榆林地区土地利用/覆盖时空变化及其对生态脆弱性的影响

以汕头市6区1县为研究区域,以2003年区域变更调整数据和2007年现状土地利用数据作为数据源,通过对能反映各区县生态环境转变的主要土地利用类型的变化情况进行研究,说明汕头市土地利用变化对生态环境质量的影响。结果表明,汕头市的耕地面积持续降低,建设用地扩张速度过快,尤其是居民点及工矿用地。汕头市土地利用变化使得全市整体生态环境质量有改善的趋势,但同时也存在个别区县生态环境质量略有下降的现象。

土地利用/覆盖变化(lucc)是全球环境变化研究的核心领域,lucc存在对大气环境、土壤环境、水环境等的关联效应.从lucc与生态环境的关联效应研究取得的进展,充分探讨了lucc过程与生态环境的影响的研究方向.

对于土地利用方式方面的研究与对全球气候变化、生物多样性变化、生态环境的变化以及人与自然相互关系的研究存在着密切的相关联系。以杭嘉湖平原地区2009年、2011年和2013年3个时期的土地的利用类型为参照因子,根据三年的土地利用类型的面积和生态系统服务价值计算方法,对所调查地区的生态系统服务价值进行研究。结果表明：2009~2013年杭嘉湖平原地区耕地面积一直居于首位,在土地利用方式的变化上,草地、林地和滩涂减少的面积相比较少,而水域和耕地减少的面积较多。从生态服务价值总量的角度看,在调查期间内生态系统服务价值总量呈现出了先下降后上升的波动。从敏感性分析的结果来看,2009~2013年所有土地利用类型生态系统服务价值系数的敏感性指数结果趋向于0,这表明杭嘉湖平原地区生态系统服务价值对于系数的变化是弹性不足的,因此研究成果是具有研究意义的。

土地利用/覆盖变化(lucc)作为全球变化的一个重要内容,对全球生态环境产生了巨大的影响.一方面通过影响气候、土壤、水文以及地貌而对自然环境产生了深刻的影响;另一方面造成了生态系统的生物多样性,物质循环与能量流动以及景观的巨大变化,使生态系统的结构和功能发生了改变.

综合介绍了土地利用/土地覆盖变化对大气环境、水环境、土壤环境、生态系统以及生态安全的影响。

随着我们对全球生态环境的重视程度不断提升,影响生态系统的因素也不断映入大众的眼帘,而土地利用变化会对生态系统产生非常突出的影响,不但会导致地表结构发生显著变化,同时也会对生态可持续发展有着明显的作用.而关于土地利用变化与生态系统服务二者间的关系也已经引起国际生态学、地理学方面的机构、专家重视.本文主要从土地利用变化及生态系统服务影响因素这两个方面入手,着重研究二者间的具体关系,希望能够我国的土地规划工作提供一些参考借鉴.

采用福州市仓山区2000年、2010年土地利用数据,运用gis方法提取了10年间的仓山区土地利用动态变化数据.采用中国陆地生态系统的服务价值测算方法对仓山区土地利用数据进行了分析处理,测算了仓山区土地利用变化引起的生态系统服务价值变化.结果表明:2000~2010年,仓山区生态系统服务价值呈明显的下降趋势,这与土地利用变化密切相关.提出了控制建设用地的扩张,保护水域、林地、耕地和园地等生态价值系数高的土地利用类型的建议,以提升仓山区生态系统服务功能.

由于人口剧增,人类活动的影响不断加大,在过去100年全球土地利用/土地覆被发生了巨大的变化。最常见的土地利用变化是由森林转变为农业用地。森林砍伐使森林生态系统地上部生物量大大减少,砍伐后作农业用地,降低了植被生产力,减少了土壤有机质的输入,增强了腐殖质的矿化作用,有机质分解速率增加,有机碳贮量随之降低,从而影响到森林生态系统的碳循环,使大量碳元素释放到大气中,引起温室效应,导致全球变暖。另一个常见的土地利用变化是植树造林和森林恢复,这一过程可以增加森林生态系统的碳储量,从而减缓大气co2体积分数的上升。

以1991年、1998年和2006年3期遥感影像数据为基础,采用土地利用转移矩阵、动态度、利用度和生态环境效益指数模型,研究了漓江流域1991年以来的土地利用变化及其对生态环境效益的影响。结果表明,漓江流域土地利用/覆被于1991～2006年间发生了较大变化,变化的总体趋势为林地、耕地、草地和水域面积减少,并转化为园地、未利用地和建设用地;1991年以来,漓江流域未利用地、建设用地和园地的正向变化速度较大,而林地和草地的负向变化速度较大。漓江流域土地利用综合变化速率呈现增加趋势;土地利用度变化呈现波动特征;漓江流域土地利用/覆被变化的主要人文驱动力为经济因素、政策因素等方面;1991～2006年间土地利用变化降低了漓江流域的生态环境效益,林地向园地的转化及耕地向建设用地的转化是区域生态环境效益下降的主要原因。

