环京津地区土地生态服务价值时空分异特征

为促进京津冀一体化协同发展及生态环境建设,利用遥感解译获得的环京津地区73个县(市)的土地利用变化数据,计算1996~2011年该区域的土地生态服务价值,并运用敏感性指数验证了所计算的土地生态服务价值可信度。引入生态系统服务价值动态度及相对变化率指数模型,分别对环京津地区土地生态服务价值的时间、空间变化进行了分析。结果显示:在空间分布上,环京津地区土地生态服务价值表现出由西北向东南逐渐减少的特征;在时间变化上,环京津地区不同的土地利用类型生态系统服务价值量变化规律略有不同,其中园地、水域的生态服务价值量变化最为剧烈;耕地、草地的生态系统服务价值量变化最为缓和,但环京津地区土地生态服务总价值随时间的推移呈缓慢减少的趋势;在空间变化上,西部高山丘陵区的土地生态服务价值变化较剧烈,东南部平原区变化较缓,1996~2011年间,生态服务价值变化最剧烈的地区集中在保定西部山区及张家口局部地区。     

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。     

2000—2020年漓江流域生态服务价值时空分异

[目的] 研究2000—2020年漓江流域生态服务价值(ESV)时空分异格局及变化规律,为优化土地利用结构和实现“双碳”目标提供空间治理方法。[方法] 基于遥感信息挖掘和地理信息分析平台,用价值核算及其动态度、敏感性分析方法评估生态服务价值,用空间自相关方法研究ESV时空格局,用地理探测方法诊断ESV分异的主导因素及驱动机制。[结果] ①漓江流域土地利用/覆盖空间异质性显著;林地、耕地面积最大,但变化平稳,建设用地增长迅速。②漓江流域生态服务价值约合3.75×10⁷元,其中林地、草地的ESV值最高,占总价值的52.44%。其变化呈先迅速增加、后缓慢减少的趋势,其中原材料生产、水土保持价值增强显著,而食物供给、水源涵养价值降低明显。③ESV总体上呈中游低值与上、下游高值的分异格局,表现为正向的空间集聚特征。[结论] 城镇扩张是漓江流域ESV时空分异及其动态变化的核心驱动,人类活动对ESV的扰动趋向增强。     

计数模型在池塘养殖游憩服务价值评估中的应用

随着社会经济的快速发展,休闲渔业正在逐渐成为渔业产业经济发展的新方向。近十年来,上海地区加大了对休闲渔业的投入,使得该地区池塘养殖系统更加具有游憩服务价值。目前对池塘养殖游憩资源价值的研究相对较少,对相应的评估方法及其在池塘养殖游憩价值评估中的适用性也需进一步探讨。由于对评估方法研究的滞后,池塘养殖系统中的游憩服务价值往往得不到科学揭示。基于对青浦、嘉定、奉贤3区的实证调查结果,本文以上海市为例,使用计数模型的个人旅游成本法估算这3个地区的池塘养殖游憩价值,进而将泊松模型和负二项模型进行对比研究,并将本文得到的青浦地区池塘养殖游憩价值结果与前期研究成果进行比较,探讨两种模型在池塘养殖评价中的有效性及个人旅游成本(ITCM)与区域旅游成本(ZTCM)两种方法在此类评估中的稳定性。研究发现:①不同模型对池塘养殖游憩价值的评估结果存在差异,总体来看负二项模型优于泊松模型。②个人旅游成本法与区域旅游成本法估计结果比值为4.98︰1,分别以两种方法估算值作为养殖池塘系统游憩价值的上限值和下限值比较合适。③基于计数模型的个人旅行成本法评估青浦、嘉定和奉贤地区的池塘养殖游憩服务价值分别约为20 863.34元·hm 2·a 1、57 997.03元·hm 2·a 1和522.73元·hm 2·a 1。建议有关各方重新认识池塘养殖休憩价值,继续加大休闲渔业支持力度,保护该地区的池塘养殖生态系统,以促进旅游及池塘养殖产业的可持续发展,提高渔民收入水平。     

