黑河流域中段甘州区土地利用和生态环境协调研究

借助于熵权法、耦合协调度研究甘州区土地利用与生态环境的关系, 为黑河流域中游甘州区的土地利用变化及生态环境保护指明方向。结果表明: ①甘州区由2003-2017年的土地利用综合指数由0.2613上升到0.6545, 增幅150%; 生态环境综合指数由2003年0.3809上升到2017年的0.4716, 增幅23.81%, 土地利用综合指数和生态环境综合指数都在持续提升。②甘州区土地利用与生态环境的耦合度整体呈现出上升的态势,处于中级耦合发展生态环境滞后型。③通过关联分析可知, 土地利用综合程度指数、三废排放量分别作为甘州区土地利用和生态环境最主要的影响因素, 今后适当加强土地利用程度, 减少三废排放量, 以促进土地利用与生态建设良好协调发展。     

寻乌水流域景观格局演变及其生态环境效应

土地利用变化引起的景观格局演变及其生态环境效应研究已成为诸多学者广泛关注的研究热点。为正确认识和评价土地利用变化对景观格局和生态环境的影响,以寻乌水流域为研究对象,选取1995、2005年Landsat5 TM影像和2015年Landsat8 OLI影像进行遥感解译,得到3期的土地利用数据,借助ArcGIS10.2和Frgstats4.2软件,分析土地利用动态变化与景观格局演变特征。同时运用遥感生态指数(RSEI)对寻乌水流域1995—2015年期间生态环境质量时空演变进行评价。结果表明:(1)近20年寻乌水流域园地(增加40.14%)和林地(减少33.91%)面积占比变化幅度最大,水域(减少0.1%)变化幅度最小。土地利用变化单向转换频繁,园地"涨势"和林地"落势"十分明显,整体处于不平衡状态。(2)景观水平上,流域的香农多样性指数(SHDI)、修正Simpon均匀度指数(MSIEI)分别由1995年的0.7083、0.2423上升至2015年的1.114、0.5247,景观聚集度指数(CONTAG)由1995年的72.93下降至2015年的58.13。流域的景观异质性增强,破碎化程度提高。(3)寻乌水流域1995、2005和2015年RSEI均值分别为0.554、0.544和0.550,呈先下降后上升趋势,生态环境状况恶化后得到改善。寻乌果业发展引起的园地快速扩张对林地的占用是生态环境恶化的主因,后期退果(耕)还林、保护生态林及植树造林等是生态环境改善的主因。研究成果可为流域的土地利用规划、良好的生态格局建立和生态环境保护提供重要科学依据。     

基于土地利用变化的江苏沿海地区生态风险格局

为探讨经济快速发展地区土地利用变化对生态系统造成的风险,以江苏沿海地区1990、2000、2010和2015年的遥感解译土地利用数据为基础,基于景观格局指数和生态环境脆弱度构建了区域生态风险指数,在Arc GIS和Fragstats软件支持下,借助地统计分析和空间自相关分析方法,定量评价江苏沿海地区1990—2015年区域生态风险的时空分异特征。结果表明:1990—2015年,江苏沿海地区整体生态安全状况有所好转,研究区生态风险平均值从0.1563减少至0.1529,该区主要处于中等级生态风险。生态风险等级降低区在较高风险区、中风险区和较低风险区均有分布,而等级升高区域主要集中在较低风险区与中风险区,即东部草地和水域地区以及西南部耕地地区,其原因主要是临海产业和临海城镇的快速发展造成土地利用变化加剧,导致生态系统平衡遭到破坏,生态风险加强。区域生态风险整体空间分异性增加,局部呈现高-高聚集和低-低聚集,其中高值聚集区主要由研究区西部外围边界处向南聚集,低值聚集区主要分布在研究区东北部和东部沿海地区。耕地、水域和建设用地是整个研究区生态风险的主要来源。研究结果为该区实现土地可持续利用、促进土地利用与生态环境的协调发展以及制定生态风险管理政策提供科学依据与技术支持。     

