大九湖土地利用變化及其對(duì)濕地生態(tài)環(huán)境的影響研究

以1991年、1998年和2006年3期遙感影像數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),采用土地利用轉(zhuǎn)移矩陣、動(dòng)態(tài)度、利用度和生態(tài)環(huán)境效益指數(shù)模型,研究了漓江流域1991年以來(lái)的土地利用變化及其對(duì)生態(tài)環(huán)境效益的影響。結(jié)果表明,漓江流域土地利用/覆被于1991～2006年間發(fā)生了較大變化,變化的總體趨勢(shì)為林地、耕地、草地和水域面積減少,并轉(zhuǎn)化為園地、未利用地和建設(shè)用地;1991年以來(lái),漓江流域未利用地、建設(shè)用地和園地的正向變化速度較大,而林地和草地的負(fù)向變化速度較大。漓江流域土地利用綜合變化速率呈現(xiàn)增加趨勢(shì);土地利用度變化呈現(xiàn)波動(dòng)特征;漓江流域土地利用/覆被變化的主要人文驅(qū)動(dòng)力為經(jīng)濟(jì)因素、政策因素等方面;1991～2006年間土地利用變化降低了漓江流域的生態(tài)環(huán)境效益,林地向園地的轉(zhuǎn)化及耕地向建設(shè)用地的轉(zhuǎn)化是區(qū)域生態(tài)環(huán)境效益下降的主要原因。

土地利用/覆蓋變化(lucc)是全球環(huán)境變化研究的核心領(lǐng)域,lucc存在對(duì)大氣環(huán)境、土壤環(huán)境、水環(huán)境等的關(guān)聯(lián)效應(yīng).從lucc與生態(tài)環(huán)境的關(guān)聯(lián)效應(yīng)研究取得的進(jìn)展,充分探討了lucc過(guò)程與生態(tài)環(huán)境的影響的研究方向.

農(nóng)業(yè)土地資源的利用對(duì)局部地區(qū)的生態(tài)環(huán)境有著重要的影響,本文從蘭州新區(qū)建設(shè)過(guò)程中土地資源的變化進(jìn)行研究,分析了蘭州新區(qū)生態(tài)環(huán)境的變化情況。結(jié)論是蘭州新區(qū)生態(tài)環(huán)境受到土地資源利用方式轉(zhuǎn)變的影響較大,在不同區(qū)域間表現(xiàn)出正面和負(fù)面的影響。

隨著全球環(huán)境問(wèn)題的不斷出現(xiàn),如何利于有限的土地資源為人類社會(huì)發(fā)展創(chuàng)造更為有利的生存條件成為學(xué)術(shù)界研究的熱點(diǎn)。本文先分析了新疆土地資源及其利用概況;然后討論了研究新疆土地利用和生態(tài)環(huán)境關(guān)系的意義;最后討論了新疆土地生態(tài)環(huán)境質(zhì)量改善的對(duì)策。

日照是生物多樣性的地區(qū),生態(tài)環(huán)境較好,但近年來(lái),隨著工業(yè)化、城市化的發(fā)展,土地利用結(jié)構(gòu)與布局發(fā)生了較大變化,土地生態(tài)環(huán)境總體上也在不斷惡化。該文通過(guò)分析日照市不同土地利用類型的變化,探討其對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響,對(duì)日照市土地利用結(jié)構(gòu)與布局調(diào)整具有指導(dǎo)意義。

由于人口劇增,人類活動(dòng)的影響不斷加大,在過(guò)去100年全球土地利用/土地覆被發(fā)生了巨大的變化。最常見(jiàn)的土地利用變化是由森林轉(zhuǎn)變?yōu)檗r(nóng)業(yè)用地。森林砍伐使森林生態(tài)系統(tǒng)地上部生物量大大減少,砍伐后作農(nóng)業(yè)用地,降低了植被生產(chǎn)力,減少了土壤有機(jī)質(zhì)的輸入,增強(qiáng)了腐殖質(zhì)的礦化作用,有機(jī)質(zhì)分解速率增加,有機(jī)碳貯量隨之降低,從而影響到森林生態(tài)系統(tǒng)的碳循環(huán),使大量碳元素釋放到大氣中,引起溫室效應(yīng),導(dǎo)致全球變暖。另一個(gè)常見(jiàn)的土地利用變化是植樹(shù)造林和森林恢復(fù),這一過(guò)程可以增加森林生態(tài)系統(tǒng)的碳儲(chǔ)量,從而減緩大氣co2體積分?jǐn)?shù)的上升。

