秦岭北麓沣河流域矿区生境质量的时空演变及驱动因素分析

秦岭是中国的“中央水塔”,研究秦岭北麓矿山生境质量的时空演变特征对区域生态保护和可持续发展意义重大。为了评估小流域背景下人类活动对矿山生态环境的影响,该研究针对沣河流域内的重点工程祥峪铁矿区,基于遥感影像提取其1985、2002、2010年和2022年土地利用变化,结合InVEST(integrated valuation of ecosystem services and tradeoffs)模型和地理探测器定量分析该矿区生境质量变化与驱动因素。结果表明:祥峪铁矿区的土地利用变化主要由旱地逐步转变为林地和工业用地,疏林地转入面积达到18245505.71 m^(2),退耕还林还草工程取得显著成效;祥峪铁矿区生境质量指数由0.50下降为0.49,标准差由0.06增加为0.09,说明生境质量有所下降,空间差异不断扩大,区域整体平均生境退化度降低,但工业用地迅速扩张对周边林地产生持续影响;生境质量变化是自然因素和人文因素共同作用的结果,其中,土地利用变化是造成生态环境脆弱的主要原因,对生境质量变化的解释力达到0.82。该研究可为分析其他类似矿区生态环境演变,推动景观格局的优化和生态文明建设提供科学参考。

顾及城市发展和生态保护均衡的宜昌市生境质量多情景模拟研究

城市发展过程中不同的发展方向与生态保护目标往往会产生不同的矛盾冲突,通过均衡城市发展和生态保护之间的关系,能够促进城市发展和生态保护的耦合协调。以宜昌市为研究对象,耦合PLUS—InVEST模型并结合标准差椭圆分析,以2020年土地利用现状数据为基础,模拟自然发展、经济发展以及生态保护3种情景下2040年宜昌市生境质量变化情况。研究结果表明:1)2000—2020年宜昌市主要发生变化的地类为耕地、林地以及建设用地,其中林地与耕地为主要的转出地类,建设用地为主要的转入地类;2)在不同模拟情景下,建设用地扩张方向均由西南向东北收缩,城市扩张强度减缓,建设用地扩张强度重心并开始由东向西进行迁徙;3)在自然发展和经济发展情景下,宜昌市生境质量在未来均呈现衰退的趋势,而在生态保护情景下,宜昌市生境质量有所恢复。通过模拟未来不同政策下土地利用方式改变来反映宜昌市生境质量变化情况,为均衡城市发展与生态保护产生的矛盾和冲突有着重要意义。

1990-2020年长三角地区生境质量与夜间灯光的空间关系

基于1990-2020年长三角地区的土地利用数据和夜间灯光数据,运用InVEST生境质量评估模型、双变量空间自相关、相关系数对生境质量与夜间灯光的时空关系进行研究,并应用地理加权回归和归纳法分析两者的响应规律,结果表明:(1)浙江省总体上生境最优且城镇发展最快,安徽省在城镇快速发展的同时生境相对下降最少,生境质量和夜间灯光空间分布格局呈现出与区位、地形等因素的空间耦合性。(2)长三角地区生境质量与夜间灯光指数随着时间的发展空间上的依赖性越来越强,聚类模式主要为高-低、低-高及低-低3种。高-低聚类区域主要分布在浙江省和安徽省的南部、西部的山地丘陵,研究期内呈现缩小的趋势;低-高聚类区域在长三角东部平原区呈集聚分布、北部平原丘陵区呈零散分布,呈现扩张趋势。(3)不同年份各省份生境质量与夜间灯光指数呈显著负相关,且经济越发达的省份,生境质量与夜间灯光指数的负相关关系越强;生境质量与夜间灯光指数呈高度负相关的区县主要分布在长江下游沿岸和浙江省东部,相关性不显著的区县主要分布在安徽省、江苏省的北部,变化类型以负相关关系持续增强型占比最高。(4)生境质量与夜间灯光指数的相关关系随着城市发展呈U型变化,即随着城市发展,生境质量与夜间灯光指数的负相关关系先增强后下降。研究结果可为长三角城市可持续发展、生境调控提供前期基础。