洞庭湖区生态用地生态服务价值时空演化的地形梯度效应

从数量变化和垂直分布两个层面分析了洞庭湖区1990-2015年期间生态用地及其生态服务价值时空演化的垂直空间分布特征,结果表明:（1） 洞庭湖区生态用地由1990年的17 215.77 km²增加到2015年的17 258.28 km²。其中湿地数量增加,林地、草地数量减少。（2） 生态用地生态服务价值由1990年的856.72亿元增加到2015年的1 393.28亿元,湿地生态服务价值增加明显。（3） 低地形梯度（1~10）为湿地的优势分布区;高地形梯度（30~50）是林地和草地的优势分布区。生态用地的转入和转出在不同时期交替进行,转入主要集中在较低的地形梯度上,而转出覆盖的梯度更广。（4） 生态服务价值优势分布区逐渐向低梯度聚集,中高梯度贡献的生态服务价值比例明显下滑。在明晰生态用地及其生态服务价值的垂直分布变化规律的基础上,进行精准的生态管控和建设,实现洞庭湖区生态系统的健康发展。     

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。     

重庆市农田生态服务价值时空变化特征及其驱动因素分析

农田对保障区域物质供给、生态系统服务供给有着不可替代的作用,为探究区域农田生态服务价值的时空变化和驱动因素,本文基于重庆市2007—2016年统计年鉴及相关年份区县年鉴数据信息,构建农田生态服务价值指标体系,引入物价指数,通过列表清单法对重庆市农田生态服务价值进行评估,利用STIRPAT模型分析各区县间人均农田生态服务价值差异的社会驱动因素。研究表明:(1)2007年、2012年和2016年重庆市农田生态服务价值分别为898.06亿元、938.97亿元和1 038.45亿元,呈明显上升趋势,增幅为15.63%;年均农田正向服务价值(1 024.49亿元)远高于其负向价值(59.02亿元)。(2)就农田生态服务价值空间变化而言,渝西片区的总量和人均变化幅度最大,为30.32%和16.80%,其中农业较为发达的永川区、江津区农田负向价值相对突出;人均年农田生态服务价值排序为:渝东南片区(5 855元·人-1)渝东北片区(4 027元·人-1)渝西片区(3 846元·人-1)主城片区(840元·人-1)。(3)农业人口、城市化率、万元GDP能耗是重庆市各区县人均农田生态服务价值空间差异的社会驱动因素,主城片区的发展对其农田生态系统造成较大的压力,该区域应合理调整产业结构,以提升农田生态服务价值。研究结果为重庆市农田生态环境保护、恢复以及耕地补偿等提供科学依据。     

生态工程化循环水池塘养殖系统

为研究解决池塘养殖污染、水资源浪费和水产品安全等问题,针对传统淡水鱼类池塘养殖特点,设计了一种生态工程化循环水池塘养殖系统,系统由生态沟渠、生态塘、潜流湿地和养殖池塘组成,面积比为1︰5︰3︰30,系统中池塘呈串联结构排列,池塘对角方向建设有水层交换过水设施,系统利用1级动力提升形成循环水流。在池塘养殖密度0.20～0.82 kg/m3和系统水体日交换量10%～15%的情况下,水质检测结果表明,池塘养殖水体中的铵氮、亚硝态氮、硝态氮、总氮、总磷、化学需氧量（COD）等水质指标分别低于1.89、0.20、1     

重点生态功能区生态系统服务价值时空变化特征及启示——以湖北省宜昌市为例

生态系统服务价值评估一直是生态系统服务研究的重点和难点,认识和理解生态系统服务价值特征对制定合理的生态系统管理目标具有重要意义。以重点生态功能区——湖北省宜昌市为例,基于宜昌市2000年、2005年和2010年土地利用数据,采用价值系数法估算宜昌市生态系统服务价值,分析10年间宜昌市生态系统服务价值时空分异特征。结果表明:(1)10年间,宜昌市生态系统服务价值相对稳定,约为342亿元/a,年均增长0.01%。林地对生态系统服务价值贡献最大,约占80%,水源涵养服务功能价值最高,约占16.8%;(2)宜昌市生态系统服务价值呈现明显的西部高、中心城区和东南部低的分布格局;(3)根据生态系统服务价值空间分布特征,宜昌市未来生态系统管理应按城镇环境维护区、农业生态保护区和生态安全屏障区3大生态功能分区制定相应的发展战略目标。     

