基于土地利用变化的生态移民安置区生态风险评价

在RS和GIS技术支持下,采用土地利用生态风险强度模型、土地利用综合指数模型、空间自相关等方法,以1995、2000、2005、2010、2015年5个时段的遥感影像为数据源,分析宁夏红寺堡区土地利用生态风险的时空分布特征.结果表明:(1)在研究期内红寺堡区土地利用类型发生了错综复杂的变化;(2)土地利用生态风险强度在1995—2000年上升,2000—2005年下降,2005—2010年持续上升,生态风险主要集中在建设用地和耕地集中分布的地方,说明随着移民迁入土地利用广度和深度增加,生态系统遭到破坏;(3)土地利用生态风险整体空间分异性不断增加,局部呈现高-高集聚和低-低集聚;(4)土地利用生态风险综合指数随着土地利用的变化波动,且与土地利用生态风险强度模型结果趋于一致.     

基于土地利用变化的上海市生态风险评价

在GIS和RS技术支持下,以上海市1995年、2005年和2015年3期Landsat TM遥感影像为基础数据,选用生态风险指数(ERI),利用土地利用转移矩阵、空间自相关和克里金插值等方法,对上海市土地利用生态风险的时空分异特征进行定量分析.结果表明:1995—2015年,上海市土地利用类型以耕地、水域和建设用地为主,建设用地面积不断增加,主要是由耕地和水域转化而来;土地利用生态风险程度整体空间分异性增强,呈现显著集聚模式,局部呈现高—高集聚和低—低集聚;研究期间,主要以低风险和较低风险为主,较高风险区和高风险区主要分布在上海市区及其周边,表现为从市区中心向外围等级扩散,主要原因是随着城市化进程不断加快,市区土地利用变化加剧,生态系统稳定性遭到破坏.     

最优尺度下新安江流域景观生态安全格局及其影响因素

新安江流域作为首个跨省生态补偿政策试点,其政策实施对于地区城市整体生态治理具有正向促进作用,分析新安江流域城市政策实施前、中、后期的景观生态风险时空演变趋势及驱动因素,可为该地区及同类区域生态治理及风险防范提供科学支撑。基于2000、2010、2020年三期土地利用遥感数据,寻求评价景观生态风险的最优尺度,分析其时空演变趋势,并借助地理探测器计算空间因子的影响程度。研究表明:研究区最优研究尺度为粒度70 m、幅度11 km;2000-2020年,研究区景观生态风险显著降低,较高以上风险区面积大幅缩减,生态风险呈显著的空间正相关性,且相关程度不断减弱,高值聚集区逐渐减少;研究区内土地利用强度与坡度对景观生态风险驱动效应最强,各因子交互探测时可显著提高解释能力。研究区各市景观生态风险空间差异显著,需加强对草地、水域景观整体性的维护,进一步加强新安江流域城市生态稳定性,同时应考虑地区用地结构及风险状况,针对性采取风险治理措施。     

成渝城市群景观生态风险与人类活动强度时空关联分析

成渝城市群承担着重要的经济发展与生态安全责任,探讨快速发展背景下景观生态风险受人类活动强度的影响效应及变动趋势,对于地区规划发展及生态治理具有重要意义。基于2000、2010和2020年三期成渝城市群土地利用遥感数据,构建景观生态风险、人类活动强度评价方法,并基于GWR模型、双变量局部空间相关性分析、耦合测度,揭示两者的时空关联特征。结果显示：（1）2000—2020年研究区ERI逐渐改善,风险呈中间高、四周低的特征,且中心城市在2020年降为低风险。（2）研究区HAI显著提高,空间分布与ERI较为统一,主要以中心城市向外辐射扩张为趋势。（3）2000—2020年间负相关系数由中心城市扩张至整个城市群中部,ERI与HAI间空间正相关性不断减弱,高-高聚集区主要集中于研究区中部城市,低-低聚集区分布在山地林区,低-高及高-低聚集区均有增加趋势;两个指标耦合协调度在20年间显著提升,研究区中部高度协调面积扩张明显。妥善治理生态风险、科学规划发展策略可将人地矛盾转为相互促进的新局面,研究结论可为地区生态风险治理、合理谋划发展提供科学参考。     

