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。     

生态输水前后塔里木河干流生态系统服务价值的变化过程

分析塔里木河干流生态输水前生态系统退化过程中生态服务价值的变化,以及输水后生态恢复过程中生态服务价值的变化。基于RS/GIS技术,利用1990、2000、2010年3期Landsat TM/ETM遥感影像,分别提取土地利用/覆被类型信息,同时结合谢高地、Costanza等计算生态服务价值的方法。结果表明:塔里木河干流土地利用类型的生态系统服务价值从1990年到2000年减少了11.43亿元,减少了8.5%,以每年1.14亿元的速度下降,主要是由于天然林地、灌草地、湿地和内陆水体面积大幅减少,导致该区的自然资本的价值不断损失;在塔里木河生态输水期间(2000-2010年),生态系统服务价值增加了12.57亿元,增加了10.21%,以每年1.26亿元的速度增加,主要是由于自2000年开始的生态输水工程引起内陆水体面积的增加所至。结论:生态输水前,塔河干流生态服务价值呈总体下降趋势;生态输水过程中,生态服务价值呈上升趋势。     

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CA-Markov模型的渭河中下游干流土地利用变化模拟及预测北大核心

识别和预测土地利用时空格局演变规律对科学推进区域生态保护和国土资源空间规划的合理开展具有重要意义。以渭河中下游干流为研究区,利用转移矩阵、土地利用动态度以及土地利用程度指数为评价因子,分析1980-2020年土地利用变化,采用基于多评价准则(MCE)的元胞自动机和马尔科夫(CA-Markov)模型模拟自然发展情景、生态保护情景和统筹发展情景下2030年土地利用演变特征。结果表明:1980-2020年渭河中下游干流耕地面积占比最大为52%左右,其次是林地和草地,建设用地面积呈持续增长趋势。多年综合土地利用动态度为0.66%,建设用地面积变化最快,并以耕地转化为建设用地为主。基于CA-Markov模型模拟了2015年和2020年土地利用变化情况,模拟的土地利用空间格局发展态势与实际较一致,模拟的3种情景下2030年建设用地面积在自然发展情景下增幅最大,生态保护情景下林地面积增加了53.83 km~2;统筹发展情景下各土地利用类型变化较小。在3种情景下,渭河中下游干流2030年土地利用结构仍然以耕地、林地、草地为主,建设用地面积均呈不同增幅的增加趋势,统筹发展情景下的预测结果更符合国土空间规划要求和经济社会发展的需求。     

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。     

基于SWAT模型的济南南部山区土地利用优化研究

【目的】维护南部山区水源补给区良好的水循环条件和功能并建设济南水生态文明城市。【方法】应用SWAT分布式水文模型,选择Re、Ens和R2三项指标进行模型率定分析,再以20 km~2为步长模拟土地利用变化与径流和泥沙的关系,在此基础上建立以水文、水保和经济为目标的多目标土地利用结构优化模型。【结果】SWAT模型3项率定指标均满足要求,模型对研究区的径流和泥沙模拟具有较好的适用性;年径流变化量和年泥沙变化量与土地利用转化面积关系可以用二次函数式表示,单位面积林地转变为建设用地时,径流和泥沙流失量增加最大,草地转变为建设用地和耕地对径流影响最小,耕地转变为建设用地对泥沙流失影响最小;现状年和规划年的土地利用结构还应该进一步优化,林地、草地、耕地和建设用地面积分别为370.70、158.35、375.92和45.21 km~2,为最优土地利用结构。【结论】模型在济南南部山区适用性良好,能为南部山区合理利用土地资源、保护生态环境,保证济南水生态文明城市建设提供决策依据。     

安塞县农林牧土地利用结构及其功能分析

在分析安塞县农林牧土地利用结构的基础上,借鉴生态系统服务功能的思路,构建了安塞县农林牧土地资源单位面积生态服务价值表、农林牧土地资源经济系统服务价值和土地利用变化与系统功能一致性偏差的计算公式,量化了农林牧土地资源的生态与经济功能,分析了农林牧土地利用结构及其功能一致性。结果表明:1998—2008年,安塞县农林牧土地利用结构由1:0.97:1.02变为1:4.19:2.59,变化速率依次为林地>耕地>草地。在此过程中,系统生态功能提高了62.03%,经济功能提高了122.29%,农林牧土地利用结构及其功能的一致性较高;同时表明,林地和耕地变化分别是系统生态功能和经济功能变化的主要影响因素,草地经济潜能未得到有效发挥,因此需要完善草畜产业链,提高系统生态经济效益。     

