基于GIS的区域生态连接度评价方法及应用

快速城市化过程使区域生态用地日益破碎,导致生物多样性不断降低,威胁土地生态安全。对快速城市化地区土地利用及规划进行生态连接度评价,并为土地管理提供决策支持,成为保障区域土地生态安全的必然选择。该文利用第二次全国土地调查数据及土地利用总体规划数据,在生态功能区识别的基础上,采用生态连接度指数对曹妃甸新区土地利用现状和规划情景进行生态连接度评价,评价土地利用对区域土地生态功能联系的影响并提出改善建议。结果表明:曹妃甸新区中等以上生态连接区域仅占曹妃甸新区的56.45%,且呈明显破碎化和孤岛化分布;在7 714.71 hm2规划新增城市用地中有2 027.25 hm2对区域生态连接度影响显著,这些区域应进行生态功能保护和提升。加强对区域重要生态用地的保护、利用现存生态资源对景观进行生态重建、强化建成区内部绿地网络建设是提高曹妃甸新区生态连接度水平的有效途径。研究成果对区域生态保护和建设工作具有重要参考价值。     

基于土地整治的项目区耕地资源社会价值评定及变化分析

社会效益评价是土地整治的重要内容之一, 而整治项目区社会价值是土地整治社会效益评价的重要依据, 因此, 开展项目区耕地资源社会价值评定研究对土地整治社会效益评价具有重要意义。本文以河北省曲阳县土地整治项目为例, 通过构建基于土地整治的项目区社会价值评定体系, 借鉴资源经济学的市场价值法、替代市场法、成果参照法及资本还原法等研究方法, 实现土地整治项目区社会价值货币化, 并对整治前后的价值变化进行分析。结果表明, 研究区在土地整治后, 社会保障价值增加32 442.02万元, 但所占总价值比例较整治前有所降低; 社会稳定价值增加1 453.29万元, 人文景观价值增加884.37万元, 且两者占总价值比例均有所升高。耕地总社会价值增加34 779.68万元, 土地整治社会效益显著, 不仅实现了耕作条件的便利、耕地面积的增加, 更实现了生态景观价值的提高。该研究方法对土地整治社会价值评定有借鉴意义, 评价结果可为曲阳县土地整治社会效益评价提供科学依据。     

土地整治中的田块优化与景观生态规划设计

以唐县项目区为例,依据线性规划原理建立田块优化设计的数学模型,从景观生态规划设计角度分析了如何优化整理区的生态环境。结果表明:运用线性规划原理建立田块优化设计数学模型,能增加有效耕地面积;在优化田块规模的基础上引入景观生态规划设计,既能实现耕地总量动态平衡又能保护整理区的景观和生态环境,从而保障了土地资源的可持续利用。     

农村居民点整理的产能潜力测算

农村居民点的自然本底特征与相邻耕地的立地条件具有较强的相似自然属性。通过计算居民点整理自然质量分与标准自然质量分的差值,对河北省临西县居民点整理后的土地适宜性进行了评价。研究得出,临西县居民点整理后的新增耕地为474.63hm2,新增园地数量为367.28hm2,新增林地数量为0.24hm2。确定了可以被整理为耕地的居民点,然后在ArcGIS 10.0中将邻近耕地的国家自然质量等别位置赋属性给居民点,确定整理后耕地的等别,计算出临西县居民点整理后的产能潜力为6 783.45t。最后,利用聚类分析法对临西县居民点整理后的耕地进行了分区。一级整理区可新增产能3 282.52t,二级整理区可新增产能1 964.80t,三级整理区可新增产能1 536.13t。     

2000—2015年滦河流域植被净初级生产力时空分布特征及其驱动因子分析

植被净初级生产力(NPP)可以反映植被生长状况,是表征地区生态质量的重要指标。本文以滦河流域为研究区,调查采集植被NPP、气象、土地利用结构及变化等多时空数据,利用Sen趋势、Hurst指数及残差分析等多种方法,综合考虑自然环境和人为利用的影响,对2000—2015年植被NPP的时空变化特征、未来演变趋势及驱动因子进行分析和研究,并定量识别不同区域内的主导驱动因子,旨在为该流域的生态环境治理工作提供依据。研究结果表明:1)2000—2015年,滦河流域植被NPP年均值为455.04g(C)·m~(-2)·a~(-1),整体呈波动上升趋势,显著增加区占流域总面积的32.94%,且未来同向变化趋势略强于反向变化趋势;2)该流域植被NPP空间差异较为显著,表现为东南高西北低的格局,受地形影响较大,流域中游的低山丘陵区为植被NPP高值区;3)驱动机制上,流域植被NPP变化与温度和降水均为正相关关系,水热耦合共同作用于植被NPP的积累,人类活动则是通过改变土地利用强度或生态建设工程等影响植被NPP的变化,且在不同地形区域内,植被NPP变化的主导驱动因子不同,整体上以气候和人类活动共同正向促进作用为主,但在平原区以单因子的反向抑制作用为主。     

