基于土地利用变化的甘肃省黄河流域生态系统服务价值研究北大核心CSCD

为探究1995—2020年甘肃省黄河流域基于土地利用的生态系统服务价值时空变化,选取甘肃省黄河流域1995、2000、2005、2010、2015、2020年6期土地利用数据,分别利用土地利用动态度、土地利用程度指数和土地利用转移矩阵分析了研究区土地利用时空变化特征;通过对单个生态系统服务价值当量的经济价值进行修正,计算分析了研究区6个不同时期的生态系统服务价值,进而探讨了研究区土地利用程度对生态系统服务价值的影响。结果表明:(1)1995—2020年,研究区耕地和未利用地面积总体减小,林地、草地、水域和建设用地面积总体增加,变化最大的是建设用地;(2)1995—2020年,研究区草地的土地利用程度最高,其他地类转为草地的面积最大;(3)1995—2020年,研究区生态系统服务价值总体呈增加趋势,共增加5.104亿元;(4)从2020年土地利用类型来看,草地的生态系统服务价值最大,达255.016亿元;从2020年生态系统服务类型来看,保持土壤生态服务价值最大,达87.94亿元;从生态敏感性指数来看,研究区生态系统服务价值敏感性指数均<1,研究结果可信;从生态系统服务加之分级来看,中级比重较大,面积占比为82.07%;(5)研究区土地利用程度与生态系统服务价值呈显著负相关,相关系数为0.912。     

基于空间与区域视角的生态系统服务地理学框架

生态系统服务研究现已成为国内外的研究热点。回顾生态系统服务研究的历程可以发现,研究范式正在从自然科学研究范式向自然科学与社会科学综合研究范式转向。生态系统服务研究更加重视时空异质性、更加关注流动性与区域效应,更加强调生态系统服务对人类福祉的作用。在生态系统结构、过程与功能─服务─人类收益与福祉级联框架中,地理学的主要分支都可以找到自身的研究议题。在此过程中,逐渐建构起来的生态系统服务地理学,不仅可以为生态系统服务研究提供学科支撑,同时可以丰富和拓展地理学的研究内容。本文在评述生态系统服务研究历程和发展趋势的基础上,分析了地理学参与生态系统服务研究的逻辑必然性以及面临的机遇与挑战。为了推进生态系统服务研究的“地理化”转向,我们提议发展生态系统服务地理学,并初步描绘了生态系统服务地理学的学科框架,包括定义、研究范畴、研究内容及主要研究议题等。     

洞庭湖区土地生态系统的服务价值时空变化

采用5期遥感影像数据,在ArcGIS等软件支撑下,运用当量因子法、空间自相关分析法,估算洞庭湖区土地生态系统服务价值,探究其时空变化。结果表明：① 1995—2015年洞庭湖区林地面积持续减少,未利用地面积稳步增加,林地与未利用地面积的增减主导着区域土地利用变化。② 1995—2015年洞庭湖区土地生态系统服务总价值经历1995—2000年的陡增后不断下降,近20年来累计减少21.64亿元,减少幅度为1.06%,林地面积减少是洞庭湖区土地生态系统服务总价值减少的根本原因。③ 从土地生态系统服务价值结构变化来看,1995—2015年洞庭湖区除废物处理价值有小幅增加外,其他各项生态服务价值均有不同程度的下降,但生态环境保育始终是洞庭湖区土地生态系统的主要功能。④ 1995—2015年洞庭湖区土地生态系统服务价值分布的空间自相关性较为显著,格局变化较明显,高值区、低值区趋于集中,高-高类型区在西部的沅江流域常德段有所减少,向东部的汨罗江流域快速扩展,低-低类型区集中在北部、南部、西部的城镇相对密集区并沿城镇发展轴逐步扩张凝结成带片状。     

基于生态系统服务价值的土地利用空间优化

针对已有土地利用空间优化着重考虑经济产出效益,较少顾及规划、政策以及可达性等对于区域生态系统服务价值和空间集约带来的约束性影响等问题,该文基于提高生态系统服务价值和空间集约度的双重目标,采用粒子群智能优化算法,构建由规划约束、政策约束及可达性约束构成的约束体系,对优化过程每阶段的生态系统服务价值提升和建设用地空间集约效果进行评估。以武汉市东西湖区为案例验证了模型的有效性,优化后案例区生态系统服务价值提升了159.41万元,建设用地空间紧凑度提升了15.26%。实验结果表明,模型通过在给定限制约束下进行用地分布模拟优化,达到了区域生态系统服务价值提升和用地节约集约的效果,以期为区域生态文明建设、节约集约用地等提供科学依据。     

