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...     

黄河流域中心城市空间扩张对景观格局的影响——以西安市为例

黄河流域生态环境脆弱,中心城市空间扩张及其景观格局变化是黄河流域高质量发展的重要研究内容。以黄河流域中心城市西安为研究对象,基于2000年、2005年、2010年、2015年和2020年5个时期的西安市建设用地数据,运用ArcGIS空间分析和景观生态学方法,分析城市建设用地变化的景观生态效应。结果表明：(1)西安市2000年至2020年以来建设用地总面积不断增长,呈现“先快后慢”的扩张规律。城市扩张在结构上呈现以中心城区为核心的圈层式扩张模式,建设用地扩张所占主要地类为耕地。(2)西安市建设用地扩张对景观格局变化存在显著的影响：随着建设用地扩张,景观破碎度上升,景观多样性逐步增强,景观斑块的破碎化加剧,斑块边缘长度增大逐渐呈长条状,斑块形状更加复杂。     

基于Markov模型的城市土地利用景观格局分析及预测——以六盘水市为例

通过景观结构及景观格局指数分析贵州省六盘水市中心城区1990年～2010年生态环境变化的趋势及原因,并通过Markov模型预测了2020年～2050年研究区景观格局演变趋势,结果表明:①研究区20a间灌木林地显著增加、耕地尤其是水田大量减少.②20a间研究区建设用地大量增加,斑块由零散分布逐渐连成片;耕地斑块的破碎化程度提高,且形状越趋复杂.③1990年～2010年间研究区内景观结构发生了较大变化,景观空间连接性下降,多样性增加,破碎化程度提高,斑块的空间镶嵌趋向复杂,景观组分趋向均匀分布.④通过预测可知,随着城市化进程的加快研究区景观破碎化程度将进一步增大,斑块的空间镶嵌更加趋向复杂,景观组分进一步呈均匀化分布.     

南昌市土地利用景观格局动态演变与模拟研究

为了区域土地利用的合理规划,进而推动土地利用和生态环境的协调。对南昌市2000年、2010年、2020年3期Landsat遥感影像进行目视解译,采用土地利用转移矩阵和景观格局指数分析土地利用与景观格局的动态变化特征,构建MCE-CA-Markov模型模拟2030年土地利用景观格局情景。结果表明:1) 2000—2020年,耕地面积大幅度减少,主要转出为建设用地,建设用地面积大幅度增加,林地和其他地类面积呈下降趋势,而水域面积缓慢增加;景观破碎化程度增强,景观异质性增多,连通性变弱; 2) 2020年模拟所得土地利用数据与实际解译的土地利用数据基本一致,Kappa系数为0.874 5,模拟精度较高; 3)模拟数据显示,2030年耕地和林地面积持续减少,水域和建设用地面积将继续增加;景观破碎化程度进一步加重,斑块形状趋向规则化,景观类型更加多样。因此,通过MCE-CA-Markov模型模拟研究区未来土地利用景观格局,有助于协调土地利用结构,使研究区在发展经济的同时,注重对生态环境的保护。     

汾河上游流域景观破碎化与生态系统服务关系研究

以汾河上游流域为研究区,综合运用网格分析法和景观生态学与生态系统服务相关理论,基于ArcGIS和GeoDa方法分析了2000、2008和2015年土壤保持、产水量和植被净初级生产力(NetPrimary Productivity,NPP)三种生态系统服务时空变化特征与景观格局的空间分异规律,定量分析了景观破碎化与生态系统服务的空间相关性。结果表明:(1)2000-2015年,土壤保持与产水量均整体呈现先增加后减小的趋势,空间分布变化比较明显;NPP生产呈现持续增加的趋势。(2)2000-2015年,流域西南部景观格局变化最为明显,其破碎化程度增强,而流域北部景观格局破碎化程度减弱。(3)2000-2015年,土壤保持、产水量与景观破碎化呈现显著空间相关关系(P0.05),NPP生产与景观破碎化的空间相关性相对较弱。     