城市化流域生态系统服务价值时空分异特征及其对土地利用程度的响应

以南京市九乡河流域为研究区域,以2003与2009年2景QuickBird影像数据为基本信息源,应用空间自相关模型,结合GIS空间分析技术,定量探讨了城市化流域生态系统服务价值时空分异特征,以及土地利用程度对生态服务价值空间分异的影响.结果表明:2003-2009年,九乡河流域生态系统服务总价值减少了2.59％,而流域生态系统服务价值的空间聚集性增强;生态服务价值的高-高区域主要集中在流域上游,低-低区域主要集中在流域下游的仙林大学城一带;九乡河流域生态系统服务价值空间分异发生了明显变化,下游仙林大学城一带低-低分布区快速扩张,而高-高分布区仅在九乡河源头及下游的局部区域有所增加;流域生态服务价值空间自相关表现出明显的尺度效应,随着研究尺度增大,生态服务价值的空间自相关性逐渐增强;九乡河流域生态服务价值的空间分异及其变化主要是由土地开发利用引起,流域土地利用程度对生态服务价值存在明显的负效应.     

县域生态系统服务价值时空分异特征——以湖北省潜江市为例

利用遥感和GIS技术,基于Costanza等提出的生态系统服务价值计算公式并结合空间自相关分析方法,定量测算了湖北省潜江市1995—2015年的生态系统服务价值,并进行了空间表达与制图。结果表明,1995—2015年,潜江市生态系统服务价值呈急速增加-锐减-缓慢增加的变化趋势,主要归结于林地、水体及湿地面积的波动;空间分布格局产生明显变化,高值区趋向集聚分布于市域中部偏西南方向,低值区明显增多,逐渐呈条状分布于中心城区;空间自相关分析表明生态系统服务价值空间分布呈正相关,空间集聚程度呈增强的趋势;敏感性分析表明土地生态系统服务价值对于生态服务价值当量缺乏弹性。     

基于县域视角的环京津地区生态安全格局分析

结合河北省环京津地区县域环境特点及社会、经济发展状况构建评价指标体系,采用熵值法确定权重,采用灰色关联度分析法对研究区生态安全进行测算,然后进行空间相关性分析。结果表明,环京津地区2015年生态安全水平处于一般状态,等级呈现南北分异的空间布局特征,表现为大聚集小分散状态。评价区域空间自相关显著,生态安全综合值呈现高低值集聚的特点,具有明显的地域性分布特征。总体表现为北部处于一般状态,南部生态安全水平处于良好状态。     

普者黑湖流域景观格局及生态风险时空演变

为探析湖泊流域景观格局及生态风险时空演变规律,改善流域生态环境以及降低流域生态风险,以普者黑湖流域为研究对象,并以6期(1990年,1995年,2000年,2005年,2010年和2015年)遥感影像为基础,基于景观干扰度指数和景观损失度指数构建景观生态风险指数,借助Arc GIS地统计学中的分析方法,对普者黑湖流域景观格局及生态风险时空演变进行分析。结果表明:(1)1990-2015年普者黑流域景观结构发生了较大变化,农地和林地的干扰度较高,建筑用地、园地和湿地的干扰度次之,未利用地的干扰度较小,干扰度指数仅为0.208 7~0.218 0,其中农地干扰度波动较小,其变化范围为0.375 8~0.379 6,建筑用地的干扰度指数波动较大,变化率为-14.10%。(2)20 a来,普者黑流域不同土地利用景观损失度变化显著,其中农地和未利用地损失度较大,依次达到0.542 2和0.551 4,湿地、建筑用地和林地次之,园地损失度最小,损失度指数仅为0.119 7。(3)1990-2015年研究区生态风险空间分布差异较大,1990-2005年较低生态风险所占比例最大,而2005-2015年期间生态风险主要表现为中生态风险等级,生态风险在缓慢增加;流域生态风险时空分布与土地利用强度及人类活动关系密切,加强流域土地综合治理和人类活动调控,促进流域社会、经济与生态保护协同作用,实现区域可持续发展。     

