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利用影像尺度响应进行城市扩张变化检测

山地学报 2014年第3期32卷 293-299页

作者：李雪冬杨广斌张旭亚杨兴栋伍静贵州师范大学地理与环境科学学院贵州山地资源与环境遥感重点实验室首都师范大学资源环境与旅游学院

在光谱直接比较的变化向量分析基础上,提出一种利用景观类型的尺度响应特征进行城市扩张的变化检测方法,该方法充分挖掘了对象的几何特征与纹理特征。首先,利用基准期与检测期影像中不同景观对象的各自拟合特征对数据进行分割,获取子对... 详细信息

在光谱直接比较的变化向量分析基础上,提出一种利用景观类型的尺度响应特征进行城市扩张的变化检测方法,该方法充分挖掘了对象的几何特征与纹理特征。首先,利用基准期与检测期影像中不同景观对象的各自拟合特征对数据进行分割,获取子对象,根据每个对象内象元光谱具有同质性的原则,对景观类型发生变化的对象通过规则进行识别,以初步提取变化范围。进而,利用ROC曲线确定最佳分界点与可疑区间范围,以对象为基本单元采用模糊函数的思想对变化区域进行精确提取。最后,以山地城市——贵阳市主城区Landsat-5 2001年和2008年的多光谱影像为数据源,对方法进行了检验。结果表明,该方法可以准确、迅速的提取城市变化范围。

关键词：尺度响应向量分析 ROC曲线隶属度函数

水土流失过程对降雨和下垫面因子的多尺度响应

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水土流失过程对降雨和下垫面因子的多尺度响应

自然地理学与生态安全学术研讨会

作者：卫伟陈利顶杨磊温智贾福岩中国科学院生态环境研究中心城市与区域生态国家重点实验室

＜正＞半干旱黄土丘陵区水蚀过程是多重因子交织的结果。本研究以定西市安家沟小流域内的降雨特性和土地利用/地表覆盖为基本着眼点,综合运用地面监测、数据搜集、遥感解译、多元统计分析等基本方法,分析和探讨了土壤结皮、植被类型及... 详细信息

＜正＞半干旱黄土丘陵区水蚀过程是多重因子交织的结果。本研究以定西市安家沟小流域内的降雨特性和土地利用/地表覆盖为基本着眼点,综合运用地面监测、数据搜集、遥感解译、多元统计分析等基本方法,分析和探讨了土壤结皮、植被类型及其演替、土地利用格局变化

关键词：水土流失降雨下垫面尺度响应

来源： cnki会议评论

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长江上游输沙尺度效应研究

地理研究 2008年第4期27卷 800-810页

作者：师长兴中国科学院地理科学与资源研究所陆地水循环及地表过程重点实验室北京100101

利用长江上游DEM、降雨、土地利用、土壤类型数据库,计算出通用土壤流失方程中代表影响侵蚀产沙的各因子,建立这些因子以及流域面积与长江上游268个水文站以上流域输沙模数回归关系,探讨上游侵蚀输沙的尺度效应。结果显示长江上游输沙... 详细信息

利用长江上游DEM、降雨、土地利用、土壤类型数据库,计算出通用土壤流失方程中代表影响侵蚀产沙的各因子,建立这些因子以及流域面积与长江上游268个水文站以上流域输沙模数回归关系,探讨上游侵蚀输沙的尺度效应。结果显示长江上游输沙模数与流域面积之间呈负幂函数单元回归关系,而且这一关系主要产生于降雨侵蚀力因子和土壤可蚀性因子随流域面积的变化。长江上游输沙模数随流域面积增大而降低主要发生在大约1×104～1.58×105km2之间。在考虑了影响侵蚀产沙因子对输沙模数的作用后,输沙模数与流域面积之间呈正幂函数相关,反映出上游输沙近源沉积的特征。分析还发现长江上游各主要支流输沙模数变化与流域尺度大小的关系和原因有明显不同。

