基于InVEST模型的京津冀土地利用变化及碳储量时空分异研究

大气中二氧化碳含量的增加是国际社会广泛关注的环境问题,人类活动改变土地利用格局,而土地利用/覆被(land-use/land-cover, LULC)变化影响陆地生态系统结构、功能及碳循环。本文在全球地表覆盖数据GlobeLand30的支持下分析了2000—2020年京津冀土地利用变化,利用InVEST模型模拟了碳储量时空变化,并结合空间自相关分析技术对其进行了分区研究。结果表明：(1)2000—2020年京津冀地区耕地和人造地表变化面积最大,分别为减少340 222.124 hm²和增加246 333.493 hm²;(2)京津冀地区2000、2010和2020年碳储量总值分别为1666.47×10⁶、1654.63×10⁶、1632.88×10⁶ t,耕地流失和人造地表扩张是碳储量下降的主要原因;(3)京津冀碳储量高值主要分布在海拔相对较高的山林地区,低值主要分布在北京市中心、津冀海岸带,以及河北省沧州和唐山的东部南部区域;(4)局部自相关结果表明,碳储量出现高-高聚集的区...     

延河流域土地利用变化特征分析

研究土地利用时空变化特征对促进区域生态经济协调发展具有重要意义.以延河流域为例,基于不同时期遥感影像,借助RS、GIS和ENVI软件平台技术,获取了1980-2015年延河流域土地利用变化状况,并进行了土地利用转移分析;在此基础上解译了不同时期的土地利用类型,分析了延河流域土地利用时空变化特征和影响因素.结果表明,1980-2000年流域内土地利用结构整体变化较小,耕地、林地、草地3类土地利用面积相互转化频繁但整体面积趋于稳定,建筑用地面积增加了1.25倍;2000-2015年流域内耕地、林地和草地发生了显著变化,其中耕地面积减少了28％,林地面积增加了40％,草地面积增加了15％,建筑用地面积增加了近两倍,但比例很小,未利用地和水体变化幅度不明显;2000年前后流域内土地利用变化空间特征存在明显不同,2000年之前各土地利用类型变化主要发生在延安市区,2000年之后整个流域地区均有不同土地利用类型的转移;2000-2015年国家"退耕还林、草"生态修复政策、产业经济生产总值不断上升、人口数量稳定增长、城镇化发展迅速等均对流域土地利用结构产生了影响.     

基于多源遥感数据的生态系统服务功能时空演变趋势分析

研究区域生态系统服务功能的时空演变趋势,有助于揭示人类活动或气候变化对该区域生态环境的影响,从而为生态系统服务功能的保育和管理提供依据。本文以淮安市为研究区,通过在时间维上拓展生态系统服务功能重要性评估的遥感指数法,计算了2000—2018每年的水源涵养、水土保持和生物多样性维护功能,并利用Mann-Kendall非参数检验和Hurst趋势性分析方法分析了时空演变趋势,结合中高分辨率遥感数据解译探索了变化原因。研究结果表明：①淮安市大部分区域生态系统服务功能呈显著增加趋势,其中水源涵养和生物多样性的增长趋势持续性较弱,而水土保持增长趋势持续性较强;②生态系统服务功能增加区域主要发生在耕地、林地等植被覆盖区域,减少区域主要发生在建筑用地等非生态用地区域;③淮安市耕地和林地等植被覆盖区域占比基本不变,甚至随着建筑用地占比的增加而稍有减少,生态系统服务功能增加的主要原因可能在于植被活力的增强,具体表现为植被绿度和植被生产力的增加。     

松嫩平原生态脆弱区生态系统服务功能价值变化

在遥感和地理信息系统技术支持下,以1986～2000年的1∶100000LandsatTM图像解译数据为基础,全面分析了1986～2000年该区土地利用/覆被的动态变化特征,运用Costanza等人对全球生态系统服务价值的计算方法,对松嫩平原西部生态脆弱区土地利用/土地覆被变化(LUCC)引起的生态环境质量变化进行了评估。计算结果表明:在1986～2000年间,由于土地利用面积的变化而使该地区的生态系统的生态价值减少,松嫩平原西部耕地和城乡建设用地有所增加,其他林地、草地、水域和未利用地的面积均减少。耕地面积增加的比例为9.80%、城乡建设用地增加0.66%;林地、草地、水域和未利用地面积减少的比例分别为1.10%、6.80%、1.20%和1.20%,15年的时间里松嫩平原西部生态脆弱区生态系统总价值减少7000.15×104美元,使生态系统服务价值损失9.74%。     

