浙江省土地景观格局演变及其生态服务价值效应分析

开展土地利用景观格局演变及其生态系统服务价值效应研究,可明晰区域生态环境功能状况并促进生态系统健康发展。基于土地利用遥感影像解译数据,分析浙江省1995～2015年土地景观格局演变及其生态系统服务价值效应,并探究景观格局指数与生态服务价值间的相关性。结果表明:(1)20年间浙江省土地景观变化剧烈,耕地和林地面积减少,城镇村用地、水域与草地面积增加。建设用地动态度增幅达8.21%,耕地和林地变化度为负。林地和耕地向建设用地单向转移量最大,其次是耕林地二者间的转化。(2)土地斑块分散、聚合和连通状况变化多样,景观格局时空演变复杂化。耕地和草地破碎度高,建设用地优势度上升,以林地和耕地为主导的景观格局逐渐向城市景观转变。(3)生态服务总价值呈先增后减趋势,共损失103.18亿元。空间上ESV极高值和高值区面积减小,中值与低值区逐渐蔓延,生境质量浙西南优于浙北与东南沿海区域。(4)生态服务总值与最大斑块数、结合度和聚合度呈强正相关,与斑块数、平均邻近距离和香农多样性呈强负相关。据此建议:未来土地规划应重视景观格局空间配置对生态服务功能的影响,增强生态系统对环境变化的适应力和稳定性,优化区域三生用地结构,以促进经济—社会—生态环境的协调发展。     

基于CA-Markov模型的大凌河流域土地利用变化与模拟预测研究

基于大凌河流域2000、2010和2020年3期土地利用数据，采用土地利用动态度、土地利用程度、土地利用转移矩阵等方法分析过去20年来研究区土地利用变化规律，并基于元胞自动机-马尔可夫(CA-Markov)模型模拟预测研究区2030年土地利用格局.结果表明：2000—2020年大凌河流域土地利用以耕地和草地为主，二者占比超过80%.近20年间，研究区内林地、草地和建设用地面积不断增加，耕地面积持续减少，且减少的速度在加快，前后两个10年分别减少了132.85和1360.13 km2.2000—2020年间，土地综合利用动态度由43.53%降低为10.36%，处于降低趋势.建设用地动态度由0.11%增加至4.99%，湿地动态度由86.32%变为-7.22%，土地利用程度综合指数由262.53变为259.91，表明大凌河流域近20年土地处于衰退期.基于CA-Markov模型预测大凌河流域2030年土地利用格局，模拟精度Kappa系数为0.8835.预测结果表明，2030年，大凌河流域耕地面积将进一步减少1 699.92 km²，主要变为草地、建设用地和林地.     

贵州省近期土地利用变化及其生态效应

在全球环境变化研究中,土地利用和土地覆被动态研究是一个关键而迫切的课题。本文依据覆盖贵州省20世纪90年代末5 a时间间隔的陆地卫星数据资料,研究了土地利用变化的特征和空间分布规律,并通过土地利用转移矩阵揭示了各区域土地利用变化动态的转化过程;同时以生态系统服务功能衡量相应土地利用类型的相对生态价值,评价区域土地利用/土地覆被变化的生态效应。结果表明,在研究时段内,省内各区域退耕还林与毁林开荒并存,区域间有明显的差异,整体景观尚处于波动状态。在1995~2000年的土地利用变化中,由于旱地、有林地、灌木林地、中低覆盖度荒草地等土地利用类型相互间的频繁转换,各区域土地利用生态价值并未有明显的提高。     

