嘉陵江流域生态系统服务价值与生态风险时空分异特征及关联性

为嘉陵江流域及相关地区的生态环境保护和生态安全格局构建提供参考，基于2000、2010和2020年3期地表覆盖数据，应用生态系统服务价值(ecosystem service value，ESV)和生态风险指数(ecological risk index，ERI)评估模型、地理探测器、双变量空间自相关模型等方法，定量评估了嘉陵江流域ESV和ERI的时空演变、分异特征和关联性。结果显示：2000—2020年嘉陵江流域土地利用类型以林地和耕地为主，建设用地和水域增长迅速；研究期内流域ESV增长了1.50%，且高和极高等级单位面积ESV区域在流域内分布较广，水域面积增加是ESV增长的重要原因；研究期内流域ERI逐步降低，且极低和低等级ERI区域在流域内分布较广；人为影响指数与土地利用是ESV和ERI空间分异的主导因子；ESV和ERI具有统计学意义上的空间负相关性，主要关系为高价值-低风险，即ESV较高区域的ERI较低。推动土地利用结构优化，合理控制城镇建设规模，加强林地和水域保护力度，对嘉陵江流域生态服务功能提升和生态安全格局构建具有深远意义。     

江西省生态系统服务价值演变及空间自相关特征分析

鉴于江西省近些年城市化进程的加快,势必会对当地生态环境造成破坏.以江西省为研究对象,采用2000年、2010年、2020年3期土地利用数据,运用ArcGIS软件和GeoDa软件对研究数据进行预处理,然后结合当量因子法、断点法、生态系统服务价值核算法和空间自相关分析法,分析研究区ESV的时空变化.结果表明:1)2000—2020年期间,江西省各地类ESV中林地>耕地>水域>草地>未利用地;2)从时序上分析,2000—2020年,变化最大的是林地ESV,减少了21.240亿元,次之是耕地,减少了5.577亿元,草地和未利用地面积占比较小,也均呈现减少的趋势,其中仅水域ESV增加了10.107亿元,未利用地变化率最大,降低了-41.678％,林地贡献率为56.723％,这与土地利用面积变化一致;3)从空间上分析整个江西省100个县区,地均ESV中高值区主要分布于赣州市的大部,武宁县、宁都县、鄱阳县、修水县分别为60.136亿元、54.058亿元、49.346亿元、45.771亿元,低值区以珠山区0亿元ESV为最低;4)近20 a,各地类生态系统服务价值敏感性指数均<1,也就是ESV对评估结果缺乏弹性,结果可信;5)借助GeoDa软件对江西省100个县区的ESV进行空间自相关分析,自2000—2020年Moran′I指数分别是0.333、0.331、0.332呈现先减少后增加趋势,计算结果经过Z值检验p值=0.001<0.05,证明Moran′I显著有效.表明江西省整个ESV均呈显著的正相关关系.     

GEE支持下的1988—2022年淮北市土地利用变化及其对生态系统服务价值的影响

淮北矿区是全国重要的煤炭生产基地之一，其在安徽省经济发展中占据重要地位，分析该区域土地利用变化对生态系统服务价值（ESV）的影响具有重要意义。本文以淮北市为研究区，基于谷歌地球引擎云平台和分类决策树算法，对研究区内1988—2022年的Landsat影像进行分类，得到7个时期的土地利用分类数据，进而分析该市土地利用变化情况及其对ESV的影响。研究结果表明：（1）1988—2022年淮北市建设用地面积不断扩张至初始的8倍，而林地和草地面积则不断递减，主要转为建设用地和耕地，且水体面积在波动中不断增加，主要与采煤沉陷有关；（2）林地和草地退缩以及建设用地扩张导致了研究区ESV总值不断减少，已减少50%，影响了ESV的空间分布；（3）ESV对耕地较敏感，且其他土地利用系数敏感性均小于1，说明在研究以耕地为主的淮北市时，应当对ESV当量因子进行针对性改进。本文结果为推进淮北矿区可持续发展和高效合理配置土地资源提供了技术支持和科学依据。     

土地利用变化对长沙市生态系统服务价值影响

分析了1995—2005年长沙市快速城市化的5城区土地利用/覆盖变化,参照谢高地等人的中国陆地生态系统单位面积生态服务价值表,计算并研究了土地利用变化引起生态系统服务价值的变化以及生态系统服务价值与土地利用结构的关系.结果表明:研究期内,研究区耕地、园地、林地、水域和未利用地减少,耕地减少最多,草地和建设用地增加,建设用地增加最多;研究区内土地利用程度存在明显差异,其中芙蓉区土地利用程度最大,开福区最小;生态系统服务价值由1995年的655.15×106元减少到2005年的589.26×106元,年变化率-1.01%,水域和林地面积减少,建设用地面积大幅度增加是ESV减少的主要原因;研究区单位ESV与林地、水域、建设用地所占比例明显相关,用多元线性回归方程可很好地表示.由此预测2010年长沙市城区的单位ESV将进一步下降,总ESV将减少为541.47×106元.     

