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基于invest模型的雅鲁藏布江流域土壤保持及影响因素研究

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环境保护科学 2024年

作者：格桑卓玛王菲朱晓东南京大学环境学院

基于invest泥沙输移比模块和地理探测器的方法，对雅鲁藏布江流域2000—2020年土壤保持进行时空演变特征和影响因子的评析。结果显示：(1)2000年、2010年、2020年雅江流域单位面积土壤保持量分别为：80312.6 t/km2、90194.5 t/km2、8471... 详细信息

基于invest泥沙输移比模块和地理探测器的方法，对雅鲁藏布江流域2000—2020年土壤保持进行时空演变特征和影响因子的评析。结果显示：(1)2000年、2010年、2020年雅江流域单位面积土壤保持量分别为：80312.6 t/km2、90194.5 t/km2、84717.5 t/km2，多集中在雅江下游大峡谷附近，上、中游地区的土壤保持量年际变化不明显。(2)土壤保持核心区以林地为主，裸地土壤保持功能最弱；随着海拔、坡度的递增，流域土壤保持量呈先上升后下降的倒“U”型趋势。(3)植被覆盖度及年降雨量是影响流域土壤保持功能的主要因子，多年平均q值为0.46、0.43，表明流域水土治理工作中，应因地制宜实施植被建设，严控农业用地。该结论可为青藏高原及西藏自治区环境管理、决策制定给出数据支持，助力实现地区生态环境与经济社会的可持续发展。

关键词：土壤保持 invest 泥沙输移比地理探测器雅鲁藏布江流域

Spatiotemporal evolution and prediction of habitat quality in Hohhot City of China based on the invest and CA-Markov models

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Journal of Arid Land 2023年第1期15卷 20-33页

作者： LUAN Yongfei HUANG Guohe ZHENG Guanghui College of Environmental Science and Engineering North China Electric Power UniversityBeijing 102206China School of Environment Beijing Normal UniversityBeijing 100875China School of Architecture and Art Central South UniversityChangsha 410083China

With the acceleration of urbanization,changes in the urban ecological environment and landscape pattern have led to a series of prominent ecological environmental *** order to better coordinate the balanced relationship between city and ecological environment,we selected land use change data to evaluate the habitat quality in Hohhot City of China,which is of great practical significance for regional urban and economic ***,the integrated valuation of ecosystem services and tradeoffs(invest)and Cellular Automata-Markov(CA-Markov)models were used to analyze,predict,and explore the Spatiotemporal evolution path and characteristics of urban land use,and forecast the typical evolution pattern of land use in *** results showed that the land use types in Hohhot City changed significantly from 2000 to 2020,and the biggest change took place in cultivated land,grassland,shrub,and artificial *** decrease of cultivated land area and the increase of artificial surface area were the main impact trend of land use *** average value of habitat quality had been decreasing continuously from 2000 to 2020,and the values of habitat degradation were 0.2605,0.2494,and 0.2934 in 2000,2010,and 2020,respectively,showing a decreasing *** decrease of habitat quality was caused by the needs of economic development and urban construction,as well as the impact of land *** this evolution,many cultivated land and urban grassland had been converted into construction *** simulated land use changes in 2030 are basically the same as those during 2000-2020,and the habitat quality will still be *** regional changes are influenced by the urban rapid development and industrial *** results can provide decision-making reference for regional urban planning and management as well as habitat quality evaluation.

关键词： land use urbanization invest CA-Markov habitat quality Hohhot City

基于invest与CA-Markov模型生态系统服务功能时空变化研究 ——以云龙水库为例

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基于InVEST与CA-Markov模型生态系统服务功能时空变化研究 ——以...

作者：刘安友昆明理工大学

学位级别：硕士

随着昆明市社会经济和城市建设的快速发展,昆明市人民生活生产对水资源的需求也随之加大,为解决昆明市人民群众的生产生活用水问题,自2007年开始云龙水库便成为昆明市最大的集中式饮用水水源地,承担了昆明市70%的人民生产生活用水。水... 详细信息