乌鲁木齐市主城区热环境与下垫面关系研究

随着"西部大开发"推进和"丝绸之路经济带"的加快建设,西部地区城市化快速发展带来一系列环境问题,为探究乌鲁木齐市主城区地表热环境演变规律及影响因子,该文利用2000、2005、2010、2015和2018年Landsat数据,借助GIS和遥感技术支持,提取土地利用/覆被信息(LUCC)和新型建筑用地指数(IBI),利用大气校正法获得响应的地表温度(LST),处理后形成表征地表热环境的变量,进一步对LUCC和IBI与地表热环境强度变量进行分析.结果表明:①2000-2018年,土地利用/土地覆被变化明显,近19年来,耕地、草地、林地、未利用地分别减少了183.27、30.14、16.01、28.04 km2.其中,耕地面积降幅最大;城市建设用地增加了257.33 km2,变化率达20.02％.②随着建成区不断扩展,城市高温区域快速扩张,次高温区和极高温区域逐渐向沙依巴克区、头屯河区推进.③2000-2018年,乌鲁木齐主城区热岛比例指数分别为0.14、0.18、0.30、0.27和0.32,总体呈逐年上升趋势,热环境演变明显.④LST与1BI呈显著正相关,线性拟合良好,5年相关系数分别为0.580、0.487、0.778、0.556和0.611.     

2000—2020年烟台市生境质量时空演变分析

文章以烟台市为研究区,基于土地利用类型,威胁元和威胁程度等数据,通过转移矩阵,运用InVEST模型获得2000、2010、2020年生境质量指数。结果表明：耕地和草地为研究区主要用地类型,建设用地和湿地面积逐年增加,以草地、耕地、林地流向建设用地和湿地为主。2000—2020年生境质量整体水平不高,呈现先下降后上升的趋势,不同区域生境质量差异较大。研究结果确定了烟台市生境质量时空状况,为维护烟台市生物多样性具有一定的参考价值。     

基于遥感和GIS的南充市顺庆区LUCC动态变化分析

利用遥感、地理信息系统技术方法,精确解译顺庆区2000年与2007年两期Landsat-TM遥感影像,获得该地区土地利用/覆被的矢量图及定量统计数据,综合运用动态指标分析了LUCC特征。研究结果表明：该地区的耕地、林地和建设用地是LUCC的核心类型,三者面积之和超过研究区总面积的90%。7年间土地利用/覆被变化速度较快,耕地面积逐年减少,林地和建设用地面积显著增加,草地、水域则有少许减少。这些分析结果为查明该区土地利用及变化情况,揭示其中存在的问题,相关部门制定国土规划提供了科学依据。     

青川县LUCC遥感动态监测及驱动力分析

四川广元市青川县是国家生态试点县和退耕还林实施县,查明该区土地利用/覆被现状及其时空动态变化信息,为政府有关部门规划决策提供科学依据具有重要意义。应用RS和GIS技术,基于2000年、2005年和2010年3个时相的陆地卫星TM图像,通过图像处理和信息提取,获得了该区3期土地利用/覆被数据。在此基础上,分析了青川县近10 a土地利用/覆被动态变化过程,查明了引起动态变化的主要驱动力因素,最后,对该区2015年和2020年土地利用/覆被的面积比例进行了预测。研究结果表明:青川县2000—2005年间,耕地、水域和未利用地面积减少,林地、草地和建设用地面积增加;2005—2010年间,耕地和草地面积减少,林地、水域、建设用地和未利用地面积增加;两段时期耕地面积持续减少,但减幅减小,林地面积持续增加,增幅减小,建设用地持续增加且增幅增大,水域和未利用地先减后增,草地先增后减。究其原因,认为政策、经济发展和人口增长及自然灾害等因素是研究区土地利用变化的主要影响因子。经过预测,在相关政策不变且没有自然灾害发生的情况下,2015年林地面积占全县总面积的比例将由2010年的58.57%增长为59.01%,到2020年将继续增长为59.44%,耕地面积比例到2020年将减少至29.13%,建设用地面积比例继续增加至0.22%。     

