三峡库区土地利用/覆被变化对碳储量的影响

【目的】土地利用/覆被变化通过改变陆地植被覆盖度对生态系统产生影响,笔者估算1990—2015年三峡库区不同土地利用类型碳储量的变化,及时有效地评估土地利用变化与区域生态系统碳储量的关系,了解三峡库区生态系统碳储量对土地利用变化的响应,为区域碳循环研究提供参考。【方法】以1990年、2000年、2015年Landsat影像获取三峡库区土地利用/覆被变化数据,应用InVEST模型定量分析了土地利用/覆被变化对三峡库区生态系统碳储量的影响。【结果】1990—2015年三峡库区土地利用格局和各类土地面积发生了明显变化,林地、水域、建设用地和未利用地面积均不断增加,而耕地和草地面积减少; 1990—2015年三峡库区生态系统碳储量呈持续增加趋势,净增加量为90.43 Tg,增加率为24.47%,年增加率为0.98%; 三峡库区生态系统碳储量空间分布不均,呈现出东高西低、南高北低的趋势; 耕地转化为林地是库区生态系统碳储量增加的主要原因,碳损失途径主要源于林地开垦为耕地、其他土地利用类型转为水域和建设用地。【结论】三峡库区土地利用类型变化导致生态系统碳储量时空分布格局发生了相应变化,生态系统碳储量随林地面积的增加而增加。因此,在保障耕地安全的前提下,加大三峡库区退耕还林力度,加强三峡库区林地保护,有助于增加库区碳汇潜力并改善库区生态环境。     

武汉市主城区土地利用/覆被变化及其对土壤有机碳储量的影响

利用武汉市主城区1996年、2000年、2005年和2010年的TM遥感影像数据以及土壤样品的实测数据,分析了武汉市主城区1996年～2010年的土地利用/覆被变化(LUCC)及其对土壤有机碳储量的影响.结果表明：武汉市主城区的LUCC表现为水域、耕地、林地、草地和未利用地减少,城乡居民用地增加;有机碳密度为林地>草地>耕地>城乡居民绿化用地>水域>未利用地;武汉市主城区土壤有机碳总储量先递减后上升,各时期都是耕地和水域的有机碳储量最高,且城乡居民绿化用地的土壤有机碳储量年年增加,而水域的有机碳储量年年减少;土壤有机碳储量增加的来源主要是水域转化为耕地和城乡居民绿化用地,减少的来源主要是耕地转化为城乡居民绿化用地和水域.     

土地利用变化对生态系统服务价值的影响评价研究——以肃南裕固族自治县为例

以肃南裕固族自治县为例,研究了全县内土地利用变化对生态系统服务价值的影响,同时参照相关研究成果计算并研究了肃南裕固族自治县生态系统服务价值的变化.结果表明,在研究期内,全县草地、湿地和荒漠面积减少,草地面积减少最多,耕地、林地和建设用地面积增加,耕地增加最多;全县生态系统服务价值下降了645万元,年变化率为-0.01％,建设用地快速扩张,价值系数较高的草地面积大幅减少是造成这一结果的主要原因;敏感性指数分析表明,生态系统服务价值对价值系数缺乏弹性,研究结果可信.肃南裕固族自治县生态系统相对脆弱,在调整该县土地利用结构时应充分考虑土地利用的生态效益,以减缓生态系统服务价值的下降趋势.     

石羊河流域土地利用变化对区域碳排放和碳吸收的影响

利用土地利用转移矩阵、RS、GIS技术,根据2006、2010、2015年3期遥感影像数据和统计年鉴数据,分析2006-2015年石羊河流域土地利用变化情况,借助碳存储和碳排放的估算方法对2006-2015年石羊河流域土地利用/土地覆盖变化的碳效应进行剖析,运用模糊线性规划法对研究区土地利用结构进行规划.结果表明:2006-2015年石羊河流域林地、建设用地和未利用地呈增加趋势,未利用地、建设用地增加明显,林地略有增加;草地、耕地和水域呈减少趋势,耕地和草地减少显著,大量转化为未利用地,弃耕和荒化现象明显;建设用地是最重要的碳源,林地、水域、耕地、草地是主要的碳汇,未利用地的碳收支密度较低,但面积较大,对区域净碳储量贡献较大;土地利用碳存储量大于碳排放量,存在碳吸收盈余现象,但是盈余的空间有缩小态势.在增汇减排目标的模糊线性规划情景下,石羊河流域林地、草地、耕地、水域面积增加,建设用地和未利用地减少.石羊河流域的碳存储增加了1.7331×10~9 kg,碳排放减少了4.898 4×10~9 kg,净碳存储量增加了6.631 5×10~9 kg,碳排放明显减少.规划方案增汇减排的效果明显,有效缓解陆地生态系统的碳排放,达到优化土地利用结构的目的.     