南沙区土地利用变化对生态系统服务价值的影响

从全球地表覆盖数据(GlobeLand30)中获取南沙区30 m空间分辨率的多光谱影像,采用土地利用变化动态度、土地利用转移矩阵和重心迁移模型测算了南沙区2010、2020年各类土地的时空变化;基于当量因子法,修正了社会经济因子调整系数和生物量因子调整系数,构建了南沙区生态系统服务价值评估模型,并探讨了在土地利用格局的变化下,南沙区生态系统服务价值的变化特征。研究结果表明:(1)2010—2020年,南沙区土地利用格局变化明显,除建设用地和湿地的面积得到增长外,其他各类用地面积均有不同程度的减少,其中耕地面积减少最多,建设用地面积增加最多。(2)在空间分布上,南沙区耕地、林地与草地的布局呈现明显的碎片化,而建设用地的扩张较为集聚。(3)2010—2020年,南沙区生态系统服务价值减少234.59亿元。建设用地占用城镇周边的耕地及围海填地是导致生态系统服务价值减少的重要因素,其中,围海填地导致水体和海域大面积减少,是造成生态系统服务价值减少的主要原因。值得注意的是,湿地面积的增加在一定程度上缓解了生态系统服务价值的降低。因此,为保障南沙区生态系统服务价值的稳定,应及时对湿地采取保护措施、控制建设用地的扩张规模、稳定林地及耕地的生态系统服务功能。     

湖南省高速公路出入口对周边土地利用影响变化研究

为了分析高速公路出入口周边土地利用随其建成时间的变化规律,以湖南省建成时间较早的19个出入口为研究对象,以1995、2000、2005、2010和2015年5期土地利用数据为基础,基于GIS分析计算土地利用强度和土地利用动态度,分析其随出入口建成时间的变化规律,并使用非参数检验验证相关结论﹒结果表明：1)出入口周边影响区的土地利用强度和土地利用动态度明显高于非影响区,在建成时间超过15 a后相关指标达到非影响区的2～3倍;2)影响区内的土地利用转化主要为耕地和生态用地向建设用地的转化,且在2010―2015年,影响区内的土地利用转化全部为耕地和生态用地向建设用地的转化;3)影响区内的土地利用强度和土地利用动态度随着出入口建成时间的增长而不断变大,通过Kruskal-Wallis检验,发现不同时间段的相关参数存在显著差异﹒     

河南省沿黄区域土地利用时空变化及驱动因素分析

以河南省沿黄区域为研究对象,基于1980—2020年共5期的土地利用数据,利用转移矩阵、动态度指标分析近40年来研究区土地利用时空变化特征.从自然因素、社会经济因素和可达性因素三个方面选取了9个因子,采用Logistic回归模型分析土地利用时空分布及变化的驱动因素.结果表明：河南省沿黄区域土地利用类型以耕地、林地为主,二者面积占比在75%～80%之间,耕地与建设用地、耕地与水域的转化比较剧烈,占耕地转出面积的比例分别为81.84%、12.36%,不同土地利用类型之间的转化强度逐渐增加.综合土地利用动态度由1980—2000年的0.06,显著升高到2000—2020年的0.24,建设用地的动态度达到了2.33,较1980—2000年间增加了近4倍.坡度、温度、高程等自然因子对耕地、林地空间分布及变化影响较大;高程和坡度是建设用地的负解释变量,每增加1个单位时,建设用地的分布概率分别降低1.01倍和1.06倍;社会经济因素的GDP和人口密度在一定程度上反映区域经济社会发展状况,是建设用地分布的正向决定因素.     

