分析快速城镇化背景下黄河流域资源型城市土地利用转型趋势,探讨该区域土地利用转型对生态系统服务价值的影响,为资源型城市实现绿色转型发展提供科学依据.运用ArcGIS空间分析方法探索研究区土地利用结构与时空转型格局,构建黄河流域资源型城市生态系统服务价值评估方法,分析不同类型和不同区域资源型城市生态系统服务价值变化情况,并进一步探究不同土地利用转型类型对生态系统服务价值的影响程度.研究结果表明:(1)20 年来,伴随着快速的城镇化过程,黄河流域资源型城市发生了明显的土地利用转型,草地、耕地和林地相互转换规模较大,建设用地不断扩张,耕地则持续减少;(2)2020年,研究区生态系统服务价值总量为 1.222 万亿元,呈增长趋势,且形成"中部高—东西低"的空间格局;(3)各资源型城市生态系统服务价值量表现出北高南低、中高东低的空间格局,成熟型和再生型资源型城市以及中游地区资源型城市的单位面积生态系统服务价值较大;(4)草地、耕地和林地之间的相互转换是导致生态系统服务价值变化的主要转型类型.为提升黄河流域资源型城市生态系统服务价值,有效发挥生态系统功能,构建区域生态安全体系,首先,应严格落实国土空间用途管制制度,保持林地、草地和耕地的稳定性;其次,从严控制建设用地扩张趋势,减缓因建设占用耕地或生态用地导致生态系统服务价值损失;再次,稳步提高对未利用地的生态化利用效率;最后,积极探索提升资源型城市生态系统服务价值的差异化管理方案.

探索山区植被覆盖转型,全面评估各驱动因素对其的影响,是理解全球气候变化和碳循环等生态系统过程的重要途径.三峡库区是长江流域生态环境的重要保护区,提供多种生态系统服务.基于植被覆盖(NDVI)数据提出山区植被覆盖转型理论,并运用地理探测器分析了潜在因素对1999—2020年三峡库区腹地植被覆盖的相对贡献.结果表明:(1)近30年三峡库区腹地植被覆盖整体呈良性发展趋势,增长率为0.006/a,空间特征为"东西低,南北高;中间低,四周高";(2)不同时段植被覆盖的空间演化呈现"整体改善,局部退化",空间转型总结为稳定型、波动型、退化型和恢复型4种模式,且以稳定型分布为主,时间上经历了减少、过渡和恢复3个阶段;(3)植被覆盖主要受土壤类型0.225>地貌0.200>土地利用程度0.181>海拔0.158>岩性0.152的驱动,人为和气候因素的作用较弱,表明自然因素是影响植被覆盖的主导因子.此外,双因子的交互作用在影响植被覆盖方面比每个因子单独作用更为重要.这些发现有利于更好的解析山区植被变化的复杂机制,为脆弱生态系统植被的管理和保护提供参考.

干旱区土地利用转型作为影响区域生态系统变化的主要因素,直接关系人类福祉.本文以生态脆弱的黑河中游地区为研究对象,基于1987、2001、2016年的遥感影像数据,采用土地利用转型检测评估模型、生态响应模型系统研究了1987-2016年黑河中游地区土地利用转型的过程及其区域生态质量响应规律.结果表明:1987-2016年,研究区土地利用转型变化显著,总变化量呈增加趋势,耕地和建设用地持续增加;在随机新增和减少状态下,未利用地向其他地类转型的倾向性不强,草地向耕地转型具有很强的倾向性;研究区生态质量总体呈下降趋势,生态用地呈缩减态势,净减少2.8％,对于生态环境退化影响最大的土地利用转型类型是草地向耕地和未利用地的转型.为促进区域土地资源的可持续利用以及改善区域生态质量状况,需根据区域水资源状况合理分配区域生产用地和生态用地的比例.

