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。     

东江流域水土流失区生态系统研究

本区自然生态系统属于亚热带常绿季雨林赤红壤；经人为破坏，目前处于演变系列发育阶段中的亚热带草坡（包括稀树草坡）侵蚀赤红壤阶段，一部分已沦为寸草不生的光板地强度侵蚀赤红壤，后经兴修梯田，水平阶，植树造林，逐步建立起人工森林土壤生态系统。土壤肥力提高，蓄水保土，无土壤侵蚀，微生物活性增强，改善了生态环境，目前本区有６种生态系统类型；试验表明人工森林生态系统类型动物增加近１０倍，土壤微生物活性增强２０倍     

广东省东江流域土壤侵蚀空间分布特征研究

广东省境内的东江流域,土壤侵蚀呈不连续的块状分布,主要集中分布在风化壳高度发育的花岗岩低山丘陵区,同时土壤侵蚀分布受人类活动的影响较大。通过实地调查采样分析发现,土壤侵蚀多分布于阳坡,其中面蚀、沟蚀多集中分布于坡面中上部,侵蚀对坡面不同部位的土壤理化性状产生直接的影响。     

湄公河流域生态系统服务与利益补偿机制

湄公河流域是中国"一带一路"沿线的重要门户,核算流域各国的生态系统服务价值(Ecosystem Service Value,ESV)与利益补偿量,对建立各国资源利用与经济补偿的联动关系、促进流域协调发展具有重要意义。基于生态足迹理论,对湄公河流域1995—2015年的ESV和生态盈余(或赤字)状况进行了动态评估,结合流域各国的实际经济发展水平对生态补偿优先级进行量化分析,初步建立了各国ESV与实际生态补偿量的转化关系,并对"生态消费型"国家在现状年(2015年)的实际生态补偿量进行了确定。结果表明:1)湄公河流域ESV由1995年的1 289.76亿美元下降至2015年的1 259.21亿美元,各国ESV从大到小依次为:泰国、老挝、柬埔寨、越南、缅甸;各国林地ESV的比例最大(60.0%),水域和湿地ESV比例的增幅最快,近20 a增加了4.5%。2)1995-2015年间,流域境内的缅甸、老挝两国为生态盈余状态,其他3国为生态赤字状态,且赤字水平呈逐年加重趋势,其中泰国、越南两国对全流域生态足迹(Ecological Footprint,EF)的贡献比例高达80.1%。3)流域上游的缅甸、老挝两国为"生态输出型"国家,下游的3个国家为"生态消费型"国家,其中泰国、越南两国经济发展水平较好且生态补偿优先级系数(Ecological Compensation Priority Sequence,ECPS)更低(分别为0.05和0.09),均低于其他3个湄公河流域国家(缅甸:2.67,老挝:1.16,柬埔寨:0.55),应率先进行生态支付。4)结合流域各国的实际经济发展水平,初步确定下游"生态消费型"国家应支付实际生态补偿合计680.63亿美元,泰国、越南和柬埔寨分别支付507.73、167.61和5.29亿美元。该研究结果可为湄公河流域资源管理和生态补偿政策的建立提供理论支撑,并为其他跨境流域相关的研究提供借鉴与参考。     

土地利用变化对艾比湖流域生态系统服务价值的影响

基于遥感与GIS技术,运用生态系统服务价值系数分析了1970-2009年艾比湖流域生态系统服务价值的变化,探讨了干旱区典型内陆湖流域生态系统服务变化对土地利用/覆被变化(LUCC)的响应.结果表明,近40 a艾比湖流域土地利用状况变化显著,耕地和建设用地的面积增加,其他土地利用类型的面积减少;流域生态系统服务价值整体变化较小,总价值先增后减,林地、水域和草地面积的减少是总服务价值减少的主要原因,耕地面积的增加补偿了总价值的部分损失,但损失略大于收益;各项生态功能的服务价值对总生态系统服务价值贡献大小的等级基本稳定,其中,水源涵养、土壤形成保护和废物处理能力的贡献率最大;敏感性分析表明,研究区生态系统服务价值对于生态价值系数是缺乏弹性的,各土地利用类型生态系统服务价值敏感性指数都小于1,研究结果是可信的.     

