贵州省北盘江流域经济贫困与生态脆弱性的空间耦合关系研究

为研究北盘江流域经济贫困与生态环境之间的空间耦合关系,揭示其空间格局,基于遥感数据及统计资料,构建北盘江流域乡镇单元的经济贫困与生态脆弱性的评价体系,采用耦合协调度模型,对经济贫困与生态脆弱性的空间格局及耦合特征进行综合分析。结果表明:1)研究区中度贫困以上的乡镇占全部乡镇的40.54%,贫困程度较重的乡镇主要分布于东南部、中部及六盘水一带的西北部地区,有一定聚集性。2)生态脆弱性等级空间分布差异明显,由东至西生态脆弱程度愈加严重。中度以上脆弱性的乡镇仅占全部乡镇的30.41%,生态脆弱程度处于偏低水平,各类型分布具有明显的集中性。3)耦合协调类型占全部乡镇的83.24%,处于优良的耦合协调状态,耦合协调差异类型分布连片且集中,失调差异类型主要分布于研究区东部。研究可为区域经济发展与环境改善提供一定理论支持,为区域可持续发展提供科学参考。

“三生空间”视角下贵州省景观生态安全评价及其耦合特征分析

[目的]探究喀斯特生态脆弱区景观生态安全格局演变规律,对喀斯特区域生态文明建设和生态风险防控具有指导意义。[方法]以贵州省为研究对象,从“三生空间”视角出发,基于景观生态学理论,借助耦合协调模型,分析了贵州省近20年景观生态安全时空变化机理和耦合协调特征。[结果](1) 2000—2020年,贵州省以林地生态空间为主,占国土空间总面积53%以上,工业生产和城镇生活用地快速增长,导致城乡生活空间向外扩张挤占农业生产和林地生态空间。(2) 2000—2020年期间贵州省景观生态安全整体处于向好发展,南部景观生态安全等级总体优于北部地区。(3) 2000—2020年贵州省景观生态安全的Moran′s I值分别为0.340,0.400,0.414,空间相关性显著,“高—高”和“低—低”值为主要空间集聚模式,局部空间自相关分布格局与景观生态安全分布有较高的一致性。(4)贵州省“生产—生活—生态”空间景观生态安全的耦合协调度水平良好,在空间上呈现出“西高东低,北高南低”的分布特征。[结论]人类经济活动和城镇化的快速推进会改变区域土地利用格局,从而影响区域景观生态安全及耦合协调性,因此需要优化区域生产—生活—生态空间格局,提高土地资源使用效率,促进贵州省生态安全建设和土地资源可持续发展。

典型喀斯特区域土地利用变化对生态系统服务价值的响应情景模拟

[目的]模拟喀斯特地区土地利用变化引起的生态系统服务价值变化,分析土地利用变化对生态系统服务价值的响应关系,为区域可持续发展和生态安全保护提供科学依据。[方法]以生态环境脆弱的喀斯特地区贵州省为例,基于2000年、2010年及2020年3期土地利用数据,通过PLUS模型预测了不同情景下土地利用情况,并进一步从空间分布上分析了多情景下ESV的变化特征。[结果](1)4种预设情景中,自然发展情景耕地面积与林地面积呈现大量减少的趋势,分别减少了101676,208481 hm^(2);(2)在4种预设情景下,研究区2030年ESV耕地与生态双保护情景(488.694亿元)>生态保护情景(488.524亿元)>自然发展情景(486.435亿元)>耕地保护情景(479.087亿元)。(3)在4种预设情景下,研究区2020年及多情景模拟下单位面积ESV的空间分布特征较为相似。但自然发展情景下其ESV在空间分布上高值区域明显减少。[结论]ESV与土地利用变化息息相关,对未来土地利用进行合理规划是保证良好的生态环境质量最直接的原因,从可持续发展角度来看,耕地与生态保护情景下的经济发展才是土地利用的最佳模式。