为探讨南方红壤地区土地利用的时间和空间变化及其对景观生态风险的影响,以长汀县为典型研究区域,以2000、2010、2015年的landsattm遥感影像为基础,在envi5.0中对研究区进行监督分类,在此基础上用fragstats4.2计算研究区各类景观指数,利用arcgis10.0地统计模块中普通克里格法进行空间插值,对长汀县景观格局生态风险及其时空变化进行评估,结果表明:2000—2015年长汀县景观格局复杂化,主要表现为建筑用地、耕地和水域景观类型面积增加迅速,草地面积减少明显。研究期间,风险等级有先增后减的阶段性变化,较高和高风险等级主要在中部一带延伸或缩小；2000—2010年研究区风险指数变大,低风险等级和较低风险等级面积减少,中等风险等级和高风险等级面积增加,占总面积的66%,区域风险等级明显升高,生态环境质量下降；2010—2015年景观格局变化显著,耕地、建筑用地、水域面积分别增加6033.72hm~2、3822.01hm~2、714.24hm~2,草地面积减少,高风险等级面积减少7%,而低风险等级面积增加7%,风险等级明显下降,生态环境问题明显好转。

东营市是新兴的石油资源城市,土地利用/覆被变化剧烈且具有独特的区域特征。探讨该地区的土地利用变化及其对生态系统服务价值的影响有着重要的现实意义。为此,基于rs和gis技术,利用costanza提出的生态系统服务价值评估方法,研究了东营市1986—2008年间的土地利用变化及其引起的生态系统服务价值动态变化。研究结果表明:(1)耕地是东营市主要的土地利用类型,面积有所减少;未利用地和次生盐碱地所占比重较大,居民点及工矿用地大幅增加,油田生产建设和生态环境保护矛盾非常突出。(2)生态系统服务价值减少了6.68%。2008年东营市提供的生态服务仍然以维护原材料、气体调节、食物生产、气候等为主,而废物处理、水源涵养、生物多样性保护、土壤形成与保护和娱乐文化功能是比较弱的。今后应维护生物多样性保护和水源涵养功能,防止土壤盐渍化,提升区域生态系统服务功能;(3)生态系统服务价值对生态价值系数的敏感性指数均小于1,说明研究区内的生态系统服务价值缺乏弹性,研究结果是可信的。

选择新疆于田县为研究区,从导致区域生态环境问题的主要驱动因素———土地利用/覆盖变化(lucc)为出发点,以遥感技术为依托,对3个时相的陆地卫星数据及相关统计资料进行了处理,利用得到的土地覆盖差值图像,定量分析评价了该区域1979—2001年的时空变化趋势及其主要驱动机制.结果表明:造成绿洲-荒漠交错带生态环境变化的原因主要是绿洲人口数量的剧增以及过渡樵采等,不合理的水土资源利用导致绿洲荒漠化和交错带地下水位下降.绿洲-荒漠交错带普遍存在植被覆盖度大面积下降现象,原先连续的过渡带已有转化成生态裂谷的趋势,绿洲的屏障作用进一步降低.在绿洲外围风沙前沿地带,地表裸露、松散,在起沙风的作用下,流沙侵入农田,进一步恶化了本已很贫瘠而又脆弱的农业生态环境.因此,现阶段绿洲外围生态环境较为恶劣,整体处于不稳定状况.

土地是各种陆地生态系统的载体,土地利用是人类生存与发展不可缺少的活动,是人与自然交叉最为密切的环节,土地利用/覆盖的变化必然影响生态系统的结构和功能。在constanza生态系统服务价值理论基础上,结合谢高地等对中国陆地生态系统单位面积生态服务价值表,计算了1996~2005年间广州市生态系统服务价值的变化。由于建设用地和养殖水面对耕地及其他农用地面积的占用,以及水域生态价值系数较高,使得广州市10年间的生态系统服务价值(esv)变化不大,增加了1.08亿元,但人均占有量(ave(esv)却下降了30.11%。各种土地利用方式的生态系统服务价值的敏感性指数(cs)均小于1,表明其对生态系统的价值变化是缺乏弹性的。耕地面积的变化主要影响广州市的粮食安全问题,而水域的变化则对生态系统服务价值变化起放大作用。

农业土地资源的利用对局部地区的生态环境有着重要的影响,本文从兰州新区建设过程中土地资源的变化进行研究,分析了兰州新区生态环境的变化情况。结论是兰州新区生态环境受到土地资源利用方式转变的影响较大,在不同区域间表现出正面和负面的影响。