基于土地利用变化的湖南长江岸线生境质量评价

岸线是长江湿地生态系统的重要组成部分,研究其土地利用变化及其生境质量时空响应对长江岸线生态保护和土地资源可持续利用具有重要意义。本文以1990、2000、2010、2020年4期土地利用数据为基础,采用生态系统服务和权衡的综合评估(integrated valuation of ecosystem services and tradeoffs,InVEST)模型,研究了湖南长江岸线30年来土地利用变化及生境质量时空演变特征。结果表明:(1)1990—2020年湖南长江岸线土地利用格局发生了明显变化,草地、建设用地、未利用土地面积持续增加,占比分别增加了3.69%、0.81%和0.56%,耕地和水域面积持续减小,占比分别降低了2.46%和1.88%。(2)1990—2020年湖南长江岸线生境质量均值为0.8075,其中1990—2010年生境质量呈下降趋势,2010年后生境质量明显提高。生境质量空间分布表现为长江干线到防洪大堤逐渐降低。(3)生境质量等级以“优”和“良好”为主。相较于1990年,2020年生境质量“优”等级和“良好”等级面积占比共减少了0.25%。(4)土地利用转化产生的负面影响大于正面影响,土地利用转化导致生态环境退化和改善的土地利用变化贡献指数(land use change contribution index,CI)分别为-1.8151和0.9569,其中草地、水域转为耕地和建设用地是造成研究区生境质量下降的主要原因。该研究有助于进一步了解长江岸线土地利用变化与生境质量之间的关系,可为长江经济带生态保护和可持续发展提供科学支撑。

基于InVEST模型的宁夏地区生境质量时空演变特征

选取宁夏地区2000,2010和2020年3期土地利用变化数据,运用InVEST模型及ArcGIS软件,分析其土地利用类型和生境质量的时空演变特征与影响因素.结果表明,20年间宁夏土地利用类型变化趋势为:耕地、草地、裸地呈缩减态势,林地、水体、城镇用地呈增长态势;宁夏的土地利用类型变化是多种因素共同作用的结果;宁夏全域的生境质量水平在20年间维持在中等水平.生境质量水平高的区域集中分布在林地、草地及水体区域,生境质量水平低的区域集中分布在各市主城区.城镇化快速、人口密集、道路硬质化高、绿化率低和交通可达性高以及相关政策措施均对宁夏生境质量产生不同程度的影响,呈现出退化的演变趋势;宁夏土地利用类型同生境质量的演变具有明显的相关性.

基于土地利用转型的山地城市生境质量时空演变及驱动力因素分析——以三明市为例

通过ArcGIS与InVEST模型对三明市2000-2020年的土地利用转型特征、生境质量时空演变进行分析,结合生境质量贡献率的测算,将各类用地类型的转型对生境质量的影响程度进行量化对比,并运用地理探测器对研究区内的生境质量进行驱动力分析,深入探寻影响生境质量的主要因素。结果表明:(1)2000-2020年在三明市土地利用类型中森林始终占据着最大面积比,超过总面积的70%,2010-2020年土地利用转型更为显著。(2)2000、2010、2020年三明市的平均生境质量指数分别为0.80649、0.80654、0.77488,生境质量水平总体处于较高水平。(3)三明市的生境质量在空间上呈现明显的集聚特征,以高质量生境区域集聚和低质量生境区域集聚作为主要集聚特征。(4)耕地、草地、人造地表向森林转换是生境质量提升的主要原因,森林向耕地、草地、人造地表转换,耕地转为人造地表是生境质量降低的主要原因。(5)在生境质量驱动力分析中,自然环境相关因子的总影响力高于社会因素相关因子的总影响力,NDVI的影响力在8个因子中最高。任意2个因子的组合对于生境质量的影响力均高于单一因子。研究结果加强了对山地城市生境质量时空变化的认知,对推动生物多样性的保护及生态文明建设具有一定的理论与实践价值。

