土地利用变化对漓江流域生态服务价值影响

应用Costanza的生态服务价值计算方法,参照中国陆地生态系统单位服务价值系数,分析了土地利用变化对漓江流域生态系统服务功能的影响.漓江流域生态系统服务价值在1991-2006年间减少了14.906 2×10~8元,年平均减少0.993 8×10~8元.生态服务价值系数较高的林地、耕地和水域等转化为生态服务价值系数较低的建设用地和园地,是流域生态服务价值受损的主要原因.流域生态系统9类单项服务价值均呈现下降趋势.尤其是土壤形成与保护、水源涵养、气体调节、生物多样性保护和气候调节等服务价值的损失较大.马尔可夫链模型的预测结果表明:如果保持1991-2006年的土地利用变化趋势,漓江流域生态系统服务价值在未来将呈现不断下降的趋势.敏感性分析表明,生态系统服务价值对价值系数缺乏弹性,研究结果可信.     

基于生态系统服务功能的滇池流域关键性生态用地识别

关键性生态用地对维护区域生态系统稳定、维持生态系统服务功能良性循环不可或缺,识别流域关键性生态用地,可为区域生态保护工作提供参考。该研究以滇池流域为研究区,结合流域生态系统服务功能特征及土地利用现状,选取水源涵养、生物多样性保护、水土保持及景观休闲等主要生态系统服务功能进行生态用地重要性评价,在此基础上采用最小累积阻力模型进行关键性生态用地识别研究。结果表明:2019年,滇池流域关键性生态用地面积为1 216.30 km2,占流域总面积41.65%,主要分布于流域北部、中西部及东部边界,以林地、水域为主,两者面积分别为774.53、306.39 km2,具有涵养水源、防止水土流失、维护生物多样性、发挥景观休闲等作用。识别结果能反映出维护流域生态功能的最重要生态用地,对滇池流域生态用地的规划与保护具有现实指导意义。     

基于InVEST模型的渭河流域干支流生态系统服务时空演变特征分析

渭河作为黄河的最大支流,是生态保护建成区重点之一,对其生态系统服务研究有利于实现流域内高质量发展和生态保护之间的平衡关系,保持流域生态系统服务功能,促进流域生态系统恢复。基于InVEST模型分析渭河流域2000—2018年5期土地利用和干支流生态系统服务时空动态变化,采用相关性分析水源涵养、土壤保持和生物多样性之间的权衡和协同。结果表明:19年间,研究区土地利用情况主要以耕地、草地和林地为主,占总面积的95%以上。流域内水源涵养呈现"先上升后下降"趋势,平均栅格单元产水量542.9 mm,渭河流域干流水源涵养量最高,为6.88×10~8 m~3,其次为北洛河和泾河流域,分别为3.36×10~8,5.04×10~8 m~3。土壤保持呈斑块状分布,流域整体土壤侵蚀状况为微度侵蚀,且渭河流域干流实际土壤侵蚀量总量最高为6.67×10~8 t,其次为北洛河和泾河流域,分别为6.22×10~8,3.13×10~8 t。生物多样性表现为生境质量高区集中分布在生态较好的森林生态保护区,人类活动较为密集地区生境质量较差。研究期间,渭河流域水源涵养与土壤保持、生态质量之间为高度协同关系,其他生态系统服务不显著,不同的土地利用类型对生态系统服务之间权衡和协同贡献值不一致。     

基于小流域综合治理的生态恢复对策

在小流域综合治理中采用生态恢复的方法,通过修复、增强改善环境质量,采用生态水利和生态工程学的治理方式,建设一个具有河流地貌多样性和生物群落多样性的动态稳定的、可以自我调节的小流域生态系统,是以水源保护为主要目的的小流域综合治理有效措施。东江惠州段承担着向深圳、香港供水的重任,大岚河是东江的一级支流,在充分论证对生态系统影响的基础上,采取各种生态工程措施、管理措施和生物措施,发挥生态系统自我恢复功能并进行适当的人工修复,构建绿色产业链,就一定能使大岚河生态系统得到恢复,从而促进流域生态、经济和社会的可持续发展,达到涵养水源、保护东江水质的目的。     