基于空间自相关与主成分分析的城市土地集约利用空间差异研究——以辽宁省为例

通过建立城市土地集约利用评价指标体系,运用空间自相关模型和主成分分析法,对辽宁省14个城市2009年城市土地集约利用空间差异进行了研究。结果表明:鞍山城市土地集约利用得分最高,为80.46;葫芦岛得分最低,为40.46;辽宁省城市土地集约利用空间差异明显,城市土地集约利用水平呈"凸"形分布,中部高,东西两翼低;城市土地集约利用空间自相关水平显著,空间集聚明显,在鞍山、营口城市周围呈现一个高度集约的热点区,集约利用水平低洼聚集区不明显。     

汉源县耕地利用等别空间分布特征研究

耕地资源是人类生存和发展的基础性资源,科学判定耕地空间分布特征,对促进耕地保护及空间优化布局等方面具有重要意义。选用耕地质量的国家利用等别,应用空间自相关分析方法来探究汉源县耕地利用等别空间分布特征。结果表明:①汉源县耕地质量状况较好,耕地利用等别主要分布在7～11等,7～8等为高等质量地,占全县耕地面积的10.27%;9～11等为中等质量地,占全县耕地面积的89.73%;高等地主要分布在唐家乡、富春乡、九襄镇等乡镇,中等地各个乡镇均有分布。②全局自相关结果显示,全局Moran’s I指数为0.648 947,汉源县耕地质量有显著空间集聚性,局部自相关结果显示汉源县中部有低—低的低值聚集区和四周有高—高的高值聚集区2个显著相关性区域,高—低聚集区和低—高聚集区零星分布区域。该研究结果可为调整和补划基本农田、评价更新耕地质量、管理土地资源及农业生产提供科学依据。     

资源型城市“三生空间”土地利用变化及其风险和价值研究

【目的】以大庆城市边缘区为研究对象,在生产空间、生活空间和生态空间(“三生空间”)视域下,探究资源型城市土地利用及其风险和价值时空变化特征,为维护区域生态安全提供保障。【方法】基于1980、1990、2000、2010、2020年共5期多源数据,利用地学信息图谱、时空立方体模型、局部空间自相关分析等方法,分析“三生空间”土地分布特征、土地利用转移规律及风险-价值时空异质性、空间关联性,探讨人类活动对“三生空间”变化的影响、“三生空间”耦合协调发展趋势以及土地未来发展路径。【结果】研究区“三生空间”面积从大到小依次为生态空间、生产空间、生活空间。其中,生产空间与生态空间之间的转移最为活跃,1980—2020年面积为418.44 km²。研究区景观生态风险与生态系统服务价值指数呈上升趋势。矿区内呈现高风险、低价值特征。矿区外呈现低风险、高价值特征。【结论】受人口数量、油田开采与产业产值等人为干扰因素的影响,矿区内“三生空间”失调,矿区外“三生空间”协调。大庆城市边缘区在生态环境建设过程中应以缩小矿区内外差异为首要任务,加强各区政府与油田管理局之间的协作机制,使矿区内外...     

