土地利用和生态系统服务功能变化研究——以三峡库区大宁河流域为例

将土地利用类型分类为耕地、有林地(森林地)、灌木林地、草地、迹地、水体、建设用地和未利用地8类.以遥感数据为数据源,通过自动分类和人工解译相结合的方法获取了以上土地利用类型,并对三峡库区大宁河流域的土地利用变化过程和驱动力做了分析.以Costanza等人的全球生态系统服务价值的估测结果为基础,对各种地类生态服务功能价值重新赋值,进而估算近30年大宁河流域的生态服务价值,分析了其变化过程.结果表明:近30年,大宁河流域土地利用总的变化趋势是林、灌、草地经历了不断破坏和缓慢恢复的过程,耕地面积经历了先增后减,建设用地不断扩展.经济发展、人口增长和国家政策是土地利用变化的主要原因.生态系统服务功能经历了一个先损害后恢复的过程,表现为生态服务价值从1973年到1995年不断减少,而1995年到2002年连续增加.     

基于土地利用的石羊河流域生态服务价值

生态系统服务的价值评估研究是可持续发展评估研究的关键内容和焦点。在遥感和GIS技术支持下,本文分析了2000-2008年石羊河流域各市县土地利用及其变化。在此基础上,参考Costanza生态系统服务价值计算方法和中国陆地生态系统单位面积服务价值表,分析近10年来研究区土地利用变化对生态系统服务价值的影响及其变化情况。结果表明:在2000-2008年间,石羊河流域土地利用变化以耕地、未利用地和草地为主,主要体现在流域中下游地区。总趋势为林地、草地和未利用地的面积减少,耕地和建筑用地的面积显著增加。这一变化直接影响到生态服务价值的变化。就单位面积的生态服务价值而言,各市县差异非常明显,整个流域存在明显的自上而下的空间梯度分异。近10年间,流域中下游地区生态服务价值均呈现增加趋势,而上游山区呈较少趋势。这表明中下游地区受到强烈的外界干预,区内环境正朝着有利于生态环境恢复的方向转变,而上游山区生态环境则呈现有所恶化的趋势。     

青藏高原东缘典型流域生态系统#br# 服务的地形梯度效应#br# ——以岷江上游为例

山地生态系统受地形因素影响在垂向上呈现出明显的空间分异特征，厘清山地生态系统服务的空间分异特征是区域土地利用和生态系统管理的基础。以青藏高原东缘典型流域岷江上游为研究区，将2000、2005、2010年土地利用数据及DEM数据作为数据源，运用地形位指数、相对变化率和敏感性系数，研究土地利用变化下的生态系统服务价值的地形梯度效应。结果表明：（1）岷江上游土地利用类型以林地和草地为主，约占总面积的60%和30%；2000～2010年，1~4级地形位上除未利用地外的其他土地利用类型分布指数变化较为明显，林地和耕地不断降低，草地、水域和建设用地不断升高。（2 ）研究期内岷江上游生态系统服务价值总量和各类型生态系统服务的价值随地形位的升高均呈倒V形变化；2000～2010年，研究区1~12级地形位上生态系统服务价值呈增加趋势，13~20级地形位上呈减小 趋势。（3）2000～2010年，各地形位上生态系统服务价值变化趋势与研究区一致；除1级地形位上生态系统服务价值变化幅度略高于研究区外，2~20级地形位上的变化幅度与研究区基本一致。（4）研究 区各土地利用类型的单位面积生态系统服务价值敏感性系数均小于1，单位面积生态系统服务价值的变化缺乏弹性，研究结果可信；2000～2010年各地形位上水域、草地和荒漠敏感性系数不断上升，林地 和耕地敏感性系数不断下降。通过对土地利用变化驱动下的生态系统服务价值的地形梯度效应进行定量测度，明晰了生态系统服务价值随地形梯度变化所呈现的空间分异规律及其变化特征，为保护区域 生态系统，合理利用土地资源提供理论依据。 关键词： 土地利用；生态系统服务；地形位指数；地形梯度；岷江上游；青藏高原东缘     