基于价值评估的环渤海地区生境质量时空演变与驱动力分析

利用环渤海2000—2020年土地利用产品、耦合生态系统服务价值模型、生态系统活力指数和InVEST生境质量模型评估环渤海海岸带地区生境质量的时空演化格局,采用地理探测器模型对生境时空演化进行驱动因子探测和交互作用分析。结果表明:2000—2020年环渤海地区整体生境质量等级处于中等且呈持续上升趋势,其中大连市、营口市、葫芦岛市和秦皇岛市生境质量较高;2000、2010、2020年环渤海地区生境质量处于中等等级面积占比依次为53%、57.4%、58.3%,等级由低、较低等级转化为中等等级的面积占比较大;2000—2020年环渤海地区生境质量变化主要受气温、高程、降水、路网密度和植被覆盖率等因子的影响,其中降水、气温和高程的影响程度较强,因子交互呈现双因子增强和非线性增强两种复合增强结果。研究结果可为海岸带地区生境修复、土地利用规划提供参考。

基于InVEST模型的共和县生境质量时空变化及驱动因素

在新型城镇化背景下,青海省共和县作为兰西城市群建设的关键节点和典型的荒漠生态脆弱区,其经济和生态的协调发展对建设海南州可持续发展议程创新示范区具有重要意义。本研究基于2000年、2010年、2020年三期土地利用数据,利用InVEST模型,对2000—2020年共和县生境质量时空分布及效应变化特征进行探究,进而对生境质量的影响因子及其作用进行地理探测器和局部空间回归。结果表明:(1)2000—2020年共和县生境质量整体呈上升趋势,生境质量均值分别为0.612(2000年)、0.626(2010年)、0.627(2020年),生境质量空间分布存在明显的区域差异,空间格局上呈现北高南低的态势。(2)影响共和县生境质量的主驱动因子为年平均气温(TEM)和归一化植被指数(NDVI),因子间的交互作用对生境质量空间分异的影响大于单一因子,TEM与香农均匀度指数(SHEI)、香农多样性指数(SHDI)交互作用强烈。(3)TEM对生境质量呈负向效应,负向影响区域主要集中在共和北部与东部地区;NDVI呈正向效应,正向影响区域主要集中在共和中部与南部地区;国民生产总值(GDP)对生境质量的正向效应较2000年上升了30%,塔拉滩光伏促进了共和县生态产业协同发展。研究结果可为干旱区推动地方经济建设和生态环境保护提供科学的决策依据。

内蒙古黄河流域1990—2020年生境质量评估

内蒙古黄河流域是中国重要的生态区域,探究其生境质量变化能够为区域生态环境保护提供重要基础信息。本研究基于1990—2020年土地利用/覆盖数据,采用InVEST模型和地理探测器分析方法,揭示内蒙古黄河流域生境质量时空格局及其驱动力。结果表明:(1)内蒙古黄河流域生境质量总体呈现北低南高的空间分布格局,具有显著的空间聚集性。生境质量等级为低的区域面积占比为23.50%,主要分布在库布齐沙漠以及研究区东南部;(2)1990—2020年,研究区生境质量呈现先降低后小幅回升的变化趋势。生境质量退化的区域面积占比为11.97%,主要集中在研究区北部和黄河两岸附近,是耕地扩张和沙地分布区域;(3)地形、植被和土壤类型等自然因子是生境质量空间分异特征的主要驱动因子,任意两种进行交互探测的因子对生境质量空间分异的解释力都要大于其单一因子的解释力。建议未来生态治理和恢复工作应重点关注研究区北部生境质量发生退化的区域,研究结果可为区域生物多样性的保护和生态环境的恢复提供借鉴和参考。

黄河流域典型县域生境质量的时空分异特征及影响因素研究

通过探索黄河流域山东段县域生境质量时空分异特征与影响因素,以便从县域尺度为地方生态环境保护与社会经济高质量发展提供政策建议。基于2000、2010和2020年3期土地利用数据,采用InVEST模型解析生境质量的时空分布格局与演变特征,结合空间自相关模型对其空间分异特征进行探测,并采用地理加权回归(GWR)模型分析社会、经济与自然影响因素在空间维度上对生境质量的影响。结果表明:(1)2000—2020年,黄河流域山东段平均生境质量指数为0.448,空间上表现出中段、上段低和下段高的分布格局,生境质量整体呈先快速下降后缓慢下降趋势,中段生境质量下降趋势最为显著;(2)生境质量变化在空间分布上呈显著集聚性特征,会受到邻近区域的影响,且总体集聚态势不断增强,高-高型集聚区面积明显大于低-低型集聚区,在流域下段范围连片分布;(3)土地开发强度是影响生境质量时空分布的首要因素,城市化水平、人口密度和NDVI对生境质量有重要影响,社会、经济和自然因素共同影响生境质量时空变化,GWR回归分析结果表明生境质量具有空间差异性。识别这些时空差异对推动该区域生态高质量发展具有重要意义。

