合理评价陕北黄土丘陵生态恢复区景观生态风险状况,对优化区域景观格局和维护生态系统功能具有现实意义.本文利用延安市2000-2020年土地利用类型数据,基于景观格局指数与GIS空间分析,揭示景观生态风险水平及其时空演变格局.结果表明:(1)景观生态风险指数(ERI)处于0～0.449,风险等级主要表现为低、较低及中风险区,以片状形式广泛分布于西南、黄河沿岸及西北等市域边际区县;高风险区集中于宝塔区.相比 2000年,2020年的高、较高风险区面积增多1.27×104和25.25×104 hm2,景观生态风险增大趋势明显.(2)2000-2020年,景观生态风险的Moran's I为正值,空间相关性显著,"高-高"和"低-低"值为其主要空间集聚模式,但空间集聚性先增强后减弱,局部差异性逐步突显.(3)景观生态风险热点分布于宝塔区,其土地利用以建筑用地和耕地为主,系统干扰度高,景观破碎分离,呈现出高值集聚模式;景观生态风险冷点主要分布在黄龙县、黄陵县及富县,区域海拔较高,人为干扰强度低,林地、草地斑块面积大,景观分离度和破碎度小,呈现出低值集聚模式.近20年,冷热点区域面积变化明显,空间格局波动频繁.因此,延安市景观生态风险整体上较小,但不同风险等级及其空间集聚模式和冷热点区域持续转化,需规划土地利用结构,提升景观安全性和稳定性.

加强生态网络建设是改善城市生态环境和保护生物多样性的重要举措.以宁夏灵武市为例,基于遥感及社会经济数据,采用形态学空间格局分析法、Linkage Mapper以及改进的重力模型方法,分析了生态网络与社会经济景观"双网"格局及相互关系.结果表明:2000-2020年,灵武市的土地利用/覆被发生了剧烈变化,沙地、草地面积锐减,林地、建设用地面积增加,工业区快速扩张;"双网"在连通性和稳定性方面均有所提升.人类活动密集区分布于城市区、绿洲农业区以及宁东能源工业区,生态源地及生态廊道主要分布于自然保护区中部,部分延伸到其他功能区;交通廊道呈现在农业区和宁东能源工业区密集分布、在两区之间贯通的"H"型格局,"双网"均以各自功能区空间为核心且存在交织分布;"双网"呈现从冲突走向协同发展的态势,空间上存在明显分区及交互情况,农业区和宁东能源工业区的生态均存在初期破坏、后期改善的情况.今后,需加强生态保护与社会经济发展的相互协调,可通过生态源地与廊道质量提升、生态节点建设与生态干扰点修复等组合措施提升生态质量.

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.

生态用地稳定性是生态用地数量与质量双重保护的重要载体.基于2000、2010、2020年的GlobeLand30土地利用数据,借助地理信息系统(GIS)空间分析方法,并应用生态用地稳定性指数,揭示中国2000—2020年生态用地稳定性空间格局特征;同时运用地理探测器,探究中国生态用地稳定性的主要影响因素.主要研究如下:(1)近20年中国生态用地面积总体减少了近7.44×104km2,以新疆西北部缩减最为明显;同时,耕地(76.5％)、建设用地(11.3％)的侵占是生态用地缩减的主要原因.(2)近20年中国稳定性生态用地数量变化不大,其空间分布与"胡焕庸线"较一致,其中热点面积分布在"胡焕庸线"西北侧(42.3％),冷点面积在"胡焕庸线"东南侧(21.2％);以占稳定性总面积53％的高稳定等级的生态用地为主,集中分布在生态脆弱的西部地区,中(24％)、低(23％)稳定等级数量相差不大,多在人口密集、经济发达的中东部地区.(3)自然因素,特别是年降水量与年日照时数,对生态用地稳定性变化的影响最为显著;同时自然与社会经济因素的交互作用,相较单一影响因素对生态用地稳定性变化更具解释力.生态用地稳定性空间分异及其影响因素的深入探究,能在动态背景下为保障生态保护红线、实现国土空间优化配置与规划提供科学依据,有助于全面促进人地关系的可持续发展.