“三生”空间视角下喀斯特山区流域景观生态风险的时空分布特征

[目的]深入分析喀斯特流域景观生态风险变化规律,为山区流域制定生态风险防控措施与景观管理规划提供科学参考。[方法]以典型喀斯特流域红水河流域贵州段为研究区域,从“三生”空间视角出发,采用GIS空间分析、景观生态风险指数等方法探究了研究区景观生态风险的时空变化机理,并借助分布指数方法分析了景观生态风险时空分布与地形地貌的关系。[结果]①自2000年来,红水河流域基于“三生”空间的用地转型表现为生产、生态空间减少而生活空间快速增加,不同用地类型的转移引起区域景观生态风险变化的贡献率大小不一。②2000—2020年期间景观生态风险整体呈缓和趋势,红水河流域南部的景观生态风险总体优于其北部地区。③从景观生态风险在地形位梯度上的分布看,景观生态风险程度与地形位梯度成反比关系;另外,非喀斯特区和纯喀斯特区景观生态风险要低于亚喀斯特区。[结论]红水河流域景观生态风险虽有所好转,但部分景观生态问题依然突出,需要加强对生态环境的治理保护。

黔中水利枢纽工程区“三生”空间用地生态环境效应

基于TM/Landsat8 OLI影像数据和土地利用变化数据,采用生态环境质量指数和分布指数,分析了贵州省黔中水利枢纽工程区2000—2020年的“三生”空间用地变化和生态环境效应,以及“三生”空间用地变化和生态环境效应对地形地貌的响应特征。结果表明:2000—2020年黔中水利枢纽工程区的“三生”空间用地总体特征为生态用地最多,生产用地次之,生活用地最少,其中生态用地面积先减少后增加,生产用地面积先减少后增加再减少,生活用地面积则呈持续增加趋势;草地生态用地、林地生态用地和农业生产用地三者之间的相互转换高于其他用地类型之间的相互转换,草地生态用地面积转移最大;工程区生态环境质量整体呈波动变化,东部和西部的生态环境质量总体优于中部地区,其中海拔大于1700 m、坡度大于15°的区域及东坡和南坡生态环境质量较好,而低海拔区生态环境质量呈逐渐变好趋势,非喀斯特区和纯喀斯特区生态环境质量好于亚喀斯特区,但非喀斯特区和纯喀斯特区生态环境质量呈下降趋势。

贵州省2000-2020年NPP时空变化特征及影响因素

[目的]如何利用长时序遥感数据信息对贵州省植被净初级生产力(Net Primary Productivity,NPP)的时空变化特征及影响因子进行定量分析,对喀斯特区域生态质量评估和监测具有典型意义,可为该区域的碳平衡和生态保护研究提供科学依据。[方法]综合利用Theil-Sen趋势分析法、Mann-Kendall检验法、相关性分析法和地理探测器等模型方法,基于2000—2020年MODIS NPP数据,以及DEM、气温、降水、人口密度等多源数据,定量计算和解析贵州省NPP的时空演变特征及其影响因子。[结果]贵州省NPP的空间分布呈现中南和西南部高、北部和东部低的空间异质性特征。近20年来,贵州省NPP总体呈波动上升趋势,增长区主要分布在西部和西南部,减少区主要分布在中部及东南部。气温和降水对NPP的影响最为显著,其与NPP的正相关水平分别达85.27%和63.35%,升温对NPP有促进作用,而降水过多则对NPP有阻碍作用。[结论]单因子分析表明降水对NPP影响最大,而任意两个因子交互的影响力计算显示,降水与气温是2000—2020年对贵州省NPP影响作用最大的交互因子。