随着昆明市社会经济和城市建设的快速发展,昆明市人民生活生产对水资源的需求也随之加大,为解决昆明市人民群众的生产生活用水问题,自2007年开始云龙水库便成为昆明市最大的集中式饮用水水源地,承担了昆明市70%的人民生产生活用水。水源地生态环境的变化将会直接影响云龙水库是否能够安全、绿色、环保、高效、可持续性的为昆明市饮用水提供保障。本文以云龙水库流域作为研究区,选取2000年、2010年和2020年三个土地利用具有代表性的年份为研究期,基于云龙水库流域DEM、气象、土壤等数据,运用Arc GIS地理信息系统软件和In VEST生态系统服务功能评估模型,对云龙水库流域产水量、水质净化、水土保持三项生态系统服务功能进行了模拟评估,从归一化、土地利用动态度和协调度等方面对评估结果进行分析,并对云龙水库流域2020年生态系统服务进行重要性等级划分,最后结合CA-Markov模型对未来土地利用进行预测,进一步分析未来土地利用变化与生态系统服务功能的变化关系。本次主要研究成果如下:(1)产水量服务功能模拟评估结果。2000～2020年云龙水库流域产水量服务能力变化趋势为先降低后提升,2000年、2010年和2020年三期平均产水量分别为324mm、253mm、332mm,空间格局分布整体表现为由西南向东北逐渐增加;流域内不同土地利用类型按产水能力排序为城乡用地>耕地>草地>林地。(2)水质净化服务功能模拟评估结果。2000～2020年云龙水库流域水质净化服务能力变化趋势为逐步提高,2000、2010和2020年三期氮输出量分别为103.11t、92.79t、81.76t,磷输出量分别为6.92t、6.19t、5.41t,流域内氮、磷输出量逐步减少;三期氮、磷输出量分布格局均为中部高,四周低,总体表现为由中间向四周不断减少,随着研究区内海拔上升而下降;流域内不同土地利用类型按水质净化能力排序为水域>林地>草地>城乡用地>耕地。(3)水土保持服务功能模拟评估结果。2000～2020年云龙水库流域水土保持服务能力逐步提高,土壤保持量增加,2000、2010和2020年三期土壤保持量分别为273.16万t、297.19万t、367.49万t;流域内各区域土壤保持量分布相对均匀,其中土壤保持能力较强区域多为东北部山区、山谷及水系附近;不同土地利用类型按水土保持能力排序为耕地>水域>林地>草地>城乡用地。(4)生态系统服务功能综合评估结果。通过对2000～2020年云龙水库流域生态系统综合服务能力进行评估,表明流域内西北部与东北部地区生态系统服务能力较高,而中部库区、山谷、水系附近生态系统服务能力较低;2020年流域内生态系统服务为一般重要、中等重要、重要、极重要四个等级面积占比依次为24.09%、22.88%、25.21%、27.82%,一般重要性区域主要位于库区、河道及流域东北部低海拔地区,而极重要区域则主要位于流域内西北部与东北部地区,20年间流域内土地利用类型的转变与各项生态系统服务功能基本处于协调发展水平。(5)2030年土地利用情景下生态系统服务功能模拟评估结果。对2030年土地利用情景进行预测,在预测情景下,产水量与水土保持两项生态系统服务能力有所提高,但水质净化服务能力大幅下降,整体生态系统服务能力下降。流域内林地面积的减少及耕地面积的增加会使土壤潜在侵蚀量大幅增长,导致水土流失风险加大。研究成果表明,相比于2000年,2020年云龙水库流域产水量、水质净化、水土保持三项生态系统服务能力均有所上升,整体生态系统综合服务能力水平提高,不同土地利用类型的转变与各项生态系统服务功能基本处于协调发展水平;云龙水库流域内生态系统综合服务能力最高的土地利用类型为林地,在流域内未来经济社会发展、土地利用规划和水源地保护过程中,应继续完善水源地生态保护政策,加大水源地保护力度,优化流域产业结构,鼓励农民发展生态农业,促进农村经济与生态环境保护协调发展。

关键词：生态流域云龙水库土地利用 invest CA-Markov

基于invest模型和最小成本路径的城市绿色空间生境网络构建方法研究——以南京为例

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中国园林 2023年第1期39卷 53-58页

作者：曹加杰傅剑玮南京林业大学南京210037

提出以城市绿色空间为载体,选取不同生境类型、对城市化适应能力不同的物种为目标物种,结合物种观测数据和invest模型生境质量评估模块进行生境源地的识别及成本面信息的提取,应用最小成本路径综合模拟出城市绿色空间生境网络的方法。... 详细信息

提出以城市绿色空间为载体,选取不同生境类型、对城市化适应能力不同的物种为目标物种,结合物种观测数据和invest模型生境质量评估模块进行生境源地的识别及成本面信息的提取,应用最小成本路径综合模拟出城市绿色空间生境网络的方法。以南京为例,选取了9种鸟类作为目标物种,分析了其现状城市绿色空间网络结构。结果表明,迁移能力和城市化适应能力对物种分布的范围和生境类型的广泛程度影响较大。现状网络对城市化适应能力强或迁移能力强的物种较友好,对城市化适应能力差且迁移能力弱的物种有严重不良影响。对于综合的网络,中部的核心区多但被建设区割裂,北部的核心区少而分散,南部的核心区少但联系紧密,三部分的主要连通性结构为滁河、溧水河、秦淮河、秦淮新河和较连续的山林地或水库坑塘。此外,在半自然生境斑块内也生成了许多分散路径,部分联系紧密的斑块形成了组团结构。最后,根据以上结果提出了相应建议。