关键词：长江上游土壤侵蚀输沙模数尺度响应

结合多尺度角点和Harris变换的遥感图像配准方法

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电光与控制 2020年第8期27卷 105-108页

作者：杨艳丽夏朝辉张金生王李平火箭军工程大学导弹工程学院西安710025 重庆市公安局大渡口区分局重庆400084

提出了一种新的基于多尺度角点和Harris变换相结合的角点检测的图像配准方法。其核心思想是采用Harris算子和Laplace图像金字塔相结合,对原始图像进行不同尺度的向下采样并对得到的图像进行角点检测,得到角点的角度和尺度响应的最值点比... 详细信息

提出了一种新的基于多尺度角点和Harris变换相结合的角点检测的图像配准方法。其核心思想是采用Harris算子和Laplace图像金字塔相结合,对原始图像进行不同尺度的向下采样并对得到的图像进行角点检测,得到角点的角度和尺度响应的最值点比(尺度精定位),对图像进行旋转和平移变换,完成图像配准。理论分析和仿真实验表明,该算法具有较高的配准精度且计算量较小。

关键词：图像配准多尺度角点 Harris算子尺度响应

长三角地区景观生态风险与人类活动强度的响应及其时空关联

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农业工程学报 2022年第22期38卷 210-219,F0003页

作者：方林方斌刘艳晓蔡俊李灿锋安徽农业大学经济管理学院合肥230036 南京师范大学地理科学学院南京210023 东北师范大学地理科学学院长春130024 中国地质调查局昆明自然资源综合调查中心昆明650100

人类活动是诱发区域生态风险的重要因素,但生态风险与人类活动在不同尺度下的表征效果不一,响应程度不同,从多尺度科学地研究区域景观生态风险与人类活动强度的关联特征对于协调区域人地关系地域系统矛盾,推动地区可持续发展具有重要意... 详细信息

人类活动是诱发区域生态风险的重要因素,但生态风险与人类活动在不同尺度下的表征效果不一,响应程度不同,从多尺度科学地研究区域景观生态风险与人类活动强度的关联特征对于协调区域人地关系地域系统矛盾,推动地区可持续发展具有重要意义。该研究以长三角地区为研究对象,基于1990—2020年4期土地利用、夜间灯光、人口空间分布数据,建立市域、县域、格网三级尺度,构建景观生态风险及人类活动强度评估模型,刻画不同尺度下二者的时空响应特征,并基于Copula函数、双变量空间自相关及耦合协调度模型,揭示景观生态风险与人类活动强度的时空关联性。结果表明:1)1990—2020年间不同尺度下长三角地区景观生态风险均呈现北高南低的空间分布格局,且高风险地区持续减少,低风险区均呈增加趋势,其中市域尺度下高风险地区的减势最明显,而县域尺度下,低及中低风险区总体增势最为显著;2)1990—2020年间不同尺度下长三角地区人类活动强度均呈现东北高西南低的空间分布格局且高强度区域均呈现显著上升趋势,而低强度区域均明显下降,其中格网尺度下高强度区域增幅最大,达13.42个百分点,市域尺度下低强度区域的减幅最为明显,达9.76个百分点;3)1990—2020年间长三角地区人类活动强度与景观生态风险呈现正向相关性,但人类活动强度对于景观生态风险的影响正在削弱。空间上高-高(H-H)集聚区域呈现持续减少趋势,而低-低(L-L)呈现先增后减的变化趋势,低-高(L-H)及高-低(H-L)在2010年后增势明显。研究结果可为长三角地区国土空间优化及生态安全维护提供理论依据,为区域生态风险防范和生态修复提供参考。

关键词：土地利用景观生态人类活动尺度响应 Copula函数长三角地区

基于SWAT模型水文过程的尺度效应分析 ——以汉江上游为例

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基于SWAT模型水文过程的尺度效应分析 ...