日照是生物多样性的地区,生态环境较好,但近年来,随着工业化、城市化的发展,土地利用结构与布局发生了较大变化,土地生态环境总体上也在不断恶化。该文通过分析日照市不同土地利用类型的变化,探讨其对生态环境的影响,对日照市土地利用结构与布局调整具有指导意义。

利用豫西山区栾川县2005年、2010年、2014年3期landsattm影像,运用监督分类与人机交互解译的方法提取2005—2014年的土地利用变化数据,并以谢高地等制定的中国陆地生态系统服务价值当量表为基础,结合栾川县实际情况,对生态系统服务价值当量表进行了修正,估算了栾川县14个乡镇土地利用变化对生态系统服务价值的影响及其变化情况。结果表明:(1)研究期间栾川县的耕地、林地、草地变化不显著,建设用地面积呈现不断增加趋势,水域面积则表现出先增加后减小的态势;(2)2005—2010年栾川县生态服务价值大幅度增加,到2014年生态服务价值总额则降回至2005年水平;(3)各地类生态服务总价值敏感系数均小于1,由大到小排序为林地、水域、草地、耕地,林地对生态系统服务价值的贡献率最高,耕地最低,生态服务价值对生态服务功能指数缺乏弹性,研究结果是可信的。

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。

为探析高原湖泊所集成的小尺度自然流域景观空间变化及其对景观生态风险的影响,以云南洱海流域3期(1995年、2005年和2015年)landsat遥感影像解译数据为基础,利用gis空间分析技术和fragstats软件计算景观格局指数,并在此基础上构建了景观生态风险指数,对洱海流域生态风险时空变化及其演化机制进行了分析.结果表明:1995-2015年,流域土地景观类型面积变化表现为林、草地和水体面积减少,耕地和湿地面积先减少后增加,建设用地面积显著增加的变化特点;景观指数定量分析表明,流域景观空间异质性下降,景观类型分布趋于从集中向分散转变,林地对流域景观的控制作用减弱;20年来,流域生态趋于恶化,生态风险指数均值由1995年的0.4998上升到2015年的0.5896,高生态风险面积所占的比重由1995年的34.0％上升到2015年的47.8％,生态风险空间分布由主要沿流域外沿分布转变为以环洱海地带为重心的多极分布;流域生态风险时空变化与土地利用类型的演变及人类活动关系密切,大规模旅游开发和城乡发展机制上的差异是导致该区域高生态风险等级区域增多和转移的重要原因.

本文应用湖北省1996年~2006年的土地利用变化及2000年以来江河湖泊的水质统计数据,分析10年来土地利用方变化强度、近年来长江、汉江、中小河流以及主要湖泊的水质变化趋势以及水质恶化和湖泊富营养化的原因.分析结果表明:耕地和未利用地向建设用地转化,土地利用变化强度最大的是耕地;近年来,江河湖泊的水质都在明显下降;湖北省水质不能明显改变的主要原因在于农业土地利用,以及人类对江河湖泊的不合理养殖和改造;化肥农药等污染源直接导致水环境质量恶化,而不合理的农业土地利用方式使湖北省生态环境恶化,加剧水质恶化;通过增加植被覆盖、降低更低坡度以减少雨水对地表土的冲刷、控制农药化肥使用量、建农村企业污水处理厂、走生态农业发展道路改善水质.

利用1955—2006年宁夏气温、降水资料,计算了水分资源各分量,并结合1982—2003年植被指数(ndvi)值,分析宁夏水分资源各分量的变化及其对生态环境的影响。结果表明:宁夏水分资源各分量时空分布极不均匀,夏季最大,冬季最小,南部较北部水分资源相对丰富;50a来降水和可利用降水呈下降趋势,蒸发呈上升趋势,各分量大体经历了4个变化阶段;四季中秋季可利用降水的突变特征最明显,突变年在1978年,突变后各地区可利用降水明显减少,中部干旱区最明显;水分资源各分量有明显的16a、8a和4a左右的周期变化。近20a宁夏植被覆盖率整体得到提高,进一步分析表明,宁夏大部ndvi值的变化与自然环境和水分资源密切相关。

城市化空间格局对土地利用覆盖变化的影响分析

结合重庆历年土地利用方式变化情况分析了土地利用方式变化对重庆生态环境的影响,结果表明土地利用方式的变化对区域生态环境影响明显:产生了拥挤和热岛效应,城市的环境质量也有所下降,大气污染、水污染、固体废弃物污染、噪音污染和城市灾害有所增加。农用地和未利用地向建设用地的转变对区域固体废弃物、水环境影响最为明显。