基于InVEST模型的蒲河流域景观格局及生境质量时空演变分析

[目的]通过对景观生态格局和生境质量的时空动态分析,深入研究沈阳市蒲河流域实施水土保持措施前后的生境质量响应情况,旨在为小型流域的水土保持策略提供科学依据,以促进生态经济的协同增长和区域生态的持续健康发展。[方法]基于蒲河流域2000年、2010年、2020年的土地利用数据和数字高程模型(DEM)等数据,结合FRAGSTATS和InVEST模型,运用土地利用转移矩阵、景观格局指数、生境质量及生境退化度对土地利用变化进行分析,探究响应机理。[结果](1)在2000-2010年期间,蒲河流域的耕地开发活动频繁,导致森林、草地等土地类型的比例显著下降;在2010-2020年期间,蒲河生态廊道的建设推动土地利用的变化,耕地面积流向人造地表、森林和草地。(2)在2000-2020年期间,蒲河流域的整体景观格局经历先趋于完整后破碎化的演变过程,蒲河两岸景观形成多种要素集合的密集格局,城市中心北部边缘地区生境持续破碎化。(3)从流域整体分析,2000年、2010年、2020年的生境平均质量分别为0.349,0.329,0.354,呈现出先降后升的趋势。生境退化平均值分别为0.098,0.112,0.086,与生境质量变化趋势一致。随着蒲河生态廊道建设,2020年生境质量明显改善,生态系统受到的威胁减少。从空间格局分析,东北部与西南部呈现出明显的空间分布特征;东北山区、西南湿地等区域生境质量总体较好,但有着生境退化的威胁。[结论]在水土保持措施的影响下,蒲河流域的景观生态格局得以改善,有效抑制了生境的退化现象。

2000—2040年黄河流域(河南段)生境质量时空格局演变及驱动力分析

实现经济发展与生态保护的共赢是一个世界性难题。随着经济社会的发展,人类活动强度对区域生境质量产生不同程度的影响,在欠发达地区这种影响往往是负面的,因此实现人口稠密的欠发达地区经济发展与生境保护相结合具有重要意义。以黄河流域(河南段)为例,基于InVEST模型生境质量模块与PLUS模型对该区域2000—2021年(历史时期)生境质量时空演变特征进行分析,并以5年为步长对2025年、2030年、2035年和2040年的生境质量进行模拟。研究结果表明:(1)历史时期研究区生境质量均值下降了0.05,呈下降趋势,生境质量高值区集中分布在研究区西南和西北部的山地,呈西高东低的分布格局。(2)历史时期研究区44.74%区域生境质量显著下降,下降区域分布在城乡建设和道路扩张用地区域,西部山区此趋势最为突出。33.81%区域生境质量显著上升,上升区域分布在东部耕地区域和西部林地。研究区生境破碎化趋势加强,海拔与植被等自然要素对区域生境质量水平影响显著,与生境质量水平正相关。(3)2025—2040年不同土地利用情景下的未来生境质量格局差异明显,生态保护情境下生境质量水平呈上升趋势,耕地保护情景下生境质量均值稳定中呈现小幅度提升,城市发展情景下生境质量均值呈现明显下降趋势,不同发展情景下人类活动对区域生境质量影响显著。本研究有助于进一步了解区域生境质量的发展趋势与对土地利用变化的响应。