长三角城市群城市韧性与城市土地利用效益的耦合协调性分析

[目的]探索长三角城市群2010—2020年的城市韧性和城市土地利用效益的时空演变特征、耦合协调程度及相对发展状况,为推动长三角城市群的协调可持续发展提供参考借鉴。[方法]以长三角城市群26个城市为研究对象,基于熵值法、耦合协调度模型及相对发展度模型,通过构建综合评价指标体系,对长三角城市群城市韧性和城市土地利用效益的耦合协调关系展开了相关研究。[结果](1)研究时间段内,长三角城市群城市韧性总体呈上升趋势,其中超过80%的城市其韧性水平出现上升;城市土地利用效益呈波动变化趋势。二者皆呈现出“东中部高、南北边缘低”的空间分布格局,且城市韧性由相对零散分布向集聚分布转变,城市土地利用效益由“7”字形分布向“大”字形分布转变;(2)二者的耦合度总体较高,以高水平耦合为主;协调程度总体较低,但呈现出上升的发展趋势和“东高西低、中心高外围低”的空间分布格局;(3)近1/2城市的城市韧性和城市土地利用效益实现了同步发展,其余城市在2010—2015年多以超前型(城市韧性超前于城市土地利用效益)为主,2015—2020年多以滞后型(城市韧性滞后于城市土地利用效益)为主。[结论]长三角城市群城市韧性和城市土地利用效益的耦合协调度水平较低、发展不平衡,二者没有实现同步发展,未来应加强城市产业结构及土地利用布局的调控和引导,促进城市经济及土地利用的区域协调,统筹城市韧性与城市土地利用协调发展。

新亚欧大陆桥经济走廊土地覆被变化及驱动力分析

针对年际间的土地覆被变化的空间分异特性及驱动机理解析问题,采用Python和R语言构建了土地覆盖变化的时空动态概率模型和驱动力综合分析模型,实现了21世纪以来"新亚欧大陆桥经济走廊(NECBEC)"土地覆盖时空动态变化特征及驱动机理的定量分析。研究结果表明,在2001-2017年间,NECBEC的土地覆盖变化总体呈现出三增(草地、耕地和建设用地分别增加11457万hm^2、841万hm^2和396万hm^2)和三减(林地、水域和湿地、和未利用地分别减少7409万hm^2、4659万hm^2和626万hm^2)趋势。其中,未利用地和林地主要转换为草地,而草地则主要转为林地和耕地。建设用地年际增加幅度最大,其新增面积中耕地贡献达到50%。另外,自2013年"一带一路"倡议启动以来,NECBEC区域的各种土地覆盖类型之间的相互转换幅度呈现明显增加趋势,而NECBEC沿线国家之间的社会经济发展综合水平集聚性总体上呈减弱趋势,其中综合得分高高聚集区和低低聚集区分别集中在西欧和中亚北部。NECBEC区域的社会经济发展对耕地和建设用地的时空差异性尤为显著。土地覆盖类型在面积变化量和变化速率上,均具有明显的时空分异性。不同的经济发展综合水平对LUCC的类型演替、格局变化和驱动效应不同。

1990年来中国城镇建设用地占用耕地的效率和驱动机理时空分析

定量揭示城镇建设用地与耕地的时空变化关系和相互作用机理,是如何实现城镇建设用地需求与耕地资源保护二者间动态平衡的关键问题之一。基于1990—2015年全国城镇建设用地及耕地的空间数据,在对比分析中国31个省份近25年来的城镇建设用地及耕地时空格局变化的基础上,定量求算因城镇建设用地扩张导致耕地减少的速率,并引入数据包络分析法和地理探测器,实现自1990年以来中国城镇建设用地占用耕地的驱动效用机理。结果表明:1)在时间维度上,1990—2015年间,中国城镇建设用地增长2.6×10^(4) km^(2),增速107%,而扩张速率以2.4%/5 a逐渐降低。1990—2000年耕地呈增加趋势(增加2.96×10^(4) km^(2)),2000年后呈减少趋势,总体减少速率为0.29%/5 a。全国新增城镇建设用地占用2.12×10^(4) km^(2)耕地,占城镇新增总量的72.5%;2)在空间分布上,全国城镇建设用地扩张面积由东向西逐渐减小,但2010后的西部区域扩张速度呈上升趋势。耕地面积在西北和东北地区有所增加,东部和中部呈减少趋势,城镇建设用地占用耕地比例由东部向西部逐渐减弱,但中东部耕地被建设用地占用形式仍然严重;3)在城镇建设用地占用耕地的效用上,1990—2015年,全国城镇建设用地占用耕地的产出效益呈现降低趋势,其中产出效益超过0.8的省份主要分布在沿海地区,西北地区产出效益普遍较低。分析结果显示,经济发展因素是新增城镇建设用地占用耕地的主要驱动因素,其次为空间位置因素和政策措施,自2010年后政策因素的驱动作用强度呈增加趋势。

