河南省土地利用结构时空偏移及生态系统服务价值时空分异特征研究

【目的】为了分析河南省土地利用数据，对其结构时空偏移及生态系统服务价值时空分异特征进行研究，探索土地利用结构变化对其生态系统服务价值的影响，【方法】基于1990—2020年河南省土地利用/覆被变化数据，运用信息熵和偏移份额模型分析其土地利用结构时空变化及其生态系统服务价值变化。【结果】研究显示：(1)研究期内河南省整体土地利用结构信息熵、均衡度呈“缓慢下降-缓慢上升”趋势，优势度则相反，结构经历了“有序—无序—相对平稳”的演化过程。(2)研究期内建设用地、林地及水域用地为增长性结构，耕地、草地及未利用地为衰退性结构，其中建设用地补给偏移效应显著，耕地挤出偏移效应显著。各地区不同土地利用类型竞争力存在明显空间差异。(3)研究期内河南省生态系统服务价值下降了56.19亿元；土地利用结构上，生态系统服务价值以林地和水域用地为主，占总比重75.65%;单项生态系统服务价值以水文调节和气候调节为主，占总比重58%,空间分布上，生态系统服务价值整体呈“西高东低，南高北低”的分布特征。【结论】结果表明：建设用地、林地及水域用地是河南省生态系统价值变化的主要因子，前者为负相关，且生态系统服务价值增长率...     

岷江上游土地利用变化下的生态系统敏感性研究

为研究岷江上游土地利用变化对生态系统敏感性的影响,首先利用土地利用动态度分析了青藏高原东缘岷江上游近11 a来的土地利用变化趋势;其次基于生态系统服务价值当量测算了研究区的生态系统服务价值,并借助生态系统传统敏感性系数对测算结果进行检验;最后利用交叉敏感性系数定量评估了土地利用变化对生态系统服务价值的影响程度及方向。结果表明:(1)2000~2005年研究区的土地利用变化主要是耕地转为森林、灌丛和草地,生态系统服务价值增加约0.46亿元;2005~2010年的土地利用变化主要是森林、耕地转为灌从、草地和荒漠,生态系统服务价值减少约0.57亿元。(2)研究期内森林的生态系统服务价值最高,其次是灌丛和草地;各生态系统服务功能类型中气候调节和水文调节的生态系统服务价值最高,食物生产和维持养分循环的生态系统服务价值最低。(3)研究期内岷江上游生态系统传统敏感性系数均小于1,大小依次为:C_(森林)C_(灌丛)C_(草地)C_(水域)C_(耕地)C_(荒漠)C_(裸地)。(4)导致岷江上游生态系统交叉敏感性最高的土地利用变化是森林和水域、草地和水域的相互转换,交叉敏感性系数均大于1,大部分土地利用转换的生态意义并不明显,但水域和其他地类相互转换的生态意义略有上升。研究结论有望为岷江上游土地利用宏观调控及生态系统综合管理提供一定科学依据。     

赣江流域土地利用迁移变化分析

土地利用/覆被变化是人类与自然环境相互作用的重要表征，其变化特征深刻影响着区域的生态安全和社会经济可持续发展。基于赣江流域1980—2018年土地利用数据，利用ArcGIS空间分析方法，分析赣江流域土地利用的时空变化特征。结果表明：赣江流域1980—2018年土地类型以林地和耕地为主，林地和耕地面积呈减少趋势，建设用地面积不断增加；流域土地利用综合指数呈增加态势，表明土地利用变化加快；土地利用转换类型以耕地和林地向建设用地转移、林地和草地相互转移以及林地向耕地转移为主，部分耕地转化为水域；草地、水域、建设用地重心变化较明显，草地的重心在向西偏北方向迁移，水域的重心在向西偏南方向迁移，建设用地重心在向东偏南方向移动，移动速度均具有阶段性。可为赣江流域生态环境保护、水土资源规划与管理提供科学依据。     

