黑龙江省土地利用/覆被变化及生境质量特征变化分析

土地利用/覆被变化(Land use and land cover change,LUCC)是全球环境变化重要驱动因素,高纬度寒温带大陆性季风气候地区土地利用/覆被及生境质量特征变化研究较少.文章以1980～2018年黑龙江省为例,通过土地利用动态度及区域土地利用程度综合指数,分析1980～2018年土地利用时间变化特征,运用CA-Markov和InVEST模型分别模拟黑龙江省土地利用空间格局和生境质量变化,预测2030年黑龙江省土地利用情况和生态环境质量.结果表明,研究区土地利用格局以林地和耕地为主,分别占研究区总面积42.37％和38.57％;多年来除建设用地和未利用地面积呈增加趋势,其余土地利用类型面积均有不同程度减少;预测2030年土地利用格局,除草地和水域外其他土地利用类型仍与原变化趋势相同;生境退化度高的区域多集中在生态脆弱带,如城市边缘和河流附近等;研究时段内黑龙江省生境质量整体呈下降趋势,具有区域差异性.黑龙江省未来生态环境质量整体上有所提高.研究结果旨在为东北季节性冻土地区土地资源合理利用、生态环境保护及黑龙江省经济发展策略提供可靠的理论依据.     

基于MGWR模型的天目-怀玉山区生境质量 对土地利用变化的响应

基于1980年、1990年、2000年、2010年和2018年土地利用变化数据,借助InVEST模型评估天目-怀玉山区生境质量时空分布特征,并采用多尺度地理加权回归模型（MGWR）,对研究区耕地、林地、草地和建设用地的变化与生境质量变化的空间关系进行显式化分析,结果显示：（1）1980—2018年间,天目-怀玉山区耕地持续减少,林地和草地先增加后减少,水域面积增加幅度最大,建设用地变化较小,土地利用转移主要以耕地向林地、草地和建设用地转换、林地向建设用地转换和草地向林地转换为主。（2）1980—2018年间,天目-怀玉山区生境质量水平波动较小,且常年处于较高水平,总体上先增加后减少。（3）MGWR模型计算结果显示1980—2018年间,耕地、林地、草地和建设用地在812、194、1 166和512的较大尺度上影响着生境质量,而1990-2000年间,则在51、45、43和123的局部尺度上影响着生境质量。模型回归系数显示,1980—2018年间,林地和草地的变化与生境质量的变化呈现正相关关系,耕地和建设用地的变化与生境质量变化呈现负向关关系;1990—2000年间,4种土地利用类型的变化对生境质量的影响呈现较为明显的两极化空间格局,其主要取决于土地利用类型转换的方向。研究结果将为天目-怀玉山区土地资源合理利用和生态环境保护提供可靠的理论依据。     

榆中县生境质量和生境退化的时空分异特征及其地形梯度效应

【目的】生境质量是反映生态系统服务水平的重要指标,在新时期国土空间规划编制及生态文明建设的双重背景下,加强对重点县域生境质量和生境退化度的评估,可以为区域的生态保护提供参考。【方法】本研究以榆中县为例,基于DEM数据与土地利用栅格数据,应用InVEST模型、图谱分析以及地形位梯度等方法对榆中县的生境质量、生境退化度及其地形梯度效应进行分析。【结果】研究期间榆中县生境质量、生境退化度未发生变化的图谱单元占比大于发生变化的图谱单元占比,说明榆中县生境质量和生境退化均发生小幅度变化,平均生境质量从2008年的0.228 9变为2018年的0.226 6,说明榆中县生境质量存在下降趋势;平均生境退化度从2008年的0.007 370上升为2018年的0.007 389,表明榆中县生境退化程度有小幅度增加的趋势。生境质量始终保持由西南向东北递减的空间分布格局,以宛川河为界,生境退化呈现宛川河以北低而以南高的分布特点。榆中县生境质量及生境退化分布指数具有明显的地形位梯度变化效应,二者的优势地形位梯度差异较大,高质量生境在第4、5等地形位梯度上分布最多,这与林地、草地的分布具有一致性,生境退化度高值...     