基于NPP数据的江苏省生态价值时空格局分析

植被净初级生产力(NPP)是评价生态系统服务功能的重要指标。本文基于NPP数据,估算了区域生态价值,运用空间分析技术研究了江苏省生态价值的空间分布规律和时空演变特征。结果表明:1) 2000—2014年,年均生态价值分布呈西低东高的特点,生态价值高值区主要分布在苏南及沿海地区,苏北及内陆地区生态价值均值较低; 2)区域年均生态价值大致呈曲线波动变化; 3) 15年间江苏省生态价值总体呈增加趋势,北部地区增长相对较快。     

InVEST模型的藏东南地区1990—2020年碳储量时空格局及演化研究

针对多维度土地利用变化对生态系统碳储量的影响关系，该文基于1990—2020年藏东南地区土地利用数据，利用InVEST模型估算藏东南地区碳储量及其空间分布特征，并分析土地利用变化对碳储量变化的影响。结果表明，藏东南地区土地利用类型以草地(占比46%)和林地(占比37%)为主；近30年藏东南地区碳储量整体呈现波动增加趋势，共增加1.39%,林地、草地和永久冰川及积雪土地利用类型的转化是藏东南地区碳储量时空演变的主要贡献者。林地增加是碳储量增加的主要原因，藏东南地区适宜林地生长的区位为中海拔缓坡中坡且地形位指数在0.02～1.25区域。此研究可为提升区域碳汇能力，进行合理生态修复提供参考。     

黑土型退化草地时空格局遥感监测

准确及时地了解黑土型退化草地的时空分布特点,对祁连山地区草地退化修复治理具有重要意义。本文选取祁连县野牛沟乡西北部区域作为研究区,基于Landsat 8 OLI影像,结合地理国情监测成果,尝试利用分场景的决策树分类方法提取黑土型退化草地范围,并对比分析2014-2019年黑土型退化草地的时空变化特征。结果表明,多场景的决策树分类方法对黑土型退化草地监测具有很好的适用性;2014-2019年,研究区北部部分区域缓坡地和中部滩地黑土型退化问题有所好转,西部和西北部缓坡地黑土型退化问题有进一步恶化的趋势;好转草地主要以人工干预为主,恶化草地可能是受水热空洞效应、鼠害等多种因素的影响。     

重庆市渝北区地表景观时空演化及生态效应分析

土地利用景观格局的变化会引起不同土地景观单元间能量、物质及营养成分的流动与变化,也会引起区域生态过程及系统功能的变化。渝北区作为重庆主城和新型工业化发展的主要拓展区,在高强度的人为干扰下,区域地表景观结构发生了明显的变化,由此引起的生态环境效应也必然十分明显。研究基于近二十年来渝北区地表覆盖变化情况,应用斑块类型水平景观水平层次中的12种景观指数,针对重庆市渝北区的建设用地、耕地、水体、草地、林地五类主体景观在1988～2010年的时空变化情况进行分析,以探求各类景观的时空演化特征,明确该区域景观格局演变对生态系统的影响,为了解生态环境变化趋势及推动该区域经济与环境协调发展提供科学的依据。     

奎屯河流域中下游地表温度对LUCC响应监测研究

基于奎屯河流域中下游地区2000年和2010年的Landsat TM夏季影像,提取了土地利用/覆被变化(LUCC)信息;再利用单窗算法反演了区域地表温度(LST);然后在对不同地类LST进行归一化的基础上,分析了该地区2000-2010年LUCC与LST变化之间的联系.结果表明,研究区主要地类包括草地(28.9％)、耕地(29.3％)、沙地(29％)等;10 a间人们将大量草地和其他地类开垦为耕地,耕地增长了37.6％;在气候、环境等因素影响下,研究区生态恢复情况可观,其中草地虽缩减了23.2％,但其植被覆盖度增加且LST降低了3％;盐碱地恢复为草地部分(13.1％)的LST降低了12.7％,开垦为耕地部分(14.6％)的LST降低了21％.     