作者：张东海陕西师范大学

学位级别：硕士

在全球气候变化的背景下水土资源问题受到广泛关注,景观格局和生态过程的研究是生态学研究的重点,水文过程的尺度效应研究是目前研究主要方向之一基于ArcGIS平台下ArcSWAT模块,本文以汉江上游流域（安康水文站以上地区）为研究对象,利... 详细信息

在全球气候变化的背景下水土资源问题受到广泛关注,景观格局和生态过程的研究是生态学研究的重点,水文过程的尺度效应研究是目前研究主要方向之一基于ArcGIS平台下ArcSWAT模块,本文以汉江上游流域（安康水文站以上地区）为研究对象,利用数字高程模型、气象、土壤和土地／覆盖等数据构建的汉江上游流域水文过程模型。首先分析不同集水阈值对水文特征提取及其对水文过程的影响,确定模型最适集水阈值;其次分析DEM和土地利用的粒度变化对数据自身表达产生的影响,进一步探讨多尺度DEM和LUCC数据粒度变化对水文过程影响的敏感性并揭示其规律,为水文过程研究的尺度转换提供依据;最后,构建汉江上游高精度水文过程模型,利用SWAT-CUP软件对模型进行参数敏感性分析和率定,对模型的适用性进行验证,并对该地区进行近40年降雨-径流关系的时空变化分析,揭示降雨对水文过程的重要性。主要研究内容和结论如下：（1）子流域划分及水文过程分析结果。集水阈值越小,子流域划分个数越多,增加水文响应单元破碎性,模型计算效率低,但对出水口的径流量和含沙量影响不明显。40000hm2集水该阈值保证河道基本特征和水文过程模拟的准确性,是汉江上游流域的模拟最佳阈值。（2）地形尺度分析结果。对比流域面积不同的三个流域地形特征发现,随着采样单元面积的不断增大,三个流域地形特征变化规律一致,高程最大值和高差趋于减少,最小值趋于增大,流域的平均高程和标准差分别呈现缓慢的增加和减小趋势。最大值坡度、平均坡度和坡度标准差均呈现减小的趋势。270m分辨率的DEM的地形特征与30mDEM位移最小,是地形的特征尺度。（3）地形尺度水文过程分析结果。随着DEM采样网格面积的增大,小流域产沙量采样网格从30m到1020m水平呈现下降趋势与平均坡度相关性极显著,可控制性。汉江上游产沙量和径流量都呈现波动时下降趋势,当网格在30m-270m水平,粒度变化对水文过程影响的规律性明显,可以利用一定的数学模型进行概括,对水文过程的研究DEM分辨率可以上推270m。（4）不同分辨率LUCC格局分析结果。在分辨率30m-300m水平下采样时,各斑块面积大小变幅较小,均呈微小波动。聚集度降低明显,Shannon多样性指数呈现微小的波动,面积加权分维数在分辨率为300m的时候面积加权分维数与30m时相近,在120m时由于波峰。当采样网格大于300m水平时,重采样时栅格象元面积越大,图斑边界和面积差异就越大,面积变化具有不确定性。面积加权分维数不断下降,聚集度区域平稳,Shannon多样性指数放大式波动,土地利用类型明显不均衡。（5）不同分辨率LUCC水文过程分析结果。采样网格在30m-300m的水平下,汉江上游地区土地利用格局变化相对较弱,对水文过程的影响不敏感。采样网格大于300m时,土地利用格局变化变化相对明显,但其变化模式对水文过程比较复杂。整体上,土地利用数据粒度变化对SWAT模型的水文过程模拟影响较弱,SWAT模型适用于大时间和空间尺度的土地利用变化分析。（6）构建汉江上游地区SWAT模型采用高精度数据,选择1999年-2004年为模型率定期,利用GLUE模型进行SWAT模型参数敏感性分析,并进行校正,模拟结果较好（R2=0.85,Ens=0.78,RSR=0.46）。提取2005年-2010年出水口径流数据与安康站的实测数据进行验证,相关性系数R2为0.87,Ens和RSR分别为0.95和0.22,参数均在要求范围内且为优质解,说明模精度高,模拟结果可信赖。（7）降雨量是整个水文过程的动力来源,在不同尺度上其影响很明显。流域内年均降雨量空间分布处于680-1412mm,基本上呈现南高北低的态势;各子流域的年均径流深高低分布与年均降雨量空间分布一致,且高低极值区域相同,径流深最高为668mm,最低为133mm。各子流域年均径流深年际变化强烈于降雨量,该地区径流量的变化影响因子不仅仅是降雨量主导的,还有其他因子在干扰其变化。论文特色在于：以往尺度研究中,粒度变化区间过大且变化范围较小,本文分别从30m为数据源,利用最邻近采样方法重采样成栅格单元为60m、90m、120m、150m、180m、210m、240m、270m、300m、360m、420m、480m、540m、600m、660m、720m、780m、840m、900m、960m和1020m共22个尺度下分别对DEM和LUCC数据进行景观格局分析,并进行水文过程模拟和输入数据敏感性分析,弥补了景观生态学研究中粒度变化的不足,为水文过程研究的尺度转换提供依据。景观格局往往仅研究格局本身数量和配置变化,并未深层次研究格局变化带来的生态意义。本文着眼于景观格局和生态过程的研究,基于A

