基于CA-Markov的江汉平原生态系统服务价值动态模拟*——以湖北省潜江市为例

[目的]江汉平原为典型快速城市化区域,文章以地处江汉平原腹地的潜江市为例,研究其土地利用及生态环境发展趋势,旨在指导土地利用规划及生态经济协调发展,为类似区域提供参考。[方法]以1995—2015年5期土地利用矢量图为基础数据,采用修正的生态服务价值当量系数计算各年份生态系统服务价值(Ecosystem Services Value,ESV),绘制空间分布图,分析其时空变化特征。并采用CA-Markov模型对2035年土地利用空间格局进行模拟,分析2015—2035年ESV变化趋势。[结果]2000年前后城镇化速度差异明显,总体上生态用地在不断减少,潜江市土地利用方式有待转型;1995—2015年,潜江市ESV变化呈现"急速增加—锐减—恢复增加"的模式,水域面积变动是ESV变化的根本原因;面积起伏不大的耕地对生态系统稳定十分重要,但林地、湿地、草地生态服务价值占比都有减小的趋势,表明生态环境发展并不乐观;1995—2015年ESV空间分布发生了显著变化,高值区逐渐以返湾湖为中心集聚分布,并存在向南扩大态势,低值区呈条带状分布于中心城区;敏感性指数计算结果表明计算结果较为科学; CA-Markov模型模拟结果表明, 2015—2035年,生态用地数量增加,土地利用结构趋于优化,但耕地大幅减少,ESV由47.31亿元下降至46.66亿元,减幅为1.37%。[结论]以潜江市为代表的区域生态环境发展不容乐观,政府应加强对水资源、耕地的保护,推行环境友好型土地利用方式,推动生态文明建设。     

京津冀地区土地利用变化对生态系统服务价值的影响

[目的]文章旨在研究京津冀地区各城市生态系统服务价值的时空差异,为京津冀地区土地利用与生态环境保护提供参考。[方法]计算土地利用动态度和土地利用强度指数,构建生态系统服务价值模型,分析生态系统服务价值对土地利用强度的敏感性。[结果](1)2000~2015年期间,北京市以林地和建设用地为主,天津市以耕地和建设用地为主,河北省以耕地和林地为主;(2)京津冀地区生态系统服务价值从2000年的4 498.05亿元增加到2005年的4 655.65亿元,2015年下降到4 547.64亿元,其中,天津市、唐山市、沧州市和廊坊市的生态系统服务价值下降幅度较大,分别为7.16%、15.8%、7.62%和14.73%;(3)土地利用强度的变化对城市的生态系统服务价值影响较小,生态系统能够适应目前土地利用的变化。[结论]应该根据京津冀地区城市特点,制定差异化政策,优化土地利用结构,实现土地资源的可持续利用。     

基于土地利用变化的大庆市生态系统服务价值研究

本文以大庆市为研究区,依据2001年和2009年的土地利用数据,从生态系统服务功能角度,运用Costanza的方法,结合谢高地修正的我国生态服务价值当量因子表,定量研究了土地利用变化引起的生态系统服务价值变化量。结果表明:2001～2009年间,研究区林地和城乡居民点及工矿用地面积增加,其余土地利用类型面积均有减少,其中林地的面积变化量最大。土地利用变化引起了研究区生态环境的变化,对生态系统服务价值也产生了一定的影响,大庆市9年间生态系统服务价值增加了41170.55万元,各单项服务功能价值中,其生态系统所提供的水源涵养、废物处理和食物生产等3项生态服务功能下降,其余6项生态系统服务功能均有不同程度的升高;从不同土地利用类型的生态服务功能看,湿地和水域的生态服务功能较强,只有林地的生态系统服务价值是增加的。     

县级土地利用变化与生态系统服务价值研究——以湖北省江陵县为例

研究土地利用变化对区域生态系统服务价值的影响,可以为区域生态环境的保护和恢复提供科学依据;利用江陵县土地利用变更调查数据和相关统计资料,应用Costanza生态系统服务价值计算公式,采用谢高地等人的中国陆地生态系统单位面积生态服务价值表进行计算;结果表明:1996～2004年研究区耕地、园地、林地和未利用地在减少,其中耕地减少最多,达342.06hm2;水域、建设用地和牧草地在增加,水域增加最多,迭596.31hm2;ESV总体呈增长趋势,由1996年的165660.4万元增加到2004年的168170万元,水域面积增加较多是生态系统服务价值增加的主要原因;江陵县的人均GDP与生态系统服务价值有较显著的线性正相关关系,说明研究区社会经济的发展并没有以牺牲环境为代价;今后应保持这种和谐的经济发展方式,取得社会、经济、环境效应的和谐统一.     