青藏高原东缘典型流域生态系统服务的地形梯度效应——以岷江上游为例

山地生态系统受地形因素影响在垂向上呈现出明显的空间分异特征,厘清山地生态系统服务的空间分异特征是区域土地利用和生态系统管理的基础。以青藏高原东缘典型流域岷江上游为研究区,将2000、2005、2010年土地利用数据及DEM数据作为数据源,运用地形位指数、相对变化率和敏感性系数,研究土地利用变化下的生态系统服务价值的地形梯度效应。结果表明:(1)岷江上游土地利用类型以林地和草地为主,约占总面积的60%和30%;2000~2010年,1~4级地形位上除未利用地外的其他土地利用类型分布指数变化较为明显,林地和耕地不断降低,草地、水域和建设用地不断升高。(2)研究期内岷江上游生态系统服务价值总量和各类型生态系统服务的价值随地形位的升高均呈倒V形变化;2000~2010年,研究区1~12级地形位上生态系统服务价值呈增加趋势,13~20级地形位上呈减小趋势。(3)2000~2010年,各地形位上生态系统服务价值变化趋势与研究区一致;除1级地形位上生态系统服务价值变化幅度略高于研究区外,2~20级地形位上的变化幅度与研究区基本一致。(4)研究区各土地利用类型的单位面积生态系统服务价值敏感性系数均小于1,单位面积生态系统服务价值的变化缺乏弹性,研究结果可信;2000~2010年各地形位上水域、草地和荒漠敏感性系数不断上升,林地和耕地敏感性系数不断下降。通过对土地利用变化驱动下的生态系统服务价值的地形梯度效应进行定量测度,明晰了生态系统服务价值随地形梯度变化所呈现的空间分异规律及其变化特征,为保护区域生态系统,合理利用土地资源提供理论依据。     

土地利用变化对洞庭湖区生态系统服务价值的影响

土地利用变化对区域生态系统服务价值动态变化研究具有重要意义，为区域土地利用规划、生态环境保护和生态恢复提供了科学依据。近年来洞庭湖区土地利用状况波动频繁,研究其生态系统服务价值的变化情况,可以为该区正在进行的生态重建提供依据。参照中国陆地生态系统单位面积服务价值表， 在土地利用类型划分的基础上将洞庭湖区生态资产划分为7类，利用洞庭湖区两期土地利用数据,估算了土地利用变化引起的生态系统服务价值的变化，结果表明：①20世纪80年代末为中点，前10年湖区生态系统服务价值亏损，后10年生态价值回升并有所提高，表明湖区生态建设出现一定成效；②虽然水域生态系统服务价值是湖区生态系统价值的主要构成部分，但湿地生态系统价值变化决定湖区生态系统总价值的变化趋势。     

喀纳斯自然保护区生态系统服务价值变化研究

生态系统可持续发展是随着全球范围内可持续发展研究的深入和人们对环境破坏和资源利用认识的不断加深而逐渐形成的.人类社会的可持续发展从根本上取决于生态系统及其服务的可持续性,本文应用喀纳斯自然保护区1980、2005年两期Landsat TM影像解译数据,参照谢高地等制定的中国生态系统单位面积生态服务当量因子和新疆布尔津县单位面积农田生态系统提供的食物生产服务的经济价值,确定喀纳斯自然保护区生态系统单位面积生态服务价值系数,对保护区生态系统服务价值及其变化进行了估算和比较.结果表明,林地和草地是喀纳斯自然保护区主要的土地利用类型,25年间土地利用总体上发生了明显变化,林地面积在减少,革地、水域、建设用地面积略有增加；保护区生态系统服务价值由1980年的37.289亿元减少至2005年的36.351亿元,有林地和离覆盖度草地的减少是服务价值降低的主要原因；主要由林地、草地和水域提供的维持生物多样性、水文调节、气候调节、保持土壤等单项功能服务价值均呈现不同程度地减少,说明保护区生态系统结构和功能已受到影响,保护区生态环境质量不断趋向退化.     

基于土地利用变化的生态服务价值损益估算——以岷江上游地区为例

为了定量分析和比较区域生态服务功能及其价值变化,运用中国生态系统服务价值当量因子表和岷江上游流域单位面积农田生态系统提供的食物生产服务的经济价值,以及分析1986、1995和2000年三期TM遥感影像所得到的土地利用情况,对岷江上游地区不同年代的生态服务价值变化进行了估算和比较。并初步分析了生态服务价值变化的原因。1986~1995年,农田面积增加了60 801 hm2,比1986年增长了477%。林地面积减少了89 01217 hm2,占原来面积的497%。总的生态服务价值从1986年到2000年减少了1199×108元。主要是由于人口的增加和森林的砍伐,导致森林面积减少,转变为草地、农田等土地利用类型。通过1995年和2000年对比得出：自从1998年实施“天然林保护工程”政策以来,到2000年森林生态系统面积与1995年相差约4 16528 hm2,生态服务价值相差约79亿元,可见国家政策在保护生态系统服务功能上虽起到了一定的作用,但与1986年相比还相差甚远,天然林保护工程任重而道远。     

