干旱河谷区土地利用与生态系统服务价值时空演变—以四川攀西地区为例

研究土地利用与生态系统服务价值（ESV）的时空演变对干旱河谷区土地利用结构优化和生态环境可持续发展具有重要意义。基于高精度土地利用遥感解译数据,运用空间统计分析和地理探测器等方法,探究2000—2020年攀西地区（典型干旱河谷）及其内部分区土地利用和ESV的时空演变及分异特征。结果表明：2000—2020年攀西地区及各内部分区林地占主导,水域和建设用地增长迅速。除南部峡谷工矿区外,攀西地区整体及其内部分区的ESV呈增长趋势;林地对攀西地区ESV的贡献率最大,但建设用地对ESV增长的阻碍作用逐步增强。ESV呈西北部和中部高、东北部和南部低的态势,损失区集中于城镇建设和森林退化区域,增值区集中于水库、水电站修建区和退耕地区,高值区逐步扩大,低值区逐渐缩小。研究期内ESV及其变化的Moran's I均大于0,具有显著空间自相关性(P<0.001),但ESV空间聚集性缓慢减弱。人类活动对攀西地区及各内部分区ESV空间分异产生显著影响,其中人为影响指数达48.45%以上。

     

基于土地利用变化的广西近20年生态系统服务价值研究

为探究广西土地利用变化对生态系统服务价值（ecosystem service value,ESV）的影响,采用随机森林算法对2000—2020年5期Landsat系列遥感影像进行土地利用分类,运用土地利用动态度、土地利用转移矩阵方法揭示土地利用变化规律,运用当量因子法计算ESV,探究其时空变化特征,并分析各土地利用类型与ESV变化之间的内在联系。结果表明：林地和耕地是广西主体土地利用类型;建设用地面积逐年增加,主要是侵占耕地;单一土地利用类型动态度表现为未利用地>草地>建设用地>耕地>水域>林地。广西生态系统服务价值总体呈波动下降趋势;单向生态系统服务价值以水文调节和气候调节为主;在空间分布上,ESV呈中部低、四周高的特征;广西近20年的ESV变化,草地、林地和耕地是主要贡献因子和敏感因子。

     

重庆市生态系统服务功能价值时空变化研究

基于重庆市2000年、2005年、2010年的3期遥感解译的土地利用矢量数据,通过分析区域生态系统服务价值理论和方法,参考并修正国外学者Costanza和国内谢高地的生态系统服务价值系数,对重庆市2000—2010年的土地利用二级分类指标进行了4大类17种小类的生态系统服务价值的估算,采用基于GIS的生态系统价值密度、ESV保持率等方法指标反映研究区10年来的生态系统服务价值时空变化特征,研究结果表明:1重庆市2000年、2005年和2010年各类生态系统年提供总服务价值量分别为4285.39、4490.29和4621.18亿元,就生态系统而言,林地生态系统提供的总服务价值最高,2010年占总价值的69.03%;其次是水域和草地,分别占总价值的14.35%和9.12%;就生态系统服务类别排序为调节服务(71.31%)支持服务(19.01%)供给服务(5.87%)文化服务(3.81%);22000—2010年重庆市生态系统服务价值量总体呈不断上涨的时序变化趋势,增幅达到7.27%;生态系统服务价值保持率为1.078,虽然城市建设占用了大量的农田生态系统,但单位面积生态系统服务价值较高的水域和林地面积的ESV价值增幅明显;3生态系统服务价值密度最高的空间分布上呈"西低东高,一轴两翼"的格局,中部的垫江县生态价值密度最低,主要受较为单一的农田生态系统影响;4研究区的ESV与GDP在空间分布和时序上的差异明显,2010年重庆的地均ESV为5.60万元·hm~(-2),高于全国的平均值;人均ESV为1.60万元,低于全国的平均值;人口密度大是造成人均ESV低的主要原因;2010年人均ESV与人均GDP的比值为1∶1.72,低于全国的平均接近1∶1的比值,表明重庆市的生态系统服务价值相对国民生产总值的相对不足.     