沙颍河流域河南段生态系统服务价值及影响因素评估

为提高沙颍河流域河南段生态系统服务水平，推动区域高质量发展，采用当量因子法、热点分析法、地理探测器模型评估沙颍河流域河南段2000—2018年生态系统服务价值(ESV)时空分异特征及影响因素。结果表明：耕地、草地、林地面积减小，城镇与农村居民点面积大幅度增大，耕地转出面积占总转出面积的57.71%,是其他土地利用类型转入的主要贡献者；研究区总ESV值随时间变化整体呈先增大后减小趋势，生态系统服务高值区范围缩小，主要分布在流域西部、北部；生态系统服务低值区范围扩大，主要分布在流域中部、东部，生态系统服务高值区、低值区空间集聚明显；生态系统服务价值增加的原因主要是耕地转水域、耕地转林地，减少的原因主要是林地转耕地、水域转耕地、耕地转城镇与农村居民点；生态系统服务价值空间分异受多因子的共同影响，其中人为干扰指数的影响最大，与各因子的交互作用最显著。下一步须严格限制林地、水域向耕地与建设用地转化，加强对生态用地的投入与管护，开展生态修复及流域生态补偿，以期改善生态环境，提高生态系统服务价值。     

渭河流域土地利用变化特征及驱动力分析

基于GIS和RS技术,通过1990年、2000年、2005年、2010年的土地利用现状图,定量分析渭河流域土地利用动态变化及其自然因素和人类活动的驱动作用。研究表明:1990—2010年,渭河流域的土地利用类型以草地、耕地、林地为主;在自然和人类活动综合作用下,土地利用类型以草地、林地、耕地和建筑用地之间的相互转化为主;耕地、未利用地、湿地占比呈逐渐减少趋势,草地和林地占比呈增加趋势;自然条件制约土地的开发利用程度,人类活动尤其是宏观政策影响土地利用的结构与方式。     

农牧交错区土地利用变化对水资源的影响研究

基于遥感影像,借助于G IS技术以及数理统计方法,对研究区1988年~2007年土地利用及水资源变化状况进行了分析。结果表明:①在1988年土地利用以耕地、林地和草地为主,2007年以林地和耕地为主;土地利用变化以草地、未利用土地面积的减少和旱地、林地面积的增加为主要特征;②由于土地利用类型的变化,耗水量增加了2 235.8万m3,增幅达19.3%;增量最大的是林地,其次是旱地,耗水量增幅最大的是沼泽地,其次为建设用地;③研究区地表水面积和储量处于减少状态;地下水位自1990年起下降了1.90 m。为保护水资源,应控制森林和耕地面积,实施退耕还草,并开展节水农业,规范水资源开发利用。     

黔中地区潜在蒸散发的时空变化及对土地利用变化的响应

土地利用变化对潜在蒸散发的影响是水文等相关领域研究的热点问题。基于黔中地区1995-2015年气象数据,应用Penman-Monteith公式估算潜在蒸散发(ET_0),同时利用1995-2015年5期土地利用数据,分析近20年该地区ET_0的时空变化特征以及不同土地利用类型对ET_0的影响。结果表明:1995-2015年黔中地区ET_0总体呈增大趋势,空间分布规律较为明显,即自东南向西北整体呈递减趋势;黔中地区近20年土地利用结构变化明显,林地及建设用地面积的变化趋势以增大为主,草地及耕地则以减少趋势为主;不同土地利用类型的ET_0不同,以林地为最大,其次为耕地、草地、水域以及建设用地,未利用地为最小,草地以及耕地向林地转移面积会使ET_0增大,林地、草地以及耕地向建设用地、未利用地转移面积会使ET_0减小。这表明土地利用变化明显时,ET_0也会随着产生较大的变化。蒸散发研究对反映区域水文过程以及科学管理水资源均十分重要。     

长江岸线南京段生态系统服务价直变化研究

以南京沿江西岸各3 km范围内的岸线为研究区域,利用遥感数据通过当量因子法计算2010-2020年研究区生态系统服务价值并探究其演变特征.结果 表明:在研究期内,耕地、草地面积有不同程度减少,建设用地占比上升,水域和林地面积变化不大;研究区生态系统服务总价值呈现持续增长的趋势,单项生态系统服务价值呈现不同程度的增减变化,除土壤保持的价值量波动外,其余生态服务价值均保持增长态势.     