理解人类活动变化对生态环境的影响,识别生态环境变化区域及其成因,对制定差异化的区域生态保护政策具有重要意义.基于MODIS17A3和DMSP/OLS稳定夜间灯光数据,结合RS与GIS技术,构建城镇开发程度指数,采用一元线性趋势分析法对城镇开发程度进行分区,利用Pearson相关系数计算城镇开发程度与NPP的作用关系,并运用热点分析模型探讨土地利用转型对NPP变化的影响.结果表明:(1)2000-2010年,太湖流域年均NPP变化范围是388.79-452.54 gC m-2 a-1,NPP变化呈波动下降趋势;(2)城镇开发程度缓慢增加区对NPP变化影响较小,增加区与快速增加区对NPP变化影响较大;(3)太湖流域土地转型主要发生在耕地转建设用地、林地转建设用地和水域转建设用地,建设用地面积的快速扩张及由此导致的城镇开发程度的增加,是流域NPP降低的主要原因.

基于“三生”功能视角研究土地利用转型及其生态环境效应,是土地利用/土地覆盖变化研究的重要内容,可为区域“三生用地”优化提供支持.本文以辽宁省营口市为例,构建以土地利用主导功能为主的“生态-生产-生活”用地分类体系,采用修正的数量和空间分析模型分析“三生用地”转型的动态变化及地域类型,并采用改进的当量因子法分析生态系统服务价值的损益情况.结果表明:(1) 2000-2015年,生态用地转移面积最大,转移活跃型分布在西南部和中北部;生活用地显著增加,增速较快,主要来源为生态用地和农业生产用地.(2)营口市生态系统服务功能总价值量先减后增再减,东南部高西部低;其变化呈现出“三区”的空间格局,其中,2000-2005年和2010-2015年东南部和中北部生态系统服务价值量明显减少,且其变化区域与生活用地新增活跃型的空间分布具有较强的一致性.

随着我国经济形势的不断变化,越来越多的农户从传统的“单一生计”转向“生计多样化”和“优势生计”的发展方向.农户作为农村地区最基本的社会经济单元和行为决策主体,处于人口、经济与资源环境矛盾的核心,其生计策略与生计活动的动态变化势必对所处的自然-社会-经济复合生态系统带来一定的影响.在回顾农户生计研究的历史与现状的基础上,分别从农户生计策略的内涵与类型、农户生计策略转型及其驱动因素、生计策略转型对环境的影响3个方面,系统梳理了国内外学者对农户生计策略转型及对环境的影响的研究进展,尝试性地构建了农户生计策略转型及对环境的影响的基本研究框架,提出未来研究应当体现生计问题本身的动态性和复杂性,并注重可持续生计策略的界定与实现.

生态用地对城市圈可持续发展至关重要.本研究以武汉城市圈32个研究单元生态用地为对象,采用土地利用转移矩阵、探索性回归分析和地理加权回归模型(GWR),首先利用遥感影像解译成果对2000-2005、2005-2010和2010-2015年各个单元生态用地的时空演变进行统计,然后利用公司企业、生活服务等点位及数量大数据完善传统影响因素指标体系,并进行探索性回归分析,精选最优回归模型,最后基于GWR模型对不同时期影响因素及空间分异规律进行分析.结果 表明:2000-2015年,城市圈内生态用地非生态转化呈现先升后降的倒“U”形变化规律,空间上呈现由点到面的扩张趋势;城市圈内共有8.4％的土地利用类型发生了转化,其中,耕地、林地、草地、水体和未利用地向非生态用地转型量占41.9％;空间格局由武汉中心城区逐渐向市级次中心、县级城镇周边扩展.探索性回归分析3期的通过模型数为326个,对所有模型进行GWR和普通最小二乘法(OLS)回归比较分析,3期最优模型的调整R2分别为0.83、0.91和0.76,前者较后者提高了0.02、0.03和0.02,AICc值分别减小2.88、3.42和0.83.GWR模型结果表明,武汉城市圈内生态用地转化影响因素的空间分异明显,影响模式在空间上以不同方向的逐渐过渡为主,兼有“V”形分布等其他模式.空间因素影响效果显著,空间数据潜在信息增强了城市圈内生态用地演化的解释力度.