基于土地利用变化的陕北地区生境质量时空演变及其驱动因素

  目的  揭示陕北地区生境质量时空变化特征及其驱动因素可为陕北地区生态建设提供科学指引。  方法  以1990、2000、2010和2020年4期土地利用数据为基础,基于InVEST模型评估1990—2020年生境质量的时空变化特征,并通过地理探测器单因子探测和交互探测分析其影响因素。  结果  （1）研究期间陕北地区土地利用结构发生了显著变化,耕地和未利用地面积分别减少3.83%和1.91%,草地、林地和建设用地分别增加3.02%、1.61%和1.10%;土地利用类型的转移呈现出明显的阶段性特征,1990—2000年和2000年以后分别以未利用地转变为草地以及耕地转变成草地和林地为主要特征。（2）1990—2020年,陕北地区生境质量指数平均值由0.636变为0.651,总体呈上升趋势;生境质量空间上呈“南部高,西北低”的分布格局,生境质量高值区主要分布在南部林地和草地区,低值区主要分布在西北部毛乌素沙地;生境质量等级上升的区域主要分布在研究区中部及西北部大部分区域。（3）土地利用是影响生境质量时空分布的第一因素,对生境质量空间分异的解释程度为0.433,在交互作用探测中,任意两种影响因素的交互作用大于单个因素的单独作用,自然因素与人文因素共同主导生境质量的时空变化。  结论  陕北地区生境质量时空变化与土地利用类型的分布密切相关,优化土地利用结构、减小人类活动的影响对提高陕北地区生境质量有重要意义。      

基于FLUS和InVEST模型的南京市生境质量多情景预测

为评估城市扩张对生境质量的影响，以江苏省南京市为例，基于2009、2014年和2018年3期土地利用数据，采用CAMarkov和FLUS耦合模型对南京市2025年和2035年土地利用进行多情景预测，并运用InVEST模型评估其生境质量状况。结果表明，2009—2018年，南京市城镇用地呈不断扩张趋势，面积共增加223.65 km²，主要转入来源为耕地和农村居民点。2009、2014年和2018年市域的平均生境质量呈持续下降趋势，分别为0.448 1、0.441 1和0.433 4。4种模拟预测情景中，生境质量均值的排序为生态优先情景>协调发展情景>自然增长情景>经济发展情景，而生境质量等级分布差别较大的区域主要是南京市的北部、南部以及中心城区。具体来说，在自然增长情景下，2025年和2035年南京市生境质量将保持下降趋势，低值区面积占比较2018年分别增加1.40个百分点和2.87个百分点；在经济发展情景下，中心区域、南部及北部生境质量较自然发展情景下进一步下降，到2025年和2035年，低值区面积占比将分别增加2.67个百分点和4.76个百分点；在生态优先情景下，2025年和2035年南京市生境质量高值区面积占比较2018年分别增加0.40个百分点和1.04个百分点；而协调发展情景下，城镇用地规模将得到有序控制，林地的空间分布在原有基础上向外延伸，使得市域生境质量逐步提升，故2025年和2035年南京市生境质量高值区面积占比分别增加0.17个百分点和0.80个百分点。基于此，为进一步减缓南京市生境退化趋势，改善区域生境质量和生态环境条件，应合理控制城镇用地规模，采取适当的生态保护政策，同时有序开展国土空间整治与生态修复工作。     

基于InVEST模型的安徽省金寨县生境质量对土地覆被变化的响应

选取大别山腹地的六安市金寨县作为研究区,以1995,2005和2015年土地覆被数据为基础,设置相应生态参数,在ArcGIS软件和InVEST模型的支撑下,系统分析了金寨县1995—2015年生境质量对土地覆被变化的响应。结果表明:虽金寨整体生境质量仍处于优良水平,但其生境质量持续单边下降;1995—2005年土地覆被变化幅度较小,2005—2015年受城镇化快速推进影响,县域建设用地面积增长了1倍以上。20年间,县城及周边林地和水域等适宜度较高的生境类型以及农田向建设用地转化,直接导致了梅山镇及其周边生境质量下降。县域大部山区仅镇区扩张和工程毁林引发了零星的生境质量下降,其余地区生境质量变化不大。今后金寨县需重点关注县城和镇区生态空间的有效配置以及山区退化生态系统的保护修复。     

河南省生境质量时空演变特征及影响因素

为评估和分析河南省生境质量及其时空演变特征,基于1980—2018年5期土地利用数据,采用InVEST模型和Moran＇s I指数,并借助地理探测器模型揭示驱动生境质量时空分异的影响因素。结果表明：（1）河南省生境质量整体处于中等水平。1980—2018年平均生境质量由0.420 9下降为0.401 0,生境退化度从0.117 1上升至0.149 4,省域内生境质量整体呈下降趋势。（2）生境质量较高的区域集中于省域西南部山地丘陵区,空间上呈现“西高东低、南高北低”的分布特征,生境退化热点区集中于中东部城镇建设用地。（3）生境质量和生境退化Moran＇s I指数均表现出正空间自相关,但空间聚集性逐年下降。（4）土地利用类型是驱动生境质量变化的主导因素,解释力（q值）达96.87%。任意两个因子的交互作用对生境质量空间分异影响均大于单因子的作用,土地利用与NDVI、高程、降水、坡度、气温和夜晚灯光强度的交互作用结果均大于0.97。     