基于PLUS-InVEST的池州市土地利用及碳储量时空演变分析

探究池州市土地利用及碳储量时空变化,对合理利用土地、土地规划与开发及减少碳排放提升生态环境质量具有重要意义。以2000—2020年池州市土地利用类型为数据源,基于PLUS模型预测2030年土地利用分布数据,分析30年间池州市各土地利用类型变化趋势,并运用In VEST模型计算不同时期碳储值,分析池州市碳储量的时空变化。结果表明：2000—2030年池州市的土地利用变化显著,耕地、水域、人造地表面积总体呈增加趋势,林地、草地、未利用地呈减少趋势,其中人造地表面积增加最多,增加了154.02 km²,林地面积减少最多,减少了200.35 km²;池州市碳储量呈先下降后升高趋势,总体为减少趋势,共减少了4.85×10⁶t;4个时期林地和耕地的碳储量占比最高,林地转出使得碳储量减少1.46×10⁷t,耕地转出增加了4.67×10⁶t。2000—2030年池州市土地利用类型发生显著变化,各地类之间的相互变化影响着碳储量的变化,应加强生态环境保护提高生态系统的固碳能力。     

海南岛中部山区土地利用变化对碳储量时空分异的影响

【目的】研究海南岛中部山区土地利用变化与生态系统碳储量之间的时空变化规律,为区域可持续发展及国土空间规划决策提供依据。【方法】采用InVEST模型估算2000—2018年海南岛中部山区碳储量及其时空分异,结合PLUS模型模拟2050年中部山区土地利用及碳储量变化。【结果】2000、2010和2018年海南岛中部山区的碳储量分别为80.44×10⁶、79.96×10⁶和79.82×10⁶t,呈逐年减少趋势,累计减少620 406.31 t。各时期碳储量降低的原因不同：2000—2010年草地的转出是中部山区碳储量减少的主要因素;2010—2018年碳储量减少的原因在于城镇化扩张侵占林地及耕地。林地作为主要地类,贡献大部分的碳储量,是中部山区碳汇的主要来源;同时,草地碳密度远高于其他地类,区域碳储量对其变化较为敏感。基于自然发展状态下的模拟发现,2050年海南岛中部山区的碳储量显著下降,原因在于建设用地和水域面积增加及林地、草地和耕地面积减少。【结论】在城镇化扩张的背景下,生态系统碳储量存在不断下降的风险。未来国土空间规划应...     

曲靖市陆良县近20年土地利用时空变化

基于陆良县2000、2010、2020年土地利用覆被数据,借助土地利用动态度、土地利用转移矩阵、标准差椭圆对陆良县近20年的土地利用时空变化进行研究.结果表明：(1)耕地、草地、林地是陆良县主要的土地利用类型,研究期间,草地、耕地、林地和未利用地面积减少,建设用地和水域面积增加,其中建设用地面积增加幅度最大.(2)土地利用综合动态度较小,土地利用变化总体较平缓,建设用地增加较快.(3)耕地、草地、林地相互转移量大,建设用地的扩张主要是通过占用中部坝区的耕地来实现.(4)建设用地总体呈东北—西南的布局特征,重心迁移变化不明显,2000年建设用地的空间聚集性最强.     

基于GIS和RS的蓬莱市土地利用变化及驱动力分析

基于蓬莱市2008年、2013年和2018年的Landsat TM/OLI遥感影像数据,在RS和GIS技术的支持下分析该地区的土地利用类型变化,以及2008-2018年间土地利用的时空特征.结果表明:2008-2013年间,土地利用变化最显著的为建设用地扩张,草地、水体面积显著减少,耕地、林地面积有一定程度增加,该时间段研究区所有土地利用/覆被类型的双向转换较为频繁,草地转化为耕地的幅度较大.2013-2018年间,土地利用变化为水体面积增加明显,耕地、建设用地面积有一定程度增加,林地、草地面积有一定程度减少.2008-2013年间研究区所有土地利用/覆被类型的双向转换程度相对较低.     

岷江上游茂县土地利用格局

以地理信息系统为技术手段,分析了岷江上游茂县近30年的土地利用变化.结果表明,研究区内最主要的土地利用类型是有林地,四个时期面积比例均在55%以上,其面积在逐年减小,且减小的速度也在逐年减小,是其它土地利用面积增加的唯一来源.在面积增加的土地利用类型中,灌木林地面积增加最为明显,且其增加的速度在逐年的减小.而各土地利用类型面积相互间转化主要发生在耕地、草地、有林地、灌木林地、经济林地和居民用地之间.由于各土地利用类型间的相互转化,导致该区的土地利用类型偏离原来的程度在增加,到2000年时偏离程度有所减小,这也说明由于一系列相关政策的实施,使该区生态环境恶化趋势有所改变.     