天津市静海县土地利用动态变化研究

近年来,随着经济和社会的快速发展,人口膨胀速度加快.人们的土地利用活动越来越频繁,强度也越来越大,造成了许多环境和资源问题.研究土地利用/覆被变化成为全球环境变化研究的热点问题.对协调经济发展、资源环境保护、实现可持续发展具有重要意义.本文利用ENVI5.1和ArcGIS10.2对天津市静海县2000、2005、2010和2015年4期MODIS遥感影像为基础,分析了静海县这15年内的土地利用结构变化,研究结果表明,2000-2015年间,研究区的草地和建设用地增加比例分别为1.61％和74.62％,耕地、林地和水域减少比例分别为17.94％、18.42％和0.77％.     

辽河三角洲滨海湿地资源时牢动态变化研究

利用2000／2009年Landsat ETM／TM数据解译提取了辽河三角洲滨海湿地资源数据,建立了基于GIS的Markov预测模型,分析预测了滨海湿地资源的时空动态变化特征与演变趋势。研究结果表明,2000～2009年,辽河三角洲滨海湿地资源受到了人类活动的强烈干扰,天然湿地显著减少,以滩涂和沼泽减少为主,而人工湿地明显增加,大量的滨海天然湿地被开发为坑塘水库、养殖场、盐田以及建设用地;到2020年,天然湿地资源将急剧减少,滩涂将减少13.1％,沼泽将减少14.5％。摘要：利用2000／2009年LandsatETM／TM数据解译提取了辽河三角洲滨海湿地资源数据,建立了基于GIS的Markov预测模型,分析预测了滨海湿地资源的时空动态变化特征与演变趋势。研究结果表明,2000～2009年,辽河三角洲滨海湿地资源受到了人类活动的强烈干扰,天然湿地显著减少,以滩涂和沼泽减少为主,而人工湿地明显增加,大量的滨海天然湿地被开发为坑塘水库、养殖场、盐田以及建设用地;到2020年,天然湿地资源将急剧减少,滩涂将减少13.1％,沼泽将减少14.5％。     

基于移动窗口法雄安新区湿地景观演变及其与人为干扰间的关系

湿地生态系统与森林、海洋并称为地球三大生态系统,是地球上最重要的生态系统之一。近些年来,随着人类活动与城市发展的影响,湿地生态系统安全受到巨大的威胁。开展湿地景观演变与人为干扰的关系研究,对雄安新区湿地生态环境的保护具有重要意义。本文利用20世纪80年代末(1980s)—2015年间7期土地利用数据,基于移动窗口法分析雄安新区湿地景观演变时空分异及其与人为干扰的关系研究。研究结果表明,1980s—2015年间雄安新区湿地景观时空格局发生了较大的变化。从时间上看,湿地面积整体呈现减少的趋势,湿地破碎化程度逐渐增加,斑块形状变化复杂,连接度减小;从空间分布格局看,2000年以后湿地景观斑块个数增加,中部和东北部湿地破碎度逐渐增加,从中部湿地核心区向边缘破碎度逐渐增加。1980s—2015年间雄安新区人为干扰度整体呈现减少的趋势,其中1980s—2000年间人为干扰强度在西南部和中部有所减弱; 2000—2015年间人为干扰度呈现先增加后减少的趋势,新时期下由于湿地保护政策的实行,湿地发展转向低强度可持续利用发展阶段,湿地周边区域受建设用地扩张的影响,人为干扰度增强,人为干扰度与湿地分布具有良好的对应关系。     

基于RS/GIS的耕地资源变化特征分析

以黑龙江省嫩江县为研究区,综合运用RS/GIS手段,分析1984~2011年近30年研究区耕地资源在数量和空间上的变化特征,结果表明:研究区耕地利用数量发生了一定变化,总体上耕地面积减少,主要转向林地、建设用地以及草地;耕地资源在空间变化上具有一定的特征,表现为南部变化较大,中部和西部变化居中,北部和东部变化最小;各乡镇耕地相对变化率的总体差异不大,相对比较均衡。研究成果可以为研究区耕地保护提供一定的参考。     