生态系统服务价值(ESV)研究是改善土地利用方式,对促进地区生态系统保护和修复具有重要指导意义.选择生态环境较为脆弱的渭库绿洲为研究区域,以1994和2016年遥感影像为基础数据进行生态服务价值评估,应用格网、敏感性分析、空间自相关等空间统计学方法来进一步揭示研究区域生态系统服务价值(ESV)动态变化特征.结果表明:(1) 1994-2016年间渭库绿洲土地利用变化/土地覆被变化较为显著,耕地,建设用地面积呈增长趋势,水域、草地和未利用地面积呈递减趋势,耕地和草地面积变化最为剧烈.(2) 1994-2016年,渭库绿洲的生态系统服务总价值呈减少趋势,由4895.67×106元减少到3864.78×106元,减少了1030.89×106元,年均减少0.96％;空间上表现为生态服务价值增值区及减值区呈包围态势,生态系统服务高值区域在不断缩小;同时生态系统单项服务价值呈现有增有减的趋势,废物处理、水源涵养、生物多样性保护、娱乐文化等四项单项服务价值呈现下降趋势,而食物生产、气候调节、气体调节和原材料、土壤形成与保护等其他五项单项服务价值出现上升趋势.(3)敏感性分析表明,所有土地利用类型生态系统服务价值系数的敏感性指数(CS)均小于1,说明生态价值系数(VC)对生态系统服务价值的变化影响较小,模型能够合理评估该区域生态服务价值波动.(4)研究区生态系统服务价值表现出明显的空间自相关与空间聚集现象,生态服务价值高值聚集区主要分布在渭干河上游“克孜尔水库”周围和塔里木河北岸,并呈减少趋势,注意保护高值区的空间稳定性;低值聚集区主要集中在绿洲南部靠近塔克拉玛干沙漠边缘和北部靠近天山中部的山区以及库车河下游荒漠区域,这类区域在空间范围上呈连片连绵趋势,空间分布格局上基本保持稳定.(5)受气候变化和人类活动的双重影响下,草地和水域面积的大幅度下降,耕地和建设用地面积的增加,导致生态服务价值系数较高的土地越来越少,使得研究区的生态服务价值趋于减弱.

运用GIS技术和景观生态学方法研究了芦山县在灾后重建人为干扰下的景观生态格局变化特征.结果表明:(1)地震后灾后重建对景观结构破坏严重,景观变化和和人为干扰有主要关系,景观格局指数的变化与人为干扰强度变化基本一致;(2)2013年,沿芦山中北部河谷地带工程建设用地和居住用地逐渐增加,裸露山体主要集中在中南部,林地破碎化非常严重,耕地逐渐向中部和北部河谷地带扩展;2017年,裸露山体大幅减少,南部耕地大量向中北部扩展,芦山县中南部区域新增大量居住用地和建设用地,湿地大量减少,草地主要集中分布在北部高山区域,林地面积由北到南逐渐减少;(3)2013年总体干扰度为0.587,芦山县中部以重度干扰为主,穿插一些轻度干扰,南部则以中度、重度和极重度干扰为主,人为干扰对景观格局破坏严重;2017总体干扰度为0.425,干扰分布呈现均匀化特征,中度、重度和极重度干扰区主要分布在中部和南部,沿河谷平原呈现带状分布;大量轻度和极轻度干扰区出现在北部、中部和南部、并开始包围极重度和重度区域,有逐渐"分解"重度和极重度区域的趋势;(4)2013至2017年,景观均匀性减弱,出现不同景观类型相互竞争、相互渗透交错的格局;优势景观具有较强的竞争力和辐射力,劣质景观要素被包围和分解;居住用地景观和工程建设用地景观处于景观权重核心地位,其辐射能力及辐射的稳定性强于其他景观,为其他景观格局变化提供源动力.