基于GLC30数据的近20年海南岛土地利用动态变化研究

土地利用/覆盖变化（land use/cover change,LUCC）是当前全球变化研究的核心内容之一。近20年来,受自然环境和人文社会经济双重影响的海南岛土地利用变化显著,但其时空动态变化特征及其格局尚不明确。基于GLC30全球地表覆盖数据,分析了海南岛近20年来土地利用时空分布格局、时空动态变化。结果表明,海南岛土地利用/覆盖类型空间分布格局以耕地和林地为主,耕地主要分布在沿海地区,林地主要分布在中部山区。2000—2010年海南岛土地利用时空变化格局以林地面积增加为主,主要由耕地、草地、湿地和水体转化而来;2010—2020年海南岛土地利用时空变化格局以耕地和建筑用地显著增加为主,耕地增加主要来源于林地的转化,建设用地的增加则来源于耕地和林地。2000—2020年,海南岛林地和建筑用地面积显著增加,耕地和草地明显减少;湿地、水体、裸地和海域的面积变化较小。林地增加的区域主要分布在海南岛中部山区及东北部文昌市,大部分由草地转化而来;建筑用地主要来自于耕地、林地和草地的转化,另一部分则来自于湿地、水体和海域的开发,主要分布在海南岛沿海城镇居民点的周边地区;耕地减少主要是转化为林地,分布在海南海口、昌江、琼海和万宁等市县;草地减少区域主要分布在海南岛中部山区,转化为林地。2000年、2010年和2020年海南岛土地利用程度在各个时期变化较小,总体数值处于中间偏上水平,表明海南岛土地利用/覆盖变化的稳定性较高,人类对土地的开发强度适中。通过本研究可为海南岛土地利用合理开发及未来海南自由贸易港建设提供科学参考。      

基于森林生态服务价值的流域生态补偿标准研究

森林生态服务价值评估本质上是对外溢于传统市场之外的成本和效益的测度。生态服务价值的合理测算是确定生态补偿标准限值的前提。生态系统及其服务功能的特征尺度决定了生态补偿问题的空间尺度。以流域水生态服务价值种类及计算方法为依据,在综合比较多种计算方法适用范围和计算成果可靠性的基础上,结合研究区景观特性,给出流域森林系统生态价值评估方法。以飞云江流域珊溪水库库区为例,计算供给、调节、文化和支持服务4种服务功能的生态价值,综合确定库区森林生态服务价值为70.62亿元/a。珊溪库区森林生态服务价值构成中的涵养水源、净化环境、减少土壤废弃功能价值的发挥均需库区上游民众的成本投入,为实现流域整体公平、协调、可持续发展,流域下游生态服务价值受益方应向上游补偿14.98亿元/a,约为生态服务价值的21%。     

辽宁省双台子河口湿地生态系统服务功能货币化研究

以辽宁省双台子河口湿地为研究对象,利用卫星遥感解译数据对该湿地生态服务功能类型进行划分,将双台子河口湿地划分为苇田、水田、滩涂等不同的湿地生态服务类型。运用市场价值法、生态价值法、影子工程法、专家评估法等不同的方法,对双台子河口湿地生态系统进行货币化研究,结果表明该湿地直接利用价值为114.58亿元,间接利用价值为3.42亿元,非利用价值为49.34亿元,总价值为167.34亿元。通过计算辽宁省双台子河口湿地的生态服务价值使人们对该湿地生态系统的重要性有更直观的认识,从而达到增强人们对湿地保护意识的目的。     

土地利用分类粒子群优化概率神经网络半监督算法

针对以往土地利用监测大都采用监督分类算法,成本较高、错分漏分严重且受人为因素影响较大的问题,提出了一种粒子群优化概率神经网络的半监督分类算法.该算法通过粒子群优化算法优化分类器的参数,提高分类器的精度,运用香农熵选择高置信度的样本扩展初始训练样本集,将大量未标记的样本扩展到训练样本集中,减少了初始标签样本的数量,节约了...     

磴口县地下水空间异质性分析及其对景观格局变化的响应

应用地统计学和地理信息系统方法,分析内蒙古自治区巴彦淖尔市磴口县地下水埋深对景观格局演变的响应。首先,通过半变异函数模型分析了磴口县地下水埋深的空间异质性特征,进而利用克里金插值对研究区2008、2016年的地下水埋深空间分布进行了拟合;其次,基于磴口县2008年与2016年的景观格局分布数据,研究了其景观格局演变特点;最后利用GIS叠加分析手段,将地下水埋深变化与景观格局演变数据进行耦合,分析了地下水埋深对景观格局演变的响应机制。研究结果如下：①空间上,磴口县地下水埋深大体遵循由东北向西南逐渐加深的趋势,研究时段内其空间异质性呈上升趋势,空间异质性中的随机扰动增强。②县域主要景观类型为林地,其次为沙地、裸地与水体,研究时段内建筑用地与水体增加明显,耕地与沙地略有减少。③景观格局演变对地下水埋深有较明显的影响,建筑用地的扩张使其加深,地表灌溉系统的不断完善使其上升。总体来看,磴口县地下水资源利用效率有较明显的提高。     