关键词：风景园林城市绿色空间生境网络 invest 最小成本路径生物多样性

基于MSPA-invest模型的水网乡村绿色基础设施网络构建研究——以吴江东北片区为例

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西北林学院学报 2022年第6期37卷 183-191页

作者：丁金华孙琦钱晶苏州科技大学建筑与城市规划学院江苏苏州215011

苏南水网乡村作为长三角一体化发展的重要区域,经济快速发展的同时,建设强度也在不断增加,水网空间面临着巨大冲击,乡村环境问题日益突出,构建绿色基础设施(GI)网络保护和恢复水网乡村生态环境,对建设长三角生态绿色一体化发展示范区具... 详细信息

苏南水网乡村作为长三角一体化发展的重要区域,经济快速发展的同时,建设强度也在不断增加,水网空间面临着巨大冲击,乡村环境问题日益突出,构建绿色基础设施(GI)网络保护和恢复水网乡村生态环境,对建设长三角生态绿色一体化发展示范区具有关键作用。以苏州市吴江东北片区为研究区域,综合运用MSPA-invest模型识别GI网络中心,采用最小累积阻力模型和重力模型提取GI连接廊道,叠加孤岛和连接廊道选取GI独立场地。结果表明,吴江东北片区大尺度GI网络中心连通性尚好,中小尺度GI网络中心连通性欠缺,生境质量整体较高;通过识别网络中心16个、连接廊道120条(重要连接廊道35条)、独立场地8个,构建水网乡村绿色基础设施网络,为长三角一体化发展战略背景下的水网乡村生态文明建设提供新思路。

关键词：绿色基础设施 MSPA invest 水网乡村

基于invest模型的王快水库流域生态系统服务功能评估及权衡/协同关系

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水电能源科学 2022年第11期40卷 60-63,81页

作者：和思羽张蕾河北农业大学城乡建设学院河北保定071000

白洋淀上游和太行山区的王快水库流域兼具生态保护与经济发展的双重功能。采用invest模拟分析了王快水库流域2005~2010年的水源供给、生境质量、碳储量及土壤保持四个生态系统服务功能,并进一步探究各生态系统服务功能之间的权衡/协同... 详细信息

白洋淀上游和太行山区的王快水库流域兼具生态保护与经济发展的双重功能。采用invest模拟分析了王快水库流域2005~2010年的水源供给、生境质量、碳储量及土壤保持四个生态系统服务功能,并进一步探究各生态系统服务功能之间的权衡/协同关系。结果表明,2005~2010年,王快水库流域平均产水深度减少了7.83 mm;每栅格单元平均土壤保持量和碳储量分别增加了39.77、8.87 t;生境质量指数增长了0.113。王快水库流域2005、2010年各土地利用类型面积与对应的生态系统服务值变化趋势一致,草地大面积转出为林地是产水深度减少、土壤保持量增加、碳储存量增加和生境质量指数增加的主要影响因素。土壤保持和碳储存在子流域和整个流域均呈显著正相关,即协同关系。该研究可为优化区域生态格局提供理论支撑。

关键词：王快水库流域 invest 生态系统服务功能偏相关分析

基于invest生境质量模型与景观格局指数的山地植物多样性变化研究——以甘肃白龙江流域为例（英文）

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Journal of Geographical Sciences 2019年第7期29卷 1193-1210页

作者：巩杰谢余初曹二佳黄秋燕李红瑛 Key Laboratory of Western China's Environmental Systems (Ministry of Education) College of Earth and Environmental Sciences Lanzhou University Lanzhou 730000 China Key Laboratory of Environment Change and Resources Use in Beibu Gulf (Ministry of Education) Nanning Normal University Nanning 530001 China Key laboratory of Agro-ecological Processes in Subtropical Region Institute of Subtropical Agriculture CAS Changsha 410125 China