土地利用/覆蓋變化(lucc)作為全球變化的一個(gè)重要內(nèi)容,對(duì)全球生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生了巨大的影響.一方面通過(guò)影響氣候、土壤、水文以及地貌而對(duì)自然環(huán)境產(chǎn)生了深刻的影響;另一方面造成了生態(tài)系統(tǒng)的生物多樣性,物質(zhì)循環(huán)與能量流動(dòng)以及景觀的巨大變化,使生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能發(fā)生了改變.

綜合介紹了土地利用/土地覆蓋變化對(duì)大氣環(huán)境、水環(huán)境、土壤環(huán)境、生態(tài)系統(tǒng)以及生態(tài)安全的影響。

三峽工程是人類對(duì)地球表面的一次重大改造,形成了三峽庫(kù)區(qū)這一特殊區(qū)域,探討三峽庫(kù)區(qū)的土地利用與生態(tài)環(huán)境變化對(duì)維護(hù)庫(kù)區(qū)生態(tài)、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)可持續(xù)具有重要意義。歸納總結(jié)了1990—2016年間三峽庫(kù)區(qū)土地利用與生態(tài)環(huán)境變化研究的不同發(fā)展階段,并從土地利用變化及其驅(qū)動(dòng)力、土地利用變化及其生態(tài)環(huán)境效應(yīng)(包括水土流失、非點(diǎn)源污染、土壤溫室氣體排放與重金屬污染、自然災(zāi)害頻發(fā)、生物多樣性喪失)、生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)及生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)這3方面進(jìn)行研究綜述。提出今后的主要研究趨勢(shì)是走向綜合,研究的關(guān)鍵挑戰(zhàn)為宏觀格局變化的環(huán)境效應(yīng)、微觀機(jī)理與過(guò)程研究、尺度效應(yīng)與尺度推繹以及模型構(gòu)建與模擬預(yù)測(cè)。

三峽工程是人類對(duì)地球表面的一次重大改造,形成了三峽庫(kù)區(qū)這一特殊區(qū)域,探討三峽庫(kù)區(qū)的土地利用與生態(tài)環(huán)境變化對(duì)維護(hù)庫(kù)區(qū)生態(tài)、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)可持續(xù)具有重要意義。歸納總結(jié)了1990—2016年間三峽庫(kù)區(qū)土地利用與生態(tài)環(huán)境變化研究的不同發(fā)展階段,并從土地利用變化及其驅(qū)動(dòng)力、土地利用變化及其生態(tài)環(huán)境效應(yīng)(包括水土流失、非點(diǎn)源污染、土壤溫室氣體排放與重金屬污染、自然災(zāi)害頻發(fā)、生物多樣性喪失)、生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)及生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)這3方面進(jìn)行研究綜述。提出今后的主要研究趨勢(shì)是走向綜合,研究的關(guān)鍵挑戰(zhàn)為宏觀格局變化的環(huán)境效應(yīng)、微觀機(jī)理與過(guò)程研究、尺度效應(yīng)與尺度推繹以及模型構(gòu)建與模擬預(yù)測(cè)。

土地利用/覆被變化對(duì)區(qū)域生態(tài)環(huán)境的影響已成為國(guó)際土地科學(xué)研究中最為活躍的前沿領(lǐng)域之一,也是相關(guān)領(lǐng)域研究的重點(diǎn)。從氣候、生物多樣性、土地退化等幾個(gè)方面分析了福建省土地利用/覆被變化對(duì)陸域生態(tài)環(huán)境的影響,土地利用變化對(duì)濕地的影響。結(jié)果表明:土地利用通過(guò)改變土地覆被將從正反兩面影響區(qū)域的生物多樣性;土地利用/覆被變化主要通過(guò)改變地表反射率和大氣中氣體含量影響氣候質(zhì)量;不同的土地利用類型和土地覆被程度引起土壤侵蝕的程度不同,土壤侵蝕過(guò)程加速了土壤養(yǎng)分的流失與土壤退化。