基于生态足迹的沿海城市可持续发展能力评价及预测分析--以江苏盐城为例

为衡量区域生态系统的压力大小,综合运用生态足迹模型、生态足迹多样性指数、生态系统发展能力、灰色预测GM(1,1)模型评价了江苏省盐城市2005-2018年的生态系统可持续发展能力,并预测了其未来10 a的生态可持续性。结果表明:2005-2018年盐城市生态足迹组分以水域和耕地为主,占足迹总量的64%~72%;14 a间,盐城市的生态足迹多样性指数保持稳定,但生态系统发展能力增加了70%;盐城市的生态承载力14 a间仅增加了25%,明显低于生态足迹的63%,生态赤字呈逐年扩大趋势,其中,2018年的生态足迹为当年生态承载力的7.8倍;如果继续当前的消费模式,预计到2028年,盐城市生态赤字较2018年增长44.6%,区域不可持续发展状况将越发严重。研究认为区域可持续发展的实现应该从减少生态足迹、提高生态承载力和生态足迹多样性指数三方面着手,以求达到提高资源利用率、发展循环经济的效果。     

漓江流域土地利用变化分析及预测

以1993年、1999年、2006年和2010年四期Landsat遥感数据为基础,应用混合分类法对研究区主要景观类型进行分类,并通过土地利用转移矩阵及四种常用景观指数分析了漓江流域近20 a来的土地利用变化特征。针对研究区近20 a的土地利用变化情况,应用CLUE-S预测模型对漓江流域2020年的土地利用变化情况进行预测。结果表明:漓江流域土地利用在近20 a间发生了较大变化,具有重要生态功能的林地面积退化明显,建设用地与耕地所占比重不断增加。通过对四期TM数据进行景观分析,发现研究区内景观优势度减小,破碎度增加,由此认为研究区内生态环境正在逐步退化,这主要与漓江流域水源林地遭到不断砍伐以及人类经济活动有关。基于历史土地利用数据用CLUE-S模型对漓江流域2020年土地利用格局进行模拟,发现林地面积继续减少,建设用地面积持续增加。该模拟结果可为漓江流域经济发展、土地规划及生态保护提供参考依据。     

基于多角度的漓江流域土地利用/覆被变化及驱动力分析

改革开放以来,漓江作为国家重点保护的13条河流之一,其流域内土地利用变化的强弱、方向、稳定性状况及其驱动力组成关系着漓江流域生态系统的稳定和桂林市社会经济的发展。基于此,采用1977、1987、2000和2015年4期TM/ETM影像,通过信息熵、空间集聚性及驱动力等从多角度对漓江流域1977-2015年的土地利用/覆被变化及其驱动力进行了研究。结果表明:①1977-2015年,漓江流域土地利用/覆被变化呈现出剧烈-平稳-再次剧烈的变化特点;②流域土地利用综合指数由1977年的228.602增加到2015年的230.878,且越接近市辖区中心土地利用程度越高,流域北部土地利用结构信息熵较小,市辖区最大,极差达到0.86 Nat,不同县域土地利用系统稳定性有所差异;③自然因素中以地形曲率、地貌类型及年均气温对土地利用的影响较大,社会经济因素及半自然半社会经济因素中以旅游景点密度、单位面积粮食产量和单位面积肉类产量这几个因素影响最为显著。     

基于GIS的漓江流域环境敏感性分析

漓江流域水安全和生态安全形势严峻,流域生态环境极易受到外界的影响,环境敏感性分析和评价作为流域生态功能区划的基础性工作,应当引起足够的重视。在综合考虑漓江流域生态环境特点的基础上,建立了适用于漓江流域环境敏感性评价的指标体系,在GIS软件支持下,对漓江流域环境敏感性进行了综合分析与评价,探讨了漓江流域生态环境敏感性的空间分布及分异特征,并将其划分为极敏感区、高度敏感区、中度敏感区、轻度敏感区和一般敏感区5个等级区域,最后按照行政区划对其敏感性区域进行了统计,以期为漓江流域生态修复提供基础支撑。     