中蒙俄经济走廊荒漠化时空格局变化及其驱动因子

针对如何定量揭示中蒙俄经济走廊荒漠化的时空变化规律及其驱动因子的影响作用,在构建荒漠化程度判别标准和指标体系的基础上,基于Google Earth Engine云计算平台,在对分类回归树(CART)、支持向量机(SVM)、随机森林(RF)和Albedo-NDVI 4个模型精度进行对比分析的基础上,选取精度最高的CART模型实现中蒙俄经济走廊区域2000—2015年的荒漠化的时空变化分析。另外,在拓展线性趋势法的基础上,构建荒漠化驱动因子定量评估模型,实现气候变化和人类活动对荒漠化驱动效应的定量测度。结果表明:1)CART模型在中蒙俄经济走廊区域荒漠化信息提取精度最高,总体精度和Kappa系数分别85%和0.754;2)极重度荒漠化区域主要分布在中国内蒙古自治区西部,蒙古国的南戈壁盟、东戈壁盟和中戈壁盟;3)2000—2015年间,中蒙俄经济走廊荒漠化总体呈扩张趋势,但极重度、重度和中度荒漠化面积呈缩减趋势。其中,中国的荒漠化面积呈明显缩减趋势,荒漠化程度净改善面积为15.18万km^2,而蒙古国和俄罗斯的荒漠化现象在加重。另外,中蒙俄经济走廊荒漠化恢复区域的气候变化驱动贡献率为68.8%;而荒漠化退化区域的人类活动驱动贡献率为69.68%,表明中蒙俄经济走廊荒漠化程度加重区域的驱动作用主要来自于人类活动。

欧亚大陆植被生态系统平均中心时空偏移的情景模拟

欧亚大陆复杂多样的植被生态系统在全球气候变化的驱动下,其时空分布格局将发生系列的偏移变化,进而对欧亚大陆"一带一路"沿线国家和地区的生态环境产生重要影响。如何从全球气候变化驱动的角度来实现欧亚大陆植被生态系统时空偏移趋势的模拟分析,已成为"一带一路"沿线国家和地区生态环境研究的热点科学问题之一。在对HLZ生态系统模型进行改进和构建植被生态系统平均中心时空偏移分析模型的基础上,基于欧亚大陆的气候观测数据(1981-2010年)和CMIP5 RCP2.6、RCP4.5和RCP8.5三种情景数据(2011-2100年),实现欧亚大陆植被生态系统平均中心时空偏移趋势的模拟分析。结果表明:欧亚大陆植被生态系统平均中心主要分布在欧亚大陆的中部和南部地区;3种气候情景下,欧亚大陆的亚热带干旱森林、暖温带湿润森林、亚热带有刺疏林、亚热带潮湿森林、冷温带潮湿森林、寒温带湿润森林、冷温带湿润森林、亚热带湿润森林、暖温带干旱森林、亚极地/高山湿润苔原和极地/冰原等植被生态系统的平均中心偏移幅度大于其他植被生态系统类型;欧亚大陆植被生态系统在RCP8.5情景下的植被生态系统平均中心偏移幅度大于其他两种情景;在2011-2100年期间,3种气候变化情景下,欧亚大陆植被生态系统平均中心整体上将呈向北偏移的变化趋势。