闽台海岸带生境质量时空演变及其影响因素

快速城镇化、工业化背景下对海岸带生境质量进行评估,揭示影响生境变化的关键驱动因子,对于海岸带生态可持续发展具有重要意义。本研究以福建东海岸和台湾西海岸(以下合称闽台海岸带)为研究对象,借助1990年、2000年、2010年、2020年的土地利用以及社会经济数据,运用InVEST模型及地理探测器分析土地利用变化下生境质量的时空演变特征及其影响因素,为城市生态空间优化提供可靠的理论依据。结果表明:(1)1990-2020年两岸土地利用变化以建设用地的增长及耕地的减少为主要特征。建设用地2000-2010年面积增长最多,年均增长5.66%。耕地作为建设用地面积最大转入来源,面积共减少1781 km^(2),年均减少2.55%。土地变化福建东海岸大于台湾西海岸。(2)1990-2020年闽台海岸带生境质量均值为0.82,总体生态质量良好,但呈下降趋势。2000-2010年两岸低等级生境面积增长最快,2010年后增长速度趋缓。生态用地向非生态用地的转移对生境退化的贡献率超过70%。(3)夜间灯光指数、人口密度、GDP、高程、坡度为影响生境质量变化的主要因素,30年间主导因素由地形因素变为社会经济因素。研究为闽台沿海地区陆海土地资源管理提供科学依据,对区域协同发展具有重要意义。

基于InVEST模型的武夷山市生境质量时空分析

为了探求快速城市化背景下城市生境质量对生态协调发展的影响,基于InVEST模型对武夷山地区生境质量时空演变进行分析。结果表明,2010-2020年,生境质量为高级的地区由95.43%下降到88.92%,中等生境质量所占的面积由3.67%升到9.54%,生境退化区域具有显著的空间聚集性特点。武夷山生境质量总体保持相对较好,映射出近年来生态保护措施的成效较好。研究结果对于武夷山地区在权衡发展和保护之间寻求最优自然资源管理和经济发展模式提供理论决策依据。

中华绒螯蟹产卵场生境质量指数的构建及应用

生境质量评价研究作为一种量化评估水域生境功能现状的重要手段,能够为制定渔业生境管理策略提供更为有效的理论支撑。为探究长江口中华绒螯蟹(Eriocheir sinensis)产卵场生境质量状况,本研究从反映产卵场生境质量的中华绒螯蟹繁殖产卵行为特征出发,侧重于繁殖表现特征并结合数量分布特征作为中华绒螯蟹产卵场生境质量评价依据。通过评价指标的筛选和权重分析以及评价规则的确立等步骤构建了中华绒螯蟹产卵场生境质量指数(HQI)。根据相关分析的结果,选取单位捕捞努力量渔获量、相对繁殖力和肝胰腺指数为评价指标。基于评价指标与环境因子的冗余分析结果,了解环境特征对评价指标的影响程度并以此作为权重分析的主要依据,应用层次分析法计算各评价指标的权重值。最终,通过多指标综合评分法计算各调查站点的HQI。结果显示,构建的HQI对生境特征的解释率达到94.9%(F=12.0,P=0.038),具有量化评估水域生境功能现状的明显优势。各调查站点的HQI介于0.33~0.84之间,47%站点的生境质量等级的评价结果在“中等”及以上。整体上,横沙北岸水域的生境质量水平高于深水航道水域。其中,溶氧、盐度和水温是影响中华绒螯蟹产卵行为及产卵场生境质量水平的关键环境因子。本研究通过构建中华绒螯蟹产卵场生境质量指数为工具,进一步从生境功能的角度探究了长江口水域中华绒螯蟹产卵场生境质量状况,以期为中华绒螯蟹河口产卵生境管理提供理论参考。

基于InVEST模型的多情景下滇中城市群生境质量时空演变特征及预测

对滇中城市群生境质量及影响因素,通过耦合斑块生成土地利用模拟模型和生态系统服务与权衡综合评价模型,模拟不同情景下2030-2050年土地利用变化,探究生境质量的时空演变与空间相关性.结果表明,未来3种情景下,土地利用变化呈现不同趋势,差异明显;自然发展情景和耕地保护情景下生境质量均值持续降低,生态保护情景生境质量均值上涨,改善效果显著;滇中城市群生境质量在县域空间上存在相关性,生境质量“热点”主要聚集在研究区西部,分布分散且面积不断缩减,“冷点”以经济较为发达的中部地区为核心区域,呈现扩张趋势.