分析了1986—2002年扎龍濕地自然和社會(huì)生態(tài)環(huán)境變化及其對(duì)春季白鶴遷徙活動(dòng)的影響.研究表明:在區(qū)域氣候干旱化背景下,流域中上游水土資源的開(kāi)發(fā)利用、大型工程建設(shè)等影響使扎龍濕地生態(tài)環(huán)境發(fā)生很大的改變,鳥(niǎo)類棲息繁殖的生境遭到破壞.近17年來(lái),濕地總面積減少了21.33km2,蘆葦沼澤和明水沼澤面積分別下降6.14km2和6.27km2,濕地分布重心向西北方向偏移了771.1m.沼澤斑塊數(shù)量增加,平均規(guī)?？s小,大塊沼澤濕地不斷被蠶食,棲息地破碎化程度增大.保護(hù)區(qū)生態(tài)環(huán)境趨于惡化,珍稀水禽的棲息空間萎縮,取食條件變差,在扎龍濕地停歇的白鶴數(shù)量減少,停留時(shí)間縮短.1998年嫩江流域大洪水過(guò)后,連續(xù)3年嚴(yán)重干旱,2002年白鶴的數(shù)量銳減到僅126只.2002年以來(lái)大規(guī)模的生態(tài)補(bǔ)水使扎龍濕地生態(tài)功能得到一定恢復(fù),遷徙停歇的白鶴種群數(shù)量明顯增加,分布范圍擴(kuò)大.

生態(tài)環(huán)境的發(fā)展與演變影響著我們?nèi)祟惖纳瞽h(huán)境,保護(hù)生態(tài)環(huán)境必然是我們?nèi)祟愖匀画h(huán)境發(fā)展的重要任務(wù).敦煌市是甘肅西部地區(qū)最為顯著的干旱地區(qū),氣候極其干旱,由于土地利用規(guī)模的不斷擴(kuò)大、水資源的過(guò)度消耗,生態(tài)環(huán)境越發(fā)脆弱.本文以敦煌市生態(tài)環(huán)境作為研究對(duì)象,從不同角度分析了敦煌市2006年-2020年土地總體規(guī)劃中土地利用對(duì)生態(tài)環(huán)境變化的因素,并提出了保護(hù)生態(tài)環(huán)境的有效措施與解決方法,以實(shí)現(xiàn)當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境、自然環(huán)境、人文環(huán)境及文化遺產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展.

結(jié)合重慶歷年土地利用方式變化情況分析了土地利用方式變化對(duì)重慶生態(tài)環(huán)境的影響,結(jié)果表明土地利用方式的變化對(duì)區(qū)域生態(tài)環(huán)境影響明顯:產(chǎn)生了擁擠和熱島效應(yīng),城市的環(huán)境質(zhì)量也有所下降,大氣污染、水污染、固體廢棄物污染、噪音污染和城市災(zāi)害有所增加。農(nóng)用地和未利用地向建設(shè)用地的轉(zhuǎn)變對(duì)區(qū)域固體廢棄物、水環(huán)境影響最為明顯。

在生態(tài)環(huán)境的發(fā)展演進(jìn)過(guò)程中,土地利用/覆被變化起著必然的推進(jìn)效用,只有根據(jù)實(shí)際情況,合理地利用土地,保證土地覆被的生態(tài)功能不斷提升,才可以促進(jìn)生態(tài)環(huán)境的良性循環(huán)。在分析新疆土地利用/覆被變化的基礎(chǔ)上,探討了土地利用/覆被變化對(duì)氣候環(huán)境、生物多樣性、土壤性質(zhì)和水資源環(huán)境等的影響,為合理布局新疆土地利用和有效改善土地覆被狀況提供參考。

