湖南省土地利用/覆盖变化的生态服务价值时空响应特征

基于1985—2019年长时序遥感数据,定量核算湖南省生态服务价值(ESV),系统解析土地利用/覆盖变化(LUCC)的影响方式,模拟2030年多情景下ESV的时空演变。结果表明:湖南省LUCC显著,草地面积总体呈现持续下降的趋势,面积减少852.91 km^(2),不透水面面积持续上升,面积增加3013.77 km^(2)。湖南省ESV整体呈现先上升后下降的倒“V”形变化,总体下降了86.07亿元,主要来自废物处理、土壤形成与保护等功能变化的贡献。LUCC对ESV具有显著影响,主要增益来自退耕还林和退耕还湖,分别增益837.73亿元和111.62亿元;2030年多情景预测显示,在自然发展和经济发展情景下ESV呈现持续下降趋势,在生态保护情景下呈现上升趋势。

基于生态服务价值的土地利用/覆盖变化生态效应测评

在3S技术支撑下，运用生态服务价值测评方法测算榆林市生态资产时空分布，并消除气候波动的影响，构造土地利用变化生态效应指数和生态效应度等指标。研究表明：①土地利用变化和气候波动是导致榆林市生态服务总价值年际变化的主要因素，榆林市大部分区域1987年～1999年和1999年～2002年前后两阶段生态服务总价值变化中，土地利用变化的贡献率小于气候波动，这一结论说明在气候干旱、降雨年际变率大的区域进行生态建设，应确保其效益持续增加，生态建设方式、植被类型选择更应适应区域气候条件；②全市前后两个阶段的土地利用变化生态效应度分别为65．65元／（hm^2·年）、81．64元／（hm^2·年）；除榆阳、神木、米脂外，其余各区域的土地利用变化生态效应后一阶段高于前一阶段，在前一阶段，北6县土地类型间流转导致生态价值变化较南6县强烈；而后一阶段正好与之相反。

土地利用/覆盖变化的生态环境效应研究

文章综述了模拟和预测区域的土地利用/覆盖变化的3种方法,分别是动态指标法、用马尔可夫过程进行模拟和预测以及运用GIS和RS技术进行动态监测和预测。土地利用/覆盖变化所产生的生态环境效应主要表现为区域气候改变、水文过程变化、土壤养分变化、水土流失程度变化以及环境质量变化。气候的改变主要反映在区域热效应上,植被覆盖的减少导致地表温度的上升;水文过程的变化是因为城市用地增加使得区域不透水面积增加,同时植被截留量减少,最后导致径流提前形成,洪水频率增加;对土壤养分的影响主要是土地利用变动直接或间接地改变了养分的空间分布,影响了养分的持续性,同时土地利用/覆盖变化对土壤有机碳库的影响较为显著,是导致地球土壤有机碳库变化的主要因素之一;另外,在生态环境上的表现还有水土流失程度变化和污染形势变化两个方面。为了合理开发利用土地,改善区域生态环境,就需要进行合理的土地利用规划,并基于生态环境保护目标加快开展区域生态环境建设。

土地利用/覆盖变化对长江上游非点源污染影响研究

在国内外相关研究的基础上,利用输出系数模型,结合RS和GIS技术,对长江上游的非点源污染负荷进行了空间模拟和负荷估算.模拟结果表明,在不考虑流域损失的前提下,由于土地利用造成的非点源污染负荷TN总量从20世纪70年代的123万t下降至2000年的116万t,基本呈逐年减少的趋势,由土地利用造成的TP的变化趋势与TN基本相同,从70年代的3.7万t下降到2000年的3.5万t左右.就省份、土地利用类型和水系而言,四川省、种植用地和草地以及金沙江水系和嘉陵江水系对长江上游的非点源污染贡献较大.在非点源污染负荷强度上,重庆市和嘉陵江水系单位面积负荷最高,是今后应重点治理的地区.结果表明,该模型可以对长江上游这样的超大尺度空间的非点源污染进行较好的空间模拟.

基于变化向量分析的土地利用/覆盖变化动态监测(Ⅰ)——变化阈值的确定方法

本文以北京市海淀区为例 ,把变化向量分析方法引进到了当前国内的土地利用 /覆盖变化监测中 ,针对变化向量分析方法中变化阈值确定的难题 ,提出了一种双窗口变步长阈值搜寻的新方法。从海淀区的实例研究结果看 ,变化的检测精度可以达到 87%以上。表明变化向量分析法在解决阈值问题后 ,确实可以有效地提取土地利用