广东省国家级自然保护区2000─2010年生态系统服务价值演变

运用GIS和RS技术,分析了2000年、2010年广东省11个国家级自然保护区的土地利用变化特征,并采用修正的生态系统服务价值系数结合土地利用面积,对不同时期保护区的生态系统服务价值进行了计算. 结果表明:2000─2010年,广东省自然保护区草地、农田、湿地、水域和建设用地面积均有所增加,分别为18.58、81.24、1.91、86.47、70.79 hm2,而林地、未利用地面积则分别减少了166.25、92.75 hm2. 不同土地利用类型的生态系统服务价值量均发生变化,除未利用地外,其余生态系统服务价值均有所增加. 其中,水域和林地2类生态系统服务价值分别增加了728.07×107和463.90×107元,增加最显著. 自然保护区内各项生态系统服务价值均有所增加,其中,维护生物多样性价值、水文调节价值和废物处理价值增加最为显著,食物生产价值增加最少. 2000─2010年广东省11个自然保护区生态系统服务价值增加了1 199.70×107元,增长率为28.02%,表明自然保护区保护和管理成效较好.      

近20年兰西城市群生态系统服务价值对土地利用转型的时空响应

快速城市化和人类活动加剧了对现代城市群中各种生态系统服务退化的威胁,探索城市群尺度下的生态安全状况具有重要意义.以兰西城市群为研究区,选择2000、2005、2010、2015和2020年土地利用数据,引入景观生态风险指数,运用土地利用转移矩阵、单位面积价值当量因子法和双变量空间自相关分析法,分析兰西城市群土地利用变化特征,阐明土地利用转型引起的生态风险变化对生态系统服务价值的影响.结果表明:①2000~2020年间兰西城市群土地利用类型主要以草地、耕地和林地为主.建设用地面积扩张明显,主要来源于耕地和草地;6种土地利用类型交叉转化较强,土地利用变化总面积为6646.05 km²;②从空间变化上来看,兰西城市群生态系统服务价值空间格局未发生明显转变,但区域差异性显著,总体呈现西北高、东南低的分布特征;③从时间变化上来看,兰西城市群生态系统服务价值呈逐年增长的趋势,总价值流向从1864.59亿元增长为1921.56亿元,总增值56.97亿元;④兰西城市群近20年生态风险指数整体呈上升的趋势,生态风险区以低生态风险区和较低生态风险区占主导地位;生态系统服务价值与生态风险指数有显著的正向空间相关性.本文旨在揭示土地利用方式对生态系统服务价值和生态风险影响的认识,为区域生态风险管理和土地利用政策制定提供重要参考,进而促进黄河流域生态环境高质量发展.     

吉林省生态系统服务价值变化研究

研究土地利用变化对区域生态系统服务价值的影响具有重要意义。论文以吉林省土地利用动态数据为基础,应用Costanza等提出的生态系统服务价值系数,分析了土地利用变化及其所引起的生态系统服务价值的变化。结果表明,从1980年到2000年,吉林省草地、水域和湿地面积大量减少,其它类型土地面积在增加;由于耕地的生态价值系数相对较小,湿地和水域的生态价值系数较高,耕地面积的增加不能弥补由于湿地、水域减少造成的区域生态系统服务价值的整体下降,使得区域生态系统服务价值显著减少。吉林省生态系统服务价值从1980年的12365.14×106＄减少到2000年的10700.38×106＄,减少率为13.46%,净减少值为1664.76×106＄,总生态系统服务价值每年变化率为0.72%。     

西南地区土地利用变化对生态系统服务价值的影响

选择西南地区2000年、2010年、2020年3期土地利用遥感影像数据,利用土地利用动态度分析土地利用变化情况,并依据当量因子法对生态系统服务价值（ecosystem service value,ESV）开展评估。结果表明：西南地区土地利用以林地、耕地和草地为主,分别约占总面积的48%、28%、20%。人工表面、草地、林地和耕地面积变化显著,20年间的净变化量分别为11 971.18、−8 738.63、−5 344.95、−2 244.40 km²。土地利用动态度呈上升趋势,尤其是2010年后土地利用变化程度加剧,其中人工表面动态度正向变化幅度最大。2000—2020年总ESV呈下降趋势,共减少195.55亿元,其中四川省、云南省下降较为明显。各类ESV变化趋势与土地利用类型变化趋势相似,林地、草地和耕地面积的减少是导致ESV亏损的主要因素。在未来发展中,应加大对林地、草地的保护力度,加强基本农田保护和高标准农田建设,提高土地集约节约利用水平,合理规划城乡建设用地,缓解经济增长对土地资源和生态系统的压力。     