2000-2020年漓江流域景观生态脆弱性时空分异

漓江流域是我国南方脆弱岩溶环境的重要生态安全屏障。通过景观生态脆弱性评价优化国土空间治理,可为岩溶区生态修复和脱贫攻坚成果提供科学依据。基于土地利用、遥感信息和GIS空间分析平台,应用景观指数、时空统计、空间分析、地理探测等方法,从多维时空尺度分析了漓江流域景观生态脆弱性及其时空变化规律。结果表明:(1)漓江流域以林地、耕地为主体景观,面积占全流域的90%,近20年其变率小于0.37%,扩张强度小于3.59%,流域景观格局稳定; 建设用地增长最快,扩张强度高达72.97%,动态度明显高于其他地类,城镇化进程是景观格局的主要驱动因素;(2)景观生态系统以中低级脆弱区为主,占总面积的56.53%,高危脆弱区面积占比小于10%; 形成城镇化中心低值聚集,山地区高值连片的分异格局; 近20年一级、五级脆弱区扩张强度分别为1.70%,1.36%,中高级脆弱区面积扩张强度-2.59%,流域景观生态脆弱性减弱。(3)LEV空间分异呈现人工景观低值化与自然景观高值化格局。桂林市区是低—低相邻的冷点,周边山区为高—高相邻的热点,近20年冷点、热点范围都略有扩大,景观生态脆弱性与城镇化有显著的正向空间依赖性。(4)城镇化及坡度变化对脆弱性的解释度最大,其q值分别为0.2689,0.250 8,是LEV空间分异的核心驱动,自然和人工因素共同决定了LEV时空分异。漓江流域土地利用应坚持综合治理和系统规划的原则,统筹城乡土地利用和国土空间规划,系统融合城市与乡村、自然与人工景观类型及功能。     

漓江流域喀斯特森林土壤碳氮磷储量分布特征及其影响因素

以探明漓江流域喀斯特森林土壤的碳氮磷储量分布为目的，为保护漓江流域脆弱的喀斯特生态系统提供理论依据。在漓江上中下游各流域段的典型喀斯特森林共设置20 m×20 m的15块天然林样方，对森林植被进行每木检尺调查，采用五点采集法采集0—20,20—40 cm土层土壤，分析土壤碳氮磷储量空间分布情况及驱动因子作用途径，量化各类生物和非生物因子对区域喀斯特森林土壤养分储量分布格局形成的作用贡献。结果表明：(1)漓江流域喀斯特森林土壤碳氮磷储量平均分布表现为上游>下游>中游，在漓江流域喀斯特森林土壤中碳、氮、磷储量分别为55.8～192.0,3.1～14.8,6.0～12.0 kg/m²。在同一流域土壤中，0—20 cm土层碳氮含量均显著高于同流域20—40 cm土层，磷元素在漓江流域不同深度土层中未表现出显著差异。(2)碳储量与C/P、N/P、森林物种多样性Shannon-Wiener指数和Simpson指数均呈现出显著正相关关系；氮储量与C/P、N/P、Shannon-Wiener指数和Simpson指数均呈现显著正相关关系，与C/N呈现显著负相关关系；磷储...     

生态足迹在城步县发展规划中的应用研究

通过测定湖南城步县生态足迹,从资源利用结构状况、供需平衡和资源利用效率等方面分析了该县生态系统可持续发展状况以及生态盈余产生的原因、趋势及持续时间,并提出区域发展的对策。     

基于生态足迹的宁夏生态环境可持续发展研究

基于修正后的生态足迹模型测度了宁夏2000—2013年生态足迹和生态承载力的变化趋势,引入足迹深度和足迹广度模型,探讨宁夏自然资本利用状况,加入万元GDP生态足迹、生态足迹多样性指数和发展能力指数作为补充,对宁夏的可持续发展能力进行测算。结果表明:（1）研究期内,宁夏全区人均生态足迹由1.601 8增长到2.915,人均生态承载力由1.175平稳下降到1.005,生态赤字增长了2.58倍,宁夏的生态承载力已超负荷;（2）人均足迹深度从1.833上升到3.294,人均足迹广度维持在0.608 5～0.852 9,资本流量已经不能满足人们日常消耗,资本存量的利用已然成为宁夏社会经济发展的必需。2013年,宁夏需要约3.29倍的国土面积才能维持自身的发展。（3）万元GDP生态足迹由3.009降到0.743 6,发展能力指数由2.630 7上升到4.748 2,表明宁夏的自然资本利用效率正逐步提高,具备一定发展空间,但是生态足迹多样性指数数值较低,说明宁夏的自然资本利用方式不均衡,生态系统处于不稳定状态。未来应通过加快产业结构升级、降低能源消耗率、提高耕地利用效率、合理规划城镇土地利用等方式来优化自然资本利用状况,减少生态环境压力。     