基于地学信息图谱肇州县土地利用时空变化分析研究

本文以肇州县2013年和2020年的Landsat8OLI为主要数据源,在RS和GIS技术支持下,对肇州县土地利用数据进行处理,进行空间分析并探究其时空变化规律。结果表明:从土地利用现状图可知,肇州县以耕地为主,占据优势地位;从土地利用变化图谱分析中可知,草地和未利用地呈增加趋势,转移图谱以耕地→未利用地和耕地→草地为主,转移面积达到354.22km2;2013—2020年间,草地新增面积最大,主要源于耕地、林地及建筑用地的转入;总体来看,土地利用格局趋于稳定。通过构建土地利用变化时空图谱,丰富了LUCC时空分析研究体系,为今后的土地利用研究提供有效的方法。     

天水市土地利用变化及其生态服务价值研究

利用天水市1996-2005年土地利用调查数据和相关统计资料,在计算土地利用变化强度指数和土地利用程度综合指数的基础上,对天水市生态服务价值及其影响机制进行了定量研究.结果表明:林地的利用变化强度指数在10 a间均逐步增大;农田利用变化强度指数具有较高的降幅;园地、林地和草地在10 a间基本无变化,其中水域利用变化强度为0;土地利用变化强度逐年减小,而生态系统服务经济价值却随着经济的发展逐渐增大.说明区域生态系统服务价值量与其土地利用变化密切相关,当土地利用类型改变时,生态系统服务价值量也会随之改变.     

土地利用/覆被变化对产水服务功能的影响：以海南热带雨林国家公园为例

为揭示海南热带雨林国家公园土地利用/覆被变化(LUCC)对产水服务功能时空演变的影响，应用GIS和InVEST模型，分析产水服务功能对LUCC的响应及其成因。结果表明：(1)1990—2018年研究区土地利用发生较大变化，耕地、草地及天然林分别减少68.48%、18.74%及4.89%;水库坑塘、橡胶林和经济林分别增加810.74%、190.42%和38.09%。(2)产水服务功能对LUCC产生明显变化响应，1990—2018年产水总量和产水服务功能总体呈先下降后轻微上升趋势。四期平均产水深分别为1 251.74 mm、1 191.98 mm、1 086.48 mm和1 204.98 mm,并整体呈现出西部产水量低，东部高的空间差异。LUCC是影响产水服务功能变化的重要原因，其中耕地、天然林面积锐减，橡胶林等经济林和水库坑塘面积增加会削弱产水服务功能。因此，未来应合理控制橡胶林等经济林面积，优化配置用地格局。     

晋西黄土丘陵区土地利用变化及生态效应分析

晋西黄土丘陵区是黄河流域水土流失严重区和重点治理区,也是国家重点生态功能区,揭示其土地利用变化及生态环境变化趋势,对黄河流域生态保护和高质量发展特别是水土保持、植被恢复策略的调整优化具有重要的参考价值。利用1980年、2000年、2010年、2018年土地利用/覆被数据,对晋西黄土丘陵区各类土地增减转移、动态变化程度进行分析,并采用土地覆被状况指数、生态环境质量指数及土地转型的生态贡献率等指标,分析了土地利用类型变化的生态环境效应。结果表明:1980年以来土地利用变化较为显著,耕地面积减少497 km~2,林草地小幅增长,建设用地成倍扩张;土地利用类型转移较为频繁,山地丘陵是土地转型热点区域,耕地向草地转化为主流;近40 a来综合土地利用动态度为0.15%,2000—2010年土地利用类型变化相对剧烈;土地覆被状况指数和生态环境质量指数均有所提高,整体向好发展,各类用地转为高覆盖度草地和林地是促进生态环境改善的主要因素。     