关键词：汉江上游 SWAT模型尺度响应 DEM 土地利用/覆盖

基于多尺度的南方典型红壤区生态系统服务权衡与协同关系研究

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基于多尺度的南方典型红壤区生态系统服务权衡与协同关系研究

作者：姜兴雪福建师范大学

学位级别：硕士

我国南方红壤区由于降水强度大且集中、地形起伏明显且坡度大,诸多因素导致水土流失严重,是我国第二大土壤侵蚀区。通过探究生态系统服务不同尺度的权衡协同关系及其背后的驱动因素,可以对南方红壤区生态建设提供科学评估。因此,本文以... 详细信息

我国南方红壤区由于降水强度大且集中、地形起伏明显且坡度大,诸多因素导致水土流失严重,是我国第二大土壤侵蚀区。通过探究生态系统服务不同尺度的权衡协同关系及其背后的驱动因素,可以对南方红壤区生态建设提供科学评估。因此,本文以南方红壤区闽粤赣三地为研究区,选取2000年、2010年、2020年为研究时间,采用行政分区、流域分区、水土保持区划、网格分区4类等级的11种尺度,综合利用土地利用、土壤、气象、统计年鉴等多源数据,以Arc GIS软件为基础工具建立空间数据库,借助In VEST模型对应的测算模块对产水量、土壤保持、固碳量、食物供给、生境质量5项生态系统服务进行估算,通过SPSS软件中的皮尔逊相关分析法判断生态系统服务的权衡与协同关系,借助热点分析工具得出生态系统服务冷热点,通过主成分分析法对生态系统服务进行分类,采用空间叠置法判断生态系统服务簇及需求分区,使用皮尔逊相关分析探究生态系统服务权衡关系的尺度响应特征,最后通过Geodetector工具分析生态系统服务及其权衡关系的驱动因子。主要结论如下:(1)南方典型红壤区不同生态系统服务时空差异明显。2000-2020年研究区产水量时空差异十分显著、土地利用类型差异一般显著:随时间产水量呈现-69%～82%的变化,随土地利用类型不同产水量的区别在26%～35%之间,空间上产水量高值由南部向北部转移明显;研究区土壤保持时间差异十分显著、空间差异和土地利用类型差异一般显著:随时间土壤保持呈现-79%～313%的变化,随土地利用类型不同土壤保持的区别在12%～45%之间,空间上土壤保持高值转移不明显;研究区固碳量时空差异较不显著、土地利用类型差异一般显著:随时间固碳量呈现-11%～8%的变化,随土地利用类型不同固碳量呈现7%～40%的差异,空间上固碳量转移较不明显;研究区食物供给时间差异与土地利用类型差异十分显著、空间差异不明显:随时间食物供给变化在17%～80%之间,随土地利用类型不同食物供给的区别在11%～189%之间,空间上食物供给高值转移不明显;研究区生境质量时间差异较显著、土地利用类型差异和空间差异不显著:随时间生境质量变化在-51%～1%之间,随土地利用类型不同生境质量的区别在3%～18%之间,空间上生境质量高值转移不明显。