基于优化模型的甘肃省生态系统服务价值时空评估北大核心CSCD

当前,生态系统服务价值评估模型在计量范围界定和方法适用性方面仍存在局限。基于“环境经济核算-生态系统核算”明确生态系统服务计量范围,采用修正的当量因子法,构建了优化的生态系统服务价值评估模型,评估并分析了2010—2018年甘肃省生态系统服务价值变化趋势及14个市州的空间分布特征。结果表明:(1)甘肃省土地利用结构以荒漠和草地为主,研究期内农田和荒漠面积减少,森林、草地和水域面积呈不同幅度增加趋势。(2)2010—2018年甘肃省生态系统服务价值的增加率为20.68%;水域、森林和草地生态系统服务价值呈增加趋势,农田和荒漠生态系统服务价值均不同程度减少;各单项生态系统服务功能价值均呈增加趋势。(3)甘肃省生态系统服务价值在空间上呈南多北少分布特征,2018年陇南市、甘南州和张掖市的单位面积生态系统服务价值在全省位居前三。(4)甘肃省生态系统服务稀缺性问题越来越突出,各市州生态系统服务价值相对于社会经济价值的稀缺程度差异明显。以此优化模型对生态系统服务价值进行综合时空评估,可为甘肃省乃至黄河流域生态补偿和生态产品价值实现提供一定的决策依据。     

石羊河流域生态系统服务价值的空间异质性及其计量

生态系统服务价值评估是当前生态学和生态经济学研究的一个热点,生态服务功能的空间异质性是影响生态系统服务价值的重要因素,也是国家制定生态补偿政策的基础,但不易对其进行定量计算。本文以石羊河流域为例,遵循资源稀缺性原理,依生态区位（自然和社会）差异条件对石羊河各流域生态服务功能空间异质性进行测算。在此基础上,利用2009年石羊河流域各地区基础数据建立计量模型,对其流域内植被系统生态系统服务价值进行测算;并利用ArcGIS9.3对石羊河流域单位面积生态系统服务价值进行可视化处理。结果表明:（1）石羊河流域同一生态系统在不同流域存在巨大差异,其中以耕地最为明显,其下游是上游单位生态系统服务价值的13.99倍;（2）上游地区为典型的生态“输出”型地区,而中游与下游为典型的“输入”型地区;（3）耕地已经成为石羊河流域中游与下游重要的生态系统,其生态系统服务价值分别为334 343.516万元和125 179.201万元;（4）石羊河流域植被系统生态系统服务价值为1 277 691.282万元,占石羊河流域国内生产总值的32.53%。     

基于交通网络空间权重的区域经济空间相关分析——以甘肃省为例

在区域经济中,交通是联系地理空间和区域经济活动的纽带,交通的发达程度决定了各地理单元空间相互作用的广度与深度.针对不同交通模式赋以不同的权重,基于最短加权交通网络,提出新的空间权重矩阵构建方法,构建了交通网络空间权重,与各种传统空间权重一起,对比研究甘肃省各县域单元之间的区域经济的空间相关性.研究结果表明,利用交通网络空间权重生成的空间权重矩阵,能更真实地反映区域间实际的空间过程;甘肃省的区域经济具有空间相关性但不显著,核心城市经济外溢现象不明显.     

宁波市城市化发展对区域生态系统服务价值的影响

采用城市化综合水平测度模型、生态系统服务价值评价模型及Pearson相关分析方法,在GIS技术支持下,以宁波市1991—2014年城市化相关数据和土地利用变更调查成果为基础数据,定量评价和分析区域城市化发展水平、生态系统服务价值以及二者之间的关系。结果表明:(1)宁波市各项城市化指数均呈逐渐递增趋势,城市化发展进程呈阶段化特征。快速城市化水平驱动区域经济高速发展,同时导致建设用地面积大幅度增加。(2)宁波市生态系统服务价值总体变化呈先增后减趋势,各县(市、区)生态系统服务价值空间分布差异显著,区域城市化水平越高其所贡献的生态系统服务价值越低。(3)当前城市化发展水平与生态系统服务价值演变之间呈显著负相关,经济城市化和土地城市化对生态系统服务功能产生的负面影响较为显著。快速城市化引起区域土地利用的剧烈变化,导致生态景观格局转变,城市人口集聚与工业化导致过度消耗资源与废物排放,对生态系统服务功能产生负面影响。建议提高宁波市城市化发展质量,注重与经济和社会的协同发展。     