基于LUCC的安徽省生态系统价值时空变化分析

利用ArcGIS从安徽省2000,2005年和2010年遥感影像中提取土地利用类型数据,基于LUCC从服务强度和区位指数两个方面计算了安徽省各类土地利用类型的生态系统服务价值,并进一步分析了其时空变化。结果表明:土地类型分布上,安徽省北部平原地区(宿州、淮北等)为单一的耕地类型,南部(黄山等)和西部(六安等)为组合类型,由北到南呈现单一到多样的变化;安徽省生态系统服务价值2000~2010年期间减少了0.7%,耕地+湿地+森林的服务强度占全省的94.76%,其生态系统服务价值占全省的92.98%。安徽省各地市中,耕地、湿地和森林占的比重越大,生态系统服务价值就越大;土地利用变化是安徽省生态系统服务价值变化的主要因素。     

青藏高原土地利用/覆被时空变化特征

在对公开的土地利用数据集精度评价的基础上,选用较高精度的青藏高原科学研究所300 m土地利用数据(简称TPDC_LUCC),采用土地利用时空分布和变化率等指标,分析青藏高原1992—2015年土地利用变化特征,并结合气候数据集及社会经济数据对土地利用变化归因进行了分析。结果表明:①公开数据集中,TPDC_LUCC数据集序列最长,精度最高,尤其是对耕地、城镇用地及水体分类精度较好;欧洲航天局300 m 土地利用数据(ESA_LUCC)对草地的分类精度最高,耕地精度最差;中国科学院空天信息创新研究院30 m土地利用数据(CASearth_LUCC)对冰川和城镇用地的分类较准确,未利用土地误差较大;②青藏高原草地分布最广,多年平均占比约70.02%,其次是沙地、裸地等未利用土地,约占15.81%;城镇用地扩张较快,1992—2005年、2005—2015年两期增长率分别是2.34%、4.69%;1992—2015年,青藏高原未利用土地的9.14%转为草地,灌丛和耕地的3.27%转为林地,冰川的5.5%转为水体;③1992—2018年,青藏高原平均气温上升了1.17 ℃,降水和气温增加,是东部区域草地、灌丛、林地增加的主要驱动因素,气温明显上升致使西北部冰川融化,城市化促使城镇用地增加、耕地减少,实施生态保护政策对青藏高原草地、林地的恢复有显著推动作用。     

南水北调中线水源地生态服务价值核算

为了促进资源环境的可持续发展,在南水北调中线水源区开展了大量生态系统服务价值评估研究。但现有研究侧重于水源区部分小流域或库区的生态系统服务价值,缺少从整个水源区角度评估不同生态系统类型的服务总价值研究。基于南水北调中线工程实施前水源区2000年的土地利用变化数据,针对水源区森林、草地、耕地和水域四大类生态系统,综合运用市场价值法、影子价格法和机会成本法等方法评估水源区生态系统服务价值。结果表明:水源地生态系统服务功能的总价值为2 429.4亿元,其中,直接经济价值和间接经济价值分别为619.9亿元和1 809.5亿元;水源地各服务功能价值量大小依次为气体调节、产品提供、土壤保持、环境净化、生物多样性、涵养水源、旅游休闲、养分循环;各生态系统服务功能总价值量大小依次为林地、耕地、水域、草地;单位面积生态系统提供的价值量大小依次为水域、草地、林地、耕地。水域生态系统提供的单位价值比较高,水源地在资源开发和管理过程中,要注意合理地利用和保护水域生态系统。     