中国土地利用/覆盖变化的生态环境安全响应与调控

中国从20世纪70年代末实施了前所未有的改革开放政策,巨大的境外投资、有偿转让使用与土地联产承包政策在广大城乡的推行,引致了快速的城市化与经济增长过程,城市化水平增长15%,GDP平均每年增长超过9%,城市化土地面积增长2%。与此相应,严重的生态环境灾害相继发生,1994年淮河特大污染事件;1997年黄河断流227天;1998年发生长江、嫩江流域特大水灾;2000年发生严重影响中国首都北京及韩国、日本的12次沙尘暴;2004年,淮河流域再次发生严重污染事件。综合分析表明,土地利用/覆盖格局的巨大变化、城市化过程的加速、乡镇企业的迅猛发展成为其主因。一些案例研究表明,重建生态环境安全条件下的中国土地利用/覆盖格局,制定与生态环境安全水平友好的国家土地利用政策,不仅有利于改善中国生态环境安全水平,还将促进其可持续发展,并有益于亚洲及世界生态环境的改良。

干旱区典型山地-绿洲-荒漠系统中绿洲土地利用/覆盖变化对生态系统服务价值的影响

研究土地利用/覆盖变化对区域生态系统服务价值的影响具有重要意义。对处于干旱区典型MODS(Mountain-Oasis-Desert System)系统中的新疆南部且末绿洲1989年Landsat TM影像及2004年的CBERS遥感影像进行处理,分析且末绿洲15a来的土地利用/覆盖变化。在此基础上,采用中国陆地生态系统服务价值的测算方法,评估且末绿洲土地利用/覆盖变化引起的生态系统服务价值的变化。结果表明,1989-2004年,且末绿洲减少的土地面积有林地、戈壁沙地和盐碱地,增加的土地面积有水域、建筑用地和耕地。林地减少了41.73%,耕地增加了58.04%。1989年且末绿洲生态系统服务价值总额为184 349.88万元,2004年为176 970.72万元,15a间,生态系统服务价值损失了7 379.16万元。林地面积的减少是生态系统服务价值减少的主要原因。保护区域生态环境,恢复和提高区域生态系统服务功能是该区域生态环境建设的重要任务。

土地利用/覆盖变化对长江流域非点源污染的影响及其信息系统建设

随着社会经济的发展,不合理土地利用方式/土地覆盖变化造成的非点源污染已成为长江流域水环境不断恶化的重要原因之一。长江流域,特别是长江中上游地区是我国水土流失的重点地区之一。水土流失将泥沙和土壤中的营养元素、残留的农药、化肥及动植物残体带入水体,使水体悬浮物、化学需氧量、总磷、总氮等含量增加,水质污染加重,这是造成长江干流汛期水质变差的主要原因。虽然针对长江流域的研究很多,但土地利用/覆盖变化对长江流域水质的非点源污染却一直没有引起人们的足够重视。在分析当前长江流域非点源污染现状和3S技术的基础上,提出建立基于土地利用/覆盖变化的长江流域非点源污染模拟信息系统,并结合3S技术勾画出该系统的框架。该系统的建设和应用,对维持流域生态平衡,采取合理的土地管理方式,保护长江水资源的可持续利用,特别是三峡库区的生态安全具有重要意义。

黄河三角洲土地利用/覆盖变化驱动力分析

土地利用／覆盖变化（LUCC）的驱动力分析是土地利用／覆盖变化研究的核心。本文利用黄河三角洲东营市1984年～2001年5个时期的土地利用／覆盖数据，简要分析了黄河三角洲LUCC特征，重点研究其驱动力因子。在黄河三角洲，耕地和未利用地之间的双向转化最为频繁。海陆河流的交互作用使得黄河三角洲淤进蚀退变化占有较大的比重；淡水资源时空上的分布不均匀，使时平原水库的建设力度大为增加。时土地的盲目垦荒和粗放经营方式，是耕地与未利用地双向转换频繁的最主要原因；人口的增长，特别是非农业人口的增长，是居民地增多的主要原因；农业生产效益，时耕地、灌草地、内陆水体和未利用地之间的结构变化产生了较大的影响。在未来几年，整个黄河三角洲的面积将处于一种动态的平衡中，面积基本保持稳定。要实现黄河三角洲的可持续发展，就要在顺应自然因子的条件下，提高水陆比例，科学合理垦殖经营，大力发展和保护灌草地资源。

加强我国土地利用/覆盖变化及其对生态环境安全影响的研究——从荷兰“全球变化开放科学会议”看人地系统动力学研究的发展趋势

综述了在荷兰阿姆斯特丹召开的“全球变化开放科学会议”的主要学术成果 ,从中分析了在全球变化研究的各个领域 ,人类活动在全球变化中所起作用的重要方面。在此基础上 ,阐述了我国如何加强在全球变化和可持续发展研究中 ,开展土地利用 /覆盖变化及其对生态环境安全影响研究的重要方向。以此研究揭示土地利用变化的驱动力 ,土地覆盖变化的生态效应 ,土地利用 /覆盖格局对生态环境安全的影响机理。着眼我国生态系统对全球变化的可能响应 ,重构了我国生态环境安全条件下的土地利用 /覆盖的空间宏观格局。

