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.     

基于土地利用变化的宝鸡市生态系统服务价值研究

本文基于宝鸡市2005-2015年土地利用变化统计数据,分析并研究了土地利用变化情况和生态系统服务价值变化特征,为宝鸡市土地利用科学布局及合理规划提供了参考。结果表明:(1)研究期内,宝鸡市土地利用结构发生了明显变化,林地和其他农用地面积出现增加,未利用地、草地、水域、园地、建设用地、耕地均有不同程度的减少,未利用地面积减少最多,减幅高达55.45%,林地面积增加最多,增幅为17.67%。(2)近10年,宝鸡市生态系统服务总价值由327.45亿元增加到363.01亿元,增加了35.56亿元,林地的贡献度最大,耕地次之。(3)宝鸡市突出的生态系统服务功能是土壤形成与保护、水源涵养、生物多样性保护、气体调节,该4项生态系统服务价值超过了宝鸡市生态系统服务总价值的60%。(4)各时期不同土地利用类型的生态服务价值敏感性指数均小于1,表明研究结果可信。     

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.     

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。     

基于土地利用的新疆伊犁河谷生态系统服务价值评价

基于2000-2008年土地利用的变化状况,对新疆伊犁河谷生态系统服务价值进行评价分析.结果表明:各类生态系统服务价值贡献率由大到小依次为:草地、水域、林地、耕地、未利用地;各县市单位面积生态系统服务价值由大到小依次为:特克斯县、昭苏县、尼勒克县、巩留县、霍城县、察布查尔县、新源县、伊宁县、伊宁市.2008年伊犁河谷生态系统服务价值总值达5 825 782.1万元,比2000年增加了6 076.9万元.土地利用效益与生态系统服务价值有着紧密联系.     

北方农牧交错带土地利用变化对生态服务价值的影响——以内蒙古赤峰市为例

基于1995、2000年的土地利用数据,应用谢高地等人制定的中国陆地生态系统单位面积服务价值表,估算了科尔沁沙地主体部分之一—赤峰市土地利用格局变化引起的生态系统服务价值的改变.结果表明,从1995～2000年5年间,赤峰市耕地增加5.04%,林地减少2.44%,草地减少1.32%,水域减少0.58%,湿地减少0.16%,城乡工矿居民用地减少0.19%,未利用地减少0.55%;研究区内土地利用变化的区域差异性很大,表现为大部分旗县仍存在毁林毁草开荒的不合理土地利用活动,尤以敖汉旗较为严重.赤峰市生态系统服务价值从1995年的782.88亿元减少到2000年的778.49亿元,净减少值为4.39亿元,减幅为0.56%;赤峰市生态系统服务价值下降主要因草地、林地转换为耕地后使得草地、林地面积减少、耕地面积增大所致.     

长春莲花山生态旅游度假区生态系统服务功能评价

以长春莲花山生态旅游度假区为研究对象,运用生态经济学、环境经济学和资源经济学研究成果中的相关评估方法,对度假区生态系统的价值从直接使用价值和间接使用价值两方面进行了定量评估。结果表明,该区具有较大的经济效益,年均生态服务功能价值为368.39亿元,其中直接使用价值为14.51亿元,间接使用价值为353.45亿元,后者是前者的24.36倍。在总价值构成中,各项生态服务功能的重要性依次为保持土壤价值调节气候价值物质生产价值游憩价值水源供给价值固碳释氧废物处理价值净化空气价值涵养水源价值生物多样性价值;不同生态系统类型对该区生态服务总价值的贡献大小为,耕地林地水域草地未利用地园地;单位面积生态系统服务价值为耕地水域林地园地草地未利用地。研究结果可以为生态建设规划提供科学依据。     

西南山区生态敏感区生态服务价值对土地利用变化的响应——以重庆市万州区为例

生态系统服务价值评估是当前土地科学研究的热点问题之一.本文以重庆市万州区为研究区,依据2000—2008年土地变更调查资料,采用Costanza生态系统服务价值计算公式,运用生态经济学方法,分析了研究区生态系统服务功能对土地利用变化的响应.研究结果表明:研究区在2000—2008年间,农田、园地、湿地、未利用地均减少,林地、草地、水域、城镇用地、道路用地均增加.研究期内生态系统服务价值总体有所上升,从355.19×107元上升到418.2×107元,增加了63.01×107元.农田、林地、水域是生态系统服务价值构成中贡献最大的土地利用类型,占到生态系统服务价值的95%以上,对整个区域生态服务价值的变化起着决定作用.研究区生态建设与经济发展已处于低度协调的边缘,区域未来的发展必须重视对生态环境的治理和保护.     

