三峡库区大宁河流域景观格局变化及生态安全格局构建研究

[目的]为维护三峡库区大宁河流域生态安全,对该流域景观格局变化和生态安全格局进行研究.[方法]基于大宁河流域2000,2010和2020年共3期的土地覆被数据,综合分析研究区景观格局和土地覆被类型的时空演变;遴选生态阻力评价指标,利用ArcGIS建立综合生态阻力面,基于最小累积阻力(Minimum cumulative resistance,MCR)模型、重力模型构建大宁河流域生态安全格局,并提取生态廊道和生态节点.[结果]1)流域景观格局呈现破碎度、连通度、蔓延度和均匀度均随时间变化不断降低的总趋势;2)流域内覆被类型以林地和耕地为主,耕地、草地的面积随时间变化而减少,林地、湿地、水域和建设用地的面积随时间变化增加;3)流域整体生态安全水平较高,以高、较高生态安全为主,两者所对应区域面积占比为64.3％,低和较低生态安全等级的区域面积占比为19.1％;4)共提取研究区一、二级潜在生态廊道20和23条,得到一、二级生态节点17和49个,结合研究区实际提出研究区"一线两核两区"的生态安全格局优化框架及相应措施.[结论]研究区生态安全总体较好,但存在空间异质性较强特点,今后需要在总体优化框架下协调生态环境保护和社会经济发展,进一步提升整个区域生态环境质量.     

河南省丹江口水库汇水区土壤侵蚀动态变化

运用遥感技术手段、结合基础地理信息数据,通过长时间序列的影像数据进行研究区土地利用/覆被分类及变化信息提取、土壤侵蚀因子提取以及生态环境参数遥感反演.调查获取2000—2015年期间河南省丹江口水库汇水区生态系统构成、格局及生态系统状况时空变化特征.运用空间分析和计量模型定性和定量方法,研究生态系统格局及质量转变对土壤侵蚀的影响,对认识该区域侵蚀规律,进行水土流失防治和土地生产力评价都具有一定的参考意义.     

三峡库区土地利用/土地覆被变化研究现状与展望 (三峡地区资源环境生态研究)

三峡库区土地利用/土地覆被研究是三峡库区生态环境变化研究的基础,而三峡库区已成为区域土地利用变化研究的热点。当前的研究印证了三峡工程的建设对土地利用土地覆被产生了一定程度的影响,其中,耕地向建设用地的流转是土地利用变化的主导方向,河流水面的面积增加显著,但相关变化机制因不同时间和地点有所差异;库区近几年的生态环境在总体上呈现恶化趋势,局部地区经治理后有所好转。但现有研究对土地利用/土地覆被的空间格局和变化及其和生态环境的空间变异性的认识不够,未来应加强三峡水库蓄水前后的土地利用/土地覆被变化(LUCC)对比研究,移民安置区土地利用变化的对比与土地生态安全评价研究,以及三峡水库未来土地利用/土地覆被格局与变化的模拟研究,以实现对库区土地利用/土地覆被未来变化发展趋势的预测和调控,并在此基础上进一步阐明库区LUCC与土壤侵蚀、库区水环境、库区利用生态安全、三峡水库可持续利用及全球变化的关系。     

基于三生空间耦合的生态安全格局构建与优化——以扬州市为例

【目的】充分考量生态、生产和生活空间(三生空间)的相互影响,为生态安全格局优化提供新的思路,并为扬州市在保护生态安全前提下优化空间开发格局提供决策参考。【方法】以扬州市为例,基于1∶5 000土地利用变更调查数据,综合考虑未来城镇扩张和生产空间缓冲作用对生态安全格局的影响,借助多情景基础方案冲突协调评价和环形梯度分析的方法,从三生耦合角度对区域生态安全格局进行构建并优化。【结果】构建了"三生主体功能量化-多情景基础方案冲突协调评价-基于三生规律分析分区协调情景评价"三生耦合优化框架,扬州市生态安全格局网络优化后,生态源地与廊道面积共计2 444.63 km~2,占全域面积的36.85%;研究区生态安全格局网络由底线功能用地、缓冲功能用地、连通功能用地组成,占全域的面积比例分别为23.16%、12.01%和1.68%。【结论】本研究形成的三生耦合优化框架,可以为区域生态安全格局优化提供新思路,进而有效指导相关规划。     