福州中心城区生态服务价值与景观生态风险时空变化及相关性分析

基于“三生用地”土地利用分类, 应用GIS、Fragstats和GeoDa等软件辅助, 以福州中心城区为研究区, 基于2000、2009和2015年三期遥感影像提取土地利用数据, 分析2000—2015年间研究区生态服务价值和景观生态风险时空变化特征以空间相关性, 结果表明: (1)三生用地变化上看, 研究区生态用地及生态生产用地小幅度减少, 生产生态用地和生活生产用地变化相对较大, 城市扩张所需的生活生产用地主要从生产生态用地转出; (2)2000—2015 年研究区生态系统服务价值总量由772.06×108元降低到562.16×108 元, 生态风险指数呈现缓慢降低趋势, 区域生态风险有所好转; (3)研究区单位面积生态系统服务价值和生态风险指数数量上显著相关, 时间上2000年为负向相关, 2009年与2015年为正向相关。研究结果有助于调控福州中心城区生态风险, 优化土地利用布局, 为城市健康持续发展提供科学依据。     

渭南市土地利用与生态环境协调发展预测与评价

针对研究区土地利用与生态环境系统的特点, 以渭南市为例, 选取 2000-2013 年渭南市统计年鉴数据, 建立土地利用与生态环境评价体系, 利用主成分分析法确定指标权重, 根据杨士弘提出的协调发展模型计算该市近 20 年的协调发展水平, 采用 NAR 模型对 2014-2020 年的发展水平进行预测。研究结果表明: 渭南市土地利用与生态环境之间的关系是动态非线性的, 具体表现在 2000-2004 年为发展初期, 这一阶段表现为失调衰退状态的更替及向协调状态的过渡调整, 土地利用的发展滞后于生态环境的发展; 2005-2010 年为发展中期, 两者协调发展, 整体呈稳步上升的状态; 2011 年以后, 两者的关系逐渐变得稳定协调, 生态环境的发展滞后于土地利用的发展。并得出以下结论: 1)渭南市土地利用综合评价指数呈逐年增加的趋势, 生态环境综合评价指数则表现为波动性的变化; 2)自 2011 年起, 两者的关系 一直处于中级协调发展阶段, 反映出土地利用效益与生态环境效益之间仍然存在着较大的可挖掘潜力。因此, 本文尝试提出渭南市在调整土地利用结构与方式的同时, 应加大生态环境保护的力度, 建立生态环境友好型的土地利用模式,提高土地利用的综合效益, 以保证该市土地利用与生态环境的协调发展程度向更高的阶段推进。     

鄂西北地区土地利用格局及其生态系统服务价值的时空变化

鄂西北地区位于湖北省西北部, 是我国自然地理南北过渡的重要地区, 亦是我国南水北调中线工程的重要水源区, 生态环境保护意义重大。在鄂西北地区六期遥感数据基础上, 利用地理信息技术和空间统计的方法, 研究了该区域土地利用格局的时空变化, 对不同用地类型所提供的生态系统服务价值进行评估, 分析了生态系统服务价值与土地利用格局的驱动因素和相关性, 计算了社会经济因素与生态系统服务价值的空间相关性。研究结果表明: (1)1990—2015年鄂西北主要土地利用类型的变化幅度较小, 土地综合动态度为0.06%, 土地类型斑块破碎化程度增加, 斑块形状趋于复杂。(2)研究区间鄂西北生态服务价值处于上升趋势, 生态系统服务价值与景观格局的时空变化具有相关性, 其中与多样性指数呈正相关性, 与蔓延度指数呈负相关性。(3)人均国内生产总值、人口密度和城镇化率是生态系统价值变化的主要驱动因素, 与生态服务价值的局部空间相关性主要集中南部区域。研究结果为鄂西北生态环境可持续发展、合理开发土地资源提供理论依据。     

基于3S的呼和浩特市土地利用变化及其生态效应

在3S技术及相关模型支持下,对呼和浩特市1987—2004年土地利用变化及其生态效应进行了研究。结果表明,草地和耕地是呼和浩特市的主要土地利用类型。研究期间耕地和建设用地面积有所增加,其他土地利用类型面积有不同程度的减少。耕地的拓展及植被的恢复是研究区土地利用方式改变的两大主要方向。1987—2004年,呼和浩特市生态环境综合指数由0.401增加到0.408,生态环境质量有所改善。造林种草是改善生态环境质量最主要的驱动因子,其贡献率为25.30%。拓展耕地是恶化生态环境最主要的驱动因子,其贡献率为20.50%。研究区生态环境质量变化的空间差异显著,清水河县生态环境改善速度最快,主要驱动因子为退耕还林还草,其贡献率达57.89%。武川县生态环境恶化速度最快,主要驱动因子为耕地拓展,其贡献率为62.15%。     