泰安市景观格局和生境质量时空演变及其关联分析

基于2000-2018年土地利用类型数据，采用景观指数、InVEST模型等方法，分析泰安市景观格局、生境质量演变特征与冷热点分布，并利用灰色关联度模型揭示生境质量与景观指数的关联性。结果表明:1）耕地、林地和草地减少，建设用地和湿地增加，并以耕地流向建设用地和湿地为主，研究区景观连通性减弱，景观格局总体趋向破碎化。2）泰安市生境质量整体处于中等以上水平，但中等、良好和优等生境三者占比之和不断减少，由87.88%降低到82.98%，生境质量虽局部得到改善但总体有衰退趋势；热点分析表明，生境质量较高的热点区主要集中在以湿地、林地和草地为主的区域，生境质量较低的冷点区集中于各区县的主城区及其外围。3）生境质量水平与蔓延度指数、边缘密度、斑块数和耕地面积等景观指数具有较强关联性。研究认为，在生境质量高值区应加强林地、草地、湿地景观的整体性、连通性保护，防止景观破碎化，在生境退化严重的建成区应加强城市绿色空间建设；该研究为泰安市景观格局优化、生境保护和生态系统服务管控提供一定参考。     

基于PLUS-InVEST模型的生态脆弱区生境质量时空演变分析

基于PLUS模型预测阿坝州生态脆弱区2030年土地利用情况,并利用InVEST模型计算2000年、2010年、2020年及2030年生境质量,对其时空演变进行分析。结果表明,研究区草地、湿地退化情况显著且裸地持续增加,预计2030年裸地面积将达334.38 km²;与2000年相比将会有204.55 km²湿地退化。驱动因子中,降雨是限制林地、湿地扩张的主要因素,侧面反映水源涵养功能的重要性;草地受各项因子的影响程度相差不大,一般生长在远离政府的地方,且其面积扩张受DEM限制;气温是导致裸地增加的主要因素。生境质量总体较高但空间分布差异较大,且有缓慢变差的趋势,预计2030年生境质量低的区域面积将比2000年增加670.28 km²,主要由扩张的耕地、建设用地造成。未来生境质量降低的速率将有所减缓,但仍需加强人工措施来阻止降低。     

宝鸡市土地利用动态变化分析

该文基于宝鸡市2009—2014年土地利用变化调查数据,采用土地利用动态度和土地利用强度指数方法,分析了宝鸡市2009—2014年土地利用的速率和程度的变化趋势,为宝鸡市土地利用科学布局及合理规划提供决策和支持。结果表明:(1)土地利用动态度变化趋势为:耕地、园地、林地、草地和水域及水利设施用地的动态度减少,而城镇村及工矿用地、交通用地和未利用地的动态度增加,其中,城镇村及工矿用地动态度增加最快,而园地动态度减少最快。(2)宝鸡市土地利用利用强度指数呈波动变化趋势,且各年土地利用强度指数都大于平均值200。     

以生境保护优先的北京市第二道绿化隔离地区郊野公园选址方法

[目的]在中国快速城镇化背景下,北京市边缘地区的生态环境不断恶化,绿化隔离带成为控制北京市建成区无序扩张、改善城市生态环境的手段,在绿化隔离带范围内建设郊野公园是落实规划的有效途径.郊野公园的核心目标是在生态保育的同时提供少量的游憩活动,因此对于绿化隔离带范围内生境质量高的区域进行保护应作为郊野公园选址的基础原则.[方...     