1980—2020年汾河流域生态系统服务价值的时空变化

[目的]分析1980—2020年汾河流域生态系统服务价值时空变化特征,为该流域生态环境的科学调控和管理提供理论参考。[方法]利用汾河流域1980—2020年5期Landsat-MSS/TM/ETM遥感影像解译数据研究了流域土地利用变化特征,并估算了生态系统服务价值。[结果] 1980—2020汾河流域土地利用中耕地、林地和草地一直处于主导地位,土地利用整体变化表现为耕地向建设用地转移;土地利用动态度表明2000—2020年土地变化明显高于1980—2000年。1980—2020年汾河流域土地利用总生态服务价值持续减少,空间分布整体上呈上游高,中下游低的趋势。从不同功能价值来看,调节和支持服务减少最多。不同土地利用程度与ESVI双变量LISA聚集图呈现出明显的空间负相关性,主要以汾河上游的低土地利用程度与高ESVI聚集分布为主。[结论] 1980—2020年汾河流域土地利用/覆被变化对生态服务价值有较大影响。可以通过提高土地集约利用水平,促进该区土地利用结构向高生态服务价值发展。     

基于土地利用变化的怀柔水库流域生态服务价值研究

研究土地利用变化对区域生态系统服务价值的影响具有重要的意义。该文以怀柔水库流域5期土地利用数据为基础,探讨了流域内1990-2008年间土地利用变化及其所引起的生态系统服务价值的变化。结果表明:该流域林地是主要的土地利用类型,林地和水域面积呈逐期增加趋势,农田面积基本保持不变,而未利用地面积逐渐减少;研究期内生态系统服务价值总体呈上升趋势,与1990年相比,1995、2000、2005、和2008年生态服务总价值分别增加0.57%、1.58%、2.46%和2.88%。林地和水域是生态系统服务价值构成中贡献最大的土地类型,占到总生态系统服务价值的80%以上;各单项生态服务价值大小依次为:维持生物多样性>水文调节>气体调节>气候调节>土壤形成与保持>提供美学景观>原材料生产>废物处理和食物生产。     

基于多元国土空间整治情景模拟的生态系统服务功能分区

生态系统服务功能分区是科学管理生态系统的重要手段。国土空间整治能够通过综合治理闲置、低效和生态退化国土资源,改变国土空间结构与布局,从而对生态系统功能产生影响。现有研究较少关注土地整治措施对未来生态系统服务空间集聚模式的潜在影响作用,整治措施的生态导向性有待提升。因此,该研究以山东招远市为例,设计了基准情景、废弃矿区修复情景以及城乡建设用地整治情景,定量化预测生态系统服务变化特征,并运用模糊C均值聚类算法开展生态系统功能区划定。结果表明,整治情景下土地利用数量结构变化显著,各生态系统服务能力均有所提升。全域可以划分为生态综合区、生境保育区、固碳释氧区、固碳产粮区、生态维护区5个生态功能区。与基准情景相比,废弃矿区修复情景下各生态功能区60%生态系统服务水平持平,28%处于劣势,仅12%显著提升。城乡建设用地整治则能够显著提升全域自然娱乐能力,总体增长了1.89%。生境保育区的自然娱乐和粮食生产能力平均值分别增加了0.01和0.10,固碳释氧区的生境质量、水源涵养能力分别增长了20.69%和100%。研究表明全面提升生态系统多功能性需要综合开展多元的国土空间整治措施。     