2000—2015 年间贵州省土地生态环境质量时空演变特征

土地生态环境质量的时空演变分析旨在检验多年生态环境治理成果、优化国土空间结构、揭示喀斯特内部差异性, 并为不同类型区域生态环境治理等提供决策依据, 对生态文明建设具有重要意义。从水热、地质地貌、土壤、土地利用/土地覆盖4 个方面考虑, 对2000—2015 年贵州省土地生态环境质量时空演变特征分析, 结果表明: 1)贵州省土地生态环境质量综合指数整体平稳转好, 4 期综合指数分别为51.08(2000)、52.65(2005)、51.93(2010)、53.36(2015)。2)黔南州、遵义市以及铜仁市土地生态环境质量较稳定; 六盘水市、安顺市土地生态环境质量改善明显; 毕节市、黔西南州综合指数稳定性较差。3)丘陵土地生态环境质量综合指数增幅较大, 盆地波动较为明显。4)不同喀斯特类型区综合指数: 非喀斯特地区＞亚喀斯特地区＞典型喀斯特地区, 喀斯特地区改善幅度高于非喀斯特地区。未来应继续加强土地相对匮乏、生态环境脆弱的喀斯特地区土地生态环境治理力度; 对于人类活动影响较大的盆地地区应进一步优化开发利用方式, 实现区域生态环境、社会经济的可持续发展。     

黄土丘陵沟壑区生态风险动态变化及其地形梯度分析——以陕西省米脂县为例

以黄土丘陵沟壑区陕西省米脂县为研究区,综合考虑区域农耕生态背景与社会经济发展状况,建立了以农耕生态风险概率与自然—社会复合系统损失度耦合的综合生态风险评价体系,分析了2009年、2015年土地利用生态风险的时空分异,并依托地形分布指数探究了生态风险与地形起伏度的关系,得出如下结论:米脂县土地利用变化明显,主要表现为耕地减少,林地与荒地增加;米脂县2009年、2015年综合生态风险指数分别为0.1466、0.1607,农耕风险胁迫增大,风险高值区片状分布于米脂县中部,研究期间有向川道集聚的趋势;低风险优势分布于起伏度高值区,高风险则优势分布于起伏度低值区,研究期间风险向较高地形起伏度迁移明显,同时高风险区域在起伏度低值区上的分布也更加集聚。     

基于未来土地利用模拟模型的郑州市“三生空间”模拟及生态环境效应分析

本文选取郑州市为研究区,基于2010,2015和2020年土地利用数据,采用土地利用转移矩阵和生态环境效应评估方法,分析2010—2020年“三生空间”格局变化和生态环境质量时空演变。采用未来土地利用模拟(FLUS)模型,以2015年土地利用数据为基准,结合自然发展情景、生产优先情景和生态保护情景三种情景,模拟2035年“三生空间”格局发展,并计算区域生态环境质量指数及生态贡献率。结果表明：(1)2010—2020年,郑州市生产空间占地面积持续下降,生活空间不断增加,生态空间先增加后减少。(2)2010—2020年,生态环境质量指数从0.3097持续降至0.3058,低质量区域不断扩张。农业生产用地的缩小,以及其他和水域生态用地被占用是导致生态环境质量恶化的主要因素。(3)自然发展情景下,生活空间存在扩张趋势,而生产和生态空间却不断下降,而生产优先情景和生态保护情景下,生活空间缩减,生产和生态空间不断上升。(4)三种情景中,生态保护情景下郑州市2035年的生态环境质量指数最高,且在该情景下郑州市生态环境质量水平也在不断提升。研究模拟未来土地利用格局变化及其引起的生态环境效应,将有利于优...     