基于三生空间耦合的生态安全格局构建与优化——以扬州市为例

【目的】 充分考量生态、生产和生活空间(三生空间)的相互影响,为生态安全格局优化提供新的思路,并为扬州市在保护生态安全前提下优化空间开发格局提供决策参考。【方法】 以扬州市为例,基于1:5 000土地利用变更调查数据,综合考虑未来城镇扩张和生产空间缓冲作用对生态安全格局的影响,借助多情景基础方案冲突协调评价和环形梯度分析的方法,从三生耦合角度对区域生态安全格局进行构建并优化。【结果】 构建了“三生主体功能量化-多情景基础方案冲突协调评价-基于三生规律分析分区协调情景评价”三生耦合优化框架,扬州市生态安全格局网络优化后,生态源地与廊道面积共计2 444.63 km²,占全域面积的36.85%;研究区生态安全格局网络由底线功能用地、缓冲功能用地、连通功能用地组成,占全域的面积比例分别为23.16%、12.01%和1.68%。【结论】 本研究形成的三生耦合优化框架,可以为区域生态安全格局优化提供新思路,进而有效指导相关规划。     

土地覆被变化对河源区小流域径流模拟影响分析研究

以颍河源头流域告成集水区为研究区域,根据区域相关规划构建森林覆被、现状覆被以及耕地覆被情景,利用BTOPMC(Block-wise use of TOPMODEL with the Muskingum-Cunge method)模型模拟分析不同土地覆被情景下的径流过程,研究结果表明:研究区域由现状覆被转变为森林覆被会使得流域蒸散发能力增加25.3%,截留蒸发和土壤蒸散发量分别增大13.9%和18.4%,进而导致总径流量、地表径流以及基流量分别减少45.5%、54.6%和42.4%;由现状覆被向耕地覆被转变会导致蒸散发能力和土壤蒸散发量分别减小27.4%和20.9%,进而导致总径流量、地表径流以及基流量分别增加48.2%、63.0%和43.2%.地表径流对土地覆被变化的响应较基流敏感,雨季期间土地覆被变化对径流的影响较枯季显著.     

基于最小累积阻力模型的农牧交错带土地利用生态安全格局构建——以鄂尔多斯市准格尔旗为例

选择位于农牧交错带的鄂尔多斯市准格尔旗,基于自然地理情况、社会经济统计及多年土地覆被数据,在对研究区近30年来土地利用时空动态变化进行分析的基础上,运用GIS空间分析技术,借用最小累积阻力模型,对区域内关键土地利用类型进行分析与模拟,判断各土地单元针对关键土地利用类型的适宜度,据此构建区域土地利用生态安全格局,进而提出土地利用安全格局实施和管理的建议.研究结果对区域土地资源的持续利用具有重要的指导意义,并对最小累积阻力模型的应用进行了扩展.     

基于最小累积阻力模型的农牧交错带土地利用生态安全格局构建——以鄂尔多斯市准格尔旗为例

选择位于农牧交错带的鄂尔多斯市准格尔旗,基于自然地理情况、社会经济统计及多年土地覆被数据,在对研究区近30年来土地利用时空动态变化进行分析的基础上,运用GIS空间分析技术,借用最小累积阻力模型,对区域内关键土地利用类型进行分析与模拟,判断各土地单元针对关键土地利用类型的适宜度,据此构建区域土地利用生态安全格局,进而提出土地利用安全格局实施和管理的建议。研究结果对区域土地资源的持续利用具有重要的指导意义,并对最小累积阻力模型的应用进行了扩展。     

生态安全条件下的土地利用格局优化模拟研究——以中国北方农牧交错带为例

在综合使用“自上而下”的灰色线性规划（GLP）方法和“自下而上”的元胞自动机（CA）方法的基础上，建立了土地利用格局优化模拟LUOS（land use pattern optimizing simulation model）模型，进行了中国北方农牧交错带生态安全条件下的土地利用格局优化模拟研究.通过GLP方法8个方面共11个生态安全约束条件的限定与单纯形法求解，得出6种情景下的总量控制优化方案；以宏观用地总量需求和微观土地供给相平衡为原则，利用具有复杂空间演变能力的CA模型，完成土地空间分配.模拟结果表明，与当前土地利用格局相比，在2010年林地和草地增加、耕地减少、城镇用地增加的优化情景下，研究区可同时获得满意的生态效益、经济效益和社会效益.     

区域规划累积环境影响评价方法框架研究

鉴于累积环境影响评价在区域规划环评中的重要性和必要性, 提出包括规划描述、影响识别、尺度确定、因果分析、评价基准、情景构建、累积评价与预警、减缓措施以及适应调控等主要步骤在内的累积环境影响评价方法框架。同时, 考虑到累积环境影响的不确定性和动态性特征,采用情景分析和系统动力学模型相结合的方法, 模拟、分析和评价区域规划在时间和空间尺度上的累积环境影响。基于该方法框架,以郑州航空港地区总体规划为例,开展了评价区域环境空气和地表水环境质量的累积环境影响评价和预警实证研究。设计了基准情景、零方案情景、规划方案情景以及改善型情景 4 种情景模式, 分别对规划方案实施的区域水环境、大气环境的累积影响做出评价;并提出包括生态空间格局调控优化、产业结构调控与布局优化以及污染防治等在内的减缓措施,以及跟踪监测评估与适应性反馈调控对策。     