2000~2010年长江流域土地利用变化与生态系统服务功能变化

基于2000/2005/2010年三期土地利用现状遥感监测数据，利用GIS空间分析技术，分析长江流域土地利用变化方式、过程、区域特征和生态系统服务功能变化。研究表明：2000~2010年长江流域城乡建设用地、林地和水域面积增长显著，而耕地、草地面积持续减少；耕地减少和城乡建设用地增加相关，草地减少和林地增加相关，水域增加与三峡蓄水及退田还湖相关；四川盆地、中游城市群和长三角城市群等人类活动热点区域的土地利用程度显著提高；受土地利用变化影响，2000~2010年长江流域生态系统服务总价值逐年提高，水源涵养、废物处理和娱乐文化服务功能增强，而土壤形成与保护、食物生产服务功能明显减弱；生态服务价值高值区主要分布在沿江湖泊和湿地，其次是林草地覆盖区，青海高原荒漠区生态服务价值最低。     

长三角快速城市化地区土地利用变化对生态系统服务价值的影响——以嘉兴市为例

基于浙江省嘉兴市1979~2012年的土地利用数据,评估了各种土地利用类型的生态系统服务价值,分析了30多年来嘉兴市土地生态系统服务价值的动态变化及其对土地利用变化和景观格局变化的响应。结果表明:(1)1979~2012年,嘉兴市建设用地面积变化最大,增加了136.6%,相应的耕地面积减少了15.5%。(2)1979~2012年,嘉兴市景观破碎度指数从0.6531上升到0.8762,随着城市化进程的加剧,耕地景观破碎度指数不断增加、聚集度指数减小。(3)1979~2012年,嘉兴市的总生态系统服务价值减少了14.7%,2000~2012年嘉兴市总的生态系统服务价值减少尤为显著,生态系统各单项服务价值整体也呈现下降趋势,耕地为嘉兴市提供的生态系统服务占嘉兴市总生态系统服务的70%以上。(4)运用相关分析方法对嘉兴市土地利用类型和景观格局对土地生态系统服务价值的影响分析表明,耕地和水域与生态服务价值呈正相关,而建设用地和未利用地与生态服务价值呈负相关;景观多样性指数(SHDI)和耕地破碎度指数与生态系统服务总价值呈显著负相关关系。     

干旱地区土地利用结构变化与生态服务价值的关系研究——以酒泉市为例

利用酒泉市1997-2006年土地利用变更调查数据和相关统计资料,计算土地利用结构异质性指数和生态服务价值,分析土地利用结构与生态服务价值的变化及其相互关系.结果表明:1997-2006年酒泉市耕地、林地、园地面积在增加,其中耕地增加最多,增加了9 803.15hm2,牧草地、水域和未利用地面积不断减小,其中牧草地减少最多,减少了207 470.56 hm2;酒泉市土地利用结构多样性指数和均匀度增加而优势度降低,土地利用趋于多样化和均匀化;各类土地的生态服务价值都有不同程度的增加,土地利用生态服务价值总体呈增加趋势;土地利用生态服务价值与土地利用结构线性相关,通过增加牧草地、水域和耕地等生态用地面积,提高土地利用集约度,调整土地利用结构促进土地利用的多样化、均匀化,可以增加生态系统稳定性和提高生态系统服务功能的经济价值.     

江淮生态经济区土地利用格局及生态系统服务价值变化

基于2005~2015年土地利用变更调查数据，结合土地利用变化模型和生态系统服务价值理论，分析了江苏省江淮生态经济区县域单元土地利用结构演化规律及生态系统服务价值变化。结果表明：研究期间建设用地、水域面积增加的最多；土地利用程度指数呈现北高南低的空间格局；生态系统服务价值略有上升，空间上总体为南高北低的格局，呈现市区较低，周边县（市）较高的现象；研究期内水域对于江淮生态经济区生态系统服务价值的贡献和生态环境的调控作用十分显著；结合区域建设开发现状，利用生态系统服务价值敏感性指数，在县域尺度上将研究区划分为以下五种类型：优先保护区、优先开发区、保护均衡区、开发权衡区、开发调整区，并提出建设开发策略，以期为江淮生态经济区开发建设、环境保护提供科学指引。     