赣江上游流域景观生态风险的时空分异——从生产-生活-生态空间的视角

以赣江上游流域为研究对象,利用1995年、2005年、2015年的3期遥感影像,分析1995—2015年赣江上游流域的土地利用演变特征;基于景观扰动指数与景观脆弱指数构建土地利用生态风险模型;采用半变异分析、自相关分析等方法,研究了赣江上游流域土地利用风险时空变化与驱动力。结果表明:赣江上游流域城乡生活空间面积显著增加,从三生空间看,农业生产空间面积显著减少,土地利用类型由生态、生产空间向城乡生活空间转化,土地利用程度提高。1995—2015年期间土地利用生态风险逐渐上升,高-高型聚类多分布于章贡区、南康区、信丰县等附近,低-低型聚类多分布于安远县、全南县等附近,高风险区、较高面积逐渐扩大,低风险区、较低风险区面积逐渐缩小,引起土地利用类型变化的因素主要为总人口、公路里程、城镇化率等人为因素。研究结果可为区域生态安全格局构建、土地利用的优化布局提供借鉴。     

基于格网的南昌市生态环境脆弱性评价

科学评价生态环境的脆弱性,对合理利用土地资源和促进区域生态安全具有重要意义。以公里格网为基本评价单元,以快速城市化区域典型代表南昌市为研究区,通过SRP概念模型构建评价指标体系并选取17个评价指标,基于空间主成分分析法、全局Moran′s I指数以及LISA聚类图,量化分析了2000—2015年南昌市生态环境脆弱性的时空分布特征及驱动力。结果表明:(1)2000—2015年南昌市生态环境脆弱性呈现由轻度脆弱向中度脆弱演变的趋势;(2)2000—2015年南昌市各县(区)生态环境脆弱性差异明显,东湖区、西湖区、青山湖区、青云谱区、湾里区脆弱性程度最高,其他县(区)脆弱性增幅较大;(3)2000和2015年南昌市生态环境脆弱性具有明显的空间自相关性,且为正相关,高高聚集区主要分布在极度脆弱区,低低聚集区与微度和轻度脆弱区相关;(4)研究时段内,南昌市生态环境脆弱性主要驱动力为人口密度、人均GDP、人均耕地、坡度、地形起伏度、年均气温、极端最高温、极端最低温、年均降水量。     

旅游生态安全约束下张家界市土地利用优化

土地利用多以经济、社会和生态效益最大化为目标进行数量结构优化,很少对旅游生态安全约束下的土地利用进行空间结构优化,鉴于此,为提高旅游城市土地利用综合效益和改善生态环境,在旅游生态安全约束下,不仅对土地利用数量结构进行优化,而且实现了土地利用空间结构优化。以典型旅游城市张家界为例,构建旅游生态安全评价指标体系,运用灰色线性规划法中的Lingo模型求取旅游生态安全约束下的最优土地利用结构,并根据分布规则把优化后的数量结构配置在空间上,借助CLUE-S模型进行土地利用空间优化。结果表明:(1)2015年旅游生态安全综合指数为0.7394,旅游环境状况和旅游人文社会响应的安全度均比旅游资源环境压力低。(2)在数量结构优化下,林地、水域、建设用地面积增幅明显,耕地、草地和未利用地的面积有所减少,2025年旅游生态安全综合指数为0.8196,比2015年提高了0.0802,处于安全的状态。(3)在空间结构优化下,林地主要分布在桑植县和慈利县的山地丘陵区、武陵源区以及永定区南部;建设用地主要集中在慈利县、桑植县及永定区城区;草地主要位于桑植县和慈利县的山区以及武陵源区;耕地主要分布在慈利县和永定区的平原和丘陵地区;未利用地零星分布在慈利县、桑植县及永定区。研究结果可为张家界市土地资源永续利用和旅游生态安全建设提供规划指导和技术借鉴。     

白洋淀流域土地覆被变化及其生态服务价值评价

白洋淀流域处于京津腹地, 经济、生态战略地位显要, 研究其土地覆被变化规律及它引起的生态系统服务价值变化具有重要意义。文章研究了白洋淀流域 2005—2015 年土地覆被的变化情况, 并对其引起的生态系统服务价值的变化进行分析。为此, 收集了该区域 2005 年、2015 年两个时间段 TM/OLI 遥感影像, 解译出相应的土地覆被数据, 从两个时期土地覆被变化的趋势、转换关系及土地利用程度等方面对土地覆被变化规律进行分析, 并进一步分析不同土地覆被类型变化对当地生态服务价值的影响。结果表明: 2005—2015 年间流域内土地覆被显著变化, 草地、未利用地的面积呈减少趋势, 林地、耕地、建设用地、湿地水体呈增加趋势, 土地利用程度增加; 生态服务价值随土地覆被变化有所改变, 林地、耕地、湿地水体的变化导致生态服务价值增加, 草地的变化导致生态服务价值减少。总体而言, 近 10 年来白洋淀流域生态服务总价值增加, 生态环境明显改善。     

