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。     

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。     

岷江上游聚落分布规律及其生态特征——以四川理县为例

聚落是人类生存的重要空间形式，而聚落生态系统是人类生态系统的基本功能单位。山区聚落生态系统是山区人地关系的集中反映。岷江上游既是一个多民族聚居区，又是典型的生态环境脆弱区。岷江上游特殊的地理环境和生态条件 决定了聚落垂直分布的超常规性及其与自然垂直生态带的适应性。生态脆弱区聚落的发展受到耕地、能源和水资源的制约。聚落生态系统是区域生态系统的重要组成部分。聚落生态系统质量的提高既有赖于区域环境的改善，又可以为区域环境的改善创造条件。目前，由于人口的大量增加，人类活动的加剧，岷江上游聚落生态系统面临着更加严峻的生态和经济问题。要解决这些问题，除采取区域性的措施外（如停止对天然林的砍伐），还必须在聚落生态系统的水平上采取适当的对策。     

岷江上游山地生态系统退化机理研究的核心——关键种群的作用

岷江上游地区在我国长江上游同山峡谷区代表性，由于近几十年来人为活动加剧，该区生态系统严重退化。简要介绍了岷上游山地生态系统的概况，讨论了关键种群在退化生态系统研究中的作用和意义。在此基础上进一步认为，岷江上游山地系统退化机理研究应以典型的干旱河谷灌丛，亚高山森林和亚高山草甸等主要生态为对象，以关键种群为核心和切入点，重点研究了干旱河谷批示植物种群动态有其与环境退化的关系、主要动植物种群在变化在草地生态系统退化过程中的作用、亚高山关键种苗木定居及对退化产生理生态适应机制、土壤微生物区系变化有其对系统中氮素归还的影响等，进而有助于在理论上阐述关键种群的生态功能，探讨关键种群变化导致生态系统退化的作用机理；在实践上为目前国家实施西部大开发生态环境建设的重大需求提供理论依据，推动恢复生态学的发展和该区域的生态建设。     

基于安徽省土地利用变化的地形梯度效应分析

为揭示地形因素与土地利用空间格局演变的关系,以安徽省2000年、2005年以及2010年Landsat TM影像和DEM数据为数据源,利用坡向、地形起伏度、坡度变率和地形位指数多种地形因子,并结合地学信息图谱分析理论从综合角度系统研究土地利用结构时空分异格局在地形梯度上的变化特点及其规律。结果表明:1)研究区主要的土地利用类型是耕地和林地,其次是建设用地和未利用土地,且建设用地面积逐期增加趋势显著。2)2000~2010年研究区不同土地利用类型在不同地形梯度区间的分异规律存在明显差异。低地形梯度范围是耕地、水域和建设用地的优势分布区;中地形梯度范围是草地的集中分布区;林地的优势分布区集中在高地形梯度范围。3)2000~2010年研究区土地利用图谱以稳定型和后期变化型为主,低地形梯度和高地形梯度是稳定型图谱的集中分布区,中低、中高和高地形梯度范围是后期变化型图谱的优势分布区。2000~2005年林地的优势分布区有向较低地形位梯度扩张的趋势,其中,耕地是主要的转入来源。2005~2010年耕地的优势分布区有向较高地形位梯度扩张的趋势,变化模式主要为:"林地–耕地"、"未利用地–耕地"和"草地–耕地"。     

岷江上游半干旱区耕地生产潜力分析——以茂县静州村为例

以茂县静州村为例，从几个主要影响因素出发分析了岷江上游半干旱区耕地的生产潜力。并对生产潜力的估算及其订正系数的依据方法有的改进，运用于分析之中，结果可行。计算结果表明，静州村耕地生产潜力平均可达１２４１３．４ｋｇ／ｈｍ＾２，目前产量仅有９０００ｋｇ／ｈｍ＾２，还大有潜力可挖。     

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.     

流域开发规划环境影响评价的战略意义——以岷江上游紫坪铺水库工程与都江堰保护问题为例

文章在分析岷江上游水电开发规划与流域环境问题的基础上提出对都江堰美学、经济、文化价值的再认识和对其进行保护的基本要求,讨论了紫坪铺水库工程与都江堰保护的战略抉择问题,并论述了流域开发规划环境影响评价的重要意义。     