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。     

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。     

村镇尺度土地利用变化特征及人文驱动力分析

城乡过渡带是城市化进程的产物,深入研究城乡过渡带土地利用变化规律和驱动机制,对于区域可持续发展具有重要意义.本文以北京市典型城乡过渡带马坡-牛栏山镇为研究对象,采用土地转移矩阵和Logistic耦合模型深入分析当地土地利用变化特征及人文驱动机制.研究结果表明:2001—2015年期间,马坡-牛栏山镇基质景观类型由耕地转为建设用地,耕地、水域、未利用地面积不断减少,建设用地、林地面积持续增加,园地较为稳定;在村镇尺度的研究中,土地利用变化受社会经济和区位因素共同作用而发生,区位因素对建设用地、园地、未利用地的变化具有主导作用,社会经济因素对耕地、林地、水域的变化具有主导作用.本文为探讨北京城乡过渡带土地利用变化特征、改善土地利用结构、实现城乡过渡带土地资源的可持续利用提供重要理论依据.     

空间数据驱动的生态审计研究

统计数据常作为基础数据参与经济维度、社会维度和生态维度方面的审计,但其不能精确地刻画细粒度区域之间的差异,因此空间对审计结果的影响常被人们忽略。基于空间数据和统计数据,本文综合考虑区域间自然环境差异,引入生态敏感性和生态系统服务价值进行生态效益审计,这是一个新的研究思路。本文运用GIS技术,在生态敏感性分区的基础上从时空维度把握土地利用和生态系统服务价值的特征及其变化情况。结果表明:高度和极度敏感区域水域生态系统服务价值有大幅增加,轻度敏感区域耕地生态系统服务价值呈现减少的态势,轻度和高度敏感区域未利用地生态系统服务价值保持稳定状态,其他敏感区域生态系统服务价值均有所减少。生态系统服务价值减少使得生态安全呈现不稳定状态。     

锦州—葫芦岛沿海地区景观格局变化与生态服务价值评估

基于GIS和遥感技术,提取出1990、2000和2010年锦州一葫芦岛沿海地区的景观类型图,分析其景观格局变化特征,并通过定量化得出的锦州一葫芦岛沿海地区景观类型单位面积生态价值表,计算出1990--2010年锦州一葫芦岛沿海地区不同类型景观的生态系统服务价值．结果表明：锦州一葫芦岛沿海地区景观总面积呈增长趋势;面积变化最大的景观类型是建设用地和水域,建设用地在20年里增加了272．2km2,而水域在20年里减少了159．4km。,耕地、林地、草地的面积变化量其次,呈递减趋势;景观格局的转变类型主要为：水域、耕地、海洋、草地转为建设用地,以及水域、林地转为耕地．非建设用地,特别是水域的大幅度减少,导致区域的生态系统服务总价值下降趋势明显,这将给该地区带来一系列的资源和环境问题．城市管理者需要加强用地平衡和规划布局管理,智慧地配置景观资源,景观格局优化研究将是下一步工作的重点．     

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。     

贵州山区公路沿线生态系统服务价值变化

为探讨山区公路沿线土地利用变化对生态系统服务价值(ecosystem service value, ESV)的影响,以贵州省麻江县309省道为例,基于1992年、2002年、2012年和2032年土地利用数据和中国陆地生态系统服务单位面积ESV系数,对309省道沿线土地利用变化所引起的ESV变化进行估算。结果表明:①研究期间,耕地和草地持续减少,建设用地不断增加,而不同时期的林地、水域和未利用地或增或减。②1992—2032年间,除情景B外,情景A和C的ESV均不断增加。各地类的ESV变化趋势与各地类面积变化一致。除情景B外,情景A和C的各种ESV均不断增加。越靠近公路的缓冲区(距公路0～500 m区域),ESV变化越剧烈,不同时期各缓冲区ESV变化存在差异。③快速经济发展、退耕还林政策、地形限制等是影响公路沿线ESV变化的主要因素。     