京津冀城市群土地利用生态风险的时空变化分析

以京津冀城市群为研究区,基于1984、1990、2000、2005、2010和2015年土地利用数据,利用斑块密度、蔓延度和土地利用类型的主观权重构建土地利用生态风险指数,从而揭示京津冀城市群地区6个时间节点的土地利用生态风险空间分布特征。土地利用生态风险划分为5个等级:低风险区、较低风险区、中等风险区、较高风险区和高风险区,将较高风险区和高风险区定义为综合高风险区,然后计算其重心转移轨迹,从而探究土地利用生态综合高风险区的空间转移动态变化规律。结果表明在研究时段内:(1)研究区土地利用生态风险的总体分布规律为城市中心城区周边的土地利用生态风险逐渐加剧,非城市地区低于城市地区,且高风险区、较高风险区的面积呈增加趋势。(2)京津冀城市群13个地级市综合高风险区变化各不相同:北京市、天津市、唐山市和廊坊市的综合高风险区呈现出增加的趋势;承德市、张家口市、保定市、石家庄市、秦皇岛市、邯郸市和邢台市的综合高风险呈现出降低的趋势;而沧州市和衡水市几乎不变。(3)综合高风险区的重心转移方向基本分为三类:朝首都方向、朝东部海洋方向和自身发展方向,且重心转移方向与城市的规划、治理及发展方向联系密切。     

基于PSR模型的陕西省土地生态系统健康评价

基于“压力-状态-响应”(PSR)模型和熵值法对陕西省十市一区的土地生态系统健康状况进行诊断,分析了2009—2017年间土地生态系统健康等级时空变化趋势,以及影响土地生态系统健康变化的驱动因素。结果表明: 2009—2017年间,陕西省土地生态系统健康水平整体提升,其中,2009—2014年间土地生态系统健康程度较低,2014年后健康状况得到明显改善。西安市、宝鸡市、渭南市和汉中市土地生态系统健康等级高且变化幅度大,延安市、榆林市、安康市土地生态系统健康等级较低且变化幅度小,整体呈陕南地区>关中地区>陕北地区。总体来看,陕西省土地生态系统的压力、状态和响应指数均有所增长,但增速趋缓,2014年以后基本趋于平缓,表明在2014—2017年陕西省土地生态系统处于稳定的健康状态。人口增长、城市化水平、单位耕地化肥负荷、森林覆盖率、工业废水排放达标率和工业固体废物综合利用率是影响陕西省土地生态系统健康变化的主要驱动因素。控制化肥农药使用量、优化土地利用结构和提高土地利用效率是陕西省推进生态文明建设、落实生态保护红线的必要措施。     

基于地理探测器的伊犁谷地生境质量时空演变及其影响因素

利用1995—2015年土地利用分类成果,运用CA-Markov模型模拟预测2025年伊犁谷地土地利用的时空变化,结合InVEST模型评估1995—2025年伊犁谷地生境质量的时空格局,采用空间统计方法和地理探测器模型分析了生境质量的变化特征,并对生境质量的空间分布和变化趋势进行驱动因子探测、交互作用探测以及生态探测分析。结果表明:1995—2025年,耕地与建设用地面积呈逐渐增加趋势,林地与未利用地面积呈波动变化态势,草地与水域则出现减少态势,减少的趋势缓慢下降;生态退化度高值区主要在河谷平原耕作与城建区域且呈现条带状分布,应加强生态修复工程;低值区为高山林草地区域,总体上表现为低值区环绕高值区,呈现嵌套分布,应着重进行生态功能保护;生境质量与生态退化度的高、低值区域呈现相反的趋势;各县生态退化总体稳定,且退化程度较小,生境质量在1995—2015年处于下降趋势,2015—2025年有所上升;利用地理探测器识别出生境质量空间变化分布受自然和人为因子的综合作用,主导影响因子是土地利用,其次为坡度,在交互作用探测与生态探测中,各因子对生境质量空间分布的差异性表现显著,并呈现出双因子增强。     