基于土地利用的滇池流域生态系统服务价值时空分异及影响

为了揭示滇池流域生态系统服务价值的时空演变规律和主要成因,明确生态保护的着力点,通过对1974—2016年多尺度滇池流域土地利用的生态服务价值(ESV)评估测算,采用遥感、GIS技术和可拓展的随机性环境影响评估模型(STIRPAT)结合地理加权回归方法(GWR)分析了1974—2016年5个时期流域ESV时空分异和影响因素。结果表明:(1)研究期内,各尺度ESV时空变化剧烈,流域整体呈ESV降低、聚集趋势。(2)不同栅格单元ESV等级分布变化和空间差异显著,呈滇池北岸和东南部远高于流域四周。(3)滇池流域ESV空间聚集程度呈先略微减弱后持续增强的趋势,整体有增强; 地均生态服务价值(UAESV)从分散到集中,明显受人口、土地城镇化,产业集聚和人类活动干扰。(4)滇池流域UAESV影响最大的是绿化率,人口、人均GDP、第三产业比重、万元GDP能耗和城市化率等有负面影响。综上,高原湖滨区域生态安全格局构建需求强烈,需限制建设用地蔓延扩张,划定国土“三区三线”,加快流域脆弱区生态隔离带建设,严格生态指标监测。     

农业生态系统文化服务的支付意愿与受偿意愿的差异性分析--以上海池塘养殖为例

池塘养殖已在我国存在千年之久,不仅提供着食物供给,同样为人类提供着文化服务价值。近年来农业服务业的发展大大加深了其文化价值。条件估值法(CVM)作为评价非市场价值方法之一,目前已被广泛应用。随着CVM的发展,对该方法的有效性和稳定性仍有争议。其中讨论的热点之一为策略性偏差,即受偿意愿和支付意愿评估环境物品或服务价值的不对称。已有的支付意愿(WTP)和受偿意愿(WTA)研究中,基于农业生态系统文化价值研究甚少。本文以池塘养殖文化服务价值评估为切入点,以上海青浦、嘉定和奉贤地区养殖池塘为研究对象,并应用Tobit模型及多元Logit模型对其WTA及WTP差别进行探讨。研究表明:(1)WTP受到受访者收入、受教育程度、对池塘游憩活动爱好程度及周边环境满意程度的正向影响,而WTA同样受到收入的影响,其池塘周边环境满意程度影响与WTA呈现反向关系;(2)导致WTA/WTP不对称的主要因素为收入、户籍、年龄和受访者对池塘游憩活动的爱好程度,其WTA/WTP均值之比为5;(3)收入效应、替代效应、持有效应、前景效应和产权问题是影响WTA/WTP不对称的理论依据;(4)在实际调查过程中,由于受访者对WTA的理解存在偏差,其回答值往往高于真实值,所以本文选用WTP作为主要评估方式,得出青浦、嘉定和奉贤区域池塘养殖生态系统文化服务价值分别为17 716.11万元、24 104.00万元和17 752.14万元。在推动上海新农村建设的过程中,职能部门需重新认识此类系统服务价值,做到充分保护和持续利用池塘,提高农民收入。     