永定河上游流域土地利用变化及生态环境效应研究

基于1980年、1990年、2000年及2010年4期土地利用数据,定量化计算永定河上游流域土地利用动态度、土地利用类型间的转移矩阵、生态环境质量指数等指标,对永定河上游流域的土地利用变化和生态环境效应进行了系统分析。结果表明:(1)过去30年期间,研究区土地利用类型的面积所占比例由大到小排列为耕地草地林地城乡、工矿、居民用地水域未利用土地;1980—1990年与1990—2000年,土地利用综合动态度分别为0.06%、0.19%,土地利用类型的转出率或转入率基本上均小于10%,土地利用变化较小;2000—2010年,土地利用综合动态度较大,达到了6%,土地利用类型的转出率或转入率均大于10%,土地利用变化较大。(2)2000—2010年间永定河上游流域生态环境质量指数从从0.4230上升到0.4290,生态环境质量略有好转;总体上维持着区域生态环境的动态稳定。该研究可为永定河上游流域土地利用格局优化及生态环境的改善提供技术支撑。     

基于GIS的湟水流域民和县土地利用变化研究

通过对1994年、2001年民和县的遥感影像资料进行处理,提取了该县土地利用变化信息。在此基础上,采用定性分析、统计分析、基于GIS的定量化分析等方法,研究了不同地形因子对民和县土地利用变化的影响。结果表明:海拔高度对土地利用类型的空间分布有着重要的影响;不同地面坡度直接影响农林牧用地的分布、水土流失情况、农田基本建设等。1994—2001年耕地、林地、建设用地和未利用地面积都减小,其中未利用地减小220.08 km2、草地和水体面积呈增长趋势。     

基于GIS与RS下的1990—2015年塔里木河流域LUCC及景观格局时空分析

针对西北干旱区流域生态环境恶化、人-地关系矛盾突出等问题,以新疆塔里木河流域为例,以Landsat卫星影像为主要信息源,通过解译数据分析了研究区1990—2015年土地利用变化特征。结果表明:1990—2015年研究区土地类型变化综合动态度3.16%,土地利用格局变化明显,土地利用类型单一动态度依次为耕地(2.11%)、建设用地(0.64%)、水体(0.06%)及未利用地(0.002%),林地(-0.25%)与草地(-0.21%)面积25 a间持续减少。耕地的持续扩张导致流域内草地和水体斑块个数成倍增加,斑块破碎化程度进一步加剧:通过对遥感解译数据、公开统计面积及相关普查成果等多源数据的比较印证,得出2015年塔里木河流域较为准确的流域耕地面积37 531 km~2,25 a间流域耕地面积增加12 940.92 km~2。研究成果为未来改善流域生态环境、促进流域生态文明建设、土地资源可持续利用及其管理等决策提供基础信息支撑,对我国西北干旱区土地利用管理规划和生态环境保护具有实际意义。     

新疆车尔臣河流域土地利用/覆被变化分析

以1990年、2000年与2010年车尔臣河流域Landsat-TM影像数据和中巴资源卫星数据,采用GIS技术分析研究区20 a土地利用/覆被变化。结果表明,1990—2010年,研究区耕地、水域湿地和建设用地呈现增加趋势,分别增加152.69%、343.05%、34.09%,其他用地类型变化不大;新增耕地面积主要来自于3.9%的草地;新增水域湿地面积主要来自于2.63%的沙地和2.03%的草地。研究结果可为区域水土资源可持续利用及生态环境保护提供参考。     

基于RS和GIS方正县土地利用类型时空变化的研究

借助RS和GIS技术,对方正县1995和2005年Landsat TM遥感影像进行处理,在获取土地利用数据的基础上,分析土地利用现状及时空变化。结果表明,土地利用结构相对简单,以农、林业用地为主;未利用地、草地和耕地耗减度较大;居民工矿用地的开发度最大,其次是草地和耕地,该分析结果可为该区域的土地利用的可持续利用提供有效的决策支持。