陕北地区土地利用及景观格局变化对生态服务价值的影响*——基于退耕还林（草）背景

［目的］通过揭示退耕还林（草）工程背景下陕北地区近25年生态系统服务价值的演变规律,旨在为陕北地区的土地利用规划及新一轮退耕还林（草）政策的推进提供参考。［方法］以生态环境脆弱的陕北地区为研究对象,基于1990年、2000年、2015年3期的土地利用变化数据,以退耕还林（草）政策的实施为节点,利用土地转移矩阵、景观格局指数、生态服务价值损益表等方法对陕北地区的土地利用情况、景观格局演变以及生态服务价值的变化进行分析,借助相关性系数对土地利用类型、景观格局及生态服务价值之间的关系进行了定量研究。［结果］（1）草地、耕地和林地是陕北地区最主要的土地利用类型,耕地面积减少,林草地面积持续增加且增速加快。（2）近25年,陕北地区景观格局的连接性和通达性降低,景观格局主要呈破碎化发展趋势。研究区各景观类型的破碎化程度增大,空间异质性增加,草地是该地区的优势景观类型。（3）陕北地区1990年、2000年和2015年各类生态系统提供的总生态服务价值分别为38919亿元、39431亿元和40622亿元,退耕还林（草）前年均增长率为1396%,退耕还林（草）后这一比率增加至5622%。［结论］受退耕还林（草）政策的影响,陕北地区土地利用类型和土地景观格局的变化均对生态系统服务价值有显著的影响,但是不同的景观指数对生态系统服务价值的影响程度和趋势不同,水域和林草地面积对生态系统服务价值呈正相关,未利用地和城乡建设用地面积对生态系统服务价值呈负相关。     

土地整治生态系统服务价值变化研究——以霍城县北山沟灌区萨尔布拉克镇土地整治项目为例

文章以伊犁河谷区霍城县北山沟灌区萨尔布拉克镇土地整治项目为例,从土地整治活动引起的土地利用变化入手,采用生态系统服务价值法和敏感性分析法将土地整治引起的生态系统价值变化进行定量化分析。研究结果显示:案例研究区域土地整治后由耕地和农田基础设施用地增加引起的生态系统服务价值的增加量为528.84万元/年,而由其他草地和裸地面积减少带来的生态系统服务价值的减少量为380.23万元/年,二者相抵后,案例区由土地整治引起生态系统服务价值增加了148.62万元/年。土地整治前后土地利用类型的变化,导致研究区各土地类型的ESV和各单项生态服务价值均有发生变化。     

江西省农村土地利用变化及生态系统服务价值研究

[目的]土地利用变化及生态系统服务价值研究一直是土地资源评价与管理方面的热点研究问题,通过对江西省土地利用变化和生态系统价值进行研究,为江西省土地规划和资源的可持续利用提供理论依据。[方法]文章基于文献查阅的方法,利用多样性指数模型、土地利用动态度和生态系统服务价值模型,结合2009~2016年江西省农村土地利用的现状及变化,分析了其生态系统服务价值及相应变化。[结果]近年来,江西省农村土地利用程度高、多样性指数中等且呈先下降后上升的趋势。土地利用类型的面积与该土地利用类型的生态系统服务价值呈同向变化的关系。通过对土地利用类型的ESV值进行分析,发现农村土地利用的生态系统服务功能价值总体在减少;对单项生态系统价值分析,水源涵养在江西省农村土地生态系统服务中占有最重要的地位。[结论]2009~2016年江西省农村土地利用结构都发生了变化,生态系统服务总价值出现了降低趋势,各单项生态系统服务功能价值也在减少,土地利用结构对生态系统功能价值具有决定作用。因此,政府应该合理利用土地,保护生态系统,协调好环境与经济发展的关系。     