贵州省耕地非农化的空间格局特征与迁移路径

[目的]针对厘清喀斯特耕地非农化时空演变过程的科学问题,以贵州省为例,定量揭示喀斯特耕地非农化的空间格局变化及其平均重心时空偏移趋势和迁移路径,为喀斯特区域耕地资源持续发展利用提供数据和方法支撑。[方法]文章基于1980—2020年的贵州省土地利用长时序空间数据,利用ArcGIS空间分析技术,定量获取近40年来耕地非农化的空间分布数据信息,综合引入耕地非农化速度模型、重心模型、耕地非农化标准差异椭圆方法、空间自相关模型,定量揭示贵州省近40年来耕地非农化的空间格局分布特征、时空迁移路径与集聚特征。[结果](1) 1980—2020年贵州省的耕地非农化虽然非均衡化发展态势,但其非均衡程度呈降低趋势,耕地非农化严重区主要分布在黔中和黔西北地区。(2)自1980年来,黔中地区及市州所辖区的耕地非农化速度总体快于其他地区,尤其是云岩区非农化速度最快,耕地非农化重心空间迁移路径呈“V”型形态,表现为先向东南方向后持续向西北方向偏移的趋势。(3)贵州省耕地非农化空间集聚性总体上呈增强趋势,其中高—高聚集区和低—低聚集区分别集中在西北部和东南部,并且高—高和低—低聚类的变化主导了耕地非农化空间自相关关系的格局演变。[结论]揭示1980—2020年贵州省耕地非农化的空间格局的时空变化趋势、偏移方向与迁移路径,可为喀斯特区域耕地资源保护与持续利用提供科学依据和辅助决策。

自然和自然贡献情景模型研究综述

本文回顾了自然和自然贡献情景模型发展的背景、历史和内容,概括总结了自然和自然贡献情景模型的发展进程以及联合国生物多样性与生态系统服务政府间科学—政策平台(IPBES)情景模型的概念框架,讨论了自然和自然贡献情景模型存在的问题和发展方向。为了在全球层面解决现有综合集成模型存在的问题,根据地球表层建模基本定理和生态环境曲面建模基本定理,提出了具有中国原创特点的自然与自然贡献情景模型概念框架。

贵州省不同地貌形态类型土壤侵蚀强度变化的定量分析

如何揭示不同地貌形态类型区土壤侵蚀强度变化,尤其是在生态环境比较脆弱的喀斯特区域,是地方生态保护战略实施亟需研究的关键问题之一。本文基于ALOS、ZY-3、GF-1、Landsat和GDEMV2遥感影像数据,以及2762条野外采样验证数据,参照国家在喀斯特与非喀斯特地区土壤侵蚀不同分类标准,实现10 m×10 m分辨率的贵州省2010年和2015年土壤侵蚀空间信息数据提取。进而结合贵州省地貌数据,通过构建贵州省土壤侵蚀的时空分析模型,实现对不同地貌形态类型,尤其是喀斯特区域和非喀斯特区域的土壤侵蚀强度的时空变化进行定量分析。结果显示:在2010—2015年,贵州省中—高海拔区域土壤侵蚀变化的动态度高于低海拔区域,土壤侵蚀强度总体呈下降趋势,下降总面积达6468.13 km^2。喀斯特区域的土壤侵蚀变化广度高于非喀斯特区域的土壤侵蚀变化广度,而且变化趋势基本上是从高一级的侵蚀强度向低一级的侵蚀强度变化。高盆地、中山、高中山土壤侵蚀强度减弱趋势明显高于其他地貌类型的趋势,但高中山仍是喀斯特与非喀斯特区土壤侵蚀增强变化较为明显的区域。这说明自21世纪以来,在贵州喀斯特区域实施的生态修复工程和生态环境保护政策在土壤侵蚀防治过程中发挥了主导性作用,在今后贵州省进行土壤侵蚀防治的过程中,除了喀斯特区域的防治外,还需要同时注意非喀斯特区域的防治。

Sensitivity studies of a high accuracy surface modeling method

The sensitivities of the initial value and the sampling information to the accuracy of a high accuracy surface modeling(HASM) are investigated and the implementations of this new modeling method are modified and enhanced. Based on the fundamental theorem of surface theory, HASM is developed to correct the error produced in geographical information system and ecological modeling process. However, the earlier version of HASM is theoretically incomplete and its initial value must be produced by other surface modeling methods, such as spline, which limit its promotion. In other words, we must use other interpolators to drive HASM. According to the fundamental theorem of surface theory, we modify HASM, namely HASM.MOD, by adding another important nonlinear equation to make it independent of other methods and, at the same time, have a complete and solid theory foundation. Two mathematic surfaces and monthly mean temperature of 1951–2010 are used to validate the effectiveness of the new method. Experiments show that the modified version of HASM is insensitive to the selection of initial value which is particular important for HASM. We analyze the sensitivities of sampling error and sampling ratio to the simulation accuracy of HASM.MOD. It is found that sampling information plays an important role in the simulation accuracy of HASM.MOD. Another feature of the modified version of HASM is that it is theoretically perfect as it considers the third equation of the surface theory which reflects the local warping of the surface. The modified HASM may be useful with a wide range of spatial interpolation as it would no longer rely on other interpolation methods.