生态系统服务价值时空演变、情景模拟与影响机制——以周口市为例

平原农区生态系统服务价值评估对于农区生态质量提升、土地资源合理利用等意义重大.以典型农区周口市为例，基于2000-2020年5期土地利用数据，结合土地利用动态度、转移矩阵、地理探测器等，分析周口市生态系统服务价值的时空演变及空间分异的驱动因素，并借助PLUS模型对周口市2030年用地变化进行模拟，计算多情景下的生态系统服务价值，以期为周口市资源管理与生态治理提供依据.结果表明：(1)2000-2020年，研究区建设用地面积扩张态势明显，耕地、林地面积减少，其他地类变化不显著；(2)从时间尺度看，生态系统服务价值总体逐渐递减，2000年生态系统服务价值最高为159.97亿元，2020年最低为157.65亿元；(3)空间上看，县域尺度地均生态系统服务价值形成以市区为中心、东西向延伸的“高-低-中”三级空间分布格局，高值区主要集中在西部区县，东部生态优势逐年弱化；(4)2030年自然发展、生态保护及经济优先情景下生态系统服务价值分别为159.75、159.89、158.09亿元；(5)周口市地均生态系统服务价值受多因素影响，各因素具有明显的时空分异特征，主要因子有复种指数、农业总产值和人为影...     

山东省南四湖流域土地利用变化分析

土地利用变化关系到区域的粮食安全和生态安全.依据山东省南四湖流域2000-2012年土地利用调查数据及相关社会经济资料,全面分析了山东省南四湖流域13年间土地资源利用的结构变化、数量变化以及空间变化,以揭示山东省南四湖流域土地资源利用存在的问题,为土地资源科学管理、促进社会经济可持续发展提供科学依据.     

基于InVEST模型的黑河中游土地利用变化水文效应时空分析

基于1986, 1995, 2000和2010年土地利用数据和InVEST模型, 研究近25年来黑河中游的土地利用变化规律, 模拟不同土地利用格局下的流域产流量, 并采用多元线性回归模型分析不同用地类型对流域产流的影响。结果表明: 1) 黑河中游主要用地类型为未利用地、草地和耕地, 2000年后土地利用结构变化较大, 大量耕地转化为建设用地; 2) 经过反复检验, 发现当Z=7.3时, 模拟产流量与自然径流量最为接近, 从子流域来看, 产流深度呈现从东南部到西北部逐渐递减的空间分布规律; 3) 林地面积增加抑制流域产流, 而草地、建设用地和未利用地会促进产流, 耕地在不同的利用方式下会产生正负不同的水文效应。研究结果可为实现绿洲水土资源平衡提供借鉴。     

1996—2015年粤港澳大湾区生态系统服务对景观格局变化的响应

以粤港澳大湾区(简称“湾区”)为研究区,利用1996—2015年土地覆被数据和数字高程数据,采用生态系统服务价值当量估算法、景观指数分析、空间自相关分析等方法,分析1996—2015年湾区景观格局的时空演变规律,定量评估湾区的生态系统服务价值,探讨湾区的生态系统服务价值对土地利用景观格局变化的响应.结果表明:(1)湾区景观以耕地、林地为主,20年间湿地、建设用地面积大幅度增加,增长幅度分别为29.88%、150.06%;(2)湾区的生态系统服务价值(Ecological Service Values, ESV)在1996—2015年间呈持续增长趋势,在2005—2010年间增长速率较高,20年间共增长123.13亿元; (3)湾区的ESV变化冷热点分布区的土地利用转移规律性较强,冷点分布区的土地利用变化多为草地转建设用地或湿地增加,而热点分布区的土地利用变化多为草地转为湿地或水域,且二者空间分布相关性高; (4)湾区的ESV与AREA_MN、DIVISION的敏感性程度较高,说明景观类型越丰富、分割程度越低,越有利于提升景观整体的生态系统服务价值; (5)湾区的ESV强度与土地利用程度综合指数不存在显著的空间相关关系,自2005年开始,湾区的生态环境逐步改善,城市绿色发展进程加快.     

近25年来汾河流域土地利用及景观格局变化研究

汾河流域土地利用及景观格局变化对山西省的生态维护与经济发展发挥着重要的作用。本文从土地利用变化和景观格局变化2个角度,利用GIS技术和Fragstats软件计算汾河流域1995—2020年的6期景观格局指数,并获取25年间土地利用及景观格局变化模式。研究结果表明：（1）汾河流域的草地、耕地、未利用地以及水域的面积减少了,建设用地与林地的面积增加了;其中耕地、草地及建设用地的变化幅度较大,表现出自然景观向人文景观转变的特征。（2）研究区景观总体上呈破碎化倾向,景观形状趋于复杂,景观分布异质性减小。（3）建设用地和耕地的景观破碎度不断增加,景观形状日趋复杂;林地景观破碎度先增加,景观形状趋于复杂,而后则相反;草地的景观破碎度增加;水域和未利用地的景观破碎度减小,景观形状趋于简单;耕地的最大斑块指数大幅减小但始终保持在第一的位置,耕地作为汾河流域的基质景观优势地位显著下降。总之,自然环境的演变、城镇化进程的加快和退耕还林政策的实施,使得汾河流域的土地利用及景观格局发生了巨大的改变,政府及相关部门可通过增加耕地保护力度,加强城镇建设用地利用强度,构建流域防护林体系,采取节水政策及建立汾河流域生...     