玛曲县土地利用/覆盖变化对区域生态系统服务价值的影响

运用GIS和遥感技术分析了玛曲县1975、1990和2005年的土地利用/覆盖特征,在此基础上使用生态价值系数(C)计算出该县生态系统服务价值.结果表明,该区域1975～2005年间生态系统服务价值从129.713亿元减少到123.961亿元,共损失5.75亿元,且损失量和损失幅度呈持续增加趋势;该区域生态系统服务价值中,废物处理价值最高,气候调节价值次之,原材料价值最低,且30年间各服务类型的价值均呈减小趋势;玛曲县1975、1990和2005年人均生态系统服务价值分别为58.96,42.80,29.51万元,表明玛曲县由于人口的增长,环境压力呈持续增大趋势.草地和湿地退化是导致该区域生态系统服务价值减少的主要原因.CS检验说明本研究所选C值较为合理.

基于遥感的天津滨海新区土地利用/覆盖变化分析

采用全国土地分类系统,基于Landsat卫星TM遥感影像与天津滨海新区1∶50 000地形图,进行相应数据处理,编制出2000年、2005年、2010年三期滨海新区土地利用/覆盖分类图,并运用土地利用转移矩阵对近10年来天津滨海新区土地利用/覆盖变化进行定量分析。在此基础上,进一步分析了经济、人口等驱动因子对土地利用/土地覆盖的影响。结果表明:10年间,滨海新区的建筑用地面积增加显著,而绿地、湿地、滩涂等高生态价值的土地向建筑用地、未利用地等开发建设用地大幅度转化,后5年变化尤为显著。

基于变化向量分析(CVA)的土地利用/覆盖变化动态监测(Ⅱ)——变化类型的确定方法

以光谱直接比较为基础的变化向量分析法是一种非常有效的土地利用 /覆盖变化动态监测方法 ,在双窗口变步长阈值搜寻方法确定变化和非变化像元的基础上 ,提出了参考图像分类并结合变化向量方向余弦最小距离分类的变化类型确定方法 ,同时应用该方法在北京市海淀区进行了实验研究 ,得到了较为理想的结果。变化类型的判断精度达到 70 %以上 ,显示了新方法的优越性和技术可行性。

黄河三角洲土地利用/覆盖变化的微地貌区域分异

黄河三角洲有岗阶地、河滩地、河成高地、平地、低洼地和滩涂地6种微地貌类型。1984-2001年间一直没有变化的土地利用／覆盖类型在各微地貌类型中所占的比例不同，未变化的土地利用／覆盖主要分布在平地。岗阶地土地利用／覆盖类型最为稳定，以耕地为主，但面积总体在减少；河滩地土地利用／覆盖类型多样，分布比较复杂，变化最大；河成高地、平地和低洼地发生变化的面积占2／3左右，耕地所占的比例均是最大的，其面积总体上不断减少；滩涂地的土地利用／覆盖类型以滩涂为主，随着人们对滩涂的开发利用，滩涂所占比例迅速减少。

北京地区土地利用/覆盖变化研究

本文利用 1975、 1984、 1991和 1997的LandsatTM /MSS数据 ,对北京地区改革开放以来 2 2年的土地利用 /覆盖变化进行了研究。结果表明从 1975～ 1997年 ,北京地区发生了快速城市化背景下的大规模土地利用 /覆盖变化 ,表现出城镇用地通过大量占用平原区耕地扩展 ,非城镇用地间结构变化明显的基本特征。同时土地利用 /覆盖变化区域差异明显 ,近郊区和远郊区的土地利用 /覆盖变化强度发生了逆转 ,远郊区土地利用 /覆盖变化强度在 90年代已经超过近郊区 ,而且该区高密度城镇用地的重心也向西北方向发生了一定程度的移动 。

黑河中游张掖市土地利用/覆盖变化的水文水资源效应分析

本文通过对张掖市1981年、1990年、1996年及2003年土地利用情况的分析,发现随着张掖市土地利用/覆盖的变化,研究区产生了一系列的水文水资源效应。首先,随着农田有效灌溉面积的增大,地表年耗水量从1980年的6.78×108m3增加到1999年的9.21×108m3,导致正义峡的下泻水量逐年减少,下游生态与环境急剧退化。其次使区内的蒸发格局发生变化,土地利用/覆盖变化强度较大的甘州区、临泽县和高台县年蒸散量呈下降趋势;而土地利用/覆盖变化强度较小的山丹县、民乐县和肃南县年蒸散量变化趋势不太明显。再次,由于城镇用地及工农业用地扩展,导致大量的地表水和地下水被超量开采,结果使地下水位降低,泉水溢出量减少;与此同时,工业、农业及人民生活造成的污染物使水质急剧恶化,给绿洲生态和经济可持续发展构成了严重威胁。