干热河谷典型区元谋县土地利用变化与动态预测

土地利用类型格局变化对于区域经济以及资源可持续发展规划有着显著的影响作用.基于遥感(remote sensing,RS)和地理信息系统(geographic information system,GIS)技术,应用土地利用动态度、土地利用程度指数、土地利用转移矩阵、CA-Markov模型对干热河谷典型区元谋县1990-2020年土地利用变化及2020-2025年的土地利用发展趋势进行了分析.结果 表明:1990-2020年30 a间,元谋县的草地、水域、城镇用地面积增加,林地、耕地、未利用地面积减少,其中城镇用地面积增加速率最大;整体上,元谋县的土地利用变化速度较快,土地利用程度有所提高,但土地利用程度仍处于中等水平;各种土地利用类型在近30 a转换频繁,主要以草地转入,耕地转出为主;CA-Markov模型预测结果表明2020-2025年期间元谋县除草地、林地、水域、其他用地面积呈现下降趋势外,未来耕地、城镇用地面积有所增加,其中城镇用地面积在未来5年内的增长速率为11.05％,预测模型的Kappa系数为0.92,说明模型结果和转换规则可信度较高.研究结果可为元谋县土地资源管理与合理利用提供科学依据.     

红寺堡灌区土地利用变化对生态系统 服务价值的影响研究

基于土地利用变化和生态系统服务价值评估的相关理论和方法,运用GIS软件,分析红寺堡灌区1996,2000,2006和2010年的土地利用变化,并计算生态系统服务价值,研究土地利用变化对生态系统服务价值的影响。结果表明,1996—2010年间红寺堡灌区的土地利用变化较大,主要土地类型为牧草地、耕地和沙地、荒地,从以牧草地为主变为以耕地为主,牧草地减少和耕地增加的幅度最大,城镇村建设用地和林地次之,水域最小。研究区生态系统服务价值总量呈增加的趋势,从1996年的24956.31万元增长到2010年的26663.71万元,其中耕地和林地面积的增加起主要作用,加上水域,三者对研究区生态系统服务价值总量的贡献为84.59%。单位面积生态系统服务价值的分布变化也与研究区土地利用变化紧密相关,直观地反映了从灌区开发前到灌区建设初见成效后的土地利用变化,表明红寺堡灌区的土地利用变化对生态系统服务价值的增加具有一定的积极作用。     

基于LUCC的旅游型海岛生态系统服务价值评估——以大长山岛为例

以大长山岛为研究区,解译2003-2018年的遥感影像,运用土地利用转移矩阵、土地利用综合指数、价值当量因子等方法,分析土地利用及其生态系统服务价值的变化特征.结果表明:(1)研究期内,大长山岛土地利用以林地和耕地为主,且二者面积呈减少趋势;其他地类面积呈增加趋势,其中草地和建设用地增幅最大;建设用地主要转入来源是耕地.(2)2003-2018年,大长山岛生态系统服务总价值呈波动减少态势,从2785.71万元减少到2472.65万元,变化率为-11.24％;林地对ESV贡献最大,比重约占48.5％;单项ESV减少最多的是气体调节,减少了65.69万元.(3)各土地利用类型价值系数的敏感性指数都小于1,研究结果有一定的参考性.     

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。     

张家口市生态服务价值对土地利用变化的响应

基于土地利用变化以及生态系统服务功能的理论研究, 对河北省张家口市1990, 2000和2008年的生态服务价值进行估算, 探讨土地利用对生态服务功能的影响。结果表明: 张家口市土地利用类型以耕地、草地和林地为主, 草地面积减少和建设用地面积增加幅度较大。不同土地类型产生的生态系统服务价值从大到小依次为林地、耕地、草地、水域、湿地, 其中林地、耕地、草地产生的价值之和约占总价值的90%。生态系统服务总价值在1990-2008 年总体上呈下降趋势, 尤其2000-2008年减少幅度显著, 其中草地、湿地的减幅最大。在各项生态系统服务功能中, 价值结构变化不大, 1990-2000年气候调节的服务价值显著减少, 原材料和水源涵养的服务价值增加幅度较大; 2000-2008年由于湿地和耕地面积的增加, 尤其是湿地面积的增加, 气候调节和食物生产的服务价值随之增加, 其他服务功能价值均减少。     

