分别为24.26×10⁸,24.29×10⁸,24.27×10⁸ t,呈先增后减趋势。(2)与2020年相比,2030年自然发展情景下碳储量减少3.19×10⁵ t,在耕地保护情景、生态保护情景、耕地生态联合保护情景下将分别固碳4.29×10     

基于CA-Markov与InVEST模型的吉林省生态系统服务价值模拟及预测

[目的] 分析与预测吉林省土地利用演变过程,衡量其对生态系统服务价值的影响程度,为吉林省生态环境保护与改善方针策略的制定提供理论依据。[方法] 基于吉林省2000,2010和2017年3期土地利用数据,采用CA-Markov模型对2024年的土地利用格局进行模拟预测,利用InVEST模型分析吉林省2000-2024年生态系统服务价值变化及生境质量时空演变特征。[结果] ①2000-2024年吉林省耕地、草地、建设用地面积持续增长,林地、水域和未利用土地面积有所减少。②2000-2024年生态系统服务总价值呈下降趋势,其中森林的生态系统服务价值量最大,水文和气候调节是主要的生态服务功能。③吉林省生境质量在空间分布上呈中西部低,东部高的特征,质量在不断退化,城市周边和各大水系流域沿岸退化严重。[结论] 吉林省中部及西部地区生境质量下降较为严重,应注重城市周边及水系的保护与合理利用。     

基于MCE-CA-Markov的三峡库区土地利用演变模拟及预测

为深入研究三峡库区蓄水以来土地利用演变规律及驱动机制,该研究以库区2000、2007及2014年的Landsat TM遥感影像作为数据源,在运用ARCGIS10.1对库区土地利用现状进行分析的基础上;基于多标准评价(multi-criteria evaluation,MCE)的元胞自动机和马尔可夫链(CA-Markov)模拟库区自组织的土地利用演变;并利用多时相的遥感分类图像检验MCE-CA-Markov的模拟精度,经检验,其Kappa系数达到0.9712;利用检验过的土地利用演变限制条件及因子组合来对库区2028年土地利用进行预测.研究结果表明:运用MCE-CA-Markov模拟土地利用演变规律是可行的;在2000—2014年间,库区土地利用变化图谱面积由大到小排序为稳定变化型>后期变化型>前期变化型>反复变化型>持续变化型;模拟得到库区2014年土地利用格局与解译的土地利用格局一致,相对精度达到84.48%;预测到2028年时,库区耕地、林地及草地继续减少,水域、建设用地及未利用地持续增加,预测结果表明三峡库区土地利用变化十分活跃,生态环境恢复和重建的压力很大.因此,迫切需要加强三峡库区耕地、林地和草地的保护,控制和阻止盲目开垦耕地的行为,促进库区生态环境的保护和改善.研究结果以期为三峡库区土地利用规划、城市建设以及生态环境修复提供理论支撑.     

三峡库区(重庆段)降雨侵蚀力变化趋势及突变分析

三峡库区水土流失是社会关注的焦点问题,采用Mann—Kendall非参数检验法对三峡库区(重庆段)1955—2010年降雨侵蚀力变化趋势及突变进行分析,获取56a来研究区降雨侵蚀力时间变化特征。结果表明:(1)1955—2010年,研究区年降雨侵蚀力增大趋势不显著(sig=0.05)。季节降雨侵蚀力变化上,仅夏季降雨侵蚀力显著增大,需加强夏季水土流失治理。(2)1955—2010年,研究区年降雨侵蚀力突变开始于1967年,在1980s—1990s显著增大(sig=0.05)。季节降雨侵蚀力突变结果表明,春、秋季降雨侵蚀力突变开始于1950s末,1970s—1980s显著增大(sig=0.05);夏季降雨侵蚀力突变开始于1979年,在2000年后显著增大(sig=0.05),近10a来夏季降雨侵蚀潜能明显增强。(3)沿长江干流的各气象站点中,仅涪陵站年降雨侵蚀力增大显著(sig=0.1)。奉节、万县两站春、秋季节降雨侵蚀力变化趋势与沙坪坝、涪陵两站存在差异;奉节站季节降雨侵蚀力突变与其他3个站点差别较大,地形是影响研究区降雨侵蚀变化空间分异的重要因素,需加强奉节、万县的水土流失防治工作。     

基于PSR模型的三峡库区重庆段土地利用生态风险评价

土地利用变化对生态环境有着重要的影响,不合理的土地利用方式会对生态环境带来风险。采用三峡库区重庆段2010年TM遥感数据、社会经济数据以及环境监测数据,采用PSR模型构建评价指标体系,利用主成分分析法建立评价模型,对三峡库区土地利用生态风险进行评价。结果表明:三峡库区重庆段土地利用生态风险以中度风险和较低风险为主,生态风险由东北到西南逐渐减轻。区域土地利用生态环境稳定性存在明显的差异,不合理的土地利用对重庆主城九区及长寿的生态环境影响力有限;而对三峡库区腹心地带的生态环境影响较大,较低的土地利用风险压力将导致区域生态风险状态与响应值偏高。因此三峡库区腹心地带应重点予以关注,强化土地利用过程中的生态环境建设,加强环境治理与生态环境监测。研究结果可为三峡库区土地合理利用与生态保护提供参考。     