基于景观格局变化的粤港澳大湾区生态系统服务变化研究

粤港澳大湾区作为我国未来经济发展的引领极,城镇化进程对其景观格局产生了显著的影响,从而影响到生态系统服务功能的变化.因此,探究该区域景观格局变化与生态系统服务变化的关系,对区域生态、经济、社会可持续发展具有重要意义.基于Fragstats 4.2软件与InVEST模型,探讨粤港澳大湾区2000-2015年间的景观格局(类型水平:斑块密度(PD)、最大斑块指数(LPI)、最短欧式距离(ENN_MN),景观水平:香农多样性指数(SHDI)、蔓延度指数(CONTAG)、斑块密度(PD)、聚合度指数(AI))和生态系统服务(碳储量、土壤保持、生境质量)变化,并进行景观指数与生态系统服务相关性分析.结果表明:2000-2015年粤港澳大湾区景观格局发生了显著变化,破碎化程度加深,景观的空间异质性不断增强;受景观格局变化的影响,2000-2015年粤港澳大湾区的碳储量呈上升趋势,而土壤保持能力与生境质量则呈下降趋势,各生态系统服务在空间上存在异质性;林地、耕地与建设用地的变化对粤港澳大湾区的整体景观格局及生态系统服务影响较大,故适当优化3种景观之间的用地结构是区域生态保护及经济发展可持续发展的关键.     

西鄂尔多斯露天煤矿集中分布区景观格局动态

近年来,露天煤矿的大规模开采改变了西鄂尔多斯地区景观格局,对当地生态系统结构和功能带来了不可忽视的影响。以西鄂尔多斯露天煤矿集中分布区为研究对象,利用分辨遥感图像,基于地理信息系统,通过人机交互式精解译获得土地利用数据,分析了研究区景观格局动态变化。结果表明:(1)研究区草地和林地等天然生境斑块逐渐被工矿仓储用地和交通运输用地等人工景观所替代;(2)草地作为景观中的基底类型,在人为活动的持续干扰下,其破碎化程度越来越明显,而人工景观面积比重逐年增加并形成了一些优势斑块;(3)2000-2016年间,研究区逐渐失去优势斑块,变成多种小斑块形成的复杂景观。本文旨在通过分析景观格局的动态变化,探讨研究区生态环境健康状况,为合理利用自然资源,有效保护生物多样性提供理论依据。     

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。     

哈尔滨段松花江湿地景观格局演变及驱动因素分析

【目的】松花江湿地是哈尔滨最重要的生态系统屏障。定量研究20年来哈尔滨段松花江湿地生态系统景观格局演变规律及其主要影响因素,为哈尔滨松花江湿地规划提供参考。【方法】以松花江哈尔滨段流域及其周边生态区域为研究对象,借助GIS,对2000、2005、2010、2015和2020年5期Landsat遥感影像进行处理;利用Fragstats分析研究区域景观格局指数,探究景观格局时空演变特征;最后对影响景观格局的因素进行主成分分析。【结果】(1)2000—2020年,水域(含湿地)面积不断上升、耕地面积不断下降是研究区景观格局最主要的变化特征。耕地是转入水域、草地、建设用地、林地、其他用地面积的主要贡献者,分别转出343.142 1、2.484 9、94.041 9、35.469 0、1.980 0 km²。其中水域、草地、林地、其他用地面积同比增长率均超过100%,面积扩张呈上升趋势。(2)从斑块类型角度来看,各斑块破碎化程度均不同程度提高,湿地景观类型结构趋于复杂化;从景观水平角度来看,整体上景观丰富度增加,但连通性较差,受外界干扰程度比较明显。(3)城市经济发展、气候...     

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.     