對(duì)于土地利用方式方面的研究與對(duì)全球氣候變化、生物多樣性變化、生態(tài)環(huán)境的變化以及人與自然相互關(guān)系的研究存在著密切的相關(guān)聯(lián)系。以杭嘉湖平原地區(qū)2009年、2011年和2013年3個(gè)時(shí)期的土地的利用類型為參照因子,根據(jù)三年的土地利用類型的面積和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值計(jì)算方法,對(duì)所調(diào)查地區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值進(jìn)行研究。結(jié)果表明：2009~2013年杭嘉湖平原地區(qū)耕地面積一直居于首位,在土地利用方式的變化上,草地、林地和灘涂減少的面積相比較少,而水域和耕地減少的面積較多。從生態(tài)服務(wù)價(jià)值總量的角度看,在調(diào)查期間內(nèi)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值總量呈現(xiàn)出了先下降后上升的波動(dòng)。從敏感性分析的結(jié)果來(lái)看,2009~2013年所有土地利用類型生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值系數(shù)的敏感性指數(shù)結(jié)果趨向于0,這表明杭嘉湖平原地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值對(duì)于系數(shù)的變化是彈性不足的,因此研究成果是具有研究意義的。

以生態(tài)綠當(dāng)量作為土地利用變化環(huán)境影響評(píng)價(jià)的度量指標(biāo),引用生態(tài)綠當(dāng)量數(shù)學(xué)模型,以固原市上黃試區(qū)為例,利用1982年、2000年及2010年土地利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù),測(cè)算上黃試區(qū)不同時(shí)期各種用地類型的綠當(dāng)量和總綠當(dāng)量,用以衡量生態(tài)環(huán)境狀況。結(jié)果表明:1982年,上黃試區(qū)生態(tài)綠當(dāng)量為0.88,說(shuō)明該時(shí)段生態(tài)服務(wù)功能差,沒(méi)有達(dá)到應(yīng)有的生態(tài)標(biāo)準(zhǔn);1982—2000年,這時(shí)期為治理期,經(jīng)過(guò)近20a的生態(tài)綜合治理,到2000年該試區(qū)生態(tài)綠當(dāng)量達(dá)到1.266,說(shuō)明該試區(qū)生態(tài)環(huán)境達(dá)標(biāo),生態(tài)服務(wù)功能良好;2000—2010年,在國(guó)家退耕還林還草政策條件下,坡耕地進(jìn)行了深度地退耕,至2010年,該試區(qū)生態(tài)綠當(dāng)量達(dá)到1.479,說(shuō)明生態(tài)服務(wù)功能進(jìn)一步加強(qiáng)。生態(tài)綠當(dāng)量作為評(píng)價(jià)區(qū)域生態(tài)環(huán)境指標(biāo)具有涵義明確、計(jì)算方便等優(yōu)點(diǎn)。

以黃河三角洲為研究區(qū),基于1986年6月5日和2009年6月4日的landsattm影像進(jìn)行土地利用/覆被分類及變化特征研究,同時(shí),基于sebal模型估算區(qū)域蒸發(fā)蒸騰量,進(jìn)而分析濕地蒸發(fā)蒸騰的數(shù)量特征、空間格局特征及其對(duì)土地利用/覆被變化的響應(yīng)特征。結(jié)果表明:23年間,58.74%的區(qū)域土地利用/覆蓋類型發(fā)生了變化,未利用地大幅減少,水體和建設(shè)用地大幅增加,顯著的土地墾殖與耕地荒廢則同時(shí)存在;蒸發(fā)蒸騰強(qiáng)度大小按土地利用/覆被類型排序依次為水體>灘涂>葦?shù)?gt;林草地>耕地>建設(shè)用地>未利用地,研究區(qū)未利用土地變?yōu)樗w和耕地是導(dǎo)致區(qū)域蒸發(fā)蒸騰整體提高的主導(dǎo)原因,而耕地流失則是導(dǎo)致區(qū)域蒸發(fā)蒸騰整體下降的主要原因,但23年間實(shí)際變化以前一種情形占優(yōu)勢(shì),因而區(qū)域蒸發(fā)蒸騰總體呈現(xiàn)為增加趨勢(shì)。研究結(jié)果對(duì)區(qū)域土地利用規(guī)劃和水資源管理有重要的理論和實(shí)踐指導(dǎo)意義。