土地利用变化的生态系统服务价值核算研究——以无锡市为例

通过对无锡市1999~2012年土地利用数据,采用基于专家知识的生态系统服务价值评估体系,对其生态系统服务价值进行核算。结果表明:1999~2012年无锡市土地利用结构发生了显著变化,建设用地快速扩张,耕地数量锐减,林地稳步增加,水域面积明显减少;无锡市生态系统服务总价值呈持续下降趋势,由1999年的40.55亿元减少到2012年的38.17亿元,减少5.86%,主要是由耕地和水域生态服务价值下降所致;研究区生态系统服务价值构成以河流和湖泊为主,占总价值的65%以上。因此,无锡市应合理开发利用土地资源,重点保护河湖生态系统,严格保护现有耕地,维护经济发达地区的生态服务功能,确保城市生态安全。     

基于PLUS模型的徐州市生态系统服务价值多情景模拟研究

研究目的：分析2000—2020年徐州市生态系统服务价值变化规律,模拟多情景下徐州市2030年生态系统服务价值,为资源型城市转型发展提供参考。研究方法：当量因子法与PLUS模型。研究结果：（1）徐州市土地利用类型以耕地和建设用地为主,2000—2020年耕地面积持续下降,湿地与水体面积先减后增。（2）2000—2020年徐州市生态系统服务价值先减后增。（3）在三种情景模拟中,生态系统服务价值均出现损失,调节服务价值损失最大,耕地、草地面积减少是生态系统服务价值减少的重要原因。城镇发展情景下,建设用地侵占其他地类速度加快,生态系统服务价值下降趋势最为明显。生态保护情景下,生态系统服务价值损失量最少。研究结论：资源型城市在未来发展中应均衡经济发展与生态保护,同时加强规划引领,促进资源型城市绿色转型发展。     

基于LUCC的庐江县生态系统服务功能价值变化

计算得到2013年安徽省单位面积生态系统服务功能价值表,估算2009~2013年庐江县土地生态系统服务价值,并分析土地利用/覆被变化对其生态服务价值的影响。研究表明:(1)土地利用/土地覆被变化主要表现为除耕地以外的非建设用地的减少,而建设占用是这种减少的最主要原因,尤以2012年度为甚。(2)生态系统服务总价值逐年递减,总减少量约为5490万元,年均减少约1373万元。其下降主因是水域、湿地、林地的减少。(3)生态系统服务功能价值主要集中在水域、耕地和林地之中。     

湛江市土地利用总体规划实施生态效应评价

如何定量评价土地利用总体规划实施的生态效应是十分值得关注的一个问题。本文从生态系统服务价值的角度对湛江市土地利用总体规划（1997～2010年）实旋的生态效应进行定量评价。结果表明：1996～2005年,湛江市生态系统服务总价值从1996年的217．1214亿元增加至2005年的217．9867亿元,增加了0．8653亿元：耕地、林地、牧草地、居民点及工矿用地面的生态系统服务价值在减少,园地、水域和未利用地的生态系统服务价值在增加。2006～2010年,湛江市生态系统服务总价值进一步增加,但耕地、林地、居民点及工矿用地面的生态系统服务价值进一步减少。湛江市土地利用总体规划（1997～2010）的实施取得了一定的生态效应,但远远未达到规划预期目标。     

黄河流域生态补偿标准研究——以宁夏隆德县为例

[目的]生态补偿与生态系统服务功能相互制约,而生态系统服务功能与人类生产生活息息相关,评估生态系统服务功能价值,建立有效的生态补偿机制,对促进黄河流域生态保护和经济发展具有重要意义。[方法]以宁夏隆德县为例,基于生态系统服务功能价值法,从隆德县森林、草地、农田和水域4个方面展开分析,对隆德县黄河流域生态系统生态补偿进行估算。[结果]在黄河流域宁夏地区,隆德县作为重要的生态功能区,在其生态服务价值中,发挥主要作用的为森林生态系统,森林生态补偿额为6.447亿元,在总补偿标准上占据绝对地位,其次为农田、水域、草地生态补偿,且与生态系统服务价值相符。[结论]根据宁夏隆德县生态补偿标准测算结果,草地生态系统外溢补偿标准相对偏小,仍需继续改善,后期应对土地利用规划及时加以调整,为草地生态系统的良好发展提供保证。     