滇中城市群景观格局及生态环境效应研究

滇中城市发展面临资源环境人均拥有不足、资源分配不均以及生态环境脆弱等各种压力。选取1990年、2000年、2010年、2018年四期美国4～5号陆地卫星专题制图仪扫描影像(thematic mapper, TM)所获取的多波段。影像,研究滇中城市群土地利用时空变化及其景观格局演变特征和生态环境效应。结果表明：除建设用地外其他用地破碎度逐步增加,形状变得复杂,随着城市的发展,除建设用地景观类型连接度增加,其余用地降低且破碎化程度增加;滇中城市群地均生态系统服务价值整体表现为降低、空间上表现为东低西高,区县间差异大,生态环境整体趋于恶化趋势,引起生态环境改善的因素是林地、水域与耕地转为建设用地;当坡度小于3度时,水文调节废物处理值较大,当坡度大于3度时,生物多样性保护与土壤形成与保护值较高,而食物生产与美学景观值较低。林地、水域聚集的地区集聚类型表现为高-高聚类,建设用地聚集的地区集聚类型表现为低-低聚类;滇中城市群内有约59%的区县生态环境质量下降,有32%的地区上升。滇中城市群的发展要侧重改善用地结构和效能,加大环境保护力度。     

区域土地利用景观格局变化对生态服务价值的影响——以重庆市永川区为例

目前,土地利用变化对生态服务价值(ESV)的影响是生态研究的热点之一.本文以区域土地利用景观格局变化对生态服务价值影响为研究目的,基于土地利用过程中图斑的变化,采用因子比较法,修定了"永川区不同陆地生态系统单位面积生态服务价值表".引进破碎度(F)、多样性指数(H)、生态、经济协调度(ES)、敏感度(CS)等,研究了2000—2010年永川土地景观格局变化,计算了由此导致的生态服务价值,EC,CS和情景年(2020年)生态服务价值;借助SPSS软件进行了ESV—F、H相关性分析.研究结果表明:(1)研究期内破碎度和多样性指数均呈下降趋势,但变动幅度和过程有所差异;(2)永川区ESV减少,特别是自2006年后变化较为强烈,经济发展与生态服务价值变化明显不协调;(3)ESV同F,H具有显著相关关系,且敏感度高.降低土地利用过程中人为干扰力度,提高土地利用多样性有利于生态服务价值的提高.     

杭嘉湖平原景观格局演变及驱动力分析研究

景观格局动态变化反映不同景观类型在不同时期的变化规律,对其驱动力分析有助于揭示景观变化的内在机制,为城市建设和环境保护提供科学依据.本文以2000、2005、2010、2015和2020年杭嘉湖平原Landsat遥感影像为数据源,利用景观指数和主成分分析法,对该地区景观格局动态演变特点及其驱动力进行分析.结果表明：杭嘉湖平原主要景观类型为耕地和建设用地,2000—2020年耕地面积减少了2 539.91 km²,主要转换为建设用地、水体和林地,且减少量逐渐递减.建设用地面积增加了2 262.01 km²,主要由耕地转化而来.景观指数分析结果显示,斑块数量增加,杭嘉湖平原景观破碎化程度增加,景观形状指数增大,研究区域趋于复杂化.多样性指数呈现缓慢增长趋势,景观分布趋于均匀.社会经济发展和产业结构调整是杭嘉湖平原景观格局变化的驱动因素.     

洞庭湖生态经济区城乡建设用地演变特征及驱动因素

探究城乡建设用地演变特征及其驱动因素对促进国土空间可持续发展具有重要意义。现有研究在政策量化方面往往只关注限制城镇扩张的约束政策,而较少考虑引导城镇发展的驱动政策,且多集中于整体尺度,对区域内部每个单元的差异考虑不足。研究以洞庭湖生态经济区为例,探究其2000—2020年土地利用类型转移、景观格局演变,借助回归分析和景观扩张指数探究全域和县（市、区）级建设用地演变的主要驱动因素并定量化政策因素对建设用地扩张的驱动作用。结果表明：2000—2020年洞庭湖生态经济区耕地和建设用地景观结构变化明显,建设用地的增长主要以占用耕地为主,其年变化率由1.968%提高到1.973%;景观格局分析表明,建设用地景观优势逐步增强,耕地和林地的破碎化程度上升,水域分布更加集中,整体景观趋向于离散化和复杂化;全域尺度上,社会经济因素对建设用地演变的驱动作用较为明显,每单位距乡镇中心距离增加将使建设用地扩张机会减少到原来的0.615倍,各斑块以邻接扩张式为主,扩张中心小幅南移。县（市、区）尺度上,社会经济、自然与政策因素均表现出地区差异性,交通运输用地显著增加,建设用地增长以交通建设为主。研究结果有助于洞庭湖生态经济区实现“共抓大保护、不搞大开发”目标,为优化国土空间开发保护格局提供引导依据。     