蒸散是湿地系统水分损失的重要途径之一,有效量化湿地蒸散量并对其时空格局进行研究具有重要意义.本文以Landsat数据和气象观测数据为基础,利用SEBAL模型估算辽河三角洲湿地1985-2017年共8期植被生长季的蒸散量,并分析其时空格局和影响因素.结果 表明:(1)反演得到的蒸散量平均相对误差为9.01％,估测值与实测值相关系数为0.61,基本满足湿地蒸散研究需求;(2)研究区多年日蒸散量均值和相对变化率整体呈双峰态势,极小值出现在2005年,极大值出现在1989年和2014年;(3)日蒸散量具有水陆交界处最低、西部较低、中东部和南部高的趋势,具有显著的空间分异特征;(4)不同土地利用/覆被类型的蒸散量大小依次为:水体区＞湿地植被区＞非湿地植被区＞非植被区(除水体外),多年不同土地利用/覆被类型的蒸散量变化也呈双峰态势,日总蒸散量变化与土地利用转型有关,土地利用/覆被是导致湿地蒸散时空分异的重要因素;(5)平均蒸散量与太阳辐射、气温、风速、相对湿度四个气象因子加权值显著相关,相关系数为0.69,两者年际波动趋势基本一致,蒸散量变化与气象条件变动联系密切.

三峡库区是典型的移民区和生态敏感区,探究其由于聚落变迁所引发的土地利用转移效应对于区域社会经济发展和生态恢复具有重要意义.以库区腹地草堂溪流域为研究对象,基于2000-2018年GOOGLEEARTH高分影像,结合当地自然地理环境和社会经济发展从微观尺度对山区聚落变迁的土地利用效应进行剖析.研究表明:(1)扩张型聚落周边以耕地转为果园为主;衰退型聚落周边土地利用转型主要表现为耕地向果园、有林地转变;自然增长型聚落周边以耕地和灌木林地向有林地,果园转化;消没型聚落周边以耕地,果园转为林草地,撂荒地为主,经济和生态效益均有所提高;且除消没型聚落外,另外3种聚落类型周边土地利用功能逐渐向生产生态功能转变,消没型周边土地利用功能逐渐侧重于生态功能.(2) 2000-2010年,聚落变迁劳动力转移是聚落周边用地类型变化的根本因素,政府政策是是造成土地利用转型的直接因素;2010-2018年社会经济发展是土地利用转型的直接驱动因素,而农户生计需求是引发用地类型变化的根本驱动力;(3)聚落的变迁,不仅驱动了土地利用转型而且促使流域内经营主体由农户个体经营向政府、企业为主的经营主体转变.研究结果对于库区生态建设,农户经济发展以及改善人居环境等方面具有一定的积级作用.

基于“三生空间”土地利用功能转型与生态环境效应的研究是雄安新区完善区域生态功能的理论基石.从雄安新区“生产-生活-生态”的土地利用功能分类入手,解译1988、1998、2008和2018年4期遥感影像获取雄安新区土地利用变化数据,计算生态环境质量指数和土地利用转型生态贡献率,定量分析雄安新区“三生空间”的时空演变及其功能转型的生态环境效应.研究表明:①1988-2018年,雄安新区土地利用变化主要表现为生活用地面积持续增加,共计增加了82.35 km2,生产用地面积先升后降,累计增加了50.34 km2,生态用地面积大幅下降,共计减少了132.70 km2.②雄安新区土地利用功能转型转出面积最大的为水域生态用地,转出面积共计94.36 km2,占总转出面积的41.06％,转入面积最大的是农业生产用地,共计135.91km2,占总转入面积的近三分之二,其他它用地类型均有一定程度的相互转换.③雄安新区生态环境质量指数呈现波动减少的变化趋势.沙地等生态质量指数较低的其他生态用地转入农业生产用地是雄安新区生态环境质量改善的主导因素,占生态环境正效应贡献率的67.04％;农业生产用地以及城镇和农村生活用地对水域生态用地的占用,则是导致生态环境质量恶化的重要因素,占到生态环境负效应贡献率的75％以上.总体看来,过去三十年雄安新区生态环境恶化趋势大于生态环境改善趋势.因此,定量研究过去30年土地利用功能转型特征及其生态环境效应演变规律,有助于为雄安新区生态文明建设的推进提供数据支撑.