广州市生态系统服务价值空间异质性变化

基于广州市2004―2016年土地利用分类成果,通过CA-Markov模型模拟预测2020年土地利用状况,结合格网分析法构建广州市2004―2020年的生态系统服务价值（Ecosystem Services Value,ESV）密度格网,并展开Getis-Ord热点区分析和圈层分析评估,分析广州市快速城市化进程土地利用变化对ESV变化过程和影响的空间异质性。结果表明：1）广州市快速城市化进程中,建设用地扩张占用了大量生态用地,建设用地面积从2004年的1 320 km2扩张到2016年约2 000 km2,预计2020年将达到2 263.63 km2,生态用地斑块日趋破碎化;2）2004―2016年间,广州市ESV总值累计减少了92.41亿元,年均减少约8.4亿元,预计2016―2020年其继续减少但减速会放缓;3）ESV高值区域的格网数量净减少近18%,低值区域的格网数量净增加约46%,局部区域生态系统服务功能的改善难以抵消快速城市化造成的ESV损失;4）广州市ESV变化呈现局部空间自相关现象,高冷区常年集聚分布在花都区和番禺―南沙一带,高热区从集聚分布于东北部逐渐变成为零星分布;5）ESV圈层格局从中心城区向外围区（核心区、近郊区、边缘区和外围区）呈“低―低―中―高”向“低―低―低―高”的结构特征演变,地处城市边缘的近郊区域和边缘区域逐渐形成空间异质性最突出的城乡交错带。     

中国建设用地与区域社会经济发展关系的空间计量研究

利用空间计量模型,对中国大陆地区的30个省、市、自治区2008年的建设用地面积与社会经济发展之间的关系进行了研究。研究表明:30个省、直辖市和自治区地区建设用地面积、GDP、总人口和城市化率都有显著的空间相关特征,一个区域社会经济的发展不仅会驱动自身区域建设用地的扩张,而且会带动邻近区域的建设用地的增长。传统上只从时间维度出发的研究思路,忽视空间维度的相关性和异质性,低估了区域社会经济发展对建设用地增长的作用,必须在普通面板线性回归模型中描述的基础上引入空间变量进行修正。计量模型检验表明,城市化水平对建设用地总规模的影响不甚显著。说明中国大部分省份的农村居民点用地的利用效率普遍偏低。因此,农村居民点用地的调整与优化已迫在眉睫,从长远看来,提高城市化水平,打破城乡二元化的土地制度,建立统一的土地市场,是缓解土地资源紧缺、提高土地利用效率的有效途径。     

甘肃省县域经济发展水平空间差异评价

运用<省级主体功能区划分技术规程>中经济发展水平指标的计算方法,以GDP增长率和人均GDP计算出甘肃省1998-2007年各县区的经济发展水平,将其划分为经济发展水平高值区域、较高值区域、中值区域、较低值区域和低值区域,并对近10 a来经济发展时空差异分两个阶段进行了评价.结果表明,甘肃省县域经济发展水平的时空差异十分...     

基于区域经济发展水平的耕地社会责任价值补偿

以省为单元量化其耕地保护社会责任价值,以此检验不同省份所承担的耕地保护社会责任价值与国家赋予的应承担价值偏差,从而确定其在该方面履行责任的程度。本文选取人均GDP等五个主要经济发展水平作参照,进行相关性分析,建立经济发展水平指标与单位面积耕地社会责任价值之间的回归模型。研究结果表明：粮食主产区所承担的责任远高于发达地区...     

基于空间统计理论的新疆各地州经济林营养物质积累空间关系特征分析及应用

积累营养物质是森林生态服务功能中的重要组成部分,它反映了林木生长情况和生产投入情况。基于2014年新疆七种主要经济林木积累营养物质调查数据,核算了2014年全疆经济林木氮、磷和钾的物质积累总量,折合当年化肥价值3.14×10⁸元。并利用全局空间自相关模型和地理加权模型（GWR）对该结果进行了分析。结果表明：（1）全疆不同经济林品种积累营养物质价值量的空间分布符合空间集聚理论,呈现某种经济林木在某个地区具有高度集中的种植现象;（2）GWR模型分析结果表明经济林在南疆林业中占有重要地位;（3）南疆各地州经济林发展存在明显差异,其中克孜勒苏柯尔克孜自治州、和田地区和喀什地区处在经济林发展期;阿克苏地区和巴音郭楞蒙古自治州则处在经济林衰产期。上述结果表明通过深入挖掘新疆生态服务功能价值信息,能够提取对新疆经济林产业发展规划具有重要参考价值的信息。研究所使用的思路和方法对其他类似研究具有重要的借鉴意义。     

甘肃省土地利用空间协调度时空分异及态势分析

以甘肃省土地开发强度与土地供给能力的协调关系为研究对象,运用指数计算模型、协调度模型和R/S分析方法研究了2001—2016年甘肃省土地利用空间协调度时空格局分异及态势,以期对国土开发利用、社会经济、资源环境相互协调推进提供参考依据。结果表明:(1)甘肃省土地开发强度呈现上升趋势,土地供给能力变化幅度较小,基本保持在0.4左右。(2)土地利用空间协调度时间上呈现上升—下降趋势,空间上呈现从河西走廊地区向陇东、陇南地区递增的空间格局,且河西地区土地利用空间协调状态不稳定,协调等级较低。(3)各地区土地利用空间协调度的Hurst指数均大于0.5,在未来一段时间内土地利用空间协调度仍然会以延续过去变化态势为主,其中张掖市具有较强持续性,而其余地区持续性相对较弱。整体上,甘肃省土地利用空间协调度时空分异特征仍十分明显。为了满足将来土地开发利用的需求,各市州要明确发展定位,在资源环境约束下合理调控土地开发利用强度。     