科尔沁沙地土地利用时空演变及空间自相关分析——以奈曼旗为例

利用奈曼旗2000、2006、2012年和2018年4期遥感数据,在ENVI5.3和ArcGIS10.2的支持下,运用土地利用动态变化空间分析模型、空间变化率指数和土地利用程度空间自相关,分析奈曼旗土地利用时空动态演变规律,为科尔沁沙地沙漠化土地治理及生态环境恢复提供参考信息。结果表明:1）各沙漠化土地整体呈逆转趋势,耕地、林草地和建筑用地呈发展趋势,研究区生态环境逐渐好转;2）人口增长、经济发展和政府政策导致耕地和林草地空间变化呈扩展型,各沙漠化土地呈衰退型;3）耕地和林草地与同期其他土地利用类型转化幅度逐年增长,空间变化率指数逐年增加,各沙化土地空间变化率指数逐年下降,仍需坚持生态环境恢复,沙漠化土地重点治理;4）土地利用程度呈高度空间自相关,在空间上的聚集区域固定,高-高值聚集在南部黄土区,面积逐年减少,低-低值聚集在中部沙区,面积减少幅度较小。     

南昌市土地利用及生态服务价值变化研究

以南昌市为例,借助RS和GIS技术,对南昌市2000年、2005年、2010年、2015年的4期遥感影像进行处理,利用土地利用动态度和土地利用转移矩阵,分析2000-2015年南昌市土地利用变化;计算南昌市生态服务价值、生态服务价值转移矩阵、敏感性系数,探讨南昌市2000-2015年生态服务价值及其时空变化特征。结果表明:2000-2015年南昌市耕地明显减少,建设用地显著增加,综合土地利用动态度为1.24%;南昌市生态服务价值变化不大,其总量由2000年的390.35×108元增加到2015年的393.30×108元;2000-2015年高生态服务价值区主要分布在新建县东部和进贤县北部,低生态服务价值区主要分布在南昌市城区;各土地利用类型生态服务价值敏感性指数均小于1,说明研究结果可信。土地利用变化是引起生态服务价值变化的直接原因,科学合理地利用土地对维持和提升区域生态服务价值具有重要意义。     

秦岭南北流域景观格局特征及脆弱性差异研究

选择秦岭金钱河流域和灞河流域为研究对象,采用景观格局分析来评估流域生态状况、诠释生态过程。以2000年、2008年、2016年遥感影像为主要信息源,研究两流域土地利用状况和景观格局。结果表明,金钱河流域林地、未利用地、水域面积均有所增加,草地、建设用地、耕地减少;灞河流域林地、建设用地面积增加,未利用地、水域、耕地、草地均减少;从两流域的景观格局指数来看,金钱河水域发展的优势度越来越高,灞河水域发展的优势高于其他土地类型,2000年、2015年两流域景观破碎化程度有所减小,研究区发展更趋向于集中分布;两河流域的景观脆弱度空间分布及各等级分布形式均存在差异,景观脆弱度的高低与土地利用强度均相吻合。研究结果可为秦岭山地流域生态经济协调发展规划提供科学依据。     

基于GIS的江苏省蔬菜种植土地适宜性评价及其空间异质性分析

[目的]评价江苏省各区域蔬菜种植土地适宜性,分析其空间异质性,为优化省域范围蔬菜种植布局提供决策依据.[方法]在建立蔬菜种植土地适宜性评价指标体系的基础上,基于地理信息系统(GIS)和层次分析法,采用多因子加权叠加法评价江苏省蔬菜种植土地适宜性,并对评价结果进行全局、局部空间自相关分析及热点分析.[结果]江苏省各区域蔬菜种植土地适宜性评分高值区集中在太湖农区、里下河农区的部分地区,评分低值区主要分布在徐淮农区、沿海农区及沿江农区的部分地区.高度适宜、适宜、勉强适宜、不适宜等级的地块分别占地块面积的9.79%、56.07%、32.00%、2.13%.全局空间自相关分析表明,江苏省蔬菜种植土地适宜性相似的地区趋于空间集聚;局部空间自相关分析将聚类区域分为3类不同区域.热点分析表明,适宜种植蔬菜的热点区域分布在里下河农区和太湖农区部分地区,不适宜种植蔬菜的冷点区域分布在徐淮农区和沿海农区的部分地区.[建议]应进一步提升蔬菜种植决策的科技含量,加强农业区划研究及蔬菜产业经济研究的深度与广度.     