东江流域生态系统服务价值变化研究

从生态系统的类型、质量和功能的时空变化出发,利用遥感和地理信息系统技术,结合市场价值法、影子工程法、机会成本法等方法,并在全面考虑各类型生态系统服务功能和基础数据可获得性的基础上,对东江流域的生态系统服务价值进行科学评估,揭示生态系统服务价值的时空变化特征。结果表明:2000-2008年东江流域生态系统服务总价值呈减少趋势,且除水域外,其余生态系统的单位面积生态服务价值均为2008年比2000年有所减少,说明流域生态系统的质量呈下降趋势。林地的单位面积生态服务价值2004-2008年的年均减少率大于2000-2004年,反映了流域森林资源的质量加速下降的状况;从空间上看,虽然上中游单位面积的生态系统服务价值大于下游,但上游单位面积生态系统服务价值减少得比较剧烈。     

小浪底库区生态系统服务价值研究

小浪底水库作为改造自然的人类工程之一,对小浪底库区周围的环境变化影响明显。该文采用小浪底库区的土地利用的栅格数据,利用转移矩阵,从空间和时间上对小浪底库区的土地利用变化进行了分析。文章以采用多种评估方法,计算了小浪底库区的生态系统服务价值,并通过权衡协同度,从空间上对库区生态系统服务价值的变化进行了评估,为合理利用土地提供理论指导。结果表明:(1)小浪底库区以耕地为主,耕地、草地面积呈消减趋势,其他类型用地面积增加,动态度变化较大。(2)济源市耕地、草地以转出为主。洛阳市只有耕地以转出为主。三门峡市中林地、草地及耕地以转出为主,运城市林地和水域以转入为主,其他利用方式以转出为主。(3)库区的生态系统服务价值方面:小浪底库区生态系统服务价值整体呈增长趋势,但增长率逐年下降。供给服务功能、调节服务功能中,水域的贡献率突出。(4)这4个市2000年以供给服务功能为主,2005年以后以调节服务功能这为主,文化服务功能有增长的趋势。生态系统服务功能之间以协同关系为主,个别市供给服务与调节服务功能、支持服务功能呈权衡矛盾关系。     

喀斯特山区土地利用变化对生态系统服务价值的影响

研究土地利用变化与生态系统服务价值（ESV）的演变对优化喀斯特脆弱山区的土地资源配置和推进生态恢复具有重要意义。以贵州省瓮安县为例,利用2001年、2011年、2019年3期遥感影像数据,通过CA-Markov模型预测2027年土地利用格局,定量分析研究区2001—2027年土地利用和ESV的时空演变趋势。结果表明：瓮安县土地利用类型以林地和耕地为主,耕地向林地的转移较为剧烈,林地和建设用地面积持续增加,建设用地和水域的动态度最大;ESV总体呈上升趋势,耕地向林地转移是ESV增加的主要贡献项,ESV增加区域主要发生在瓮安县西部和东北部地区,未来ESV低值区仍分布在中部城镇地区;服务类型产生的ESV主要以土壤形成与保护服务为主,其次为水源涵养服务和生物多样性保护;林地和耕地是引起研究区ESV变化的敏感因子,研究区ESV对改进的价值系数缺乏弹性。研究期内瓮安县土地利用结构变化显著,生态系统服务价值明显提升。

     

京津冀地区生态系统服务价值时空变化及驱动因子分析

基于京津冀地区2000年、2010年和2018年土地利用分类数据,通过分析土地利用结构及其动态变化、构建生态系统服务价值（ESV）模型,探究京津冀地区13个地市ESV的时空演变,运用地理探测器分析京津冀地区ESV驱动因子。结果表明：1）2000—2018年,耕地是京津冀地区最主要的土地利用类型,建设用地是面积和动态度变化最剧烈的土地利用类型。2）2000—2018年京津冀地区ESV呈先下降后上升趋势,调节服务与支持服务始终是京津冀地区生态系统服务的核心功能,其中水文调节的贡献率最大。3）从时间上看,京津冀地区地均生态系统服务价值（AESV）变化不大。从空间上看,京津冀地区AESV空间分布差异明显,高值区主要分布在冀北和京津地区,低值区主要分布在中南部的平原地区。京津冀各地市AESV的变化较为明显,大多数地市呈减少趋势。4）各土地利用类型的敏感性指数均小于1,其中林地的敏感性指数最高,对ESV的影响最大。5）地理探测器分析表明,京津冀地区AESV在空间上的分布差异受到区域自然因子、经济因子和社会因子共同作用,其中高程、地均GDP、人口密度等因子的贡献率较大,不同驱动力之间的交互作用对京津冀地区AESV的空间分异影响明显增强。