基于CLUE-S情景模拟的挠力河流域耕地适宜性评价研究

以挠力河流域为研究区,选择2000、2010、2020年3期土地利用数据,从土地利用动态度和转移矩阵两方面分析土地利用时空变化,运用CLUE-S模型对研究区2030年土地利用变化格局进行模拟验证,设基线、农业发展和生态保护3种情景预测2030年土地利用变化格局,最后对3种情景下耕地适宜性进行评价。结果表明：研究区土地利用类型以耕地为主,2000—2020年森林、湿地、水体和人造地表呈增加趋势,耕地和草地呈减少趋势。2000—2020年土地利用转移主要发生在耕地、草地和森林之间,2000—2010年草地面积转入最多,耕地次之,森林最少,转出面积相反;2010—2020年森林转入转出面积最多,草地次之,耕地最少。CLUE-S模型对挠力河流域土地利用变化具有良好的模拟能力,Kappa系数为0.894,模拟总体精度为91.18%;基线情景下耕地、草地和水体地类面积减少,其他地类面积增加;农业发展情景下耕地面积增加23.68%,人造地表面积未发生变化,其他地类面积均较少;生态保护情景下与农业发展情景正好相反。依评价指标体系和评价模型,分析计算出3种情景下耕地位于适宜区的面积占研究区总面积的96%...     

基于LU-SWAT模型的土地利用/覆被变化对水文过程的影响研究——以黑河上游为例

【目的】揭示内陆河流域集水区土地利用/覆被变化对水文过程的影响及其成因。【方法】基于能够逐年调用土地利用/覆被数据的LU-SWAT模型,并结合控制变量法研究了黑河流域集水区黑河上游1990—2009年土地利用/覆被变化对地表径流、侧向流、蒸散发量、地下径流以及总产水量的影响。【结果】LU-SWAT模型对于黑河上游月、年出山径流模拟结果较好,其月径流模拟的纳什系数为0.93,相关性系数为0.94;其年径流模拟的纳什系数为0.83,相关性系数为0.86。此外,其对各个水文要素的模拟结果符合西北干旱区内陆河流域集水区的水文特征;1990—2001年黑河上游土地利用变化主要表现在林地的减少,而2002—2009年土地利用的变化除了林地和草地的增加之外,还表现在裸地的大面积减少;1990—2001年黑河上游地表径流、侧向流、蒸散发量以及总产水量都呈现增加趋势,而地下径流呈减少趋势,2002—2009年流域地表径流、侧向流、蒸散发量以及总产水量减少,而地下径流量增加。在黑河上游,干旱条件下各水文要素对于土地利用覆被变化的响应更明显。【结论】1990—2001年林地的减少可能是流域地表径流、侧向流、蒸散发量以及总产水量都呈现增加趋势而地下径流呈减少趋势的主要原因。2002—2009年裸地的大面积减少可能是流域地表径流、侧向流、蒸散发量以及总产水量减少而地下径流量增加的主要原因。     

基于多模型的黑河中游甘临高地区土地利用情景模拟

混合元胞自动机（Mixed-cell cellular automata,MCCA）模型改进了传统的元胞自动机（Cellular automata,CA）模型,基于现实复杂土地结构引入混合元胞,实现了从定性、静态模拟到定量、动态模拟的跨越。本文首先探究MCCA模型在黑河中游甘临高地区（甘州区、临泽县和高台县）的适用性;之后分别采用多目标线性规划（Multiple-objective programming,MOP）模型、普通线性回归模型预测得到2035年可持续发展（Sustainable development,SUD）情景、基本发展（Basic development,BAD）情景中不同地类面积数值,然后将面积输入MCCA模型中进行不同情景的土地利用空间结构可视化,并开展对比研究。结果表明：各项精度评价指标均表明MCCA模型的模拟精度较高,Kappa系数、混合元胞质量系数（Mixed-cell figure of merit,mcFoM）和平均相对熵（Relative entropy,RE）分别为0.886、0.261和0.508,优于基于纯净元胞的斑块生成土地利用变化模拟（Patch-generating land use simulation model,PLUS）模型,因此MCCA模型适用于研究区土地利用结构模拟。2035年SUD情景中林地范围明显高于BAD情景,生态效益较BAD情景增速快,建设用地和耕地适度扩张,综合效益增速较快。该结果表明耦合MOP和MCCA模型模拟的土地利用优化配置方案能够更好地协调经济与环境的关系,既有利于经济快速发展,又能保护生态环境和维持社会稳定。     