1990—2018年长沙市土地利用变化对生态系统服务价值的影响

评估生态系统服务价值(Ecosystem Service Values,ESV)有利于衡量生态系统服务供给潜力和生态效益的大小,对城市生态规划与土地利用管控起到重要的支撑作用。选择长沙市为研究区域,基于1990、2000、2010和2018年4期土地利用现状遥感监测数据集,利用ArcGIS软件和经本地化校正的当量因子法,分析1990—2018年间的土地利用变化特征,并探讨土地利用变化对ESV的影响。结果表明: ①1990—2018年长沙市土地利用变化轨迹以耕地→林地互相转化以及建设用地对耕地、林地的侵占为主; ②1990—2018年长沙市的ESV共减少53.17×10⁸ 元,降幅3.59%,除水域外各类ESV均呈下降趋势,林地和耕地服务价值减少最明显; ③在各单项服务功能中,水文调节的价值最大,其次是气候调节,两者之和占总价值的54%; ④“退耕还林”“退田还湖”“兴工强市”等政策引起的土地利用变化势必对ESV造成影响,城市快速扩张、土地开发会导致ESV不断下降。综合分析认为,在调整研究区土地利用结构、优化土地配置时应充分重视水域、林地等生态系统服务价值较高的土地利用类型,减缓ESV的下降趋势。     

基于土地利用变化的喀斯特地区生态服务价值损益估算——以广西都安瑶族自治县为例

以广西都安瑶族自治县1988年、1999 年TM 影像数据以及2005 年SPOT2 /4影像数据为基础,应用谢高地等关于生态系统服务价值的测算方法,分析了研究区域土地利用变化及其所引起的生态系统服务价值的变化情况。分析结果表明, 17年间研究区域土地利用的变化损害了该区域生态系统的生态服务功能,使生态系统服务价值损失了约0. 91亿元,说明土地利用变化影响了该地的生态系统服务功能的发挥,建议都安县调整土地利用结构,加大生态建设比重。      

近15年孝义市土地利用与生态系统服务价值变化研究

文章对汾河中游重要县域——孝义市在1996至2010年间土地利用结构调整引起的生态服务价值变化,进行定量化研究。分析土地利用方式与生态系统服务价值之间的动态联系,结果表明孝义市耕地减少、建设用地增加以及林牧业用地的增加,引起生态服务价值总量减少,期间GDP增长较快,说明生态建设的速度远远落后于经济发展速度。协调区域生态和经济关系对改善区域生态环境质量,实现土地资源优化配置,意义重大。     

干旱区绿洲灌溉条件下生态服务价值研究——以新疆轮台县为例

基于RS、GIS、景观生态学等方法,以新疆典型干旱区轮台县为研究区,利用1997年、2007年、2017年三期遥感影像解译结果,定量分析轮台县20年间土地利用景观格局变化特征,并运用生态系统服务价值（ESV）估算原理,定量分析轮台县生态服务功能ESV的年际变化,探讨ESV在景观格局演变下的损益和响应,来反映生态输水对塔河沿岸生态的影响。结果表明：轮台县以未利用地大幅度减少,林地与草地的大量增加为主,同时耕地、水域、建设用地以及冰川的面积也有不同程度的增加,但相对于整个县域面积依然相对较小;各斑块类型景观格局指数和整体景观格局指数以及空间格局都发生了不同程度的变化,未利用地对景观整体的控制性减弱,土地利用均匀性和多样性增加,最大斑块指数变化显著,散布并列指数先略有下降后明显增加;轮台县20年间各项生态系统服务功能的ESV均呈显著增加的趋势,ESV总量不断增大;轮台县ESV的增益集中在林地的增加上,占总增益的65.9%,轮台县ESV的损益集中在建设用地和未利用地的转入上,说明林地的增加和未利用地的减少是轮台县ESV增加的主要原因。该研究体现典型水源灌溉对轮台县生态的影响,为干旱区生态系统改善和土地利用规划提供依据。     

对忻州市土地利用生态系统服务价值估算

本研究以山西省忻州市为例,详细分析了2008年土地利用生态系统的类型,参照谢高地等的研究,对全市生态系统服务价值进行估算。结果表明,忻州市生态系统服务总价值为3048234.68万元,是全市经济总产值的96%,其中,林地价值最大,占总价值的48.62%,其次为草地,占总价值的21.65%。通过价值估算,以期为改变全市土地利用格局、缓解人地矛盾、促进人与自然和谐发展提供科学依据。     