     

基于土地利用/覆被变化的南通市生态系统服务价值研究

研究土地利用变化对区域生态系统服务价值的影响具有重要意义。论文以南通市土地利用动态数据为基础,应用Costanza等提出的生态系统服务价值系数,分析了土地利用变化及其所引起的生态系统服务价值的变化。结果表明,2006年-2009年,南通市耕地面积大量减少,其它类型土地面积在增加;土地利用的变化导致了南通市生态服务价值从2006年的7.42×109元增加到2009年的8.76×109元,增加了1.34×109元,主要由于水域面积的扩大导致生态服务功能价值的增加。     

济南市土地利用变化及生态服务价值时空演变分析

通过2010～2016年济南市土地利用变化情况,研究土地利用和其生态服务价值,分析生态服务价值与社会经济因素的相关性。结果表明:济南市以耕地和城镇村及工矿用地为主;城镇村及工矿用地、交通运输用地面积有所增加,其他均减少;土地利用强度有上升趋势,但幅度较小;土地利用格局指数无明显波动;生态服务价值中耕地、水域、林地价值量最大;生态系统服务总价值及强度均逐年降低;生态服务价值强度指标与土地利用格局和人口无相关性;与土地与土地利用程度、GDP、GDP强度指标呈负相关;单位面积生态服务价值与土地利用程度呈弱相关、与GDP呈强相关、与GDP强度指标呈极强相关;人均生态服务价值与土地利用程度和GDP呈中等程度相关、与GDP强度指标呈极强相关。     

基于土地利用变化的赤水河流域生态系统服务价值变化分析

以赤水河流域1990年、1999年、2010年和2018年的遥感解译土地利用数据为依据,采用经本地化校正的当量因子法和GIS空间分析技术,分析赤水河流域28年间的土地利用变化特征、生态系统服务价值（ESV）变化特征以及土地利用变化对ESV变化的影响。结果表明：1990—2018年,赤水河流域耕地、草地和未利用地面积减少,建设用地、林地和水域面积增加;土地转换以耕地—林地—草地之间的相互流转和建设用地对耕地与草地的侵占为主。1990—2018年,赤水河流域ESV从411.90亿元增至413.54亿元,林地是ESV的主要贡献部分,水域面积增加是ESV增加的主要影响因素,ESV空间分布呈现出中游高、上下游低的特征,高值区域与林地分布高度重叠。城市建设用地连续扩张引起ESV降低,林地和水域、耕地和草地因面积变化分别对ESV贡献呈正、负效应,农村与城镇人口结构变化、退耕还林和流域生态治理等政策的实施则促进了ESV增加。

     

土地利用变化背景下沂河流域生态系统服务价值时空格局演化

在土地利用变化背景下,运用修正后的当量因子法核算沂河流域1975~2020年长时间序列生态系统服务价值（ESV）,引入冷热点分析和地形位分析方法探讨其水平空间和垂直空间格局特征.结果表明：①1975~2020年,沂河流域土地利用类型以耕地为主,土地利用变化突出表现为耕地的迅速减少与建设用地持续扩张,林地和草地面积略有上升,水域面积呈收缩状态,未利用地面积变化不大;②修正后的当量因子法更适用于核算沂河流域的ESV;1975~2020年,流域ESV整体呈螺旋上升趋势（333.69~338.16亿元）,以调节服务为主;耕地ESV最高且呈降低趋势,未利用地ESV最低;③在水平空间格局上,山地与水库附近为ESV热区,城区附近为ESV冷区;在垂直空间格局上,随着地形位梯度的上升,各土地利用类型ESV的垂直变化均呈先上升后下降趋势.研究结果揭示了土地利用变化背景下沂河流域生态系统服务价值的时空格局,可为优化土地利用结构和空间格局、提升生态系统服务提供科学依据.     