煤矿区农田土壤重金属的空间分布及污染评价

为深入认识宿州煤矿区土壤重金属的空间分布及污染状况,选择朱仙庄和桃园两矿,在其附近农田采集土壤样品106份,通过实验测试与分析,探讨了矿区土壤重金属元素的赋存含量及空间分布特征,并利用富集因子和潜在生态风险评价法对其污染现状进行了评估。结果发现:重金属元素Pb、Zn、Cr和Cd的平均含量分别为22.72、54.76、66.84、0.336 mg·kg~(-1),除Cd明显超出安徽省土壤背景含量外,其余三种元素均低于背景值;矿区土壤重金属元素含量的空间分布差异明显,各元素的含量高值主要集中在堆积场和塌陷塘附近农田,这是由于煤矸石中微量元素的长期淋溶输出,以及矿区地表水汇集过程中重金属元素不断向地势较低的塌陷塘附近农田土壤迁移所致;富集因子和潜在生态风险评价结果表明,Cd是煤矿区土壤的主要污染元素,其富集因子指数EF和潜在生态危害系数Er分别为3.81和103.84,属中度污染和极强生态风险等级,而Pb、Zn和Cr均为轻微生态风险水平。     

2000-2020年贵州省景观生态风险评估

【目的】探究贵州省景观生态风险时空变化规律。【方法】基于2000、2005和2010年贵州省土地利用数据,利用Markov和CLUE-S复合模型模拟出2020年土地利用状况,并以2000、2010和2020年土地利用数据为基础,通过景观结构构建景观生态风险指数,定量评估了研究区景观生态风险。【结果】结果表明:12000-2020年,研究区景观生态风险水平不断降低。研究区中东部和西部分别以等级较低的生态风险和等级较高的生态风险为主;2低生态风险、较低生态风险和中等生态风险之间转换是该区景观生态风险类型变化的主要特征。生态改善区和生态恶化区分别分布在研究区中部和西部,且都呈增长趋势;3地形起伏梯度上,各景观生态风险类型集中分布于3级以下,整体上呈现出1级>3级>2级>5级>4级的特点,且生态风险变化集中在1级、2级和3级。【结论】研究区景观生态风险趋于改善。自然条件优劣、人口压力以及退耕还林政策是影响研究区景观生态风险时空变化的重要因素。     

基于土地利用变化的洞庭湖生态经济区生态系统服务价值时空演变及相关性分析

土地利用变化是导致生态系统服务价值(ESV)变化的重要原因,以洞庭湖生态经济区为研究区,在3km×3km格网尺度下,基于2000—2020年土地利用变化定量测度洞庭湖生态经济区ESV并分析其时空特征及空间相关性。结果表明：洞庭湖生态经济区土地利用格局总体稳定,耕地、林地以及水域为主要用地类型。耕地在2000—2020年减少规模最大,建设用地始终保持增长态势;2000—2020年,研究区ESV呈先增加后减少趋势,价值总量共增长10.12亿元,水域和林地是ESV主要贡献者。ESV高值区主要集中于中部洞庭湖区及四水流域,四周林地为次高值区;研究区ESV空间分布具有正相关性,存在显著集聚效应,但ESV空间分异效应逐年增强。     