为探明湖库型饮用水源景观结构与涵养功能间的内在机理,优化水源涵养林功能,保护水源安全,借助遥感解译技术得到各用地类型面积并计算水源涵养功能指数,依据取水量和水源涵养量间水量平衡模式计算所需最小森林面积,应用多元数量分析方法探究水源涵养功能指数、景观格局指数、水质指标之间的耦合关系.结果 表明:(1)水源地3 km缓冲区较500 m缓冲区的水源涵养功能有所下降.(2)用最小面积法优化筛选出以软阔叶林、栎林、硬阔叶林、竹林为主的岸边带森林生态系统可有效提高水源涵养功能,最大限度的满足饮用水源保护区面积、集雨区面积和涵养区面积间的数量关系.(3)水源涵养功能与景观格局、水资源、水质和污染物排放间可建立起通过显著性检验的多元回归拟合模型方程.(4)多维尺度综合分析过程可诊断出南宁市湖库型饮用水源在生态系统稳定性、水资源量和水质方面存在的生态安全与风险隐患问题,建议南宁市开展饮用水源环境综合整治、生态系统保护与修复工作.

通过对乌鲁木齐市1990-2017年间的土地利用景观格局时空变化特征以及生态安全进行分析,以乌鲁木齐市1990、2000、2010和2017年4期的遥感影像作为数据源,借助ERDAS和ArcGIS软件对4期遥感图像进行解译分析,并通过FRAGSTAT软件分析得出乌鲁木齐市景观格局指数,结合景观生态学的理论,分析得出乌鲁木齐市土地利用、景观格局及生态安全变化情况.结果表明:(1)乌鲁木齐市土地利用/覆被发生较为明显的变化,草地景观占主导地位,面积占土地利用总面积的56.22％,但是草地景观的优势度逐渐降低,未利用地面积仅次于草地,占土地利用总面积的28.84％.与此同时,景观之间以耕地、林地和草地景观转出和建设用地和未利用地景观的转入为主;(2)乌鲁木齐市整体土地利用变化速度逐渐加快,由3.13％ 上升至6.57％,同时土地利用程度由1990年的226.53上升至2017年的235.08,说明人类活动对土地生态系统影响逐渐加深;(3)乌鲁木齐市景观格局变化明显,受人类干扰程度加强,景观破碎化程度逐渐加深,景观斑块更加不规则和复杂化,景观多样性和结构的不稳定性逐渐增加;(4)乌鲁木齐市生态安全度由1990年的0.56下降至2017年的0.48,说明城市生态脆弱性逐渐加深.该研究结果对乌鲁木齐市未来的土地合理利用,景观格局优化以及城市生态建设和可持续发展提供一定的参考.

以2002、2009、2016年三期遥感影像数据为基础,运用GIS技术及景观生态学理论,对呼图壁县近14年的土地利用景观格局变化特征及其各景观类型空间转化特点进行了分析.并结合CA-Markov模型对土地利用类型特征参数、景观格局指数等进行模拟,预测和分析未来7年土地利用和景观格局演变特征.结果 表明:从时间尺度分析,研究区内景观格局有较大变化,主要表现为耕地与建设用地的增加;从景观类型转移分析可知,耕地与建设用地的交替变化最为显著,其主要集中于中部地区;景观类型水平指数分析得到,林草地、水域及耕地整体破碎化程度低,未利用地则表现相反;从景观水平分析可知,研究区内景观整体破碎度与复杂度增高,同时斑块逐渐趋于离散分布,景观结构不稳定性增加.研究结果可为该区域提供更为科学有效的生态环境保护措施,以期为制定相关土地利用政策和合理配置土地资源提供参考.

全球气候变化和人类干扰活动对陆地生态系统影响的强度和范围不断扩大,而在生态系统完整性评价研究中,针对中大尺度异质景观系统的评价方法较为缺乏.本研究从景观生态学的视角,基于大兴安岭地区2005、2010、2015年土地利用数据及植被净初级生产力数据,选择景观结构和景观稳定性两方面的指标,采用GIS数据处理和分析平台,综合评估大兴安岭地区景观变化特征和由这些指标表征的生态系统完整性动态.结果表明:大兴安岭地区是以林地为主导的森林生态系统,林地优势度稳定在64.9％,远高于优势度第二位的草地;大兴安岭地区景观多样性指数在3个时期均为0.59,占景观多样性指数最大值的42.4％,说明该地区景观阻抗稳定性未发生变化;从大兴安岭地区各景观生物量来看,耕地及住宅用地呈逐年增加趋势,林地逐年减少,说明人为干扰对大兴安岭地区的影响在增强.