基于遥感的上海市湿地资源与生态服务价值研究

基于遥感开展城市湿地资源与生态服务价值研究是当前生态环境研究的热点问题之一。利用1987年、2000年和2007年的Landsat遥感影像,利用遥感和地理空间分析方法,结合野外调查及研究区相关资料,监测了1987~2007年上海市湿地资源的变动情况,并借助生态系统服务价值理论,估算研究区1987~2007年湿地资源的生态服务价值变化。结果表明:(1)1987~2007年间上海市湿地资源呈现不断退化的趋势,特别是2000年后退化趋势明显,主要表现在稻田、河流、库塘、滩涂等湿地面积的显著减少;(2)1987~2007年上海市湿地生态服务总价值呈下降趋势,其中河流、库塘、稻田的生态服务价值减少,滩涂、湖泊的生态服务价值增加。上海湿地资源与生态服务价值的变化主要是城市化快速发展导致的。以上研究结果,可为政府城市发展中对湿地资源的保护、开发和利用提供依据。     

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。     

武汉市耕地非农化的空间自相关分析

经济发展和城市扩张使包括耕地在内的大量开放空间被不断侵蚀,随着人们对耕地非市场价值和生态功能认识的不断加深,如何合理高效可持续地利用耕地被广泛关注。采用空间自相关分析方法从乡镇尺度定量研究了武汉市耕地非农化的空间关系,以探讨快速发展时期平原城市耕地非农化空间关系的变化及其原因。研究表明:(1)全局Morans I显示武汉市耕地非农化在1990~2011年的4个时期均呈现出显著的全局空间自相关,其聚集强度以2005年为分界点,前3个时期不断加强后有所下降;(2)通过EB修正的武汉市耕地非农化的LISA图显示武汉市耕地非农化的聚集区域由开始处于区域外围的LL型聚集为主导逐步转变为处于城乡交错区域的LH+HH型聚集为主导;(3)通过绘制不同时期不同聚集类型的重心移动路径可以发现LH+HH型聚集均出现先向东南再向东北移动的趋势,这种耕地非农化趋势与区域的产业布局有密切关系。通过空间自相关分析掌握武汉市耕地非农化的空间特征是开展耕地保护和实现耕地合理利用的基石,根据研究结果可以确定重点和优先管制区域以提升土地利用管制效果,协调好城市建设和耕地资源保护间的关系。     

城市化背景下喀斯特流域生态服务价值时空分异特征——以贵阳市南明河流域为例

以贵阳市南明河流域1990、2000和2013年遥感影像数据为基础,通过多尺度空间单元格及空间自相关分析,结合GIS空间分析技术,定量描述了南明河流域生态系统服务功能的时空分异特征,进一步揭示了喀斯特区域城市发展引起的生态服务价值变化。结果表明:1990~2013年,南明河流域生态服务价值增加6.87亿元,林地生态服务价值增加,而耕地、建设用地的变化造成生态服务价值的损失;流域生态服务价值存在较强空间聚集性,生态服务价值"热点"区主要分布在流域中下游,"冷点"区主要集中在流域中游;随着研究尺度的增加,流域生态服务价值的空间自相关性增强;流域生态服务价值对价值系数缺乏弹性,林地敏感性最高,对流域生态服务价值贡献最大,而城市化进程加快使得建设用地对总生态服务价值的影响程度增加。     

LUCC影响下湖南省生态系统服务价值时空演变

基于土地利用/覆被变化(LUCC)遥感解译数据,利用生态系统服务价值评估模型及GIS空间统计方法,探讨了湖南省1990~2015年间生态系统服务价值(ESV)时空格局及其动态演化。结果表明:湖南省生态系统服务价值总体呈下降趋势,其中减少最明显的是耕地、林地和草地系统价值。生态系统服务价值空间格局的等级差异明显,ESV高值区与低值区相互溶解渗透,总体上高值区与较高值区对低值区呈包围态势。高值和较高值区分布较均匀、低值与较低值区分布较集中,中等值区分布较为散乱,呈随机镶嵌结构分布格局。生态系统服务价值及其动态演化的空间自相关与高低值聚集现象明显,但其相关性与聚集程度趋于弱化。"退田还湖"、"退耕还林"、"绿色湖南"等政策的实施,促使研究区域的ESV增加并形成若干增值热点区,城镇化、城市扩张与土地开发导致生态系统服务价值损失,并形成城镇密集区、水土资源富集区分布的价值损失冷点区。     