Land-cover changes of national nature reserves in China

For preventing ecosystem degradation, protecting natural habitats and conserving biodiversity within the habitats, 2588 nature reserves have been established in China at the end of 2010. The total area is up to 149.44 million ha and covers over 15% of Chinese terrestrial surface. Land-cover change, as the primary driver of biodiversity change, directly impacts ecosystem structures and functions. In this paper, 180 National Nature Reserves （NNRs） are selected and their total area is 44.71 million ha, accounting for 29.9% of all NNRs in China. In terms of the ecosystem characteristics and their major protected object, all selected NNRs are classified into 7 types. A Positive and Negative Change Index of Land-cover （PNCIL） was developed to analyze the land-cover change of each NNRs type from the late 1980s to 2005. The results show that the land-cover of all selected NNRs types have degradated to a certain degree except the forest ecosystem reserves with a decreasing rate, but the rate of degrada tion alleviated gradually. The mean positive and negative change rates of land-cover in all core zones decreased by 0.69% and 0.16% respectively. The landscape pattern of land-cover in the core zones was more stable than that in the buffer zones and the experimental zones. Furthermore, the ecological diversity and patch connectivity of land-cover in selected NNRs increased generally. In short, the land-cover of 180 selected NNRs in China had a beneficial chan qe trend after NNRs established, especially between 1995 and 2005.

青藏高原维管植物物种丰富度分布的情景模拟（英文）

For quantitatively explaining the correlations between the vascular plant species abundance(VPSA) and habitat factors, a spatial simulation method has been developed to simulate the distribution of VPSA on the Qinghai-Tibet Plateau. In this paper, the vascular plant type, land cover, mean annual biotemperature, average total annual precipitation, topographic relief, patch connectivity and ecological diversity index were selected to screen the best correlation equation between the VPSA and habitat factors on the basis of 37 national nature reserves on the Qinghai-Tibet Plateau. The research results show that the coefficient of determination between VPSA and habitat factors is 0.94, and the mean error is 2.21 types per km^2. The distribution of VPSA gradually decreases from southeast to northwest, and reduces with increasing altitude except the desert area of Qaidam Basin. Furthermore, the scenarios of VPSA on the Qinghai-Tibet Plateau during the periods from 1981 to 2010(T0),from 2011 to 2040(T2), from 2041 to 2070(T3) and from 2071 to 2100(T4) were simulated by combining the land cover change and the climatic scenarios of CMIP5 RCP2.6, RCP4.5 and RCP8.5. The simulated results show that the VPSA would generally decrease on the Qinghai-Tibet Plateau from T0 to T4. The VPSA has the largest change ratio under RCP8.5 scenario, and the smallest change ratio under RCP2.6 scenario. In general, the dynamic change of habitat factors would directly affect the spatial distribution of VPSA on the Qinghai-Tibet Plateau in the future.

气候变化驱动下的欧亚大陆土地覆盖情景模拟

The method for surface modelling of land cover scenarios(SMLCS)has been improved to simulate the scenarios of land cover in Eurasia.On the basis of the observation monthly climatic data observed from 2127 weather stations in Eurasia during 1981-2010,the climatic scenarios data of RCP26,RCP45 and RCP85 scenarios released by CMIP5,and the land cover current data of Eurasia in 2010,the land cover scenarios of Eurasia were respectively simulated.The results show that most land cover types would generally have similar changing trends in the future,but with some difference in different periods under the three scenarios of RCP26,RCP45 and RCP85.Deciduous needleleaf forest,mixed forest,shrub land,wetlands and snow and ice would generally decrease in Eurasia during 2010-2100.Snow and ice would have the fastest decreasing rate that would decrease by 37.42%on average.Shrub land would have the slowest decreasing rate that would decrease by 5.65%on average.Water bodies would have the fastest increasing rate that would increase by 28.78%on average.Barren or sparsely vegetated land would have the slowest increasing rate that would increase by 0.76%.Moreover,the simulated results show that climate change would directly impact on land cover change in Eurasia.