基于遥感的长沙市城市热岛与土地利用/覆盖变化研究

基于多时相Landsat TM/ETM+影像,首先计算长沙市地表亮度温度,然后利用NDVI(归一化植被指数)、MNDWI(改进的归一化水体指数)、NDBI(归一化建筑指数)和NDBaI(归一化裸土指数)4个指数,采用决策树分类方法对长沙市影像进行土地利用/覆盖分类。在此基础上,对长沙市城市热岛的空间分布特征、时空演变特征以及城市热岛与土地利用/覆盖变化和各种影响因子之间的关系进行研究。结果表明,随着长沙市城区范围的不断扩张,城市热岛范围也不断增大;土地利用/覆盖类型的变化会改变地表温度的空间分布,城市用地和裸地是城市热岛强度的主要贡献因素,水体和林地具有较好的降温作用。地表温度与4种归一化指数的回归分析表明,它们之间存在明显的相关性,不同土地利用/覆盖类型的地表温度存在较大差异。

土地利用/覆盖变化对陆地生态系统碳循环的影响

土地利用/覆盖变化是学术界最为关注的环境变化问题之一,它能够影响陆地生态系统的生物多样性、水、碳和养分循环、能量平衡,引起温室气体释放增加等其它环境问题。不同类型的土地利用/覆盖变化对生态系统碳循环的作用不同,由高生物量的森林转化为低生物量的草地、农田或城市后,大量的CO2将释放到大气中。全球土地利用/覆盖变化具有很强的空间变异性,对生态系统碳循环的影响同样具有明显的空间差异:热带地区的土地利用/覆盖变化造成大量的碳释放,而中高纬度地区土地利用/覆盖变化则表现为碳汇。目前,土地利用/覆盖变化引起的生态系统碳循环变化主要是通过模型模拟来估算的。尽管土地利用/覆盖变化及其相关过程与生态系统碳循环的关系已经比较清楚,但是,由于土地利用/覆盖变化过程复杂且影响广泛,对于如何量化两者之间的关系还存在很多不确定性。目前的量化过程主要是利用经验数据来实现的,机理性不强,使得对土地利用/覆盖变化造成的陆地生态系统CO2释放量的估测差异很大。除了进一步加强长期定位研究以获得土地利用/覆盖变化与生态系统碳循环过程的定量关系外,土地利用/覆盖变化模型与植被动态模型、生态系统过程模型的耦合也是今后模型发展的主要方向之一。采用合理的管理措施能够大量增加土地利用/覆盖变化过程中的碳储存量,降低碳释放量,因此在模型中耦合管理措施来研究土地利用/覆盖变化过程对生态系统碳循环的影响是未来几年的工作重点。

陕北黄土高原土地利用/覆盖变化及生态效应评价

基于1997年和2006年两期遥感影像获得陕北黄土高原地区土地利用变化数据,结合RS和GIS技术,对陕北黄土高原土地利用/覆盖变化特征进行了分析。并采用生态服务价值的方法对陕北黄土高原土地利用变化的生态效应进行了综合评价。结果表明,1997—2006年,陕北黄土高原利用类型发生了显著变化,该区50.37%的耕地转换成为林地和草地,总体生态服务价值量显著增加7.67×106元,年增长率为0.2%,整体生态环境指数有所提高从0.145增长到0.157,土地利用/覆盖变化整体生态贡献指数变化明显,整体贡献指数为1.239,生态环境质量明显改善,表明退耕还林以来陕北黄土高原地区整体生态环境向着健康方向发展。

基于空间马尔科夫模型对兴隆山自然保护区土地利用/覆盖变化趋势的研究

在模拟兴隆山自然保护区近20年来土地利用/覆盖变化(land use and land cover change,LUCC)的过程中,提出了按照驱动力差异将研究区划分成不同亚区后分别进行模拟的思路.首先将研究区划分成了4个亚区,并对分区的合理性进行了检验,然后采用空间马尔科夫模型预测了研究区的土地利用变化趋势.结果表明:1)对于山地景观,因为局部地形影响以及水热条件组合的不同,LUCC驱动力表现出较大差异,因此在进行山地LUCC预测时需要按照驱动力的差异将研究区划分成不同亚区后分别进行预测;2)4个亚区的演化趋势并不一致,说明在兴隆山自然保护区今后的保育过程中应该针对具体区域具体分析,对不同亚区采取不同的保护措施;3)研究区林地面积趋于减少,耕地面积趋于增加,因此,应严格执行保护区管理条例,加强林地管护.