重庆三峡库区乡村聚落空间分布探析

基于对重庆三峡库区地理环境基础和经济社会发展概况的认识,通过实地调研并结合文献资料,采用PSR剖析了影响重庆三峡库区乡村聚落分布的自然力（自然环境基础）和非自然力（包括区位力、经济力、社会力、政治力）的作用,揭示了重庆三峡库区乡村聚落的空间分布及其演变特征。结果表明:（1）重庆三峡库区乡村聚落分布呈现明显的地域分异,可以划分为:平行岭谷区河谷平坝与缓丘通达良好高度聚集型、岩溶低山与中山槽谷一般通达松散聚集型、平行岭谷丘陵与低山一般通达松散团聚型、低山与中山山麓及盆地通达良好松散聚集型、低山与中山一般通达松散团聚型、低山与中山岭谷封闭散居孤立型、低山与中山坡地封闭散居孤立型等地域类型;（2）上述乡村聚落地域类型空间发展呈现集聚与扩散并行的总体特点,具体表现为聚集型分布—网络扩展并行、团聚型分布—带状伸展并进、散居型分布—串珠状伸延并存等演进类型;（3）非自然力是驱动重庆三峡库区乡村聚落分布与演进的重要力量,但自然地理环境因素的基础制约作用也十分明显。     

三峡库区2010年度土地利用现状分析

土地是一种稀缺的自然资源,一个区域各部门的生产建设都要落实到土地上,对区域土地利用现状进行全面的研究和分析,能揭示人类利用土地的广度、深度和合理程度,有助于全面分析土地利用变化的内在机理,反映生产规模、水平和特点,为土地利用结构的优化调整提供依据。基于RS与GIS技术,利用三峡库区2010年TM影像数据,获得三库区土地利用现状数据,并采用计量地理学和景观生态学的方法对三峡库区土地利用现状进行分析。结果表明:由于自然条件和社会经济条件的不同,三峡库区各区县在土地类型多样化、组合类型形式和区位指数各有差异。从库区土地利用多样化指数来看,兴山县用地类型最单一,主要以林地为主;从土地利用程度来看,渝中区土地利用程度最高;从土地利用综合指数来看,长寿区土地利用综合指数最低。文章旨在为制定保护三峡库区生态环境的相关政策提供参考和依据。     

基于主成分分析与层次分析的三峡库区耕地集约利用对比

以三峡库区耕地集约利用研究为例,紧扣土地集约利用的涵义,构建三峡库区耕地集约利用评价的指标体系,采用不同的方法评价库区耕地集约利用程度并进行对比分析,寻找对集约利用值影响的差异;采用主成分分析法和层次分析的方法,并结合对比分析法;研究表明两种方法对耕地集约利用值影响的顺序差相差不大,并且在集约利用程度分布上吻合较好,主成分分析法中每组主成分贡献率的作用趋势与层次分析法中对应的准则层权重大小基本一致。另外要提高耕地的集约利用水平重在提高耕地的产出。开展此项研究一方面提高了库区耕地集约利用评价的准确度,另一方面得出了提高库区耕地集约度的途径。     

三峡库区生态空间脆弱性时空演变特征

探讨生态空间脆弱性时空分异特征,有助于客观识别区域生态环境的敏感程度和自我恢复能力,并为国土空间规划提供依据。基于VSD模型构建三峡库区生态空间脆弱性分析框架,从空间暴露度、空间敏感性和空间适应力分析2005—2018年三峡库区生态空间脆弱性的时空分异特征及规律。结果表明：(1)三峡库区生态空间脆弱性的3个维度均具有显著的空间分布特征和时间演变规律。生态空间暴露度呈现以重庆的主城区(平均为0.355)和渝东北的万州区(0.416)为双核心向四周逐渐减弱的分布特征;由2005年的0.235 6持续增至2018年的0.269 1。生态空间敏感性呈现“东北高西南低”的分布特征,渝东北的巫溪县敏感性最强为0.691,渝西南的北碚区最低为0.296;由2005年的0.360 7持续增至2018年的0.437 4。生态空间适应力呈现“两端高,中间低”的分布特征,以重庆主城区(平均为0.634)和湖北夷陵区(0.613)为双核心向四周增强;由2005年的0.518 4减至2010年0.457 4后增至2018年的0.571。(2)三峡库区生态空间极度脆弱区主要分布在库区西南地区的重庆市主城区域(平均...     

三峡库区土地利用变化特征研究

土地利用是人类最基本的经济活动,在可持续发展的思想下对土地利用变化特征进行研究是我国近年来土地利用的重要发展趋势。以三峡库区2000年、2004年、2007年、2010年、2013年五期的TM影像数据为数据源,利用GIS技术,提取各期土地利用现状图,分析三峡库区各期土地利用类型的数量、空间分布及变化趋势,对土地利用动态度、土地利用程度的变化特征进行分析研究。分析表明:2010—2013年三峡库区总体上呈现耕地、草地、林地和未利用地面积减少,建设用地、水域面积增加的趋势;各土地利用动态度变化表现出差异性,建设用地和水域土地利用动态度较大,草地、耕地和林地动态度较小;研究期内三峡库区土地利用程度呈现增大的趋势。研究方法和结果有助于了解三峡库区近13 a来土地利用的变化特征,从而为三峡库区土地利用和土地规划的可持续发展提供参考价值。     

针对水土流失的三峡重庆库区土地质量评价

以三峡重庆库区为研究对象,基于PSR(压力-状态-响应)框架,针对水土流失建立土地质量指标体系.压力指标包括降雨压力、可蚀性压力、地形压力、土地压力、人口压力、收入压力等指标;状态指标包括侵蚀状态、肥力状态、格局状态等指标;响应指标包括利用响应和政策响应.采用专家打分、分级赋值、综合评价的方法,对三峡重庆库区土地质量进行了初步评价.结果表明,三峡重庆库区的土地质量综合得分为2.76分,土地质量偏低评定为3等.压力指标得分最低为2.14分,状态指标得分为3.13分,响应得分为3分.人为干扰是引起区域土地质量低下的最主要原因,紫色土广布和地形坡度大等自然地理状况是土地质量低下的第二大原因.本研究可为同类地区土地质量评价和退化土地的生态恢复提供一定的借鉴意义.