21世纪新亚欧大陆桥经济走廊LUCC机理的定量解析

Land cover change has presented clear spatial differences in the New Eurasian Continental Bridge Economic Corridor(NECBEC)region in the 21 st century.A spatiotemporal dynamic probability model and a driving force analysis model of land cover change were developed to analyze explicitly the dynamics and driving forces of land cover change in the NECBEC region.The results show that the areas of grassland,cropland and built-up land increased by 114.57 million ha,8.41 million ha and 3.96 million ha,and the areas of woodland,other land,and water bodies and wetlands decreased by 74.09 million ha,6.26 million ha,and 46.59 million ha in the NECBEC region between 2001 and 2017,respectively.Woodland and other land were mainly transformed to grassland,and grassland was mainly transformed to woodland and cropland.Built-up land had the largest annual rate of increase and 50%of this originated from cropland.Moreover,since the Belt and Road Initiative(BRI)commenced in 2013,there has been a greater change in the dynamics of land cover change,and the gaps in the socio-economic development level have gradually decreased.The index of socio-economic development was the highest in western Europe,and the lowest in northern Central Asia.The impacts of socio-economic development on cropland and built-up land were greater than those for other land cover types.In general,in the context of rapid socio-economic development,the rate of land cover change in the NECBEC has clearly shown an accelerating trend since 2001,especially after the launch of the BRI in 2013.

Spatial identification and scenario simulation of the ecological transition zones under the climate change in China

Explicitly identifying the spatial distribution of ecological transition zones(ETZs)and simulating their response to climate scenarios is of significance in understanding the response and feedback of ecosystems to global climate change.In this study,a quantitative spatial identification method was developed to assess ETZ distribution in terms of the improved Holdridge life zone(iHLZ)model.Based on climate observations collected from 782 weather stations in China in the T0(1981–2010)period,and the Intergovernmental Panel on Climate Change Coupled Model Intercomparison Project(IPCC CMIP5)RCP2.6,RCP4.5,and RCP8.5 climate scenario data in the T1(2011–2040),T2(2041–2070),and T3(2071–2100)periods,the spatial distribution of ETZs and their response to climate scenarios in China were simulated in the four periods of T0,T1,T2,and T3.Additionally,a spatial shift of mean center model was developed to quantitatively calculate the shift direction and distance of each ETZ type during the periods from T0 to T3.The simulated results revealed 41 ETZ types in China,accounting for 18%of the whole land area.Cold temperate grassland/humid forest and warm temperate arid forest(564,238.5 km~2),cold temperate humid forest and warm temperate arid/humid forest(566,549.75 km~2),and north humid/humid forest and cold temperate humid forest(525,750.25 km~2)were the main ETZ types,accounting for 35%of the total ETZ area in China.Between 2010 and 2100,the area of cold temperate desert shrub and warm temperate desert shrub/thorn steppe ETZs were projected to increase at a rate of 4%per decade,which represented an increase of 3604.2,10063.1,and 17,242 km~2 per decade under the RCP2.6,RCP4.5,and RCP8.5 scenarios,respectively.The cold ETZ was projected to transform to the warm humid ETZ in the future.The average shift distance of the mean center in the north wet forest and cold temperate desert shrub/thorn grassland ETZs was generally larger than that of other ETZs,with the mean center moving to the northeast and the shift distance being more than 150 km during the periods from T0 to T3.In addition,with a gradual increase of temperature and precipitation,the ETZs in northern China displayed a shifting northward trend,while the area of ETZs in southern China decreased gradually,and their mean center moved to high-altitude areas.The effects of climate change on ETZs presented an increasing trend in China,especially in the Qinghai-Tibet Plateau.