基于生境质量模型和电路理论的区域生态安全格局构建——以秦岭（陕西段）为例

构建区域生态安全格局是实现生态环境可持续发展的重要途径,人类活动使当前自然地域生态安全面临严重威胁。为建立自然地域生态安全格局,以具有典型山地垂直地带性的秦岭（陕西段）为研究对象,运用粒度反推法评价景观格局最佳组分,构建InVEST生境质量模型及综合阻力面,运用电路理论提取生态廊道、生态夹点、生态障碍点及生态断裂点,结合土地利用现状提出针对性修复治理建议。结果表明：研究区内66处生态源地呈现出明显的西部集聚成片、东部分散稀疏的空间分布特征。共识别出119条宽度为1 200 m的生态廊道、102处生态夹点、72处生态障碍点及58处生态断裂点;生态廊道、生态夹点和生态障碍点的用地类型仍有待整治,耕地面积占比分别为26.75%、23.80%和31.66%。结合土地利用现状,提出积极推行退耕还林、还草工作,加强城乡绿地建设,推动乡村振兴转型发展,对生态断裂点实行动态监测、设立标示牌等针对性治理措施。受自然环境及人类活动共同影响,秦岭境内生态待修复区主要集中在商洛和安康。研究结果为识别生态待修复区与构建山地区域生态安全格局提供参考。     

生物多样性保护优先区生态网络构建与优化——以太行山片区为例

生物多样性保护优先区是重要物种的栖息地，是生物多样性保护工作的重点区域。基于生态学“源”“汇”理论，提取2000-2016年生态系统转移变化较小、生境质量较好的生态斑块和各类自然保护地作为生态源地，采用最小累积阻力模型构建研究区潜在生态廊道，并进行连通性评价，提出生态网络优化方案。结果表明，林地、灌丛是该区域物种迁移和扩散过程中起主导连接作用的景观类型，占生态廊道面积比例的63.9%，其次是草地，占生态廊道面积比例的13.87%；潜在生态网络结构连接度较高，但部分廊道结构较复杂，冗余性较高；通过重力模型优先选择相互作用力>5的生态廊道，并提取出32个生态断裂点和28个“暂栖息地”，最终提出保护生态源地、分级生态廊道、规划暂栖息地和修复生态断裂点等生态网络优化对策，研究结果可为太行山优先区-太行山片区生物多样性保护提供科学方法和建议。     

深圳市景观生态安全格局源地综合识别

城市生态安全格局是景观生态学研究的热点和重点之一,识别源地是构建生态安全格局的首要环节。在总结已有研究中重要斑块识别方法的基础上,提出了结合景观连通性分析、生物多样性服务评估和生境质量评估来提取重要斑块的方法。以深圳市为研究区,采用基于图论的景观连通性指数、生物多样性服务当量、InVEST模型生境质量评估模块和GIS技术相结合的方法识别生态用地重要斑块。结果表明:深圳市生态斑块依照连通性、生物多样性和生境质量的综合评估分为五级,其中最重要斑块主要分布在龙岗区、盐田区和罗湖区;现行基本生态控制线政策可以保护大部分重要斑块。     

京津冀地区生态基础设施?生境质量?产业发展耦合协调性分析与预测

  目的  对生态环境与产业发展耦合协调关系进行研究,有助于规划者从生态学角度宏观把握京津冀协同发展趋势,为规划与管理提供科学依据。  方法  该研究基于MSPA和InVEST模型分析了京津冀地区2000—2017年生态基础设施、生境质量和产业发展变化特征,并采用耦合协调模型对该地区三者的耦合协调性进行综合分析,最后利用灰色预测模型预测京津冀不同区域未来五年耦合协调度。  结果  （1）京津冀地区生态基础设施水平整体偏低,连通性较差;生境质量空间差异显著,整体生境质量0.450,水平不高;（2）西北部生态涵养区的农林牧渔业发展稳定,津冀工业长期处于主导地位,东部滨海发展区交通运输、仓储和邮政业和京津金融业发展实力较强;（3）京津冀地区耦合协调度主要处于轻度失调到初级协调状态之间,空间差异明显。其中,南部功能拓展区耦合协调度最高,而西北部生态涵养区耦合协调度最低。（4）未来5年京津冀地区耦合协调度均将有所提升,但中部核心功能区仍将处于濒临失调状态,北京和东部滨海发展区仍将处于勉强协调状态,是未来需要优化的重点区域;天津耦合协调度将由勉强协调转变为初级协调,西北部生态涵养区耦合协调度将由濒临失调转变为初级协调,是具有协调发展潜力的区域;南部功能拓展区耦合协调类型将转变为中级协调,是发展速度最快的区域。  结论  该研究通过评估京津冀区域生态基础设施?生境质量?产业发展的耦合协调性,并分析预测具有协同发展潜力的重点区域,为未来京津冀协同发展提供依据,并为其他城市群范围内生态建设和产业发展评估提供重要参考。