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GIS的岷江上游乡村聚落空间聚集特征分析——以茂县为例

将四川省茂县作为典型研究区,以其ETM影像及国家1〖DK1〗∶25万基础地理数据库为主要信息源,经图像识别与实地验证获得乡村聚落的空间信息,并运用GIS空间分析方法对岷江上游乡村聚落的空间聚集特征作了定量化分析。结果表明,研究区586%的乡村聚落在局部空间上相对集中,其余的则弥散分布;大部分聚落（约782%）分布在海拔1 500~2 700 m的中高山处,海拔1 200~2 200 m干旱河谷区聚集的聚落约552%,80%以上聚落的坡度大于15°;大多数聚落的水源和交通状况良好,水系和道路缓冲区较小半径内的聚落多沿道路聚集,而较远的则多沿水系聚集。分析还发现,少数乡村聚落的空间分布不宜于居民正常的生产生活,也不利于脆弱生态环境的保护,对此应进一步深入研究后探寻适当的对策对其进行重建或迁建。     

岷江上游水电开发不同阶段所引发问题的综合分析

我国正处在水电站建设的高峰期,水电开发造成的各种问题也就成了众多学者的研究热点之一。但这些问题是综合、复杂、多变的,因此,动态、综合地剖析这些问题会更有助于实现对水电开发以及流域复合生态系统的综合管理。以岷江上游为例,以人类对生态系统服务的利用为主线,对水电站的建设之前、建设之中和建设之后3个阶段所出现的不同生态、环境、社会、经济等综合问题进行了深入探讨。研究认为,水电站建设使河流生态系统提供的各项服务的量、形式以及服务对象等都发生了巨大的变化和转移,而且水电巨大经济效益的产生是以部分“廉价”享用的生态系统服务的降低或丧失以及由此引发的错综复杂的社会、经济问题为代价的。针对以上问题,从政府、企业、科研工作者3个方面提出了解决问题的对策和建议。     

鄂西北山区土地利用的地形梯度效应与空间结构特征

地形因素在一定程度上影响着土地利用变化,对区域土地利用格局与空间结构特征有着重要影响。该文以鄂西北山区房县为研究对象,利用DEM提取高程和坡度信息,并生成地形位指数,借助GIS的空间分析功能,采用地形位指数、分布指数和土地利用强度综合指数,系统分析房县土地利用的地形梯度效应;在此基础上,应用分形理论探讨其土地利用的空间结构特征。结果表明:(1)房县各土地利用类型的空间分布具有明显的地形梯度特征,高程、坡度及地形位对房县土地利用格局的形成有着重要影响;(2)水域、交通用地、居民点及工矿用地、耕地的优势分布区间集中在低地形位区间,园地、草地和未利用地的优势分布区间集中在中地形位区间,林地的优势分布区间集中在高地形位区间;(3)房县土地利用强度综合指数随着地形位指数的增加逐渐降低;(4)房县各土地利用类型分布具有明显的分形特征,分维数介于1. 275 3～1. 759 3之间,各类用地的稳定性大小依次为:水域居民点及工矿用地园地林地耕地草地交通用地未利用地。研究结果可为该地区土地利用总体规划及土地资源优化配置提供科学的决策依据。     

山地城市边缘土地利用格局与变化的地形梯度分布特征分析——以重庆市巴南区为例

地形作为重要的自然基底因子,在很大程度上影响土地利用变化与空间格局形成。以重庆市巴南区为例,借助GIS和RS手段,利用Landsat TM遥感数据和DEM数据,采用地形位指数、分布指数和土地利用程度综合指数等计算方法,对巴南区2000、2010和2015年土地利用格局与变化的地形梯度分布特征进行了分析,探讨了土地利用格局与变化和地形梯度的相互关系,以期为相似地形条件下的山地城市边缘区的人地关系研究提供支撑或参考。研究结果表明：（1）巴南区土地以中、高级地形位为主,海拔200 m以下,坡度8°以下的土地资源较为匮乏;（2）研究期内,中、低级地形位区间内大量耕地转变为建设用地,土地分布结构变化导致二者的分布优势区间均向更高级地形位区间转移;（3）土地利用程度综合指数曲线呈倒“V”型,波峰逐渐向中级地形位区间移动,可以印证在研究期内巴南区低丘缓坡区域内土地利用强度逐渐提升。     

基于生态系统服务价值的土地利用结构优化——以重庆万州为例

基于中国陆地生态系统服务功能价值研究成果,以及重庆市万州区生态环境建设与经济社会发展水平,对不同土地利用类型单位面积生态服务价值进行修正,形成万州区土地利用结构优化灰色线性规划模型中决策变量的生态经济参数。计算结果表明：（1）规划期内万州区耕地面积略有减少,建设用地面积有所增加,林地面积有较大幅度增加,大规模增加湿地面积提高土地生态功能价值则难以实现;（2）地质灾害与水土流失综合治理、草地生态系统修复以及适当增加园地面积,能够提高万州区土地生态功能价值;（3）万州区土地生态经济理论价值为11888亿元/a,修正价值为10644亿元/a,均高于现状值9653亿元/a,土地生态修复与建设的生态经济效益可观;（4）基于生态系统服务价值的土地利用结构优化,能够满足社会经济发展对土地的需求并同步实现生态经济效益的最优,为解决土地利用规划中的关键技术问题提供新的方法。     