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     

行业分类下武汉市工业用地时空演变分析

基于2010～2018年武汉市工业用地出让数据,借助GIS技术,综合运用空间自相关分析、核密度分析和区位熵等方法,在研究武汉市工业用地总体格局的基础上,探讨了其时空演变的整体特征和行业特征。结果表明:(1)武汉市出让工业用地空间分布的近郊区指向性明显,且在研究区域内呈现环状集聚的特征;(2)2010～2018年武汉市出让工业用地整体规模呈下降趋势,出让重心沿"东北-西南"方向转移,且空间变化呈现由内城区到近郊区的集聚变动趋势;(3)行业分类下,工业用地受让单位以加工工业为主,但随时间变化,主导产业由加工工业演变为高新技术工业,且不同行业空间布局存在差异:食品轻纺业在内城区和远郊区具有分布优势;加工工业和原材料工业趋向于近郊区分布;高新技术工业主要集中在大光谷工业板块;工业配套生产生活服务业多布局在人力和产业集聚区;电力、热力、燃气及水生产和供应业在城市郊区零散分布。     

引入城市扩张干扰效应的生态服务价值化方法改进

城市扩张在规模上对自然环境空间造成挤压,在结构上加剧生境破碎化程度,且对其邻域的生态用地有负面影响,测算城市扩张引起的生态服务价值变化应考虑其干扰效应。以南昌市为研究区,首先测算生态服务价值变化,在此基础上,考虑不同建设用地类型的不同干扰效应,测算引入城市扩张干扰效应改进的生态服务价值,深入对比分析南昌市1995～2005年和2005～2015年间改进前后生态服务价值变化的差异。研究结果表明:(1)南昌市各城市扩张斑块的干扰强度总体较高。2005～2015年间的城市扩张干扰效应明显比1995～2005年间的城市扩张干扰效应高,城市扩张的生态成本在增加;(2)城市扩张斑块干扰效应的空间分布差异明显,周围的耕地、林地和水域面积比例较大的城市扩张斑块的干扰效应较高;(3)基于改进方法评估的城市扩张引起的生态服务价值变化大于改进前方法评估的生态服务价值变化,不同的邻域组成,不同来源类型的城市扩张斑块的生态服务价值变化差异明显。研究结果有助于科学合理度量城市扩张引起的生态系统服务价值变化,并为城市扩张生态成本的测算提供科学的支撑。     

山东省生态系统服务价值量及均衡度的空间分异规律

研究了山东省生态系统服务价值量与均衡度及其相互关系,揭示了生态系统服务价值的空间分异规律和集聚特征。基于生态系统服务价值评估理论,运用地理信息系统(GIS)、回归分析、空间自相关分析等技术方法,依据价值量和均衡度划分山东省生态系统服务的主要类型。结果显示,全省生态系统服务价值总量为9 897.09×108元/a,其中最高的市级单元为东营市,最低的为枣庄市;最高的县级单元为济宁市微山县,最低的为青岛市市南区。全省生态系统服务价值的地均量为6.27×10~4元/(hm~2·a),人均量为9 823.03元/(人·a),均衡度为0.488。从空间分布上来看,生态系统服务高价值量-高均衡度的I类区主要分布于鲁东丘陵区和鲁中南山地区,高价值量-低均衡度的II类区集中分布于鲁北滨海区和微山湖区,低价值量-低均衡度的III类区主要分布在鲁西平原区,低价值量-高均衡度的IV类区主要分布在山地丘陵向平原过渡的区域。全省生态系统服务价值均衡度全域莫兰指数Moran’s I=0.656,呈显著的空间正相关特征,与回归分析研究结果基本一致。研究结论:(1)均衡度在一定程度上弥补了生态系统服务价值评估对其内部构成的研究不足,较为理想地刻画出区域内土地生态系统服务的多样性和均衡性,在一定程度上反映出区域土地生态系统组合的优劣特征。(2)与生态系统服务价值总量相比,其地均量和人均量能够合理避免单元总面积对研究结果的影响,更客观地衡量区域生态系统服务价值的总体水平。(3)生态系统服务的价值量和均衡度共同揭示了山东省生态系统服务的"四类""六区"和"三环"的分布特征。     

武汉市湖泊水域利用转变及其碳排放影响

考虑到湖泊水域面积与土地面积的相互变迁进程,以及土地利用变化已成为仅次于化石能源燃烧的第二大温室气体排放源的客观现实,首次尝试分析特定区域湖泊水域的变化以及间接产生的碳源碳汇影响。根据2005、2010和2015年遥感影像获取武汉市湖泊水域利用转变的数据,采用国际通用的土地碳排放测算模型,评估武汉市湖泊水域转变为4类用地产生的碳排放量及碳强度变化情况。研究显示:(1)2005～2015年武汉市湖泊水域面积整体减少超10 km~2,且2010年后呈现加速萎缩趋势, 2010～2015年的减少值约为2005～2010年减少值的2.04倍;(2)虽然部分耕地、林地和草地转化为湖泊导致湖泊水域的增加,但湖泊大面积转变为建设用地导致水域面积的显著较少;(3)从碳排放总量来看,变动面积区域内呈碳源区,后5年碳源值是前5年的1.45倍;前后5年湖泊水域变化的碳排放强度分别为0.03和0.04 t/km~2,碳排放强度明显增加。针对武汉市湖泊水域利用的现实状况,提出把"山水林田湖草"放到统一的管理机制中进行考虑、规范土地资源利用、限制建设用地过度扩张等措施。     