东北地区玉米主要气象灾害风险评价与区划

【目的】东北地区是中国重要的粮食生产基地,冷害、干旱、涝害是造成该地区玉米产量不稳定的主要气象灾害,本文旨在准确、定量评估东北玉米不同发育阶段和生育期主要气象灾害风险,为区域农业生产规划、气象灾害的预防和减轻提供科学依据。【方法】基于自然灾害风险理论和农业气象灾害风险形成机理,利用构建的东北玉米发育阶段主要气象灾害风险评价指标体系、发育阶段及生育期主要气象灾害风险评价模型,对播种-七叶、七叶-抽雄、抽雄-乳熟、乳熟-成熟4个发育阶段冷害、干旱、涝害的危险性,承灾体的暴露性和脆弱性,人类防灾减灾能力4要素分别进行评价,对发育阶段及生育期主要气象灾害风险进行评估,利用系统聚类方法对评价结果进行区划。【结果】发育阶段冷害危险性大致由西向东递增,基本呈带状分布,生育早期,冷害危险性中高值区主要分布在长白山地和黑龙江东南部;生育后期,冷害危险性中高值区主要位于长白山地、黑龙江研究区东南及北部地区。4个发育阶段干旱危险性均大致由东向西或由东南向西北递增,呈带状分布。发育阶段涝害危险性具有明显的区域差异,辽宁东南部为涝害易发区,播种-七叶,整个研究区涝害危险性较低,发生涝害的可能性较小;后3个发育阶段,涝害危险性高值区主要分布在辽宁东南部。播种-七叶,主要气象灾害风险呈东北-西南走向的带状分布,中低值区分布在东北地区中部,中高值区主要分布在东北地区西部和东部。七叶-抽雄,主要气象灾害风险基本由东北向西南方向递增,中低值区主要分布在黑龙江、吉林中部和东北部,中高值区主要分布在东北地区西部、吉林东南部、辽宁东部和南部,抽雄-乳熟、乳熟-成熟及生育期,主要气象灾害风险基本由东向西递增,中高值区主要位于黑龙江研究区西部、吉林西部及辽宁大部分地区。播种-七叶,主要气象灾害高风险区分布在青冈、东宁、白城、乾安、长白,大部分地区为中等风险;七叶-抽雄,高风险区分布在辽宁东南部的宽甸、岫岩、庄河;前两个发育阶段,高风险区零星分布或者区域面积较小。抽雄-乳熟、乳熟-成熟及生育期,高风险区域面积增大,呈片状分布在黑龙江研究区西部、吉林西部及辽宁东部的宽甸、岫岩。【结论】东北玉米不同发育阶段和生育期冷害、干旱、涝害主要气象灾害风险呈不同的分布形式。前两个发育阶段高风险区域较小;后两个阶段及生育期,高风险区域面积增大,呈片状分布在黑龙江研究区西部、吉林西部及辽宁东部的宽甸、岫岩。     

云南高原湖泊杞麓湖动态演变及景观生态风险评价

  目的  探究气候变化背景下杞麓湖动态演变过程及其流域景观生态风险。  方法  基于1975-2015年8期时序Landsat数据,提取湖泊边界,并解译得到3期流域景观类型分类数据。从湖泊面积、轮廓和质心3个方面对杞麓湖动态演变进行研究,通过划分生态风险采样小区,建立生态风险评价模型,定量分析杞麓湖流域的景观生态风险。  结果  ① 近30 a来,杞麓湖流域景观结构变化特征明显,建设用地和滩涂湿地面积显著增加,农地、林地和水体面积持续减少,未利用地面积变化不大;②近40 a来,杞麓湖处于持续萎缩状态,2015年水体面积仅为面积最大年（1985年）的56.05%;杞麓湖形状体现为连续的复杂变化,以西部和南部的河流入湖口处变化最为明显,东部变化最小;杞麓湖质心主要向东北方向迁移,1975和2015年湖泊质心相距1 242 m;③生态风险评价结果表明:流域以较低生态风险为主,所占比为26.75%~35.09%,1985-2015年生态风险均值由0.957 8增加至1.013 9,流域生态风险趋于恶化。  结论  杞麓湖流域生态风险空间分布具有明显的区位性和异质性,高生态风险主要分布于杞麓湖水体部分,低生态风险主要分布于流域的湖盆之中,其余生态风险主要沿湖盆和湖泊呈块状或带状分布。