新疆喀什噶尔河流域1990-2010年土地利用/覆被及景观格局的变化特征

采用新疆喀什噶尔河流域1990、2000和2010年的Landsat-TM影像数据和中巴资源卫星数据, 结合GIS技术, 分析了喀什噶尔河流域近20 a土地利用/覆被及景观格局动态变化特征, 并对其变化原因进行探讨. 结果显示: 在1990-2010年喀什噶尔河流域耕地、建设用地、盐碱地、水域湿地、裸土地和其他未利用地面积呈不断增加趋势, 变化幅度分别为73.92%、51.44%、24.27%、10.24%、6.47%和2.98%; 林地、草地和沙地面积减少, 变化幅度分别为-4.13%、-17.16%和-0.73%; 裸石岩砾面积近20 a基本维持不变. 利用转移矩阵可知, 流域新增耕地面积主要来自于16.46%的草地和3.36%的林地; 新增建设用地主要来自于1.46%的耕地和0.22%的草地; 新增水域湿地面积主要来自于0.18%的草地; 新增盐碱地面积主要来自于0.28%的草地. 1990-2010年的20 a里喀什噶尔河流域耕地和水域湿地分布趋于集中, 景观优势度增强, 且斑块之间的联系不断增强. 林地和草地面积减少, 景观趋于破碎化, 景观优势度降低. 喀什噶尔河流域土地利用类型及景观指数的变化受人口、经济、政策和技术的多重影响, 导致流域耕地面积增加、植被退化. 因此, 合理利用流域水土资源对流域生态环境安全十分重要.     

土地利用变化对延安市生态服务价值的影响

利用延安市2001-2007年土地利用基础数据,计算土地利用动态度,并在Costanza生态系统服务价值理论基础上,结合谢高地等的中国生态系统生态服务价值当量因子表,计算出延安不同生态系统单位面积生态服务价值。并依此尝试计算延安市2001年至2007年延安市生态系统服务价值量。研究发现,2007延安市的生态系统服务价值将达到424.28亿元,比2001年增加28.79亿元,增长率为7.28%;各种土地利用方式的生态系统服务价值的敏感性指数(CS)均小于1,表明其对生态系统的价值变化是缺乏弹性的。     

1980-2010年石羊河流域生态服务类型变化与分析

根据石羊河流域1980年、1990年和2010年三期遥感影像数据,基于GIS技术方法,分析了石羊河流域各县市的土地利用方式变化情况。评估了流域主要生态系统生态服务价值量,分析了30 a来流域生态系统服务价值在时间和空间上的变化。结果表明：过去30 a来,石羊河流域的土地利用变化主要以耕地、草地、未利用土地的变化为主。石羊河流域生态系统服务的总价值呈减少趋势,生态服务价值在空间分布上表现为下游呈增加趋势、中上游表现为减少趋势。流域下游生态服务价值增加的主要原因是流域生态保护与恢复措施取得了显著成效。     

典型断陷盆地流域生态系统服务价值时空差异研究

以典型断陷盆地——小江流域为研究对象,以1982年的TM影像、2003年的Landsat ETM+影像和2016年的Landsat OLI影像为数据源,结合云南省测绘局所提供的150 000的土地利用状况图,采用 Costanza 公式对生态系统服务价值进行评估,精细刻画出云南小江流域“盆—山”共存的地质分异结构下生态系统服务价值的时空变化特征。结果表明:（1）小江流域以农田生态系统为主,研究期内生态系统格局总体稳定,耕地、建设用地、林地和园地都有不同程度的增加,而未利用地面积减少,水域面积基本不变;（2）1982-2016年,研究区生态系统服务总价值呈上升趋势,1982、2003和2016年生态系统服务总价值分别为90.11×108元、105.65×108元和136.81×108元,耕地、林地、园地和水域的生态系统服务价值整体上升,而未利用地的生态系统服务价值减少;（3）整体上,小江流域南部和东部生态系统服务价值增加明显,而中部和西部地区生态系统服务价值呈阶段性变化或持续下降趋势,小江岩溶河谷区的生态系统服务价值最高,而沉积平坝区的生态系统服务价值密度最低,且为唯一一个衰退型生态系统服务功能区;（4）研究期内小江流域各项生态系统服务价值均呈上升趋势,调节服务居主导地位,且以气候调节服务价值最高。小江流域生态系统服务价值缺乏弹性,水域生态系统面积变化对研究区生态系统价值的变化具有放大作用。实施封山育林、退耕还林、小流域治理工程等石漠化综合治理工程可增加生态系统服务价值。      