基于生态足迹模型的西部资源型城市可持续发展评价

生态足迹是衡量区域自然资源可持续利用的重要指标。该文运用调整后的生态足迹模型,计算西部9个典型性资源型城市的生态足迹及其生态承载力,并对各城市资源利用程度和生态环境可持续发展状况进行评价与分析。结果表明:西部资源型城市普遍存在生态赤字,表现出较强的不可持续性,而造成这些问题的主要原因就是经济发展对化石能源的高度依赖,使得能源用地的需求量远远大于供给量。最后,文中提出了减少生态足迹需求和增强生态承载力供给的政策建议。     

干旱区石羊河流域水资源研究进展

水资源是干旱区石羊河流域生态环境最重要的限制性因子和主要组成部分。随着经济和人口的迅速增长,石羊河流域生产生活用水不断占用生态环境用水,大部分地区水资源利用已经超过了极限,导致生态环境不断恶化。该文按照“产生的问题—影响机制—过程模拟和情景预测—提出对策”这一思路总结了国内近30a的研究成果,研究结果发现:石羊河流域水资源开发利用对生态环境的影响机制研究较少,在实践中仍然面临着许多问题。因此,今后的重点应以机制为基础,从流域的宏观角度,过程模拟和情景预测为突破口,综合开展石羊河流域水资源开发利用对生态环境影响问题的研究。     

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。     

重庆龙溪河流域水生态系统服务时空演变及对土地利用变化响应

探究区域水生态系统服务时空变化状况及其与土地利用的关系,有利于区域水生态环境保护和国土资源合理开发利用,帮助决策者通过合理的土地利用方式提高区域生态系统服务能力,平衡区域生态功能与农业生产功能。选择位于长江上游重要生态屏障的重庆市龙溪河流域作为研究对象,利用InVEST模型,对龙溪河流域近20年产水、水质净化、土壤保持服务等水生态系统服务的时空变化特征和其受不同土地利用类型的影响进行了研究。结果表明:(1)近20年龙溪河流域水生态系统服务总体呈增强变好的趋势,但存在一定的空间差异性。虽然产水与水源涵养服务在整个流域空间上相差不大,但水质净化服务在流域林地密集区较场镇和工业集聚区强,土壤保持服务在流域中部南北向水域、建设用地、农地集中区较流域东西两侧坡地强。(2)不同土地利用类型对流域水生态系统服务贡献呈现较大差异性。产水服务由强到弱表现为耕地>林地>建设用地>草地>水域,水源涵养能力表现为耕地>草地>水域>林地>建设用地,水质净化服务表现为林地>草地>建设用地>耕地>水域,土壤保持服务表现为水域>建设用地>耕地>林地>草地。(3)为平衡供给与调节服务,宜以乡镇为单元将龙溪河流域划分为生态修复区、农业生产区、城镇发展区,并针对各分区采取相应生态措施。     

石羊河流域多目标水资源配置模型及其应用

石羊河位于甘肃河西走廊内陆河流域,降雨稀少,生态环境脆弱,水是控制生态系统演变和限制社会经济发展的关键因子,水资源的合理配置是流域水资源持续利用的基础。遵循生态平衡原则、效率原则以及公平性原则,以流域生态需水满足度最大为生态目标、流域总的净效益最大为经济目标、流域内各计算单元人均净效益变率的均方差最小为社会公平目标,建立了水资源配置多目标评价函数。从供水、节水、结构调整、虚拟水等措施假设不同的水资源模拟配置情景,通过计算单元优化配置模型和水资源转化模拟模型的耦合模型得到各方案的配置结果,由多目标评价函数评价各方案的优劣,提出了流域水资源合理配置的方案。