河北省生态系统服务价值时空变化格局分析

河北省的功能定位是"京津冀生态环境支撑区",定量评估生态系统服务功能与价值,掌握时空变化特征,既有利于指导生态环境保护工作实践,也对实现社会经济和生态保护协同发展目标意义重大。采用生态系统服务价值当量因子法,分析了土地利用变化影响下河北省生态系统服务价值的时空变化特征,探讨了不同生态系统服务功能之间的权衡与协同关系。结果表明:2000—2015年河北省ESV呈持续减少趋势,15年间共减少了300. 56亿元(8. 5%)。其中,水域的ESV及相关的水资源供给和水文调节功能价值减少最为显著。河北省ESV在空间上呈现北高南低的分布格局,ESV较高的西北部地区得益于林地和草地的生态服务价值,ESV中等的东部沿海城市主要依靠海河水域湿地的服务价值,ESV较低的南部和中部地区则主要来源于耕地的服务价值。从四大类服务功能之间的关系看,调节服务与供给服务、支持服务均具有显著权衡关系,而供给服务与支持服务之间存在显著协同关系。     

河南省生态系统服务价值的时空变化研究

基于河南省2000年、2010年、2018年土地利用数据，测算分析了各年的生态系统服务价值(ESV)总量及构成情况，并基于格网尺度，运用GIS空间分析工具探索了河南省ESV的空间格局及演化特征。结果表明：(1)2000—2018年，河南省生态系统服务价值减少了3.754×10⁸元，在豫西及豫南地区保持稳定，在人类活动密集的豫中及豫东地区变化显著；(2)生态系统贡献上，耕地生态系统的贡献最大，单项生态系统服务价值中，保持土壤价值最大；(3)河南省生态系统服务价值呈现出明显的尺度效应，5 km×5 km的格网尺度下莫兰指数最大，以此尺度分析发现，河南省ESV空间差异明显，受水系影响，呈现出自豫西、豫南林地区向豫东耕地区递减的条带状分布格局。高-高集聚区集中分布在豫西大部分地区、豫南部分地区及豫北沿省界呈条带状分布地区。     

滁州市生态系统服务价值分析及趋势预测

为促进区域生态经济可持续发展,基于4期TM影像数据,采用Costanza的生态系统服务价值(ESV)计算模型与敏感性指数,对研究区2000—2015年土地利用变化信息及其对ESV的影响进行研究,最后利用灰色GM(1,1)模型,预测了滁州市在2015—2025年间的发展趋势。结果表明:滁州市ESV 2000—2005年增加了4.40×108~元,2005—2015年减少5.16×10~8元;在2000—2015年间,滁州市生态系统单项服务价值总体减少,减少量为7.7×10~7元。从各县市情况来看,各县市的ESV比例均在10%～21%,其中明光市ESV量占比最高,超过20%。15年间,价值变化率最大的是市辖区,为-15.53%。预测结果表明,到2025年研究区ESV将减少到2.175 6×10~(10)元。研究结果可为滁州市科学利用土地提供理论依据。     

基于格网的南四湖流域土地利用格局与生态系统服务价值空间耦合关系

基于2000、2010和2020年3个时点的土地利用数据，采用探索性空间数据分析方法探究南四湖流域土地利用与生态系统服务价值(ESV)强度的空间分布格局，并利用双变量Moran的I方法探讨了ESV强度与土地利用程度的空间耦合关系.结果表明：2000、2010和2020年南四湖流域ESV总值分别为416.23亿元、523.25亿元和424.16亿元，其中研究区ESV的贡献主体为耕地和水体；各类用地存在空间相关性，且性质为正(P<0.05),但各类用地的空间聚集特征各异，未利用地和耕地的聚集性逐步削弱，而建设用地则增强.半变异函数分析表明，ESV强度具有很强的空间自相关性，高值区主要分布于南四湖湖区，低值区集中于人口活动活跃的城镇和耕地集中区；土地利用程度与ESV强度在空间上呈显著负相关(P<0.05),极显著相关区域主要在南四湖湖区.     