基于生态系统服务功能及生态敏感性与PSR模型的生态承载力空间分析

沁水区块煤层气开发区域生态环境面临的问题日益突出。基于生态系统服务功能及生态敏感性,利用PSR模型进行了沁水区块煤层气开发区域的生态承载力评价。结果表明:（1）水源涵养、水土保持、生物多样性维护功能较好区域主要分布在区域西部广大山区的森林生态系统及植被覆盖良好的地区,水土流失敏感性区域分布广泛,主要分布在研究区东部;（2）沁水区块煤层气开区域西北部以及东部地区生态承载力较高,南部地区生态承载力较低,生态承载力高、较高、中等、较低、低水平区域面积分别占19.95%,20.07%,19.99%,20.70%和19.29%;（3）寺河岳城区块、成庄区块、沁城区块、胡底区块、郑庄区块生态承载力低水平与较低水平分别占区块总面积的96.15%,74.55%,82.29%,77.17%和73.35%,说明煤层气开发力度严重影响了生态系统自身的调节能力,使生态系统结构与功能处于不稳定状态。     

基于生态系统服务功能的汉江流域中下游生态分区演变特征及驱动能力研究

[目的] 对汉江流域中下游生态分区演变特征及驱动能力进行研究,为汉江流域中下游区域水生态环境可持续发展提供科学依据。[方法] 基于InVEST模型、聚类以及相关性分析的方法,以水环境相关生态系统服务为切入点进行了多年生态系统服务变化及分区特征的分析,并进行各生态分区转移区域内生态系统服务与环境变量关联特征的研究。[结果] ①2010,2015和2020年生态分区主导区域分别为第3,3,2类区域,面积所占比例分别为70.54%,72.92%和45.53%。与第3类区域相比,第2类区域水源涵养量以及土壤保持强度均更大。②相关性分析表明,降雨量变化与水源涵养量、土壤保持强度变化相关性均较显著;而各土地利用类型中农田与建设用地面积变化对生态系统服务变化相关性较为显著。③在生态分区发生转变区域的解释变量贡献率研究中,降雨变化量解释率较大的区域比例较高且主要位于中部及南部,土地利用变化解释率较大的区域主要位于研究区域西侧及西北侧。[结论] 降雨量变化相较于土地利用变化对生态系统服务以及生态分区变化的影响较大,通过明确生态分区变化的关键影响因子可在未来以针对性的土地利用类型布局优化或绿色、灰色基础设施的建设增强生态系统的稳定性。     

基于GF-1影像的东江流域面向对象土地利用分类

针对东江流域地物斑块破碎、湖泊河流众多等因素影响其地物分类精度的问题,该文以GF-1遥感影像为数据源,采用面向对象的分类方法,结合模糊分类和CART决策树分类法获取研究区土地利用分类信息。根据近红外波段均值的模糊范围(480~2 200)选择模糊小于隶属函数对水体与非水体进行区分,近红外波段均值小于480确定为水体,大于2 200确定为非水体;在水体类别中,采用长宽比指数模糊范围(1.53~4.32)调用模糊大于函数对河流与水库进行了区分,长宽比指数小于1.53确定为水库,大于4.32确定为河流;在非水体类别中,采用归一化植被指数NDVI(normalized difference vegetation index)特征值模糊范围(0.21~0.62)调用模糊大于函数区分植被与非植被,NDVI指数小于0.21确定为非植被,大于0.62确定为植被,最后采用面向对象的CART决策树分类法分出河流、水库、园地、林地、耕地、灌草地、未利用地、建设用地。与极大似然分类法、非监督分类法应用到GF-1遥感影像相比,基于面向对象的CART决策树分类方法的效果最好,总体分类精度高达93.27%,Kappa系数高达0.92。该方法可以作为东江流域获取较高土地利用信息的有效方法,为研究流域生态环境变化提供更准确的数据支持。     

1990-2018年东江流域土地利用变化及其驱动力

[目的] 分析东江流域1990-2018年土地利用时空变化特征及驱动机制,为该流域土地利用优化提供科学参考。[方法] 利用流域土地利用数据及统计年鉴数据,结合土地利用评价指标、主成分分析法及灰色关联分析法分析流域土地利用变化特征及其驱动机制。[结果] ①东江流域1990-2018年土地利用以耕地和林地为主,流域建设用地面积持续增加,其余地类面积均呈减少趋势,耕地和林地是建设用地面积的主要来源;②流域土地利用综合指数逐年增加,变化率为0.038,土地利用处于上升发展阶段;③流域土地利用变化驱动力主要为经济增长、人口增长、社会富裕程度和农业发展;各类驱动因子对各土地利用类型的驱动作用不同。[结论] 1990-2018年,东江流域土地利用结构不断优化,土地利用集聚程度增加,随着粤港澳大湾区的建设开发,未来流域内土地开发利用活动将更加频繁。     