基于新经济地理学理论的甘肃省县域经济发展差异

针对甘肃省县域经济发展差异突出的问题,通过构建新经济地理学视角下的区域经济发展差异分析框架,提出了影响区域经济发展差异的相关因素;运用空间探索性数据分析方法分析甘肃县域经济的空间差异分布与集聚情况;通过引入空间矩阵对甘肃省县域经济发展差异进行空间计量分析。结果表明:甘肃省县域经济发展水平具有明显的空间差异性和空间正相关性;相对市场规模、知识存量、产业份额、城镇化水平、贸易自由度及资本投入均是导致县域经济发展差异的重要因素;基于新经济地理学理论的区域经济发展差异分析框架可以解释县域经济发展差异的成因。     

甘肃省近30a来耕地空间动态变化与驱动力分析

通过采用主成分分析法与GM(1,1)模型,分析了近30 a来甘肃省耕地变化的总体趋势、空间差异、耕地复种指数的动态变化与耕地变化驱动力,并对未来耕地变化趋势进行了预测,结果表明:1978年以来,甘肃省耕地面积时增时减,总体呈递减趋势;各市(州)与全省耕地变化相比存在明显空间差异;耕地复种指数呈波动性上升,虽然总体水平在上升,但是耕地复种指数并不高,耕地利用程度有待提高;经济发展水平、人口因素、农业产业结构调整和农业现代化水平是耕地变化的主要驱动力;GM(1,1)预测分析表明在今后一段时间内,在影响因子不变的前提下,耕地面积将持续减少。     

基于区域分离系数的江苏省区域经济差异成因定量分析

本文以人均国内生产总值为测度区域经济差异的变量指标,运用基尼系数和塞尔指数定量评价了改革开放以来江苏省区域经济差异总体水平与变化特征,主要表现为区域总差异扩大的同时,苏南、苏中与苏北三大区域之间的差异和县域之间的差异不断扩大;在此基础上,分析了历史发展基础、经济区位条件、区域发展策略、产业结构转换、乡镇企业发展、经济全球化和市场发育程度等7个因素对江苏省区域经济差异及其变化的影响,并引用国外的区域分离系数方法,定量比较了它们的主次关系。分析结果表明:市场发育程度、产业结构转换和区域发展策略是造成江苏省区域经济差异扩大的最主要因素。     

Comparison of the Application of Different Process-based Models in the Study of Spatio-temporal Patterns of Ecosystem Service Value

Quantitative assessments of ecosystem service value (ESV) are of great significance for rational allocation of environmental resources and making regional ecological protection decisions. The method of equivalence factor per unit area is widely used for this purpose because of its simple algorithm. However, ESV is also affected by biotic and environmental factors (e.g., net ecosystem productivity (NEP) or precipitation), which are difficult to obtain at the regional scale, leading to uncertainty in ESV estimations. In this study, according to the equivalent factor modified by precipitation and NEP from four state-of-the-art process-based productivity models, i.e., CLM4.0, LPJDGVM, LPJGUESS and ORCHIDEE, we explored the temporal and spatial patterns of ESV of 15 administrative regions in northern China. The results show that the simulation accuracy of different models varied among four representative ecosystem types, i.e., typical steppe in northern China, alpine steppe in northwest China, farmland ecosystem in central China, and forest in northeast China, implying that model-based ESV estimates are ecosystem-specific. The ESV tends to decline from northeast to southwest in northern China. Regions with dense vegetation usually had high ESV due to better hydrological and thermal conditions. Low vegetation coverage areas, such as Qinghai and Xinjiang, had higher ESV because of their large geographical areas. The central and eastern developed regions without abundant natural resources had lower ESV due to their lower NEP. For different categories of ecosystem services, the regulation services (mainly water flow regulation services and climate regulation services) contributed the most to ESV. For the temporal dynamics, the total ESV of the 15 provinces, autonomous regions and municipalities showed an insignificant downward trend over the years. The regions with increasing trends of ESV were distributed in northwestern China, while pixels with decreasing trends of ESV were concentrated in northeastern China. Land use cover change may be the most important factor controlling the temporal dynamics of ESV. Our results can provide support for the enaction of reasonable strategies for ecological protection and economic development in northern China.