城市边缘区土地利用变化对生态系统服务价值的影响研究——以大连市甘井子区为例

以大连市甘井子区为研究对象,基于GIS技术结合土地利用动态度模型和生态系统服务价值估算方法,分析2000、2003、2006和2009年4个时序的大连市甘井子区土地利用数据,研究其土地利用变化对生态系统服务价值的影响。大连市甘井子区作为典型的城市边缘区,对其进行研究,可以得出城环边缘区的土地利用变化对生态系统服务价值的影响特征,对城市边缘区的土地利用规划与整理提供科学价值。结果表明,大连市甘井子区2000~2009年土地利用发生明显变化,耕地、园地、未利用地面积减少,建设用地、林地、水域面积有所增加,耕地土地利用动态度为-6.10%,建设用地土地利用动态度为1.27%;2000~2006年甘井子区生态系统服务价值呈现增加态势,6年间增加2 600.91万元,2006~2009年呈现减少态势,3年间减少679.36万元;除林地外,其他土地利用敏感性指数均小于1,生态系统服务价值对价值系数缺乏弹性。     

土地利用空间分异对生态健康的影响研究——以佛山市高明区为例

土地利用和覆盖不断的变化,必然对生态健康造成一定的影响。通过对高明区土地利用多样化程度、动态度、信息熵、均衡度、破碎度的分析,提出了基于土地利用空间分异的生态健康评价体系,从生态系统服务功能、生态承载力、生态风险对生态健康情况作差异分析。研究表明:高明区2007年以来,建设用地持续增长,园地、草地急剧减少,地类丰富,结构相对合理,城市发展后劲较足;生态用地职能不够全面均衡,连通性较差,不利于生态系统的健康发展;林地和水域对生态系统服务价值的贡献比例分别为57.78%和36.64%;生态承载力从高到低分别为更合镇、杨和镇、明城镇、荷城街道;生态风险存在明显的空间差异。将多种参数结合起来分析土地利用空间分异对生态健康的影响,能够更有效地预测土地利用的发展趋势,为生态健康的研究和规划提供数据基础。     

基于生态系统服务功能价值理论的土地利用总体规划环境影响评价研究——以哈尔滨市为例

本文以生态系统服务功能价值理论为基础,结合哈尔滨市各种土地利用类型的面积变化,对哈尔滨市土地利用总体规划2006~2020年进行环境影响评价。结果表明:2006年哈尔滨市生态系统服务总价值为5003240.42万元;到2020年该值达到5107551.83万元,规划期内生态系统服务总价值增加了104311.41万元,增加幅度为2.08%,生态价值的总增加量为127018.2万元,生态价值的总减少量为22706.81万元;研究期内,哈尔滨市土地利用类型耕地和草地面积净减少;林地、园地面积净增加;由于林地和园地面积增加幅度远远大于耕地和草地减少的幅度,因此弥补了其造成的生态系统服务价值的下降。研究结果说明该规划对哈尔滨市生态环境状况的改善起到了促进作用,有利于生态环境保护目标的实现。     

基于CA-Markov模型的哈尔滨市土地利用变化预测研究

[目的]研究土地利用变化特征并预测未来变化趋势,为土地资源合理利用提供科学的依据。[方法]以哈尔滨市为例,基于1992、2003和2014年3期遥感数据,建立以经济生态为主的转换规则,采用MCE模型、土地利用重心迁移模型和CA-Markov模型分析研究区22年土地利用动态变化特征,并对2025年土地利用变化进行预测。[结果](1)1992~2014年,耕地迅速减少,林地和水域波动变化,草地缓慢减少,建设用地由于耕地的转入不断扩张,未利用地大量转出成为耕地。耕地和建设用地重心具有明显的方向性移动,两者重心呈远离趋势。(2)试验得到的2014年土地利用结果和实际解译数据Kappa系数达0.878 0,表明转换规则的制定可行,模型可信度较高。(3)2014~2025年土地利用变化趋势较1992~2014年存在差异,耕地持续减少,且减少速度加快,林地基本处于动态平衡状态,草地空间位置变化活跃,水域面积增加,建设用地仍然保持增长。耕地重心加快向城市边缘区移动,建设用地重心向西南方向移动速度降低。[结论]运用CA-Markov模型对哈尔滨市土地利用变化进行科学合理的分析和预测,对哈尔滨市的土地资源的合理高效利用具有重要意义。     