汉中盆地及周边低山丘陵区土地利用变化研究

目的探究汉中盆地及周边低山丘陵区土地利用变化的时空特点及其规律。方法基于2000年、2005年、2010年和2016年四期TM影像,利用ENVI和GIS技术提取汉中盆地及其周边低山丘陵区各期土地利用现状图,分析研究区各期土地利用的时空变化及地形梯度变化特征。结果与结论1)2000—2016年汉中盆地内部土地利用类型变化明显,其中建设用地明显增加,耕地、草地、未利用地明显减少,而低山丘陵区以耕地的减少和林地的增加为主要特征。2)2000—2016年盆地区建设用地主要以城区为中心面呈环状增加和以高速公路为中轴呈条带状增加。而低山丘陵区林地主要在坡度较大和高程较高的区域增加。3)汉中盆地土地利用图谱变化类型以"耕-耕-耕-耕"为主的稳定型图谱分布面积最多,占整个汉中盆地面积的51.67%。低山丘陵区的土地利用图谱变化类型以"林-林-林-林"为主的稳定型图谱分布面积最多,占整个低山丘陵区面积的41.44%。4)汉中盆地前期变化型和稳定型的分布指数较高,土地利用类型仅局限于耕地与建设用地之间的转换,而低山丘陵区前期变化型和稳定型的分布指数较高,土地利用类型仅局限于耕地与林地之间的转换。     

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.     

“一带一路”背景下的新疆和田地区土地利用时空变化及驱动力分析

利用和田地区2000、2005、2010与2015年土地利用/覆被变化(LUCC)数据及相关资料,通过采用土地利用动态度模型及土地利用转移矩阵等方法,对和田地区近15年的土地利用变化情况进行分析。研究表明:(1)2000-2015年和田地区耕地和建设用地呈现明显增加的趋势,其面积分别增加了985 km2和21 km2,其余各类用地面积都出现不同程度的减少,减少最大的为草地,减少面积为555 km2。土地利用动态度分析得出,2000-2015年间耕地和建设用地单一动态度较大,其余各类单一动态度则较小,综合土地利用动态度相对变化不大;(2)和田地区2000-2005年和2010-2015年各县市土地利用相对变化率较大,主要集中在耕地、草地、建设用地和未利用地,2005-2010年除个别县市外,土地利用相对变化率相对不变;(3)土地利用类型转移主要集中在2000-2005年及2010-2015年两个时间段,其转移地类主要表现在草地—耕地、未利用地—耕地与耕地—建设用地方面;土地利用转移空间变化主要沿河流纵向及人类聚居的绿洲和城市周边分布;(4)和田地区各县市近15年的土地利用变化存在着较大且较明显的区域差异性。     

海河地理样带土地利用／覆盖变化（LUCC）及其驱动机制研究

选择受人类活动干扰较大的海河样带为研究区,研究了1987年和2002年该区土地利用／覆盖的变化情况,分析了土地利用变化的驱动机制．研究结果表明,1987年和2002年,该地区的耕地、盐田卤水池、滩涂及其他用地的面积减少了,其中耕地减少面积最大,动态度-1．74;建设用地、草地和水域面积增加,其中建设用地增加面积最大,动态度为2．88．     

基于Landsat8影像的依兰县土地利用变化分析

以Landsat8卫星影像数据为基础,选取依兰县2013,2016,2020年遥感影像进行监督分类,使用土地利用面积变化、土地利用转移矩阵和土地利用类型动态模型分析依兰县土地利用变化情况.结果表明：2013-2020年,依兰县综合土地利用动态度为1.31%,耕地面积增加了31.1 km²,耕地资源数量稳定;林地面积变化率为-14.38%,2013-2016年为衰减阶段,2016-2020年为恢复阶段;建筑用地动态变化度达8.04%,乡镇基础设施建设水平得到显著提高;水体动态变化度为-1.16%,水体面积相对稳定;裸地和草地面积的转移类型以耕地为主.     

秦巴山区土地利用变化对农业生态系统服务的影响——以汉中盆地为例

根据2005年和2017年汉中盆地土地利用数据,运用土地利用转移矩阵对汉中盆地土地利用变化进行分析,并定量分析汉中盆地农业生态系统服务价值变化情况,揭示土地利用变化对该地区农业生态系统服务的影响。结果表明:2005—2017年,汉中盆地土地利用变化总体表现为"三减三增"趋势,耕地、草地和水域面积减少,建筑用地、果园和林地增加,发生转换面积为40 737.24 hm~2,占总面积的9.42%;受城市化及农业结构调整的影响,耕地向建筑用地、林地、果园转换,新增建筑用地主要来自耕地和林地,增加面积5 878.8 hm~2,说明汉中盆地土地利用变化受城市化和经济发展的影响巨大。2005—2017年,受土地利用变化和农业结构转变的影响,汉中盆地农业生态系统服务价值增加46.226 9亿元,各项服务价值均表现为增加,最大增幅达到128.56%,说明汉中盆地土地利用类型转换有利于农业生态系统发展,但仍然需要密切关注耕地向其他用地类型转换带来的负面影响。各土地类型农业生态系统服务价值均上涨,受单项服务功能的影响,农用地的农业生态系统服务变化率大于森林的农业生态系统服务变化率;调节服务和文化服务增加,在一定程度上表明秦巴山区的生态环境正在好转。