以內(nèi)蒙古呼和浩特市土地利用現(xiàn)狀為研究對(duì)象,根據(jù)近期的土地調(diào)查數(shù)據(jù),總結(jié)出該地區(qū)土地利用情況,指出在當(dāng)前土地利用中存在的一些主要問(wèn)題,提出了合理利用土地資源、保護(hù)生態(tài)環(huán)境的對(duì)策。

為探討南方紅壤地區(qū)土地利用的時(shí)間和空間變化及其對(duì)景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的影響,以長(zhǎng)汀縣為典型研究區(qū)域,以2000、2010、2015年的landsattm遙感影像為基礎(chǔ),在envi5.0中對(duì)研究區(qū)進(jìn)行監(jiān)督分類,在此基礎(chǔ)上用fragstats4.2計(jì)算研究區(qū)各類景觀指數(shù),利用arcgis10.0地統(tǒng)計(jì)模塊中普通克里格法進(jìn)行空間插值,對(duì)長(zhǎng)汀縣景觀格局生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)及其時(shí)空變化進(jìn)行評(píng)估,結(jié)果表明:2000—2015年長(zhǎng)汀縣景觀格局復(fù)雜化,主要表現(xiàn)為建筑用地、耕地和水域景觀類型面積增加迅速,草地面積減少明顯。研究期間,風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)有先增后減的階段性變化,較高和高風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)主要在中部一帶延伸或縮小；2000—2010年研究區(qū)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)變大,低風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)和較低風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)面積減少,中等風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)和高風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)面積增加,占總面積的66%,區(qū)域風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)明顯升高,生態(tài)環(huán)境質(zhì)量下降；2010—2015年景觀格局變化顯著,耕地、建筑用地、水域面積分別增加6033.72hm~2、3822.01hm~2、714.24hm~2,草地面積減少,高風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)面積減少7%,而低風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)面積增加7%,風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)明顯下降,生態(tài)環(huán)境問(wèn)題明顯好轉(zhuǎn)。

利用landsatetm＋遙感影像數(shù)據(jù)和最大似然分類方法完成了陜西榆林地區(qū)2010年土地利用/覆蓋分類,并結(jié)合1985、1995和2000年的土地利用數(shù)據(jù),分析了研究區(qū)土地覆蓋的時(shí)空變化及其對(duì)生態(tài)脆弱性的影響。結(jié)果表明,1985—2010年研究區(qū)土地利用/覆蓋與景觀格局變化所引起的生態(tài)脆弱性的空間差異增大。從時(shí)間上,研究區(qū)林地面積增加,耕地和草地減少,生態(tài)保護(hù)措施改善了當(dāng)?shù)赝恋馗采w狀況;未利用土地和建設(shè)用地增加,土地退化現(xiàn)象依然存在,城市化進(jìn)程不斷加劇。從空間上,研究區(qū)東南部林地面積增加,土地利用/覆蓋結(jié)構(gòu)得到很大改善,而西北部地區(qū)礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)和城市化進(jìn)程的加劇,導(dǎo)致未利用土地、建設(shè)用地增加。景觀格局以1995年為轉(zhuǎn)折點(diǎn),整體景觀格局得到了明顯的改善。

利用eof等方法通過(guò)計(jì)算1962～2001年40年來(lái)三江源地區(qū)16個(gè)氣象臺(tái)站氣溫、降水、蒸發(fā)資料,分析了三江源地區(qū)近40年來(lái)氣候變化的異常特征及其對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響,結(jié)果表明:三江源地區(qū)氣候變化表現(xiàn)為氣溫升高、降水減少和蒸發(fā)增大的干旱化氣候變化趨勢(shì),同時(shí),在氣候干旱化和人為活動(dòng)的影響下出現(xiàn)了草場(chǎng)退化、湖泊萎縮、河流流量減少、土壤沙化和水土流失等生態(tài)環(huán)境荒漠化問(wèn)題。