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。     

快速城镇化地区生态系统服务的时空动态及权衡与协同分析——以苏锡常地区为例

苏锡常是我国经济飞速发展地区之一,也是重要的粮食生产基地.在快速城镇化背景下,该地区生态环境受到人类活动的强烈冲击,国土空间配置亟待优化.本研究基于多源数据,对苏锡常地区2000～2018年碳储存、食物供给、维持生物多样性3种生态系统服务的时空格局及演变特征进行刻画,并运用双变量空间自相关方法识别了生态系统服务之间的相互关系.结果 表明:(1)整体来看,2000～2018年,苏锡常地区的碳储存服务略有上升,食物供给服务和维持生物多样性服务波动下降;(2)苏锡常地区生态系统服务空间分布严重失衡,表现为中部建成区低,四周自然用地高的分布特点,城镇扩张区各类型生态系统服务退化较为严重;(3)在权衡与协同分析中,碳储存-食物供给服务、碳储存-维持生物多样性服务呈现协同关系,食物供给-维持生物多样性服务呈现权衡关系;(4)各项生态系统服务的权衡与协同关系存在空间差异,低值协同区集中分布在城市中心,高值协同区主要分布在西侧与南侧林地范围,低-高值与高-低值权衡区在空间上呈环绕相间分布.苏锡常地区在未来的发展中需要注意低值协同区和权衡区,有针对性地制定生态保护修复措施,合理调控社会经济发展,实现生态系统服务的协同增效.     

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。     

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     

长春市生态功能区划及其调控对策研究

城市生态功能区划是建设生态城市的基础和科学依据。该文提出城市生态功能区划的理论和方法,并以东北地区典型城市—长春市为例进行研究。在长春市生态环境调查的基础上,分析长春市生态系统敏感性、生态系统服务功能价值、土地利用生态适宜性和景观格局特征等,揭示了生态系统的空间分域规律。综合考虑生态系统结构和功能,利用GIS和RS技术,把长春市划分为4个一级、3个二级、9个三级生态功能区,最后结合当地社会经济发展状况和生态环境特点等因素,提出了各生态系统分区调控对策,为长春市生态城市建设提供了科学指导。     

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。     

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。     

丹江口库区生态系统服务价值与人类活动时空关联分析

良好的生态系统和协调的人地关系对丹江口库区水质的保证以及南水北调中线的顺利运行具有重要意义.以中国南水北调中线工程水源地丹江口库区为研究对象,以1991、2000、2010、2018年四期遥感影像为数据源,利用基于样本的面向对象分类方法解译获得四期土地利用数据,基于土地利用数据构建生态系统服务价值评估模型、生态系统服务价值流向损益模型、人类活动强度指数评估模型,并利用双变量空间自相关方法分析生态系统服务价值和人类活动强度的时空关联特征.研究结果表明:1991～2018年间,丹江口库区建设用地、水库河流和林地总体呈增长趋势,耕地、灌草地、内陆坑塘、湿地和未利用地总体呈减少趋势.生态系统服务价值呈现波动变化趋势,总体增加了43.93×108元,价值量的亏损主要来自于林地转化为耕地和建设用地,灌草地转化为耕地,价值量的增益主要来自于耕地转化为林地和水库河流.人类活动以低影响强度为主,中高影响强度在库区东部成片式分布,高影响强度区域呈零星块状分布且一直呈增加趋势.丹江口库区生态系统服务价值与人类活动强度存在显著的负相关关系,且呈现先增强后减弱的变化趋势.     

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。     

河流生态系统服务价值评价综述

从介绍河流生态系统及其服务价值出发,在系统总结前人研究成果的基础上,综合阐述了河流生态系统服务特征、服务功能和服务价值的内涵。结合河流生态系统服务功能特征,划分河流生态系统服务功能为淡水供给、物质生产、生态支持、生态调节和文化娱乐五大类,并根据服务价值与服务功能的对应关系,将河流生态系统服务价值划分为对应的5大类17种。详细阐述了17种服务功能价值的评价方法及计算公式,并对河流生态系统服务功能价值今后的研究提出展望,旨在为河流管理部门客观评价和有效利用河流生态系统服务价值提供科学依据。