山区县域土地利用变化及其生态系统服务价值响应——以嵩县为例

随着人口持续增长及土地利用行为的不断变化,生态环境遭受不断干扰和破坏,生态系统承载力逐渐减弱。山区是生态系统最为脆弱的地理类型之一,对其因土地利用变化所引起的生态系统价值响应研究显得尤为迫切。本研究基于遥感卫星影像解译获得山区县域土地利用分类数据,利用生态系统因子权重赋值和空间自相关分析等方法,深入探讨了豫西嵩县1990至2019年间生态系统服务价值的时空演化及其空间自相关特征。研究结论表明：（1）嵩县草地面积变化幅度最高,耕地面积增幅最高,未利用地变化率最高,建设用地和水域增幅明显。（2）生态系统服务价值整体呈现出先快速增加后缓慢减少的趋势。其中,林地、水域、县域生态系统服务价值（Ecosystem Service Value,简称ESV）变化过程整体相似,均在1990至2000年间出现小幅增长趋势,随后持续缓慢下降。水文调节、气候调节、土壤保持、气体调节、净化环境和维持生物多样性等功能占生态系统服务价值总价值超过87%,对嵩县土地生态系统产生决定性作用。（3）ESV整体呈现出以下特征：陆浑水库及伊河流域为高生态系统服务价值片区,南部片区的ESV值稍高于北部片区,区域差异显著。在县域内,ESV在空间分布上具有很强的自相关性,且在2010年以后出现持续增强的趋势。随着城镇建设用地扩张、农田耕地持续开垦,ESV损失片区开始在各乡镇蔓延,其主要原因是嵩县城乡规划政策、产业定位等。     

黄河下游滩区河南段土地利用类型的时空变化特征

分析黄河下游滩区土地利用类型的时空变化特征，可为黄河流域生态保护和高质量发展战略提供可靠的数据支撑和依据.以黄河下游滩区河南段为研究区，基于Landsat、Sentinel-2遥感影像数据，利用支持向量机算法、转移矩阵、变异系数对2000—2020年研究区土地利用类型的时空变化特征进行了分析.结果表明：(1)2000—2020年研究区内土地利用类型的空间分布相对集中，空间自然连通性大，但是部分区域存在斑块现象.2000—2020年研究区时空变化较大的土地利用类型是滩涂和水面.研究区土地利用类型变化较大的区域主要集中在新乡市原阳县以及郑州周边区域的滩区.2005—2015年期间，研究区土地利用类型的空间分布格局变化最大.(2)研究区的主要土地利用类型为耕地，其面积占研究区总面积的60%左右，其次为水面、滩涂、建设用地、园地及林地.研究期内，研究区各土地利用类型的面积均处于动态变化之中，变化幅度较大的为耕地、水面和滩涂，且这3种土地利用类型的面积之间存在此消彼长的关系.(3)总体来看，研究期内研究区的土地利用程度呈增加的趋势，2020年研究区的土地利用程度最高，为78.49%.在时间序列上...     

基于GEE的土地利用变化对生态系统服务价值的影响研究——以京津冀地区为例

基于Google Earth Engine(GEE)云平台提供的随机森林分类算法对京津冀地区2017年—2019年遥感影像进行分类,解译出林地、耕地、草地、建设用地,水域和未利用地等类型,由此发现三年内林地、耕地、草地面积变化幅度最大,其次为建设用地、水域和未利用地.土地利用类型主要由耕地转向林地、草地;土地利用面积的变化导致研究区生态系统服务价值(ESV)总值从2017年的3 914亿元增长到2019年的4 013.99亿元,其中林地面积的变化起主要作用,而未利用地贡献最低; ESV对三地的生态价值系数缺乏弹性,生态系统服务价值系数对ESV的影响较小,结果具有可靠性. 研究表明伴随京津冀协同发展战略的推进,生态服务有所提高,但应当根据各地区实际情况合理规划土地利用格局,加强对林地、草地、水域的保护,推进集约用地,合理开发未利用地.     