基于最小累积阻力模型的景观生态安全格局分析——以重庆开县为例

以重庆开县为研究对象,运用景观生态安全格局理论,结合RS、GIS技术,选取土壤侵蚀、地形位、景观类型、植被覆盖、石漠化5个生态阻力因子,利用层次分析法、单因子加权求和,构建最小累积阻力模型,综合分析得到开县的景观生态安全格局的空间分布.结果表明:在研究区中部和南部海拔低、坡度小、地势较平坦、植被覆盖度大、土壤侵蚀能力较弱、岩溶性不敏感或轻度敏感的地区生态安全水平高,其景观覆盖类别主要为耕地、园地、建筑用地,这些地区可优先作为开县未来城市空间扩展用地.     

广西国土空间碳储量多情景模拟与区划管控对策研究

人类活动导致土地利用与覆被变化(land use and cover change, LUCC)从而影响陆地生态系统碳储能力。然而LUCC受政策的限制,从而影响碳储量的变化。本研究基于2000、2010、2020年土地利用数据,运用PLUS-InVEST模型对广西国土空间2020—2030年未来发展的3类情景的碳储情况进行预测,并通过标准椭圆差法、空间等级格局划分法、空间自相关模型分析碳储量空间分布特征,总结分区演变规律,基于此提出“分区-分级”管控和要素优化对策。结果表明：(1)2030年3种情景下,广西国土空间碳储量仅在基于生态可持续的发展情景稳定提升,其他2类情景都大幅下降。(2)2020、2030年3类情景碳储量空间分布特征具有相似性,格局呈高碳储围绕式多核联动、中碳储片状镶嵌于中部、低碳储点状分布;变化趋势呈东北—西南朝向;碳储量高值区聚集于广西北部与西部区域,低值区聚集于中部及南部沿海。(3)2020、2030年碳储分区变化分析中,基于生态可持续的发展情景碳储核心区保持完整碳密度提升,而基于高强度的发展情景碳储变化分区形态最为剧烈,碳密度下降,基于中等强度的发展情景变化则位...     

基于RS和GIS的土壤侵蚀量估算方法研究——以陕西省杏子沟流域为例

土壤侵蚀量的估算是土壤侵蚀研究的核心问题之一.本文以陕西省杏子沟流域为例,通过对影响土壤侵蚀地形、植被因子的研究,探讨了利用遥感技术和地理信息系统手段对土壤侵蚀量进行估算的方法和技术路线.在地形信息的获取方面,利用数字高程模型,派生出地形坡度、坡向、相对高度等要素;在植被覆盖度的提取中,采用遥感技术与非遥感手段,分析了植被类型对土壤覆被变化的指示作用.利用修正后的通用土壤侵蚀模式,模拟了小流域土壤侵蚀模数的空间差异,计算了土壤侵蚀总量,具有重要的理论意义和实践意义.     

基于GIS的区域土壤侵蚀敏感性评价——以怒江州为例

怒江州作为三江并流世界遗产核心地,生态区位重要,承担着国家生态安全战略,以此区域研究土壤侵蚀敏感性具有重要的意义.在RUSLE模型和对研究区的自然环境特征研究基础上,选取降雨侵蚀力、地形起伏度、土壤可蚀性、植被覆盖(植被覆盖度和土地利用类型综合)等作为评价因子,采用几何平均数法和土壤侵蚀潜在危险性指数模型综合评价怒江州土壤侵蚀敏感性.研究表明:土壤侵蚀敏感性对各因子的敏感性都较高,说明怒江州各自然要素特征都较容易形成土壤侵蚀;土壤侵蚀总体处于高度敏感,占总面积68.12%,潜在危险性指数为5.9,验证了统计结果.总体上,三江两岸敏感性较高;土壤侵蚀与人类活动的空间存在耦合性,人口越密集区,敏感性越高,主要体现在坡耕地的较高敏感性.总之,该区域水土保持的关键在于对土地的合理利用.     

土壤侵蚀对陆地生态系统碳源汇的影响?

土壤侵蚀和沉积作用可导致土壤有机碳在空间上发生水平迁移,从而改变植被生产力和土壤呼吸作用,显著影响生态系统碳源汇的空间格局.本文介绍了国内外相关的研究结果,综述了土壤侵蚀对生态系统碳源汇的影响,并着重分析了EDCM(erosion deposition carbon model)即侵蚀沉降碳模型等相关的土壤有机碳迁移和沉积模型.当前的研究倾向于土壤侵蚀是"碳汇",但由于土壤有机碳动态变化受到多种因素的同时影响及对土壤侵蚀大范围长时间测定的不确定性,所以对土壤侵蚀"碳源""碳汇"的讨论仍存在很大的争议.当前的土壤有机碳迁移和沉积模型由于开发者侧重点的不同,应用区域有限,有待进一步优化,应加强参数区域化和尺度转换方面的研究,扩大模型适用范围.     