基于LUCC的喀斯特山区生态系统服务价值评价

喀斯特山区具有特殊的生态环境,对其进行生态系统服务价值评价是保证喀斯特山区生态安全和生态系统恢复的重要基础。该文基于典型喀斯特山区罗甸县土地利用/覆被变化(LUCC)数据,运用土地利用动态度分析研究区土地利用变化情况。结合研究区经济水平,采用"当量因子法"计算研究区生态系统服务价值(ESV),并对罗甸县2009-2016年间ESV的时空变化和驱动力展开研究。研究结果表明:在2009-2016年期间,研究区耕地、建设用地使用面积呈增加趋势,其他的土地利用类型面积均有所减少;研究区生态系统服务价值总体呈下降趋势,除食物生产的ESV增加外,其余的生态系统单项服务价值均下降,其原因主要受控于人文因素的影响;2009和2016年研究区敏感性指数(CS)均1,说明ESV对价值系数(VC)不敏感,缺乏弹性,因此结合罗甸县县域特征修正后的生态服务价值系数是合理的,研究结果是可信的;受地质背景的影响,罗甸县北部喀斯特地区的生态系统服务价值相比于中、南部非喀斯特地区偏低。因此,在罗甸县土地利用规划中,需要合理调整土地资源结构,提高研究区生态服务价值。     

土地利用变化对三江平原生态系统服务价值的影响

近年来三江平原土地利用的变化很大,研究其生系统服务价值的变化情况,可以为区域生态环境的保护和恢复提供科学依据.参照中国陆地生态系统单位面积服务价值表,利用三江平原两期土地利用数据,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,1980～2000年三江平原耕地、城镇用地和水域面积有所增加,其余类型面积减少.其中耕地面积增加了30.70%;湿地面积减少了53.37%,该区域人文景观的影响已超过了自然景观.1980～2000年三江平原生态系统服务价值损失了538.8710⁸元,损失幅度为28.62%.大面积湿地转化为农田是生态系统服务价值大幅度下降的主要原因.     

黄河中游地区生态系统服务的时空演变及权衡与协同关系研究

明晰黄河中游地区生态系统服务的权衡协同关系,是保证生态系统服务长期有效供应,实现黄河流域生态保护与高质量发展的重要前提。本文利用InVEST模型、ArcGIS和Matlab等工具对2000—2020年黄河中游地区的土壤保持、水源涵养、固碳以及生境质量服务的时空特征及其协同权衡关系进行分析。结果表明：（1）黄河中游地区土壤保持、水源涵养和生境质量服务总体呈上升趋势,而固碳服务呈波动下降趋势;（2）2000—2020年,土壤保持、水源涵养服务总体表现为“南高北低”,其高、低值区有所变动;固碳服务整体呈“东南高、西北低”,高、低值区变化不明显;生境质量服务高、低值区相间分布,高值区稍有扩散;（3）黄河中游地区固碳与生境质量服务、生境质量与水源涵养服务、水源涵养与土壤保持服务为协同关系,固碳与土壤保持服务、生境质量与土壤保持服务为权衡关系,而固碳与水源涵养服务整体上表现为不相关;（4）生境质量与水源涵养、土壤保持服务的权衡区面积比例呈上升趋势,而水源涵养和土壤保持服务的协同区面积比例呈上升趋势,固碳与其他服务在大部分区域表现为不相关关系。     

基于GWR的陕西省生态系统服务价值时空演变特征及影响因素分析

基于生态系统服务价值(ESV)评估体系、地理探测器与GWR模型,分析了2000—2015年的陕西省107个县级行政单位ESV时空演变特征、影响因素及主导因子作用强度的空间分异特征。结论如下:(1)15年间陕西省ESV先升后降,其中供给服务与调节服务是陕西ESV的核心功能。(2)历年ESV高低值分布都表现出中心低,边缘高,北低南高的空间特征,ESV差值变化特征较为明显,全境基本被负值覆盖,高值区域集中于陕北。(3)经济因素对ESV的解释作用最强,社会因素与自然因素次之。(4)各主导因子对ESV的作用的空间强度不同,其中土地垦殖率呈现出由南向北逐渐递减的特征,人均GDP从南到北逐渐增强,人口密度由东北向西南逐渐增强,城乡居民人均收入对ESV则表现出由北向南从负值向正值过度且作用逐渐递增的特征。