(2)南方典型红壤区的生态系统服务存在明显的冷热点与主成分分类。研究区产水量与土壤保持的生态系统服务冷热点随时间呈现显著变化,其余生态系统服务随时间差异不明显,仅冷热点强弱发生变化。主成分分析结果表明,前三主成分可以良好解释研究区的生态系统服务能力,包括第一主成分:支持服务(生境质量、固碳量、土壤保持),第二主成分:调节服务(产水量),第三主成分:供给服务(食物供给)。(3)南方典型红壤区生态系统服务之间权衡与协同关系存在时空差异与流向变化。2000-2020年每两项生态系统服务间权衡与协同关系随时间变化呈不同程度的增强或减弱,其中权衡关系包括产水量与固碳量、产水量与生境质量等,协同关系包括产水量与食物供给、土壤保持与固碳量等;2000-2020年权衡与协同关系的空间变化有所差异,如福州市等地区呈协同关系,九江市等地区呈权衡关系,研究区各市在2000年主要以协同为主,在2010年主要以权衡为主,2020年研究区权衡区域与协同区域几乎持平;2000-2020年每两项生态系统服务间权衡与协同关系的流转变化中,大部分原始关系保留,其余部分均不同程度地转向相异关系,两两生态系统服务之间的关系仍以权衡为主。(4)南方典型红壤区的生态系统服务的综合分区存在明显空间差异。研究区存在大量的单项和多项权衡协同关系不匹配区域,其中单项或双项重点治理区占大部分,主要分布在研究区北部和西部,较易进行规划与治理;研究区三项、四项乃至五项重点综合治理区分布较为零散,主要分布在研究区中部、东南部和西南部,规划治理较为棘手,需要政府和相关部门、社会和地方达成生态与经济的双重协商,实现分级治理。(5)南方典型红壤区不同研究尺度下生态系统服务权衡与协同关系存在差异。不同行政、流域、水土保持区划、网格尺度下生态系统服务关系存在差异,其中精确值排序为:10km尺度>20km尺度>县级尺度>50km尺度>100km尺度>市级尺度>三级流域>三级水保区划尺度>二级流域尺度>二级水保区划尺度>省级尺度。随着尺度的缩小,大部分区域发生权衡关系的强弱变化或者协同关系的高低变化;小部分随着行政尺度缩小发生权衡与协同的相反变化,这与样本数量有着直接关系。(6)南方典型红壤区生态系统服务权衡与协同关系的驱动因子中,年均降水、高程、农作物播种面积、城镇化水平等是其主要影响因素;生态系统服务的驱动因子中,高程、年均降水、人均GDP等主要影响产水量;公路密度、第一产业产值、农作物播种面积等主要影响土壤保持;公路密度