三峡库区生态敏感区土地利用变化及其生态效应研究——以奉节、巫山县为例

土地利用变化及其生态效应的研究对区域社会经济发展和生态环境建设具有重要的指导意义.以三峡库区腹地奉节县和巫山县作为研究区,选取1986—2015年4期遥感、土地利用等数据,在GIS和RS技术的支持下,运用土地利用综合程度指数及土地利用转移信息图谱分析研究区土地利用空间格局演变,从湿度、绿度、干度和热度4方面构建遥感生态指数,反映研究区生态效应时空演变,探讨土地利用变化及其与生态效应的关系.结果表明:1)就土地利用而言,在空间上,耕地和建设用地多分布于低海拔平坝河谷区,林、灌、草地多分布于高海拔中低山区,交通建设用地多分布于各类用地之间起连通的作用;在土地利用强度和转换方式上,以林、灌、草地和耕地变化最为显著.2)就RSEI而言,长江及其支流沿岸低地,受土地开发及城镇扩张的影响,生境退化严重;研究区其余范围,受退耕影响,生境趋好.研究区土地利用变化最大的地区也是生态效应变化最为剧烈的地区,若人类活动合理,生态状况好转.     

生态安全格局视角下的土地利用冲突识别研究

【目的】以郑州都市圈核心区为研究对象，在构建区域生态安全格局的基础上，借助土地利用转化矩阵对土地转化类型、程度进行分析，识别土地利用空间冲突分类，为核心区的土地利用规划管理提供依据，对生态空间的保护提供参考。【方法】利用形态学空间格局分析(MSPA)方法识别目标源地，采用最小累积阻力模型(MCR)及重力模型提取潜在廊道并筛选出重要廊道，构建综合生态安全格局，将生态安全格局分为低、中、高3级，进而定量地判断和剖析土地利用空间冲突的类型和程度，识别出土地利用冲突的空间特征，分析其影响因素。【结果】(1)郑州都市圈核心区土地利用冲突分布特征显著，耕地生态冲突分布较为集中，以不冲突为主；建设用地生态冲突分布较为分散，不冲突区主要分布在各个市域范围的主城区中部，一般严重冲突、极严重冲突主要位于研究区的北部；在耕地建设生态综合冲突中，各冲突等级面积大小为不冲突>一般严重冲突>极严重冲突，其中耕地生态冲突占主导。(2)郑州都市圈核心区2000—2020年区域景观格局破碎化程度较高，分布不均衡，构成研究区生态空间的主要景观类型；耕地景观、草地景观的占比呈现部分的下降。【结论】郑州都市圈核心...     

铜仁市土地利用变化对生态服务价值的影响分析

基于铜仁市2007年、2012年和2017年的土地利用变更调查数据和主要粮食作物的统计数据,利用生态服务价值理论分析铜仁市土地利用变化及其带来的生态服务价值的变化。研究结果表明:(1)铜仁市10年间耕地、草地和未利用地面积减少,林地、建设用地和水域面积增加,草地和未利用地因大力实施土地开发项目面积变化较快,和草地、未利用地相比,建设用地增长的速度较快,耕地变化速度较慢;(2)生态系统服务总价值(ESV)增长了17. 08亿元,林地占总变化绝对值的比例达43. 5%;(3)在单项生态服务价值中,研究时段内水源涵养的ESV变化最大,食物生产的ESV变化最小,主要原因是水域、耕地面积变化的影响,水域是水源涵养生态服务价值最高的土地类型,而耕地是提供食物生产生态服务价值最高的土地类型;(4)研究区敏感性指数小于1,ESV对VC是缺乏弹性的,其中林地的敏感性系数最大。     

气候与土地利用变化背景下青海湖流域产水量时空变化

基于InVEST模型的产水模块对2000-2015年青海湖流域的产水量进行模拟,结合未来气候情景数据和土地利用数据对2025-2050年产水量的时空分布进行预测分析.结果表明,2000-2015年青海湖流域产水量呈波动增加的趋势;2000-2050年子流域产水深度的低值区主要分布在青海湖湖区的西部,相对高值区位于湖区的...     

基于洛伦兹曲线与基尼系数的江汉平原土地利用结构动态变化研究

基于江汉平原(武汉市除外)1995、2000、2005、2010年4期土地利用数据,以县级行政区为研究单元,采用洛伦兹曲线对江汉平原土地利用分布的集中化规律进行研究.研究表明:(1)该方法能很好地解释江汉平原1995-2010年土地利用集中化程度及动态变化规律;(2)2010年江汉平原土地利用类型的空间分布特征为:耕地区域分布最为均衡,城乡居民用地、水域的分布比较均衡,未利用地分布比较集中,林地、草地的分布非常集中;(3)自1995-2010年江汉平原土地利用类型的动态变化特征为,城乡居民用地和水域分布趋向集中,林地、草地和未利用地分布趋向分散;(4)江汉平原各区县6种主要用地类型的空间分布及其时间变化均具有不均衡性.该结论可为江汉平原土地利用结构优化提供参考.