赣州市生境质量及景观格局时空演变分析与预测

城市化背景下的土地利用变化加剧对生态环境产生恶劣影响,评估生境质量对区域生物多样性保护和生态安全的可持续发展具有重要意义。利用土地利用动态度分析土地利用格局时空演变过程,基于Markov-PLUS模型耦合InVEST模型预测评估2000—2030年赣州市生境质量的时空演变,根据不同等级生境质量斑块分析其景观格局特征。结果表明,2000—2020年,人造地表和湿地面积变化最为明显,分别达到土地利用动态度最大值与最小值。2000—2030年,赣州市生境质量平均指数达到0.814。主要类型以较低生境质量和高生境质量为主,低生境质量呈现剧增的态势,主要集中在赣州市都市区。生境质量斑块优势度降低、复杂度提升、连通性差以及受到人类活动干扰大。因此,土地利用变化对赣州市生境质量及其景观特征有着决定性的作用,合理规划用地类型,实现“生态-经济-社会”最优权衡。

人类活动对生境质量的影响及空间关系定量分析——以石家庄为例

定量分析并揭示人类活动对生境质量的影响及相关关系,可为区域生态环境的治理及修复提供科学依据。以石家庄为例,基于2010年、2015年、2021年遥感影像解译土地利用结果,利用InVEST模型评估石家庄生境质量的时空演变,结合土地利用、夜间灯光、人口密度数据构建人类活动强度指标,运用双变量空间自相关和多尺度地理加权回归模型分析人类活动与生境质量的空间相关性及其对生境质量的影响。结果表明:2010—2021年,研究区的人类活动强度变化较小,整体处于较低水平,总体为增长趋势,空间上呈西低东高分布;研究区的生境质量平均值处于中等级,呈V型波动,先减小后增加,且呈西部高、中部及东部低的分布特征;人类活动对生境质量的影响存在显著空间异质性,整体以负相关为主且影响程度减弱,在河流沿线及局部山区呈正相关。未来石家庄生态环境保护及修复措施需要考虑人类活动强度与生境质量间的空间相关性,将中东部地区作为重点,控制建设用地发展,保护基本农田,加强滹沱河沿线生态修复,以提高生境质量。

基于InVEST模型的矿业城市景观格局与生境质量分析——以淮南市为例

研究不同时期土地利用方式对生境质量的影响,对于矿业城市健康可持续发展具有重要意义。选择安徽省淮南市为研究对象,利用2000-2020年的三期土地利用数据作为基础数据,采用InVEST模型,分析了2000-2020年研究区生境质量的分布规律与变化特征。结果表明:(1)近20年来,研究区主要以水田和旱地2种土地利用类型为主,在研究期间占研究区总面积均超过70%。2000-2020年的用地类型变化剧烈,综合土地利用动态度为4.63%,研究区内的水田和旱地面积逐年递减,占比减少了4.3%,坑塘和建设用地的面积呈逐年增长趋势,坑塘和建设用地的面积占比分别增加0.4%、4.21%;(2)2000-2020年的生境质量平均值分别为:0.37、0.36、0.35,表明研究区生境质量呈持续下降趋势。研究结果可为研究区域生境土地综合整治及生态规划提供参考。

弥勒市生境质量时空变化及预测研究

为量化评估并预测生境质量对土地覆被变化的响应,综合运用InVEST模型和生态贡献指数分析评估弥勒市2000—2020年生境质量时空演化特征,在此基础上结合PLUS模型对未来土地覆被空间分布格局及生境质量进行模拟预测。结果显示:(1)2000—2020年生境质量在总体上呈现出东西两山等级较高,而西北部丘陵、中部坝区等级较低的格局,平均生境指数呈波动式变化。(2)2000—2020年研究区56.21%的区域生境质量保持稳定不变,13.58%生境质量有所改善,30.21%的局部地区生境质量退化。(3)2030—2050年生境质量呈显著下降趋势,预计2050年生境质量为差、中的区域面积将比2000年增加10.01%。分析弥勒市土地覆被及生境质量时空演变特征,预测评估未来变化趋势,可为后续推进生境质量改善和明确重点生态保护区域提供理论支撑和参考。