晋江市土地利用变化对生态系统服务价值的影响

以晋江市为研究区,依据2005年,2010年和2015年3期土地利用数据,从生态系统服务功能角度,运用Costanza的方法,结合谢高地修正的我国生态服务价值当量因子表,分析了晋江市土地利用变化与生态服务价值的响应关系。结果表明:2005-2015年,晋江市的城镇用地显著扩张,而耕地和林地却急剧减少,土地利用的生态系统服务价值总体呈逐年下降趋势。通过分析晋江市土地利用变化对生态服务价值的影响可以为科学合理利用土地,保障人口、资源、环境的可持续发展提供决策支持。敏感性分析表明,生态服务价值对生态服务价值系数的变化是缺乏弹性的,因此结果是可信的。在编制土地利用规划时应将生态服务价值考虑其中,尤其是应注重保护湿地、水域、林地等生态服务价值系数高的土地利用类型,以期实现晋江市的可持续发展。     

大庆市土地利用变化对生态系统服务价值的影响

采用生态服务价值法对大庆市1996-2007年土地利用变化引起的生态服务价值变化进行了研究,结果表明土地利用类型面积变化为:草地耕地水域未利用地林地建设用地。耕地、林地、水域、建设用地呈增加态势,而其他地类则减少。其中水域增幅最大,达42.31%;牧草地减幅最大,达4.13%。11年间大庆市生态系统服务价值总量增加324506.61万元,主要得益于水域面积的增加,耕地、林地的增加对生态系统服务价值量的增加也起到了一定的作用。这表明大庆市生态建设取得了成效,生态环境质量有所提高。     

城市生态系统服务价值评估方法体系探索——以江苏省徐州市为例

文章以江苏省徐州市为例,探讨基于土地覆盖变化的城市生态系统服务价值评估时空比较、方法体系改进与完善。研究目的:(1)用货币化体现"绿水青山就是金山银山"理念的城市生态系统服务价值;(2)基于城市生态系统服务价值评估方法系列改进,提出包括资产核算指标体系在内的多种方法融合评估体系的构建与完善。研究得出:(1)徐州市研究区按生态功能强度调整后的生态服务价值2005年为19.33亿元,2015年为29.27亿元,2005～2015年增长51.42%;(2)按Meta回归分析的人口与经济增长因素调整后的2015年评估生态服务总价值为57.32亿元,而人口与经济增长因素2005～2015年的增长值为28.05亿元,其中森林22.60亿元、湿地0.53亿元、河湖水域4.92亿元。文章在论述了城市人工生态、自然生态相互交融的人工生态系统服务价值评估特点的基础上,揭示了土地覆盖的时空变化与价值评估之间的内在关联与发展规律。在丰富、拓展城市生态系统服务价值评估理论的同时,为城市生态系统服务价值评估及方法体系提供科学依据,突出了评估方法的改进与体系创新。文章最后提出推进评估规范化、科学化,以及完善基于生态系统服务价值分级分类评估的环境资产考核制度与相关政策建议。     

陕西省榆林地区生态服务价值变化研究

引用陕西榆林地区土地利用动态变化研究的最新成果获取1986年,1996和2000年3个不同时段的土地利用变化数据。使用生态价值系数(VC)计算出本研究区生态服务价值,并使用敏感度指数(CS)对所选的VC值进行验证。结果表明,榆林地区1986-2000年间生态系统服务总价值从274．66亿元增加到283．67亿元,净增加9．01亿元,总体呈上升趋势。但在1996-2000年的四年间生态系统服务总价值表现出降低趋势,年下降率为0．02％,这主要是由于草地部分沙化、水域和沼泽湿地面积的明显减少。CS检验说明本文所选VC值较为合理。