上海市城郊土壤有机质的时空变异特征及其影响因素

为了深入了解城市化对城郊农业土壤有机质变化的影响,本研究运用GIS和地统计学结合的方法,对上海市土壤有机质的时空变异规律及其驱动因子进行了探讨。研究结果表明,土壤有机质在整个研究区内表现出中等程度变异,土壤有机质含量分布呈现出西南高,东部低的特点。1980—1999年土壤有机质含量增加,而1999—2010年土壤有机质含量下降。1999—2010年,由水田变为蔬菜地、苗圃时,土壤有机质含量分别下降6.72 g/kg和6.15 g/kg,而水田保持不变时,仅下降了1.51 g/kg。通过空间叠加分析可知,1999—2010年,上海市大部分地区土壤有机质含量呈减少趋势,只有北部、南部和西南的部分地区的土壤有机质含量有所增加。土壤有机质增加的区域离城市较远,而土壤有机质下降区域位于近郊,主要原因是近郊部分水田转化为蔬菜地和苗圃,土地利用方式改变导致了作物根茬和秸秆还田减少,同时有机质分解加快,因此引起了土壤有机质积累下降。     

用于池塘养殖尾水处理的串联式旋流器水动力特性及分离效率

为了将多级旋流分离技术应用于池塘养殖尾水处理,并解决旋流器的水力停留时间短、分离效率低等问题,根据池塘养殖南美白对虾的尾水特点,结合工业标准150旋流分离器的结构参数,设计了一种串联式旋流分离器。该研究基于欧拉-拉格朗日方法,结合雷诺应力湍流模型与离散相模型,建立了串联式旋流分离器的三维两相内流场数值计算模型。在对比试验数据验证计算方法有效性和流场网格独立性的基础上,分析了进水口流量、锥角、颗粒粒径和密度等参数对旋流器的流场特征和分离效率的影响机制,并提出了多级\     

基于改进深度信念网络的池塘养殖水体氨氮预测模型研究

水体氨氮是影响水产养殖质量和产量的关键参数之一。然而,池塘养殖环境复杂多变,氨氮含量影响因子众多,且各因子之间相互关联并呈现非线性变化,同时,获取的数据存在大量噪声。因此,采用数学方法及传统神经网络很难精准预测氨氮含量,且在进行数据训练时存在局部收敛和计算效率差的问题。针对上述问题,首先,通过主成分分析筛选影响氨氮含量变化的主要因子作为模型输入,利用小波阈值方法实现噪声消除;然后,提出一种基于粒子群优化算法(particle swarm optimization, PSO)并结合多变量深度信念网络(multi-variable deep belief network, MDBN)预测模型,对池塘养殖水体溶解氧预测,并与传统最小二乘支持向量机、BP神经网络、DBNs(deep belief networks)模型进行了比较分析。研究结果表明,该文所提方法其平均百分比误差(mean absolute percentage error,MAPE)为0.1172,与传统最小二乘支持向量机、BP神经网络、DBNs方法进行对比,其MAPE分别降低了0.285 9、0.214 6、0.013 9。除此之外,随着样本数量增加,其模型绝对误差不断降低。因此,该文所提方法具有高的预测精度及泛化性能,研究可为池塘水体氨氮含量精准预测提供理论依据和参数支持。     

基于地形梯度的湘西地区生态系统服务价值时空变化

为探究土地利用和生态系统服务价值（ecosystem service value,ESV）随不同地形因子变化的情况,本文利用湘西地区1990年、1995年、2000年、2005年、2010年及2015年6期遥感数据、野外调研数据和统计数据,分析了湘西不同土地利用类型在不同地形梯度上的变化、生态系统服务价值的时空变化及土地利用格局与ESV的相关性。研究结果表明：1）受人类活动影响较大的土地利用类型如耕地和建设用地主要分布在较低高度及坡度梯度上,山体南面和东面方向各类型土地面积较大。林地在不同地形梯度上均为最主要的土地利用类型。建设用地面积在不同地形梯度上随时间均明显呈增加趋势。2） ESV在海拔梯度上表现为先减少后增加,且海拔越高,ESV随时间变化的增长幅度越小;ESV随坡度增大而增大,且25年间最小坡度梯度上增长量最多;ESV随着地形位指数上升而增大;坡向变化中,东南方向出现ESV最低值,西北方向出现ESV最高值,东和西北方向ESV随时间增长量最大。3）相关性分析表明,林地、草地在坡度和地形位梯度上的变化与ESV变化呈正相关。湘西地区土地利用变化及生态系统服务价值随地形变化的差异明显。本研究为合理布局和保护我国南方丘陵山地区域的生态用地,发挥湘西地区的生态屏障作用提供了理论依据和决策支持。     