基于GIS的黄土高原生态系统服务价值对土地利用变化的响应及生态补偿

以黄土高原为研究对象,基于GIS技术,采用土地利用转移矩阵、土地利用动态度方法,研究1985-2005年黄土高原地区土地利用变化对生态系统服务价值的影响以及相应的生态补偿标准。结果表明：1）1985-2005年,黄土高原地区土地利用类型主要为草地和农地,占土地利用方式的75％以上,但农地面积总体在减少,林地面积在不断增加;2）聚落为最活跃的土地利用类型,聚落和湿地＋水体呈扩张的发展趋势;3）土地利用变化引起区域生态环境效应,20年间黄土高原地区生态系统服务总价值上涨约0．01％,其中森林增加最多,约为0．09％,农地的生态服务价值下降最多,约为-0．02％,而生态服务功能中,除了与农地和荒漠相关的废物处理和食物生产服务功能下降外,其他生态服务功能均表现为增加;4）根据黄土高原生态系统服务价值,确定该地区的生态补偿标准约为4亿2732万元。     

东江流域2001-2013年土地利用/覆被类型变化的时空特征及成因

[目的]区分人类活动和自然环境变化对东江流域土地利用/覆被类型变化的贡献率,为优化流域土地利用方式、保护流域生态环境和支持粤港澳大湾区建设提供有益的信息和科技支撑。[方法]基于时间序列的遥感影像土地利用/覆被类型栅格数据,结合区域经济发展、土地利用评价指标体系和灰色关联分析,量化东江流域2001-2013年间土地利用/覆被类型变化的时空特征和成因。[结果]①随着时间推移,东江流域土地利用/覆被类型格局由常绿阔叶林、草地和耕地共同主导型转变为常绿阔叶林主导型;②研究期内不同土地利用/覆被类型变化差异明显,灌丛、混合林、常绿阔叶林和草地变化剧烈且相互之间转化频繁,水域、耕地和城镇用地面积变化相对平缓;③非城镇用地转化空间差异显著,耕地的转化程度表现为：下游 > 上游 > 中游;④人口增加、城市建设、技术革新和经济增长是推动东江流域土地利用/覆被类型发生变化的主要原因。[结论]总体来说,最近10 a多东江流域的土地利用/覆被类型变化有利于流域生态环境和水资源的保护,进而有助于粤港澳大湾区的建设。     

西藏尼洋河流域土地景观格局演变的生态风险分析

针对青藏高原流域生态景观格局的演变所引起的生态风险问题,选取青藏高原生态脆弱区的尼洋河流域为研究区域,以1980年、1995年、2010年、2020年4期土地利用数据为基础,根据景观生态学理论将尼洋河流域划分为814个生态风险评价单元,构建景观生态风险评价模型,对尼洋河流域景观生态风险的时空动态演变特征进行了评价和分析。结果表明：(1)尼洋河流域近40年来的6种土地利用类型面积皆发生了改变,其中水域和建设用地变化幅度最明显;(2) 1980—2020年流域内高生态风险区与中生态风险区面积增加,流域内总体景观生态风险呈增加的趋势,生态恶化的区域主要发生在尼洋河干流河谷区和高海拔区;尼洋河流域各期景观生态风险等级以尼洋河干流为轴线呈现对称式分布,跟随海拔高程的上升生态风险等级增加;(3)尼洋河流域景观生态风险空间分布呈逐年上升的正相关性,在空间上表现为集聚效应。综上,1980—2020年尼洋河流域生态风险总体呈上升的趋势,人类活动和气候变化是驱动生态恶化的重要因素。     

