干旱区绿洲城市生态系统服务价值空间自相关格局分析与模拟

基于1995—2015年乌鲁木齐土地利用遥感解译数据,运用CA-Markov模型模拟预测2025年土地利用变化并进行生态系统服务价值(ESV)评估,应用格网分析、空间自相关、Getis-Ord热点区分析等空间统计方法,进一步分析生态系统服务价值与土地利用空间格局的分布特征,讨论两者空间自相关关系及年际变化的冷热点空间分布变化原因。结果表明,近30 a研究区各土地利用类型的生态系统服务价值呈波动变化态势,但总体上表现为减少趋势,主要原因在于耕地、林草地提供的生态系统服务价值减少。生态系统服务价值空间分布格局差异明显,高值区域多年来主要分布在乌鲁木齐县林地面积较多的地区,低值区域集中分布于乌鲁木齐中心四区(天山区、沙依巴克区、水磨沟区、头屯河区)的周边区域。研究区生态系统服务价值具有显著的空间正自相关性与空间聚集特征,高-高、低-低聚集分布分别与生态系统服务价值高值、低值区域高度重合。生态系统服务价值热冷点区呈逐年增加趋势,热点区增加与近年来乌鲁木齐大力推行生态保护及修复等措施有极大关联,冷点区增加与城市建成区无序扩张及土地开发等一系列人类活动有密切关系。

基于CA-Markov模型的呼图壁县土地利用景观格局预测研究

以2002、2009、2016年三期遥感影像数据为基础,运用GIS技术及景观生态学理论,对呼图壁县近14年的土地利用景观格局变化特征及其各景观类型空间转化特点进行了分析。并结合CA-Markov模型对土地利用类型特征参数、景观格局指数等进行模拟,预测和分析未来7年土地利用和景观格局演变特征。结果表明:从时间尺度分析,研究区内景观格局有较大变化,主要表现为耕地与建设用地的增加;从景观类型转移分析可知,耕地与建设用地的交替变化最为显著,其主要集中于中部地区;景观类型水平指数分析得到,林草地、水域及耕地整体破碎化程度低,未利用地则表现相反;从景观水平分析可知,研究区内景观整体破碎度与复杂度增高,同时斑块逐渐趋于离散分布,景观结构不稳定性增加。研究结果可为该区域提供更为科学有效的生态环境保护措施,以期为制定相关土地利用政策和合理配置土地资源提供参考。

哈密绿洲生态环境质量空间格局变化

通过2000、2008、2018年3期的Landsat数据,利用遥感生态指数(remote sensing ecological index,RSEI)确定哈密绿洲生态环境质量等级,运用3D趋势面探究生态环境质量各等级空间变化规律,利用移动窗口法分析绿洲生态环境质量的空间内部异质性及生态质量格局变化。结果表明:1)2000-2018年,哈密绿洲RSEI均值从0.223上升到0.396,生态环境质量总体转好,但水平较低。2)2000年生态环境质量中等、较好和优的分布较集中,均在东南-西北走向的轴线上;2008年生态环境质量极差与差等级区域明显减少,中等级、良等级和优等级区域增加范围较大,哈密绿洲整体扩展迅速;2018年生态环境质量中等、较好和优的范围相互交错,混合分布,且分布范围较大,生态质量不够稳定。3)生态环境质量变好的区域集中在绿洲的内部,且从内部到外部呈环状嵌套分布。2018年及2008年从内部到外部表现为:低值区-高值区-低值区-高值区;2000年与之相反。

基于地理探测器的伊犁谷地生境质量时空演变及其影响因素

利用1995-2015年土地利用分类成果,运用CA-Markov模型模拟预测2025年伊犁谷地土地利用的时空变化,结合InVEST模型评估1995-2025年伊犁谷地生境质量的时空格局,采用空间统计方法和地理探测器模型分析了生境质量的变化特征,并对生境质量的空间分布和变化趋势进行驱动因子探测、交互作用探测以及生态探测分析。结果表明:1995-2025年,耕地与建设用地面积呈逐渐增加趋势,林地与未利用地面积呈波动变化态势,草地与水域则出现减少态势,减少的趋势缓慢下降;生态退化度高值区主要在河谷平原耕作与城建区域且呈现条带状分布,应加强生态修复工程;低值区为高山林草地区域,总体上表现为低值区环绕高值区,呈现嵌套分布,应着重进行生态功能保护;生境质量与生态退化度的高、低值区域呈现相反的趋势;各县生态退化总体稳定,且退化程度较小,生境质量在1995-2015年处于下降趋势,2015-2025年有所上升;利用地理探测器识别出生境质量空间变化分布受自然和人为因子的综合作用,主导影响因子是土地利用,其次为坡度,在交互作用探测与生态探测中,各因子对生境质量空间分布的差异性表现显著,并呈现出双因子增强。