Effects of Land Use Change on the Ecosystem Services Value in the Dry-Hot Valley

The objective of the study reported here was to determine whether LANDSAT TM images could be used to quantify changes in land-use and ecosystem services in Yuanmou County. The sizes of six land use/land cover （LUCC） categories were estimated in Yuanmou County according to the LANDSAT TM images in the summer of 1986 and 2005. Coefficients published by Xie Gaodi and co-workers in 2003 were used to value changes in ecosystem services delivered by each land use/land cover category, and the ecosystem services sensitivity analysis was conducted to determine the effect of manipulating these coefficients on the estimated values. The important results are summarized as followings. （1） The estimated size of cultivated land, pasture land, water area and unused land decreased by 6.39%, 1.35%, 2.25% and 10.67% respectively between 1986 and 2005. By contrast, the estimated size of forest land and construction land increased by about 2.23% and 71.15% respectively between 1986 and 2005. （2） The total ecosystem services value （EVS） of the study area increased from 2 142 132 609.46 yuan to 2 146 416 621.00 yuan, with the net increase of 4 284 011.54 yuan during the 20-year time period. （3） The coefficient sensitivity （CS） of the study are less than unity in all cases （CS 〈 1）. This indicates that the total ecosystem values estimated for the study area are relatively inelastic with respect to the ecosystem service coefficients. While this implies that our estimates are robust and the coefficient is reasonable, highly under or over valued coefficients can substantially affect the veracity of estimated changes in ecosystem service values overtime even when the CS are less than unity（CS 〈 1）.     

朱溪流域地形特征对土地利用/覆被空间格局的影响

以朱溪流域为研究区,2007年SPOT遥感影像和1∶1万地形图为数据源,采用3S技术为平台,提取土地利用/覆被类型图,生成高程、坡度和坡向三个地形因子,研究地形因子对土地利用/覆被空间格局的影响.结果表明:1)林地和耕地主要分布在海拔470 m以下,且面积比例随着海拔的增高而减小.草地主要分布在海拔270 m～370 m,其比例只有0.33%.园地、居民点及工矿用地、水域和未利用地少量分布在270 m～470 m.2)耕地在坡度0°～7°所占面积比例最大.随着坡度增大,林地的面积比例逐渐增加.草地面积比例仅在坡度0°～7°之间分布有0.65%.园地面积比例在7°～15°最大,其后随坡度增大而减小.居民点及工矿用地、水域和未利用地三者的面积比例均随坡度的增大而不断下降.3)耕地在平地上的面积比例最大,占70.46%.林地占东坡、南坡、西坡和北坡的面积比例都最大,均占60%以上.园地在东坡、南坡和西坡的面积比例较大.草地在平地、西坡和北坡的面积比例较为一致,在东坡、南坡均没有分布.     

华阳河湖群地区土地利用变化对生态系统服务价值的影响?

以华阳河湖群地区为研究对象,采用1990、2002、2010年3期的土地利用数据,运用Costanza方法,从生态系统服务功能的角度,结合中国生态服务价值当量因子表,分析了研究区土地利用变化及其对生态服务价值的影响.结果表明:1)1990—2010年间,耕地、湿地、水域和草地均减少,林地和建设用地大幅度增加,土地利用强度处于上升阶段;2)近20年来,研究区生态系统服务总价值从34.197亿元下降到31.17亿元,共下降了3.027亿元,下降趋势明显,主要是生态价值系数较高的湖泊面积减少所致,水域对研究区生态系统服务总价值贡献率最大;3)从单项生态系统服务功能看,研究区水源涵养、废物处理等服务性功能价值远大于其生产性功能价值,该区域在未来发展和规划中应更注重自然资源的保护,更多的保护水域、林地等高生态价值的生态用地,以实现人口、资源与环境的可持续发展.     

江苏省生态系统服务价值对土地利用/土地覆盖变化的动态响应

以江苏省为研究区,利用1990—2018共4期土地利用数据,借助ArcGIS技术,综合运用生态系统服务价值当量修正法、热图聚类分析、弹性分析、IDW统计分析等方法,分析了江苏省土地利用与生态系统服务价值的时空动态变化特征,探讨了研究区特定土地利用类型动态变化对其所提供的生态服务产生的细微差异．结果表明:1990年以来,江苏省耕地、林地、滨海湿地、河流湿地面积逐渐减少,湖泊湿地、未利用地、建设用地面积不断增加,其中,耕地面积减少最多（9.23×105 hm2）,2018年耕地面积为6.50×106 hm2,建设用地面积增加最多（8.59×105 hm2）,2018年建设用地面积为1.93×106 hm2;1990—2018年江苏省总生态系统服务价值不断升高,1990年总生态系统服务价值为1.61×104亿元,2018年为1.68×104亿元;耕地、滨海湿地、湖泊湿地对总生态系统服务价值的贡献率较高,研究期内耕地、林地、滨海湿地与河流湿地的生态系统服务价值减少,湖泊湿地与未利用地生态系统服务价值增加;土地利用/土地覆盖(LU/LC)变化决定了生态系统服务价值弹性变化并影响生态系统服务价值,特别是价值系数比较高的土地利用类型,其弹性变化对LU/LC变化的响应更为明显．