坝上高原生态用地时空格局演变与生态系统服务价值分析

为了给当地的生态用地保护和区域间生态补偿提供科学依据,该研究在坝上高原地区1990、1995、2000、2005、2010和2015年6期土地利用解译数据的基础上,通过GIS等工具分析了研究区域1990-2015年间生态用地格局演变的基本特征,并对生态用地的生态系统服务价值进行了计算。主要结论如下:1990-2015年期间,研究区域生态用地数量呈减少趋势,其中林地和其他生态用地数量在增加,草地和湿地数量在减少。生态用地活跃程度在2000-2015年比1990-2000年期间更高。林地的空间稳定性最好,然后为草地和湿地,其他生态用地稳定性最差。生态用地生态系统服务价值由46.01亿元上升到428.26亿元,增加了8.31倍,林地和湿地提供的生态系统服务价值最大,其次为草地,其他生态用地最小,应当继续加强生态防护林建设,采取生物恢复技术,人工补水,科学禁牧、休牧、轮牧,调整产业结构等措施恢复和增加林地、湿地和草地的生态系统服务功能。     

“三江”流域(云南部分)土地利用变化的生态环境效应研究

以云南省三江流域为例,通过对区域土地利用变化的生态系统服务价值的研究,分析土地利用变化对生态系统服务功能的影响及效应。土地利用的变化,最终导致了区域生态系统服务功能的整体变化。结果表明,单位面积生态系统服务功能价值中,湿地生态系统服务功能单价最高,其次为水域及森林。建设用地最低,均为负值。从地区分布看,三江流域中昆明市、大理州等单价较高,但建设用地的生态功能负效应最大值也出现在该州市。2000—2008年三江流域生态系统服务功能总价值增加1 032.13亿元,增幅为13.75%。     

西藏尼洋河流域土地利用变化对生态敏感性的影响

[目的]以西藏尼洋河流域作为高原生态脆弱区的典型代表,对流域1995—2020年土地利用变化影响下的生态敏感性进行探索分析,为该流域土地利用规划和生态环境保护提供理论依据。[方法]通过计算流域土地利用强度指数和生态系统服务价值,构建土地利用变化下的生态敏感性指数,基于土地利用强度指数和生态系统服务价值在各子流域内的时空变化,利用GIS空间分析技术获得尼洋河流域生态敏感性空间分布状况。[结果] 1995—2020年尼洋河流域林地和建筑用地面积呈增加的趋势,而未利用地和水域面积呈下降趋势;土地利用强度指数由1.725 5上升到1.725 9,土地利用生态系统服务价值减少了约3 000万元。土地利用强度指数上升的区域分布在下游流域;流域生态敏感性指数由0.3增加到9.4,流域中、高敏感区主要分布在中下游流域,且高敏感区面积呈扩增趋势。[结论]流域内区域生态敏感性变化由土地利用类型间的转移流动的方向所决定。总体而言,近25 a来流域生态敏感性对生态系统中土地利用变化的响应较为明显,中下游区域生态敏感性呈恶化的趋势。     

元谋干热河谷土地利用变化对生态系统服务价值的影响(简报)

为了研究土地利用变化对区域生态系统服务价值的影响,该文以金沙江干熟河谷的元谋县为例,采用遥感与地理信息系统技术,利用LANDSAT TM影像,分析从1986～2000年间的土地利用变化情况,根据谢高地的生态服务价值系数对区域土地利用类型的生态系统服务价值进行评估,并对其进行了敏感系数(CS)分析.结果表明:研究区在1986～2000年之间,耕地、草地、水域和未利用土地面积均呈现减少的趋势,而林地和建设用地面积呈增加趋势;元谋县2000年的生态系统服务价值比1986年有所提高,土地利用变化使研究区生态资产增加了0.0399亿元,这主要是林地面积增加以及林地的生态价值系数最高的原因所至;敏感性系数分析表明本研究采用的谢高地生态价值系数是合理的.