深圳市水体景观破碎化动态及其生态价值变化

结合景观生态学理论、轨迹分析法及生态系统服务功能评价方法, 以深圳市域的水体为研究对象, 分析水体景观破碎化动态及其生态价值变化。研究结果表明: 1) 城市水体景观破碎化过程显著, 以水体萎缩为主要特征。在2000?2006 年间水体变化速率加快, 表现为河流片段化及渠道化, 坑塘、滩涂萎缩破碎。同时不同水体类型具备不同的破碎化特征, 河流表现为先破碎后萎缩, 坑塘及滩涂表现为持续萎缩, 而水库的破碎度稳定。2)水体的变化轨迹以建设用地为主要终点, 水体向建设用地的转化驱动水体破碎化及萎缩过程, 其中人为推平及填埋水体是主要变化因素。3)水体景观破碎化降低了生态系统服务功能的间接价值, 阻碍了生命支持系统功能的发挥;同时水体的产品生产功能所反映的直接价值得到提高, 导致间接价值比重不断降低。     

青藏高原东缘川西地区土地利用与景观格局演化研究——以岷江流域为例

分析与测度地形过渡区土地利用与景观格局演化,揭示其空间演化规律,可为优化空间格局、生态环境保护提供理论依据。以2000年、2010年和2019年3期影像数据为基础,运用GIS,RS技术、土地利用模型及景观格局指数,揭示了青藏高原东缘川西地区土地利用在数量、空间上的演化特征及景观格局时空分布特征：(1)随高程、坡度增加以及阳坡转向阴坡,以人类活动主导的建设用地、耕地等用地类型逐渐过渡为以自然为主导的林草地。随时间变化,耕地和建设用地在各地形梯度分别呈减少和增加趋势,耕地、林草地梯度在低海拔、低坡度区域呈下降趋势,建设用地梯度呈相反趋势。(2)2000-2019年耕地、林地和草地面积均呈现减少趋势,水域和建设用地面积增加,而未利用地呈先减后增的状态,且建设用地、水域及未利用地变动速率较快。(3)2000-2019年土地利用变化以稳定型为主,其次为前期变化型、后期变化型,变化型面积占比最少。(4)2000-2019年研究区斑块破碎化程度升高、景观形状不规则,景观蔓延度、聚合度下降,景观多样性均匀度增加,土地利用变化对景观格局指数分布影响较大。     

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。     

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...     

西南喀斯特地区景观格局演变及其驱动力分析——以贵阳市花溪区为例

喀斯特地区生态环境脆弱，景观格局的变化必将对喀斯特生境产生重要影响。探究景观格局演变趋势及结构特征，对景观格局进行优化调控以维持生态系统功能稳定具有重要意义。本研究以西南典型喀斯特地区贵阳市花溪区为研究对象，通过ENVI对1999、2003、2007、2011、2019年5期Landsat TM/OLI遥感影像进行解译，运用景观转移矩阵、景观格局指数、标准差椭圆、主成分分析法等，分析了花溪区景观格局时空演变特征、演变方向及其驱动机制。结果表明：1)1999—2019年花溪区主要景观类型为耕地和林地，建设用地持续增加。2)景观类型总体上以“西北—东南”方向为主轴发生不同角度倾斜。3)1999—2019年花溪区景观斑块数量增多，景观格局由单一规则化向混合复杂型转变。4)社会经济发展及人为因素对功能区景观格局变化具有显著影响。整体花溪区景观格局变化显著，景观异质性增强，破碎化加剧。通过分析景观格局多重机制，以期为喀斯特地区景观格局结构优化提供一定参考。     

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。