长江三角洲城市群土地利用及其生态系统服务价值时空演变研究

采用1990、2000、2010和2015年四期长江三角洲城市群土地利用数据，利用土地利用转移概率矩阵等方法，描述了长江三角洲城市群的土地利用方式和转移方向，采用谢高地等修正Costanza价值量评价法定量计算了区域内的生态系统服务价值，并借助地理探测器对其空间分布格局进行了归因解释。研究表明：长江三角洲城市群土地利用类型以耕地为主，呈现逐年减少的趋势，林地变化相对稳定，水域变化先增后减，建设用地持续增长且保留率最高，耕地为其主要转化来源，草地主要转化为耕地和林地，水域主要转出为建设用地。1990、2000、2010和2015年长江三角洲城市群的生态系统服务价值分别为 2 644.26、2 639.53、2 615.49 和 2 569.88 亿元，总体呈逐渐下降趋势，其中农田生态系统价值下降最多，森林生态系统对整个区域的贡献率最大，Ⅲ、Ⅳ等级的城市的生态系统服务价值高于Ⅰ、Ⅱ等级，且城市规模越大，经济价值越占主导地位。空间分布格局形成以太湖和巢湖为中心的高值集聚区、东南地区高于西北地区的特征，其受到坡度、高程、土壤类型、人口等因子的影响。     

松嫩平原土地利用变化对区域生态系统服务价值的影响研究

应用遥感和GIS技术,在获取松嫩平原三期土地利用动态数据的基础上,分析了该地区土地利用变化与成因及其所引起的生态价值的变化.结果表明,从1986年到2000年,松嫩平原草地、水域和湿地面积大量减少,耕地、城镇用地和未利用地面积在增加.该地区总生态价值从1986年的34 926.10×106美元减少到2000年的31 744.54×106美元,减少率为9.11%,净损失值为3 181.56 ×106美元.1995-2000年的5年时间里,生态系统服务价值降低的趋势得到一定程度的缓和.对生态价值变化的空间区域分析表明,黑龙江省部分生态价值损失不大,而吉林省部分,特别是吉林西部环境脆弱带生态价值损失较多.     

榆次区土地利用与生态服务价值动态研究

基于2005年、2009年、2013年3时段山西省晋中市榆次区土地利用数据,采用土地利用类型动态度探讨榆次区土地类型变化情况,得出其演变规律。参照谢高地修订的生态服务价值当量因子表及生物量修正因子,利用Costanza模型,揭示研究区土地利用变化与生态服务价值的动态关系。研究表明:榆次区2005-2013年间总生态服务价值减少,变化量主要体现在2005-2009年,草地的减少和建设用地的增加是总生态服务价值减少的最主要原因,而林地始终提供着较高的生态服务价值,因此优化土地利用结构,加强绿地建设和生态用地的保护是缓解榆次区生态服务价值问题的关键。     

基于土地利用变化的四川省生态系统服务价值研究

认识和理解土地利用变化对生态系统服务价值的影响及相互作用关系具有重要意义。在分析国内外各种生态服务价值评价方法和对各类生态系统生态服务价值系数进行修正的基础上，采用生态系统服务价值评估模型、敏感性指数和价值变率模型，对各类生态系统的各项生态服务价值、土地利用变化对四川省生态系统服务价值的影响进行了计算和分析。结果表明：（1）四川省土地利用以林地和牧草地为主，1996~2006年耕地、未利用土地、牧草地和水域面积减少，林地、建设用地和园地面积呈增加趋势；（2）1996~2006年四川省生态系统服务价值由1996年的7 214588×108元上升到2006年的7 305018×108元，增加90431×108元，园地生态系统服务价值持续增加，而农田、牧草地、水域、未利用地则继续减少；（3）土地利用的生态服务价值区域差异显著，空间上呈现西多东少的分布格局，西部高山高原区和盆周山区的生态系统服务价值总量较大，成都平原和四川盆地丘陵区所提供的较少；（4）四川省生态系统服务价值缺乏弹性，价值变率反映林地面积的变化对研究区生态系统服务价值的变化具有较大影响     

土地利用变化对生态系统服务价值的影响——以武汉市为例

分析了1996～2001年武汉市快速城市化区域土地利用/土地覆盖变化，并计算由此导致的生态系统服务价值变化。应用Costanza生态系统服务价值计算公式，采用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进行计算，结果发现：①在研究期内，研究区耕地、草地、水域和未利用地在减少，其中耕地减少最多，达12.32×103 hm2，林地、湿地和建设用地在增加，建设用地增加最多，为11.70×103 hm2；②ESV由1996年的457.74×107元减少到2001年的456.14×107元，5年减少1.61×107元；③生态系统单项服务功能价值中的气体调节、气候调节、原材料和娱乐文化在增加，气候调节增幅最大，达8.51%，水源涵养、土壤形成和保护、废物处理、生物多样性保护和食物生产在减少，食物生产减幅最大，达7.42%；④敏感性分析表明，ESV对生态价值系数(Value Coefficient， VC)缺乏弹性，研究结果可信。     