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...     

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...     

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.     

基于LUCC的福建省生态系统功能与经济协调度动态变化研究

通过遥感数据解译获得2000、2005、2010、2015年福建省土地利用变化数据,计算土地利用动态度(K)、土地利用度(L)、生态服务价值(ESV)、生态经济协调度指数(EEH)及绿色GDP等指标,分析福建省土地覆被利用变化与生态服务功能的关系、生态系统与经济发展协调度的变化特征,为研究区开展生态文明建设提供科学依据.研究表明:2000-2015年,研究区土地利用结构变化明显,园地和建设用地面积增幅较大,其他土地利用类型面积呈减少趋势.研究期内,ESV整体上呈减少趋势,草地和水域ESV的减少是区域整体ESV减少的主要原因.ESV空间呈内陆高沿海低的分布格局,漳州和泉州单位面积ESV呈增长趋势,其余地市呈减少趋势.生态经济系统协调的地区有漳州和泉州,两地均属于潜在危机区,其余地区均处于不协调状态,属于低度冲突区.研究期间福建省绿色GDP呈先下降后上升的趋势,随自然资源价值和环境污染价值损失而波动.     

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。     

基于空间分析的贵州省森林生态系统服务功能的价值评估

森林生态系统服务功能价值评估对促进林业可持续发展具有重要意义。利用遥感数据与GIS空间统计分析方法,分析贵州省2015年森林生态系统服务功能价值及空间分布特征。结果表明:1)贵州省森林生态系统服务功能价值量高达6 167亿元,各功能价值量排名为固碳释氧、生物多样性保护、净化大气环境、涵养水源、固土保肥、游憩、积累营养物质;2)生态系统服务功能价值量在市域水平上的空间分布呈现出北部遵义最高,东南部黔东南、黔南较高,中西部较低,西部六盘水市最低的分布态势,这一特征与当地地势条件与人类活动强度相关;3)黔东南、黔南自治州等部分地区应进一步依托森林生态系统服务功能价值较高的优势,大力发展林业绿色产业,走兴林富民道路;加强面向生态系统服务功能的林业大数据系统建设,为完善生态文明体制机制提供数据支撑。     

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.     

上海市控制地面沉降灾害的成本-效益分析

从 2 0世纪 6 0年代开始 ,上海市就积极开展地面沉降动态监测与研究 ,采取地下水人工回灌、限制地下水开采等有效措施 ,最大限度控制地面沉降 ,已取得显著成效 .控制沉降后 (196 5— 2 0 0 0年 )的年均沉降量从控制沉降前 (192 1— 196 4年 )的 37.93mm锐减至 6 .19mm .运用成本 -效益分析方法 ,对上海市控制地面沉降灾害的费用效益进行了探讨 .结果表明 ,上海市控制地面沉降灾害的投入为 16 .75亿元 ,取得的控制沉降经济效益高达 6 15 9.4 2亿元 ,年均控制沉降效益为 171.10亿元 ,控制 1mm地面沉降的经济效益为 5 .37亿元     

基于InVEST模型的杨溪河流域土地利用变化对水源涵养功能的影响

水资源短缺问题已经严重制约人类的生产生活,研究不同土地利用条件下的产水量和水源涵养功能,可科学指导区域水资源的利用和管理。利用生态系统服务和权衡的综合评估模型(integrated valuation of ecosystem services and tradeoffs, InVEST)模型分析了杨溪河流域1995年、2005年和2015年不同土地利用情况下的水源涵养量和水源涵养服务价值。结果表明：杨溪河流域在1995年的水源涵养量大于2005年和2015年,2005年和2015年的水源涵养量较为接近;杨溪河流域1995年、2005年和2015年的产水量均显示出上游和下游有较高的产水量;杨溪河流域在1995年、2005年和2015年的水源涵养服务价值分别为23.56亿元/a、21.44亿元/a和21.55亿元/a。人类活动将影响杨溪河流域水源涵养功能,在水资源开发利用方面,要协调好经济、环境和资源等各方的关系,为杨溪河流域等中国南方地区中小流域的开发利用和保护提供参考依据。     

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.     