土地利用驱动下的珠峰自然保护区生态风险研究

珠穆朗玛峰自然保护区是典型的高原生态脆弱区, 土地生态风险受土地利用驱动正处在不断变化的过程中, 脆弱的生态环境正受到严重威胁, 探究珠峰保护区典型脆弱区土地生态风险对保护区内生态系统健康发展有至关重要的意义, 研究结果有助于不同风险区土地管理政策的制定。以珠峰自然保护区岗嘎湿地为例, 运用RS、GIS技术, 通过计算土地利用动态度和运用马尔科夫转移矩阵模型(Markov)分析得出岗嘎湿地1988—2017年土地利用变化情况, 采用生态风险指数测算的方法分析土地利用驱动下的生态风险变化趋势, 对珠峰自然保护区合理开展土地利用、降低土地生态风险提出科学的对策和建议。研究的主要结论有: (1)岗嘎湿地土地利用以低覆被草地为主, 占总面积的50%以上, 土地利用变化主要表现为耕地、建设用地、水域的大幅扩张; 前期土地利用动态较大, 后期土地利用动态有所减缓; 土地结构动态表现在沼泽湿地和草地处在不断地相互转化中; (2)1988—2017年, 岗嘎湿地总体生态风险值(ERI)从0.064降至0.062, 较高风险和低风险区域分别减少了36.9%和30.4%, 其他等级风险区面积均有增加, 生态环境总体趋于好转, 但受耕地、建设用地不断扩张的影响, 局部地区呈现生态风险恶化; (3)生态风险对土地利用变化的弹性响应指数较高, 在空间上表现出一定的分异性, 土地利用变化对生态风险有明显的驱动作用。本文以珠峰自然保护区典型区域的土地利用生态风险评价结果为基础, 通过分区管理提出保育、修复、调控等对策, 为珠峰自然保护区通过合理利用土地达到降低区域生态风险, 维护区域生态安全提供理论支持。     

塔里木河上游土地利用变化中的生态价值损益分析

利用1990和2000年2期TM影像,对塔里木河上游典型绿洲的土地利用面积变化进行了研究,在土地利用变化背景下,通过货币化生态服务功能,揭示塔里木河上游典型绿洲生态价值的变化。研究表明,1990~2000年研究区土地利用变化显著。农田、居民点、盐碱地大面积增加,草地、林地、水域、湿地都有不同程度的减少;10年间研究区生态价值为负增长,减少了1.055×109元,由于土地利用变化而造成的生态价值损失巨大,而国民生产总值增加了3.652×109元。不顾生态环境的损失,盲目追求经济的增长,最终无法实现经济与社会的最大效益。评估区域生态价值,并将其纳入区域环境与经济综合核算体系意义重大。     

基于遥感指数的干旱内陆河流域土地生态敏感性时空演变特征——以石羊河流域武威市为例

为评价石羊河流域治理工程实施的成效,本文选用流域重点区域——武威市作为研究区,在综合考虑武威市土地实际状况的基础上,利用遥感数据,借助GIS和RS技术,选取土壤侵蚀、土壤荒漠化、土壤含水量和土壤盐渍化4个指数,构建武威市土地生态敏感性评价体系,运用主成分分析法综合各指数,得到1995、2000、2005、2010、2015和2018年的土地生态敏感性空间分布数据,并对其时空演变规律进行了探讨。结果表明:(1)武威市土地生态敏感性整体呈现西南低、东北高、渐进式的分布格局,随时间推移,部分中、强度敏感性土地转变为轻、微度敏感性土地,总体上敏感性有所降低;(2)武威市50%以上的土地其敏感性变化频次处于较低水平,未发生大规模的高频转化现象,不同地物类型之间频次差异明显,而内部分布相对集中;(3)武威市90%以上的土地变化趋势为稳定不变或波动变化模式,局部地区为波动下降或波动上升模式,整体而言土地恢复面积大于退化面积,土地生态环境趋于良好;(4)武威市土地生态敏感性波动范围在0～1.8,处于不稳定状态,经历了1995—2005年先恶化、2005—2018年逐步恢复的过程,表明石羊河流域治理工程实施后,生态环境得到改善,生态治理效果较显著。