关键词：南方红壤区生态系统服务权衡与协同冷热点生态系统服务簇尺度响应驱动因素

鄱阳湖流域生态系统服务价值尺度分异及影响因素

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鄱阳湖流域生态系统服务价值尺度分异及影响因素

作者：毕曼玉江西师范大学

学位级别：硕士

生态系统服务功能对于维持区域生态平衡,改善区域环境,促进区域可持续发展至关重要。本文以鄱阳湖流域为研究对象,基于1990-2020年土地利用数据,分析土地利用动态度和土地转移方向;运用当量因子法,建立鄱阳湖流域生态系统服务价值评估模... 详细信息

生态系统服务功能对于维持区域生态平衡,改善区域环境,促进区域可持续发展至关重要。本文以鄱阳湖流域为研究对象,基于1990-2020年土地利用数据,分析土地利用动态度和土地转移方向;运用当量因子法,建立鄱阳湖流域生态系统服务价值评估模型,基于格网、乡镇、小流域和县域尺度刻画生态系统服务价值的时空演变格局,探索鄱阳湖流域生态系统服务价值研究的理想尺度;基于镇域尺度利用地理探测器和地理加权回归模型揭示鄱阳湖流域生态系统服务价值的影响机制与作用程度的空间差异。研究得到以下结论:(1)鄱阳湖流域土地利用类型以耕地和林地为主,占鄱阳湖流域总面积的80%以上,耕地主要分布在流域中部的鄱阳湖平原,林地主要分布在流域边界处及南部的山地。1990-2020年间,鄱阳湖流域土地利用变化显著,流域内约有30%的土地发生地类转化,主要聚集在鄱阳湖周边地区、流域内地级市的主城区。在研究期内,鄱阳湖流域的土地利用结构变化明显,耕地、林地和未利用地面积逐年减少,草地面积先降后升,建设用地面积呈持续增长趋势,2000年之后建设用地的面积增长幅度较大。不同用地类型的转化中,耕地和林地之间的转化最为频繁,其次是耕地与建设用地、林地与建设用地、林地与草地之间的地类转化。(2)1990-2020年间,流域生态系统服务价值总值由3346.09增加至3350.96亿元,呈先增后减的变化态势,但增大于减,2020年鄱阳湖流域生态系统服务价值总量仍比1990年高。鄱阳湖为流域内单位面积生态系统服务价值的高值区,鄱阳湖周边是流域内单位面积生态系统服务价值的低值分布区。流域单位面积生态系统服务价值量总体呈“北高南低、西低东高”的分布格局。鄱阳湖流域单位面积生态系统服务价值量呈现空间正相关,且空间相关性在研究时段内不断增强。冷热点分析结果表明,鄱阳湖流域大部分地区处于非冷点和非热点区域,空间集聚性较差,生态系统服务价值的热点区集中在鄱阳湖流域,冷点区则零星分布在赣江两侧及鄱阳湖周边地区。(3)不同尺度下鄱阳湖流域生态系统服务价值的时空演变分析可以看出,随着尺度的变化,流域内生态系统服务价值呈现不同的演变特征,尺度越小,对于生态系统服务价值的表达越精细,时空演变特征越明显。通过对鄱阳湖流域生态系统服务价值的尺度响应特征进行分析可得,四类尺度类型下格网尺度下的莫兰指数最高,乡镇尺度的莫兰指数与格网尺度更为接近,且乡镇尺度上生态系统服务价值的变异系数在各尺度间居于最大为0.96,蕴含的空间信息差异较大,因此是研究鄱阳湖流域生态系统服务价值空间分异的理想尺度,且乡镇尺度单元不仅研究尺度更为精细,也有利于生态修复和调控举措的实施。(4)乡镇单元为鄱阳湖流域生态系统服务价值研究的理想尺度,地理探测器结果表明,生态用地占比、NPP和DEM是导致鄱阳湖流域镇域尺度下生态系统服务价值空间分异的主要因素。交互探测结果显示,驱动因子间任意两个驱动因子的交互对生态系统服务价值产生的影响均大于单因子的作用,因此流域治理要采取综合措施,达到“1+1>2”的效果。地理加权回归的结果表明,某一驱动因子对生态系统服务的影响在不同区域的影响程度不同,研究结果为流域内采取差异化生态管理方式提供数据支撑。

关键词：生态系统服务价值尺度响应空间分异驱动机制鄱阳湖流域

武汉市生态系统服务供需关系及其空间变异研究

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武汉市生态系统服务供需关系及其空间变异研究

作者：满嫄华中农业大学

学位级别：硕士

森林、湿地等自然生态系统发挥着重要且多样的生态系统服务,是人类社会赖以生存和发展的基础。但气候变化和人类活动的持续增加改变着各类生态系统的结构与功能,导致全球生态系统服务不同程度受胁或退化。同时,城市化过程迅速改变着城... 详细信息