新世纪初期中国城市化与经济增长关系的定量分析

城市化与经济发展之间是一种相互促进、互为因果的关系。以往的研究多以经济发展水平为自变量来研究相应的城市化水平,而以城市化水平为自变量反向研究他们的关系则不多,这种研究具有更积极的实际意义,模型也更为简单。从人口城市化和空间城市化两个方面,用统计数据的时间序列和空间序列进行相关分析和回归分析,结果表明:中国单位人口城市化率增量对应的人均产值增量在350～1 600元/人之间,且新世纪以来逐年提高,中国人口城市化的经济效益越来越好;单位空间城市化率增量对应的地均产值增量在2.7～12.5万元/KM2之间,新世纪以来先降后升,存在波动,2003年后城市土地利用的经济效益逐年提高。     

走向21世纪5000亿公斤粮食目标与耕地资源保护之探讨

为了发展国民经济,改善人民的物质生活,解决12．1亿人的吃饭问题,必须合理的保护利用现在的耕地资源,针对我国人口年增1600万,耕地减少600万亩,人需粮食逐年增长的实际,根据中国的国情,提出了相当之对策,保持2000年实行5000亿kg生产目标。     

中国建设用地利用强度时空演化及其驱动机制分析

以中国4个五年发展战略的截止年份为时间节点, 基于径向函数(RBF)神经网络模型测度2000, 2005, 2010和2015年中国337个市级行政单元(不含港澳台地区)建设用地的利用强度, 并利用探索性空间数据分析模型(ESDA)分析其时空演变格局, 运用地理加权回归模型(GWR)分析中国建设用地利用强度时空分异的主要驱动因素。结果表明: 1) 2000—2015年, 中国建设用地利用强度整体上呈上升趋势, 且空间差异显著, 高强度的利用水平集中在环渤海经济区、各大沿海城市和省会城市; 2) 中国建设用地利用强度呈现空间自相关性, 且全局分异格局与冷热点分布格局及空间异质性的态势基本上吻合; 3) 中国建设用地利用强度的空间格局演变主要受经济发展水平、产业结构、城市化水平以及政府经济调控4 种因素影响, 影响程度的排序为城市化水平<产业结构<经济发展水平<政府经济调控。     

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。     

Trend of China land water storage redistribution at medi- and large-spatial scales in recent five years by satellite gravity observations

The GRACE (Gravity Recovery and Climate Experiment) satellite gravity mission has provided a new method to study land water mass redistribution at medi- and long-spatial scales in recent years. We estimate continental water mass redistribution in China using GRACE observations during 2003 to 2007. The results show some large regions with increase or decrease of land water mass storage in the central northern region, Tibetan Plateau, the Three Gorges region, the place where Qinghai, Sichuan and Gansu provinces meet, and the Altun Mountains region in the Xinjiang Uygur Autonomous Region. In the first two regions, it is obvious that water (ice) mass storages are decreasing. Water mass in the central northern region decreases at a linear rate of 2.4 cm/a equivalent water height, equal to 5.2 billion cubic meters per year during the five years’ period, and water mass depletion in Hebei Province is ∼ 4.5 billion cubic meters per year in the same period, which is consistent with the average water mass depletion of 4.0 billion cubic meters per year of overused underground water in the recent 30 years estimated by Hebei Province Water Resources Bureau. Furthermore, GRACE can detect the water mass accumulation of ∼ 5 cm equivalent water height within the region spreading over about 0.12 million square kilometers due to the Three Gorges dam construction in June 2003. We also find a water mass gain of ∼ 1.1 cm/a in the areas where Qinghai, Sichuan and Gansu provinces meet. This indicates that the climate of these regions has been becoming gradually humid in recent years. Supported by Knowledge Innovation Program of the Chinese Academy of Sciences (Grant No. KZCX2-YW-202), National Natural Science Foundation of China (Grant No. 40674038), and Program of Key Laboratory of Space Environment and Geodesy of Ministry of Education of China