基于地形梯度的陕西省生态系统服务价值评估

为评估陕西省生态系统服务价值在地形梯度上的分布及变化趋势,利用2000、2010年土地利用DEM数据,定量探讨了陕西省生态系统服务价值的时序变化和空间分布特征,并对陕西省整体生态经济协调度进行分析.结果表明：2000-2010年,陕西省生态系统服务价值增加了10.92亿元,其中林地和草地生态系统服务价值分别增加21.40亿元和23.16亿元,耕地生态系统服务价值减少34.16亿元;在地形梯度上,生态系统服务价值呈中间高、南北低的分布特征,且主要集中于坡度为0°~14.6°,高程为1 067~1 380 m的地形梯度单元内.单项生态系统服务价值中,废料处理和食物生产生态系统服务价值因耕地减少而损失严重,共减少6.08亿元.生态经济协调度评估结果表明：区域生态经济的发展整体趋于不协调,建议在经济发展的同时加强对生态环境的保护力度.     

Assessing the impact of master plan on the dynamicity and resilience of forest cover change: a study on Adina Deer Park (Forest), West Bengal,India

Assessing land use and land cover change as well as monitoring dynamic nature of forest cover plays an important role for the management of biodiversity and its native ecosystem. The present paper mainly focuses on the impact of master plan on dynamicity and resilience of Adina Deer Park since 1990–2017 using multi-temporal LANDSAT data. Supervised pixel and object oriented techniques and change detection method have been used for both pre (1990–2015) and post (2015–2017) master plan. Landscape metrics have also been analyzed to detect forest fragmentation applying fragstats software. Overall accuracies for both classified images of 2010 and 2017 were 81.25% and 84.12%. The forest cover changes map exhibits that dense forest and water bodies increased from 15.68 to 39.64 ha and 8.12 to 9.17 ha whereas sparse forest and bare land declined from 31.02 to 22.08 ha and 22.59 to 9.11 ha respectively. The result showed a significant increase in dense forestand sparse forest with annual growth rate of 20% and 15.97% after the implementation of master plan in 2015. This study may assist the planners and policy makers to adopt the environmental and ecological oriented strategies for sustainable management of ecosystems and biodiversity.

     

Causes and Consequences of Ecosystem Service Regionalization in a Coastal Suburban Watershed

The demand for ecosystem services and the ability of natural ecosystems to provide those services evolve over time as population, land use, and management practices change. Regionalization of ecosystem service activity, or the expansion of the area providing ecosystem services to a population, is a common response in densely populated coastal regions, with important consequences for watershed water and nitrogen (N) fluxes to the coastal zone. We link biophysical and historical information to explore the causes and consequences of change in ecosystem service activity—focusing on water provisioning and N regulation—from 1850 to 2010 in a coastal suburban watershed, the Ipswich River watershed in northeastern Massachusetts, USA. Net interbasin water transfers started in the late 1800s due to regionalization of water supply for use by larger populations living outside the Ipswich watershed boundaries, reaching a peak in the mid-1980s. Over much of the twentieth century, about 20 % of river runoff was diverted from reaching the estuary, with greater proportions during drought years. Ongoing regionalization of water supply has contributed to recent declines in diversions, influenced by socioecological feedbacks resulting from the river drying and fish kills. Similarly, the N budget has been greatly perturbed since the suburban era began in the 1950s due to food and lawn fertilizer imports and human waste release. However, natural ecosystems are able to remove most of this anthropogenic N, mitigating impacts on the coastal zone. We propose a conceptual model whereby the amount and type of ecosystem services provided by coastal watersheds in urban regions expand and contract over time as regional population expands and ecosystem services are regionalized. We hypothesize that suburban watersheds can be hotspots of ecosystem service sources because they retain sufficient ecosystem function to still produce services that meet increasing demand from the local population and nearby urban centers. Historical reconstruction of ecosystem service activity provides a perspective that may help to better understand coupled human–natural system processes and lead to more sustainable management of coastal ecosystems.     