咸阳市土地利用与生态系统服务价值时空变化研究

分析了咸阳市1997-2005年土地利用数量、结构变化的情况,在此基础上运用国内外学者生态价值估算的方法与模式,结合研究区的实际情况对估算方法进行了修正,并对所研究时段内各年度的生态系统服务价值(ESV)以及各种土地类型的生态系统服务价值比例进行了估算.(1)研究期内,研究区耕地减少最多,林地增加最多,其中,泾阳县、武功县、三原县、礼泉县是成阳市林地变化的热点区域.(2)研究期内,成阳市的ESV增加了44 774.15万元.年增加率为0.72%,其中渭城区、礼泉县、永寿县、彬县、长武县是成阳市ESV变化的热点区域.(3)研究期内,耕地的ESV所占比例减少最多,林地的ESV所占比例增加最多.渭城区、秦都区、彬县和渭城区分别是咸阳市耕地、园地、林地和水域ESV所占比例变化最大的地区,各区县的牧草地和未利用地的ESV所占比例变化不明显.     

闭合循环水产养殖系统中气/液混合装置的增氧效果

为了研究纯氧气/液混合装置在循环水养殖系统中的实际使用效果,对闭合循环水产养殖系统中气/液混合装置的氧气吸收效率(absorption efficiency,AE)及运行效果进行了研究。结果表明,气/液混合比(gas to liquid ratio,G/L)变化在0.333%~3.333%(O2流量0.57~5.70 g/min)之间时,气/液混合装置的平均氧气吸收效率变化在94.001%~36.049%之间。当G/L=0.667%(O2流量1.141 g/min),在30.5℃、26.3℃、22.9℃和19.2℃水温条件下,气/液混合装置的氧气吸收效率别为87.833%、90.451%、93.606%和94.001%;其中,试验水温为19.2℃时,AE达到最大(94.001%),混合器出水溶解氧浓度达13.36 mg/L。当G/L大于或小于0.667%时,AE均随G/L的变化而降低;各温度组AE值的方差分析表明,温度对AE值有显著影响。     

基于GlobeLand30数据的中国耕地与粮食生产的时空变化分析

21世纪初期,中国耕地与粮食产量变化区域差异明显,为了解21世纪初期中国耕地与粮食生产的时空变化及粮食生产对耕地面积变化的响应,该文利用2000年和2010年两期30 m分辨率的全球地表覆盖数据(Globe Land30),借助统计分析手段对2000-2010年中国耕地和粮食生产的时空变化和粮食生产对耕地面积的依赖程度进行分析。结果表明:1)中国耕地主要分布在东部地区,研究时段内,耕地与林地、草地和人工表面之间的转换最多,耕地变化的特点是"西增东减,总量减少",面积净减少了104.03万hm2,年均减少10.4万hm2。2)中国的粮食生产主要集中在东北、华北和南方地区。粮食产量变化的特点是"北增南减,总量增加"。3)中国耕地分布的集中程度会影响粮食生产的集中程度,且粮食生产分布的集中程度普遍高于耕地。中国耕地分布重心和粮食生产分布重心的移动方向相反,耕地面积的分布表现出了"南退西移"的趋势,粮食生产的重心则是"北上东移",中国的粮食生产格局已转变为"北粮南调"。4)全国有32.24%县(市)的粮食生产都表现出了对耕地数量的依赖,主要分布在东北、华北、西部、长城沿线、西南和东南沿海地区。中国耕地保护政策的制定和粮食生产的可持续发展应该遵循因地制宜的原则,在粮食生产对耕地变化敏感性高的地区,应该加强对耕地数量、质量的保护和农户种粮积极性的提高,更要重视不敏感地区耕地地力的保护和单产水平的提高,以保障中国的粮食安全。