森林、湿地等自然生态系统发挥着重要且多样的生态系统服务,是人类社会赖以生存和发展的基础。但气候变化和人类活动的持续增加改变着各类生态系统的结构与功能,导致全球生态系统服务不同程度受胁或退化。同时,城市化过程迅速改变着城市及周边地区人口分布和土地利用覆盖格局,并导致生态系统服务需求变化。两方面因素的共同作用加剧了城市化地区生态系统服务供需关系的不平衡性和变异性。在此背景下,理解城市及城市化地区生态系统服务供给-传递-消费过程变异性和复杂性成为区域可持续发展中面临的最关键的科学问题之一,对此仍缺乏深入理解。本研究旨在通过武汉市生态系统服务供给与需求空间变异研究,揭示城市化地区生态系统服务供需关系的空间变异规律及其尺度响应规律,为城市化地区生态系统服务管理及林草湿地分区治理提供科学依据。本研究基于气象数据、土壤数据、土地利用/覆盖数据、归一化植被指数及社会人口经济数据等,选择物质产品供给、水资源供给、水质净化、固碳、土壤保持及游憩6项生态系统服务指标,评估了武汉市生态系统服务供给量与需求量,分析了生态系统服务供给与需求的空间分异特征;运用供需比方法刻画了生态系统服务供需关系的空间变异规律;利用单变量空间自相关方法比较格网尺度、小流域尺度、乡镇尺度等尺度变化情境下生态系统服务供需关系的尺度响应规律;并采用双变量空间自相关方法定量评估城市化水平与生态系统服务供需关系的相关关系,在此基础上进一步探讨了基于生态系统服务供需关系的生态功能分区治理策略。主要研究结果如下:(1)武汉市生态系统服务供给存在空间异质性。物质产品供给呈现四周高,中部低的分布格局,值域为0～10010.95kg·ha-1y-1。水资源供给值域为5165.83～19576.40m3·ha-1yr-1,中部及东南部供给能力较高;水质净化及固碳呈现相似的分布格局,整体呈南北高,中部低的空间分布特征,值域分别为0～8.89kg·ha-1yr-1及0～4698.92kg·ha-1yr-1;除木兰山区外,其余区域土壤保持供给量较低,值域为0～382.10t·ha-1yr-1;但游憩服务在武汉市全域范围内分布较为均匀,值域范围为0～1088.89人·ha-1。(2)武汉市生态系统服务需求的呈现空间分布不均衡特征。物质产品供给、固碳、水资源供给与水质净化需求均呈现出中部高,四周低的分布格局,值域分别为 0.09～129224kg·ha-1yr-1、223.19～165449m3·ha-1yr-1、0.14～1521.32kg·ha-1yr-1、1.58～2.33 × 106kg·ha-1yr-1。土壤保持需求全域范围较低,值域为0～64.37t·ha-1yr-1。中心城区游憩需求量较高,但整体分布较为均匀,需求范围为 0～1088.89 人·ha-1。(3)武汉市生态系统服务供需关系空间异质性明显,且中心城区供需错配现象较远城区突出,中心城区整体呈现供给赤字的状态。固碳服务、水质净化服务在远城区总体呈现供需较为平衡状态,物质产品供给、水资源供给及土壤保持则呈现盈余状态。全市域范围内各项服务的供需比值域为:粮食生产(-1.95～0.04)、水产品供给(-1.072～0.927)、水资源供给(-1.651～0.204)、水质净化(-1.988～0.011)、固碳(-1.996～0.003)、土壤保持(-0.018～1.678)、游憩(-0.011～1.901)。(4)武汉市生态系统关键服务间的关系具有明显的尺度复杂性。生态系统服务供需比对于评价单元尺度变化敏感,水质净化服务在500m×500m格网尺度下呈现较低的空间离散分布模式,但随着尺度扩大,水质净化服务呈现出空间聚集的分布模式。其余各项生态系统服务在越小的格网评价单元尺度下,其空间集聚效应更强,而随着评估尺度单元的扩大,空间集聚效应有所降低,不同服务对尺度单元变化的敏感程度不同。(5)生态系统服务供需关系与城市化梯度间关系复杂。城市化水平较高区域的生态系统服务供需关系表现为更多受需求影响,除土壤保持服务外,其余各项服务均呈较为强烈的供给赤字状态。低城市化区域生态系统服务供需关系则更多由供给与需求共同决定。且不同服务供需关系与城市化梯度空间负相关程度不同,由大到小排序分别为:水资源供给(-0.581)、固碳(-0.507)、水质净化(-0.477)、物质产品供给(-0.476)、土壤保持(-0.137)、游憩(-0.111)。本研究揭示出武汉市城市化梯度对生态系统服务供需关系影响突出,生态系统服务供需关系具有明显的空间分异特征,且在不同空间尺度下呈现差异化的空间分布模式。在森林、湿地等生态资源保护与修复过程中,应统筹考虑重点生态建设项目,明确区域需求结构组成与自然资源供给能力,选择合适的尺度单元进行生态功能分区并实施差异化的经营管理策略

关键词：生态系统服务供需关系城市化尺度响应空间异质性武汉市