全球典型流域地表覆盖变化与净生态系统碳交换量时空相关性分析

随着社会经济的发展,流域管理目标已从早期的防洪、供水、航运等转变为注重资源利用和生态保护的综合管理,并在全球生态系统碳平衡中扮演着重要角色。作为量化生态系统固碳能力的重要指标,净生态系统碳交换量(NEE)在不同地表覆盖类型中的碳源/汇能力存在显著差异。探究全球典型流域地表覆盖类型与NEE的时空相关性对流域生态管理等具有重要意义。本文以全球30 m地表覆盖数据(GlobeLand30)和全球陆地净生态系统碳交换量数据为基础,分析2000—2020年全球8个典型流域的地表覆盖及NEE时空变化特征,研究地表覆盖类型变化与NEE的时空相关性。结果表明：(1)2000—2020年,流域内耕地、裸地、人造地表、湿地、水体及苔原面积增加,草地面积先增加后减少,整体为增加状态;(2)2000—2020年,流域整体NEE先减小后增加,整体为减小趋势,碳汇能力增强;(3)2000—2020年,草地与NEE呈显著负相关,耕地、裸地、人造地表、湿地及水体面积与NEE在2010—2020年呈正相关,地表覆盖类型变化对NEE有显著影响。本文可为流域碳中和管制和土地利用空间优化调控提供理论参考,推动流域协同减排和高...     

黄河三角洲典型地区土地利用变化遥感监测及驱动力分析

黄河三角洲是我国重要的后备土地资源开发利用区,是土地利用、覆被变化研究的热点区域。本文选择黄河三角洲核心区域垦利县为研究区,采用2001、2005、2011和2014年的卫星遥感数据,基于RS和GIS技术,在ENVI软件支持下,利用监督分类方法,提取了研究区各时相土地利用类型面积及分布信息,研究了该区土地利用时空变化特征与规律,并结合研究时段内的自然和社会经济因素,对研究区土地利用变化驱动力进行了分析。研究结果表明:耕地、盐荒地和滩涂是该区土地利用的主要类型;研究时段内,垦利县土地利用发生了显著变化,陆地面积总体增加,耕地、林草地呈现减少趋势。耕地是减少速度最快、减少面积最大的土地利用类型,建设用地、盐荒地、滩涂则处于持续增长状态。气候水文因素是主要的自然驱动力,而人类的开发建设活动是主要人为驱动力。研究结果对于该区的土地资源合理利用及经济社会可持续发展具有积极意义。     

遥感技术支持下的下龙湾西岸养殖塘变化监测及其对“三生用地”影响分析

下龙湾西岸是越南北部沿海的养殖大区，随着水产养殖用地规模的逐渐扩大，周边三生用地（生产用地、生活用地、生态用地）空间格局受到影响。本文以下龙湾西岸的5个沿海地区为研究区，利用1990、2000、2010、2015年4期无云Landsat TM/OLI遥感数据，采用分类回归树方法，对1990—2015年的土地利用变化进行监测。通过土地利用净变化量、土地利用动态度模型、相关性分析等方法，定量分析养殖塘时空格局演变特征及对三生用地的影响。结果表明：①25年间，养殖塘面积呈“单峰”式先增后减变化，净增加66.65 km²，2000年面积为156.65 km²，较1990年面积增长113%，2015年较2000年面积减少11%。总体呈现数量上“北增南减”、速率上“东快西慢”的面积变化特征。②养殖塘转入面积中，生产用地对养殖塘转移面积占31%，生活用地占4%，生态用地占65%。空间格局整体以白藤江及陆地中轴为界线，呈南北分区、东西分界的转入转出规律。③养殖塘占用生活用地7.24 km²，二者呈正相关关系，R²为0.46；养殖塘分别占用生产用地和生态用地55.14、115.14 km²，并与两者成负相关关系，R²分别为-0.96和-0.81。由此可知，利用遥感技术监测养殖塘时空变迁对土地资源的规划配置与可持续发展具有重意义。