潮河流域非点源污染关键区识别及其管理措施研究

选取SWAT模型,对潮河流域径流、泥沙及非点源污染过程进行模拟.在对模型进行率定和验证的基础上,参照土壤侵蚀模数与国家地表水环境质量标准对土壤侵蚀及总氮污染关键区进行识别.最后分别在土壤侵蚀和总氮污染关键区设置污染控制情景,对控制措施成效进行模拟和评价.结果表明,SWAT模型可以较好地模拟潮河流域水文过程和污染物迁移转化过程;流域20.9%的区域为轻度土壤侵蚀区,39.8%的区域为总氮风险区;梯田、等高耕作、退耕还林还草和减少化肥施用量等措施都不同程度地对非点源污染负荷起到一定的削减效果.     

极端土地覆被情景下的水文响应模拟

 以淮河流域为研究对象,选择分布式水文模型HMS,结合GIS技术,构建了分布式陆面-水文耦合模型（LSX-HMS）。利用实测水文资料进行参数率定和模型验证,确定性系数达0.791~0.854,表明该耦合模型在淮河流域具有较好的适用性,能进行土地覆被变化下的水文响应研究。采用极端土地利用/覆被法构建了5种土地覆被情景,利用LSX-HMS模型分析了各情景下的水文过程。结果表明：常绿阔叶林覆被情景下的蒸散发量和径流量变化最为显著,年均蒸散发量增加5.6%,年均径流深减少16.7%;草地覆被情景对增加径流量作用较为显著,年均径流深增加6.9%;在枯水年,草地覆被情景下的土壤含水量变化较为剧烈;对径流量的空间模拟表明：各情景下径流量的空间分布差别较大。研究成果为淮河流域水土资源合理开发利用、调配和管理提供依据。     

不同喀斯特区域土地覆被及其景观格局变化特征——以贵州省安顺市为例

为对比分析安顺市这一高密度人口活动地区的亚喀斯特与纯喀斯特地区的土地覆被方面的景观格局变化的不同,以2000年、2005年、2010年3期TM影像为基础数据,采用土地覆被与景观格局变化相结合的研究方法,对贵州省安顺市地区的亚喀斯特区域和纯喀斯特区域做对比分析,探讨亚喀斯特与纯喀斯特土地覆被类型转移和景观格局特征的区别。研究主要发现:1)安顺市主要土地覆被类型转移表现为耕地向草地、林地转变,表明区内整体生态状况趋于良好,亚喀斯特区域的草地、林地增长恢复显著,草地的增长率有17.75%,林地的增长率达到6.58%,与纯喀斯特地区的增长率对比说明亚喀斯特区域具有更好的良好的生态适宜性;2)景观格局指数显示区内景观异质性增强,优势度降低,相关指数亚喀斯特区域较纯喀斯特区域表现更为显著;3)亚喀斯特区域具有较纯喀斯特区域良好的生态适宜性,正是因为这一优势,受到更多的人为干扰,然而它本质上属于喀斯特的这一事实不容忽视,所以在合理利用区域资源的同时要重视保护。     

基于景观格局赣江上游易灾地区生态脆弱性分析

赣江上游是江西省南部地区重要的生态屏障,开展区域内生态脆弱性的研究,对该地区生态环境的恢复与重建、区域可持续发展等方面具有重要的战略意义。以赣江上游易灾地区为研究对象,选取破碎度、分维数倒数、分离度3个景观格局指标,结合土壤侵蚀敏感性指数、土地利用类型适宜度指数来构建景观类型脆弱度指数模型和区域生态脆弱度指数模型,从景观格局、水土流失敏感性与土地利用适宜性的角度对地区生态环境脆弱性问题进行分析。研究表明:1)研究区未利用地的景观类型脆弱度最高,园地次之,水域或人工表面最低;2)1985-2013年,林地的脆弱性指数增加,水域、人工表面和园地的脆弱性指数大体上减小;3)相关分析显示,景观类型脆弱度与土壤侵蚀敏感性、破碎度之间均存在显著的正相关关系。     

江汉平原四湖流域土地利用变化及其水文响应探讨

结合基于遥感数据获得的土地利用结果与SCS模型,在GIS环境下模拟了四湖流域不同阶段的土地利用/覆被变化对地表径流的影响,同时模拟分析了在相同降雨类型条件下,不同时期不同土地利用状况下的流域产水量.结果表明,土地利用结构与格局的变化使地表径流深度趋于增大;在四湖流域的不同时期,由土地利用/覆被变化引起的地表平均径流深度变化也不相同;同时,相同的降雨类型条件下,1980年到2005年,由于土地利用变化,使流域产水量增大.