典型岩溶湖泊湿地流域景观格局动态变化及趋势预测

岩溶湖泊湿地流域作为景观格局变化的热点研究区域,探讨景观格局动态变化及预测趋势,为岩溶流域生态安全研究提供科学依据。应用遥感与地理信息系统技术,结合普者黑岩溶湖泊湿地流域实际情况,分别对该地区1990、1995、2000、2005、2010、2015 年6 期遥感影像进行分类、解译,系统地获取地区景观格局状况,分析动态变化特征,并运用CA-Markov 模型对未来湿地景观格局进行模拟预测。结果表明:1990?2015年普者黑岩溶湿地流域景观格局随时间变化显著,景观破碎化程度总体呈现增加趋势,斑块数（NP）从861增加到889,景观类型的优势斑块面积在逐渐增加,而多样性指数从1.064下降到0.966;2020?2030年普者黑岩溶湿地流域建筑用地、农地和湿地景观类型面积在增加,农地和林地在减少,其中,较为突出的是建筑用地占有率由2.79%上升到2.97%,农地占有率60.12%增加到60.74%,湿地占有率6.67%上升7.02%,而林地占有率由26.70%下降到26.40%。景观格局进行预测可以发现湿地面积、建筑用地面积和农地变化幅度最大,本文相关研究和预测结果可为普者黑流域生态保护提供一定的建议和参考。      

土地利用变化对海河流域典型区域的径流影响

为研究海河流域径流对土地利用变化的响应,以阜平流域、匡门口流域和界河铺流域为研究区,利用1970—2011年的水文气象资料,分析了不同土地利用的时空转移特征,然后结合SWAT(Soil and Water Assessment Tool)模型,设置4种土地利用情景,评价了土地利用变化对径流的影响。结果表明:模型能够较好地模拟全年及汛期月流量过程;多年径流量呈下降趋势,20世纪80年代到90年代中期呈波动性变化;不同的土地利用类型在时空上的转化呈现可逆性,主要是林地增加,草地减少,耕地略有增加;林地的增加和草地的减少会降低汛期径流量以及最大月径流量;汛期径流系数随着林地面积的增加而减小。合理地规划土地利用格局,对控制流域水文事件具有重要意义。     

Land use/cover change and driving force analyses in parts of northern Iran using RS and GIS techniques

To accomplish integrated watershed management and land use planning, it is necessary to study the dynamic spatial pattern of land use and cover change related to socioeconomical and physical parameters. In this study, land use and cover change detection was applied to the Lajimrood Drainage Basin in northern parts of Iran, an area characterized by rich and diversified agricultural and forest mosaic. The main of changes in the study area were forest–arable land transformation, which was only considered in this study. In order to detect these changes, at first, based on 1:25,000 digital topographic maps dated 1967 and 1994 and ETM⁺ satellite image dated 2002, land use map in these three dates were prepared. The results showed that the area with forest land use decreased about 3.2% in transition 1967–2002. Also, arable land increased about 36.9%. We suggested a method to analyze the driving forces and the spatial distribution of land use change. The maps of elevation, slope, and aspect were derived and classified by using digital elevation model (DEM). Also, the maps of distance from road, drainage network, and building area were selected as socioeconomical factors. These maps were overlaid and crossed with land use change map and land use change area ratio was computed. The results showed that the elevation, slope, and aspect were physical effective factors in land use changing. Also, by increasing the distance from building area and roads, deforestation rate was reduced.