人工园林大面积种植区土地利用/覆被变化对生态系统服务价值影响

近10a来由于经济利益的驱动,橡胶、茶园、咖啡和桉树等人工园林在云南省西南部西盟县大规模种植,使土地利用结构和布局发生了较大变化,影响了种植区的生态系统服务价值。以西盟县为研究对象,基于2000年、2005年和2010年的遥感影像解译的土地利用/覆被数据,参照"中国生态系统单位面积生态服务价值当量",修订了西盟县生态系统单位面积服务价值,结合敏感度分析,探讨了土地利用/覆被变化及其对生态系统服务价值的影响。结果表明:(1)2000~2010年西盟县的耕地、园地、水域和乡镇用地面积增加,林地和草地面积减少,西南部的土地利用/覆盖类型相互转化主要表现在林地和耕地转化为园地,而东北部表现在林地转化为耕地;(2)从时间上看,生态系统服务价值呈减少趋势,10 a间净减少106.29×106元,林地的生态系统服务价值始终最高;(3)研究期内,只有食物生产服务有价值量的增加,其余生态系统服务的价值量均为不同程度的减少;(4)从空间上看,西盟县生态系统服务价值东北部和东南部高,西部、中部和东部低。力所乡生态系统服务价值有小幅度增加,其余乡镇均呈减少趋势。西盟县以经济利益为目的的发展模式给生态系统服务和可持续发展带来巨大压力,在一定程度上使区域整体生态效应下降。因此,西盟县的发展应该在保证生态系统稳定的前提下,适当发展园地,同时优化土地利用结构,在生态效益和经济利益之间,找到双赢的平衡点。     

2008~2016年鄱阳湖生态经济区生态系统服务价值的时空变化研究

鄱阳湖生态经济区是中国重要生态功能区和世界自然基金会划定的全球重要生态区，2009年开始建设，目前已完成首要阶段的建设工作。基于土地覆被遥感解译数据，利用生态价值评估模型及GIS空间统计方法，分析鄱阳湖生态经济区2008~2016年间生态系统服务价值时空格局及动态演化。结果表明，鄱阳湖生态经济区土地利用/覆被方式以耕地、林地和草地为主，8年间区内草地和建筑用地面积明显增加，水域面积减少加剧，生态系统服务价值总体呈减少趋势，其中减少最明显的是林地和水域系统价值。水源涵养和土壤保持是鄱阳湖生态经济区最主要的生态系统服务功能，两者合计占比38%以上，但食物生产、水源涵养与废物处理的各单项生态服务价值下降比例较多。生态系统服务价值年均减少率超过20%的区域主要在城市地区，从空间分布来看，南部区域生态服务价值增长具有优势，尤其在2012~2016年间总的优势更为明显。     

科尔沁沙地生态系统服务价值变化研究

研究土地利用变化引起的区域生态系统服务价值的改变。可定量评价土地利用活动对区域生态环境的影响。基于1995年和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．估算了科尔沁沙地土地利用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。科尔沁沙地的耕地增加4．87％。林地减少2．25％。草地减少0．03％．水域减少1．32％．湿地增加0．54％，城乡工矿居民用地减少3．21％。未利用地减少8．83％；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维持着毁林毁草开荒的不合理土地利用活动。科尔沁沙地生态系统服务价值从1995年的1463．67亿元增加到2000年的1467．36亿元。净增加值为3．69亿元，增幅为0．25％；其增加值并非因耕地面积增大所产生．而是个别旗县的大面积沙荒地得到有效治理所致。     

东北农牧交错带典型区土地利用变化及其生态效应

东北农牧交错带是典型的生态环境脆弱区，具有敏感性强、退化趋势明显等生态脆弱性特征。本文利用1986、2002年两期TM/ETM影像，揭示了吉林西部16年来土地利用／覆被的时空变化规律，并依据Costanza R．等人对全球生态系统服务价值的评估方法。分析了土地利用变化对区域生态系统服务价值的影响。结果表明：16年来，吉林西部土地利用／覆被发生了剧烈变化。耕地、盐碱地面积大幅度增加，草地、水域和湿地的面积大幅度减少，区域生态系统服务功能出现明显的衰退。生态系统服务价值显著地减少。吉林西部生态系统服务价值由1986年的767．1亿元／a下降到2002年的624．1亿元／a，减少幅度达18．6％，年均递减速率达1．6％。16年来该区域生态环境恶化和以经济利益为目的的土地利用结构调整，给区域生态系统服务功能和可持续发展能力带来巨大负面影响。