林地规模经营模式案例分析

林地规模经营是转变林业发展方式,推动林业朝规模化、集约化发展的重要途径,对于促进山区社会经济的发展起着十分重要的作用。对浙江省临安市、富阳市两地规模经营动因进行了分析,重点对公司制、合作社和大户（家庭农场）等林地规模经营模式进行了分析。      

旱塬区新增耕地质量和粮食产能影响因素分析——以占补平衡项目为例

为揭示渭北旱塬区耕地占补平衡项目对粮食产能的影响,以冬小麦和春玉米为量化标准,采用Logistic回归模型,对典型的渭北旱塬区千阳县2017年占补平衡项目新增耕地粮食产能影响因素进行研究;同时,对项目实施前后新增耕地土壤理化性质变化进行分析.结果表明:通过占补平衡项目实施使新增耕地等级提升了1—2个等级,且新增耕地中水浇地面积占比越大,新增耕地等别越高,单位面积上水浇地较旱地的粮食产能提高率增加25%.随着项目实施年限增加,土壤理化性质不断得到改善,总孔隙度、大团聚体、水稳性团聚体和微团聚体均显著变大(P<0.05),土壤结构破坏率显著减小(P<0.05),抗侵蚀能力显著提高(P<0.05).土壤有机质质量比显著提高(P<0.05),土壤养分状况不断改善.新增耕地的面积、等别、基础设施、单位面积投资、年限等因素均与粮食产能之间呈现不同程度的正相关关系;各因素对新增耕地粮食产能影响程度,按因素排序由大到小表现为等别,面积,基础设施,年限,投资.     

吉兰泰及周边地区蒸散发的时空变化规律

【目的】探索吉兰泰及周边地区蒸散发的时空变化规律。【方法】以吉兰泰为对象,利用MODIS数据通过SEBAL模型估算了研究区2017年植被生长季5—10月的日蒸散发,并分析了蒸散发与环境因子的相关性。【结果】①生长季日平均蒸散量整体趋势呈单峰型分布趋势,日均蒸散量最大值在7月(3.98 mm),最小值在10月(1.11 mm);②在空间分布上,研究区东南部蒸散发最高,东北部蒸散发最低;不同土地利用类型中蒸散发值由大到小分别为林地、耕地、草地、戈壁、沙漠;各土地利用类型蒸散发量的时间动态表现一致,呈生长期>生长初期>生长后期;③归一化植被指数、高程与蒸散发正相关,风速以及地表温度与蒸散发负相关。【结论】SEBAL模型估算的蒸散发与P-M作物系数法的蒸散发进行对比,相对误差在允许范围之内,表明SEBAL模型对本研究区蒸散发的估算是可靠的。研究区靠近山地的蒸散发大于荒漠区的蒸散发。在植被生长季中生长初期的蒸散发受温度和风速影响最大,生长期和生长后期的蒸散发受地表温度和高程影响最大。     

Implementing irrigation: Salt and nitrate exported from the Lerma basin (Spain)

The creation of a new irrigated area influences the pollutants exported from the zone and, consequently, the quality of receiving water bodies. The aim of this study was to analyze the masses of the main pollutants exported by an area before and during its gradual transformation into irrigated land. To this end, salinity balances were carried out and the nitrate exported from the Lerma basin (752 ha, Spain) was quantified during 2004–2008. The agroenvironmental impact was evaluated through the use of pollution indices. The results revealed that the transformation of the area into irrigated land decreased salinity and increased nitrate concentration in drainage. The increase in the volume of drainage increased the masses of salt and nitrate exported, which in turn increased pollution indices during the transition. However, these indices were still lower than those quantified in other irrigated lands and therefore can still be considered to be of low contamination level. This study demonstrates the important environmental influence of introducing irrigation to an area, as pollution levels change and become mainly dependent on the management of irrigation and nitrogenous fertilization. For this reason, it is highly desirable to promote the optimization of agricultural management in a way that minimizes its impact.     

近50年来松嫩平原荒漠化时空变化特征

以1975、2000和2018年的遥感影像为数据源,采用“人机交互式”的目视解译法,提取土地荒漠化信息,结合地理信息空间分析技术,采用动态度计算、转移矩阵分析、景观格局分析等方法,分析松嫩平原近50年来的土地荒漠化时空变化特征和演变规律。研究结果表明,1975—2000年,松嫩平原荒漠化土地总面积明显呈发展趋势,总面积增加了7 061.60 km2,主要分布在松嫩平原东南部;2000—2018年,松嫩平原荒漠化总面积减少,减少面积为10 387.46 km2,土地荒漠化趋势得到改善。