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。     

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。     

湖库水源地流域生态系统服务权衡与多目标优化——以天目湖流域为例

协调各生态系统服务的权衡关系是进行生态系统有效管理、实现可持续发展的关键。采用模型评估法和价值评估法等评估了天目湖流域2019年水源涵养、水质净化、土壤保持、固碳和供给等五项重要生态系统服务,分析了各服务之间的权衡协同关系,采用多目标遗传算法(NSGA-Ⅱ)对水质净化服务和供给服务进行优化。结果表明：(1)天目湖流域水源涵养、水质净化、土壤保持和固碳服务呈现“南高-北低”的空间分布特征,与植被覆盖度存在明显的正相关性;而供给服务的高值主要分布在流域中部和河流沿岸,与茶园和耕地分布密切相关。(2)水源涵养、水质净化、土壤保持和固碳服务两两之间表现为协同关系,供给服务与其他服务之间均呈现为权衡关系,其中与水质净化之间的权衡关系最强,表现为流域内最为突出的矛盾关系。(3) NSGA-Ⅱ算法为研究区生态系统服务优化提供了4种方案,可以在不同程度上化解流域内水质优化和经济产出之间的矛盾关系,为天目湖流域乃至其他湖库型水源地流域面向供水安全的生态系统可持续管理提供了新的思路和方法。     

水系分形特征对流域径流特性的影响——以赣江中上游流域为例

以赣江流域中上游的8个水文站点所控制的流域为研究对象,以水系分形维数为指标来描述流域水系特征,以Hurst指数为指标来描述流域径流序列复杂性,研究两者之间的关系,并分析流域水系特征、水系变迁对流域旱涝灾害的影响。研究表明,流域水系分维数越高,水系越复杂,其径流深序列Hurst指数则越高,其径流过程则越简单,反之亦然。径流序列的复杂程度在一定程度上可以反映出洪涝干旱灾害发生的可能性,径流越复杂,则洪涝干旱灾害发生可能性越高。因此,一般来说水系分维越高,水系越复杂,则洪涝干旱灾害发生的可能性也就越低。各流域水系分维与径流深序列的关系,可以在一定程度上说明水系变迁对洪涝干旱灾害的影响：在气温、降水、地形、植被等要素变化不大的情况下,水系、河网消亡将增加洪涝灾害和干旱灾害发生的可能性。     

水系分形特征对流域径流特性的影响——以赣江中上游流域为例

以赣江流域中上游的8个水文站点所控制的流域为研究对象，以水系分形维数为指标来描述流域水系特征，以Hurst指数为指标来描述流域径流序列复杂性，研究两者之间的关系，并分析流域水系特征、水系变迁对流域旱涝灾害的影响。研究表明，流域水系分维数越高，水系越复杂，其径流深序列Hurst指数则越高，其径流过程则越简单，反之亦然。径流序列的复杂程度在一定程度上可以反映出洪涝干旱灾害发生的可能性，径流越复杂，则洪涝干旱灾害发生可能性越高。因此，一般来说水系分维越高，水系越复杂，则洪涝干旱灾害发生的可能性也就越低。各流域水系分维与径流深序列的关系，可以在一定程度上说明水系变迁对洪涝干旱灾害的影响：在气温、降水、地形、植被等要素变化不大的情况下，水系、河网消亡将增加洪涝灾害和干旱灾害发生的可能性。     

典型流域土地利用/覆被变化及对水质的影响--以太湖上游浙江西苕溪流域为例

利用1985、1995和20D0年的TM数据及水质资料，运用GIS和水质指数法研究西苔溪流域的土地利用／覆被变化及其水环境效应。结果表明：流域内耕地不断减少，建设用地持续扩大，林地前期减少后期缓慢增加；林地和耕地是流域内的主要土地利用类型，二者面积之和占流域面积的比例在三个时段均在92％以上；空间集中性及斑块碎化是土地利用空间格局变化的主要表现，建设用地斑块数量增多且斑块面积明显增大，饼地面积减少但斑块数量增多。研究时段内流域水质在时间上呈逐步恶化趋势，在空间上则表现为自上游至下游逐渐下降，其中，1996-2000年，研究河段内水质指数下降幅度达30％左右；只治理点污染源仅使水质指数增加6．5％左右，表明影响水质的主要因素是土地利用变化导致的面源污染。