关中平原地区果园和农田土壤有机碳组分及碳库特征

由于果树经济效益高,关中平原地区广泛推广农田转为果园。为明确关中平原地区农田转变为果园后土壤有机碳(SOC)组分含量及土壤碳库指数的差异,采用了野外调查和室内分析的方法,探究了关中平原地区农田生态系统中果园和农田的土壤碳组分及碳库管理指数的变化。结果表明,在0～20、20～60、60～100 cm土层中,果园土壤活性有机碳(LOC)含量较农田分别增加了33.91%、49.95%和35.37%;与农田相比,果园显著增加了20～60和60～100 cm土层LOC/SOC值,提高了深层土壤碳库活性,促进了土壤有机碳的利用;在0～100 cm土层的垂直梯度上果园和农田LOC含量均随土层深度增加而减少,土壤总有机碳含量无显著差异;果园的碳库指数(CPI)和碳库管理指数(CPMI)均大于农田,增幅分别达6.12%和72.72%。相关分析表明,土壤有机碳组分、碳库活度、碳库管理指数与土壤主要肥力因子如有效磷、速效钾相关性密切,可以作为该地区农田生态系统土壤肥力的主要监测因子。研究表明,关中平原土地利用方式从农田转变为果园,将有效活化深层土壤的固有碳库,促进有机碳的分解与利用,土壤性能向良性发展。     

承德市林地生态系统服务价值变化及其影响因素的地理探测——基于二级地类的分析

自然资源禀赋优渥的承德市一直以来都是京津的生态安全保护屏障,林地作为承德市的主要生态支撑,其生态系统服务价值及驱动机制研究在京津冀协同发展战略中有着重要的生态安全意义。本研究基于InVEST模型和定量指标法综合核算2010年和2020年承德市林地二级地类,即有林地、灌木林地、疏林地、其他林地的生态系统服务价值,探究其变化特征,并借助地理探测器分析自然因素和社会经济因素对承德市林地生态系统服务价值的驱动作用。结果表明：(1) 2020年承德市林地生态系统服务价值2 693.71亿元,各类服务功能价值量差异较大,有林地(1 557.37亿元,占比56.3%)与灌木林地(1 028.89亿元,占比39.8%)是承德市林地生态系统服务价值的主要贡献者;(2) 2010-2020年间承德市林地生态系统服务价值共增长154.06亿元,有林地生态贡献率最大,为82.47%;(3)自然因素与社会经济因素对各类林地影响效果不一,其中年降水对承德市林地生态价值的影响效果明显;而影响因素的交互作用相较单一因素作用而言,对承德市林地生态价值的影响有进一步增强,其中自然因素的交互作用效果占优。     

河北省典型样带土地类型分类及其结构分析

为深入了解河北地区的土地系统及其与其它环境因素的相互作用,以河北省生态环境最突出的河北省典型样带(西起太行山蔚县,东至渤海黄骅)为研究基础,通过ArcGIS工作平台构建土地类型划分体系,对河北省典型样带土地类型进行分类,并对其土地类型结构特征进行研究。研究结果表明:(1)河北省典型样带土地类型共分为12种一级类型,60种二级类型;(2)河北省典型样带一级土地类型面积最大的为冲积平原地,二级土地类型面积最大的为潮土冲积平原地;河北省典型样带土地类型的分布总体呈西北部最复杂,随着地势与海拔的降低,越往东南部土地类型分布越简单。(3)河北省典型样带空间组合形式主要有阶梯式组合结构、镶嵌式组合结构、对称式组合结构、重复式组合结构和树枝状结构等五种空间组合形式,不同土地类型存在不同的适宜分布区间;各土地类型在空间上的聚集关系较小。     

基于USLE模型的承德市水土流失敏感性时空演变分析

为探究高原山地综合地域的水土流失敏感性时空演变规律,揭示其水土流失敏感性状况,以承德市为研究区,基于USLE模型选取评价因子构建水土流失敏感性指数模型,并借助ArcGis 10.2平台评价2009年、2013年和2017年承德市水土流失敏感性。研究结果表明:(1)影响承德水土流失敏感性变化的主要因子是降雨侵蚀力和植被覆盖与管理因子。(2)轻度、中度敏感是承德水土流失敏感性的主要表现;且敏感性等级由东南向西北逐渐减弱是其主要变化趋势。(3)近年来,承德水土流失敏感性整体呈上升趋势,以轻度敏感上升至中度敏感为主,且敏感性上升速度有加速趋势。(4)承德南部地区,由于山高陡峭和土壤可蚀性、降水、植被覆盖因子的影响,其水土侵蚀敏感性较高,属于水土流失重灾区。针对以上情况,结合承德实际情况,特提出两点建议,以期为承德市建立生态环境预警机制和山水林田湖草生态修复措施提供思路,为承德市国土空间格局优化、制定管控机制和保护性开发措施等提供参考。     

县域土地利用变化对碳储量的影响与评价——以黑龙港流域巨鹿县为例

土地利用变化是影响陆地生态系统碳储量变化的重要驱动因素。引入了生态系统服务对土地利用变化脆弱性评估方法,以黑龙港流域巨鹿县为例,在分析巨鹿县2000—2015年土地利用与强度变化规律的基础上,研究区域土地利用变化对碳储量的影响。结果表明:2000—2005年这一时间段内,研究区内耕地、建设用地面积不断减少而未利用地的面积反而处于增加的态势,造成碳损失加快,致使生态系统碳储量对土地利用强度变化表现得愈加脆弱,土地利用强度指数每增加一个单位,植被、土壤、总碳储量分别减少36.66万t,1.03万t,37.67万t。在2005—2010年和2010—2015年这两个时段内,随着政府合理的进行土地利用调控,土地利用强度指数每增加一个单位,生态系统总碳储量分别增加1.24万t和1.06万t,不断表现出正向的潜在影响,碳汇也在不断增加,那么合理的调整土地利用结构、加强规划管理将会成为降低生态系统碳储量对土地利用变化脆弱性的关键。