Mountains in western China, hosted rich biodiversity and millions of people and inhabitant with vital ecosystem services, had experienced the most serious biodiversity loss with fragile ecological problems. Even though increasing attentions had been paid to this issue, we still lacked efficient methods to assess the change of plant biodiversity at medium/large scale due to the poor data and co-existing multiple habitat types. This study proposed an integrated method combining invest-habitat quality model, NPP and landscape pattern indexes to analyze the spatial heterogeneity of plant biodiversity and its spatiotemporal change on raster cell scale. The results indicated that plant biodiversity service was high in Bailongjiang watershed with obvious spatial pattern variations. The land area containing higher plant biodiversity were 3161 km2, which mainly distributed in the National Nature Reserve and forestry area. While the areas with lower plant biodiversity accounted for 37.67% and mainly distributed in the valleys between Zhouqu-Wudu-Wenxian County, the valley of Minjiang in Tanchang County and alpine mountain snow-covered regions. During 1990–2010, plant biodiversity level tended to increase and the higher plant biodiversity area increased from 14.13% to 17.15% due to ecological restoration and afforestation, while plant biodiversity decreased in the area with intensive human activities, such as cultivated land, urban and rural land. The results showed that combining invest-habitat quality model, NPP and landscape pattern indexes can effective reveal mountain plant biodiversity change. The study was useful for plant biodiversity conservation policy-making and human activity management for the disaster-impacted mountainous areas in China.

关键词： spatial change habitat quality landscape pattern plant biodiversity conservation: invest model Bailongjiang watershed in Gansu Province

基于invest模型的北京山区2015和2020年生境质量分析

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林业与环境科学 2023年第3期39卷 34-42页

作者：郭潘李鑫冯丽马晓燕北京农学院园林学院北京102200

人类的生命活动依赖于生态系统所提供的各项服务,生物多样性的重要性已经得到了全球范围内的广泛共识。良好的生境条件可以为物种提供适宜的栖息、繁殖空间,丰富生物多样性程度。以北京山区为研究对象,利用invest模型的生境质量板块分... 详细信息

人类的生命活动依赖于生态系统所提供的各项服务,生物多样性的重要性已经得到了全球范围内的广泛共识。良好的生境条件可以为物种提供适宜的栖息、繁殖空间,丰富生物多样性程度。以北京山区为研究对象,利用invest模型的生境质量板块分析生境质量。首先,对北京山区整体生境进行分析,结果显示,北京山区整体以林地为主,生境质量评为优良的面积在85%以上,生境质量良好。其次,分等级对比2015和2020年北京山区生境质量的变化,同时结合土地利用转移矩阵,进一步分析地类变化和生境质量变化的联系。结果表明5年间北京山区部分耕地和草地被开发建设,生境质量有所下降,但整体平稳。因此提出重视山区草地及灌丛生境的保护、提升现有绿地生态效益、构建建设用地和绿地的制约平衡关系的提升策略。

关键词：生境质量 invest 北京山区土地利用

基于MCE-CA-Markov和invest模型的伊犁谷地碳储量时空演变及预测

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农业资源与环境学报 2021年第6期38卷 1010-1019页

作者：史名杰武红旗贾宏涛朱磊董通何盘星杨强军新疆农业大学草业与环境科学学院乌鲁木齐830052 新疆土壤与植物生态过程重点实验室乌鲁木齐830052

陆地生态系统碳源与碳汇的变化与土地利用/覆被变化(LUCC)的演变密切相关,为探讨土地利用变化对陆地生态系统碳储量的影响机制,基于1980—2020年LUCC数据集,通过多评价准则(Multi-criteria evaluation,MCE)的元胞自动机(Cell automata,... 详细信息

陆地生态系统碳源与碳汇的变化与土地利用/覆被变化(LUCC)的演变密切相关,为探讨土地利用变化对陆地生态系统碳储量的影响机制,基于1980—2020年LUCC数据集,通过多评价准则(Multi-criteria evaluation,MCE)的元胞自动机(Cell automata,CA)和马尔科夫链(Markov chain)模型,模拟伊犁谷地2030年的LUCC时空动态,耦合invest模型探讨土地利用变化下伊犁谷地1980—2030年陆地生态系统碳储量的时空演变格局。结果表明,MCE-CA-Markov模型预测LUCC数据集与2000、2010年和2020年实际LUCC精度检验的Kappa系数分别为0.9291、0.8755和0.9297,模型模拟普适性较高,可对后续碳储量时空演变格局进行精准评估。利用invest模型估算的伊犁谷地1980年总碳储量约为1114.95 Tg,预计至2030年总碳储量呈逐期下降趋势,累计净减少65.94 Tg,其中林草地面积的退缩是致使碳储量下降的主导因素。伊犁谷地碳储量空间分布总体上表现为高值区域环绕低值区域,呈嵌套分布。碳密度的高值区域分布在南部和北部山区林草地,而低值区域仅集中在中部河谷平原附近。研究土地利用变化对陆地生态系统碳储量的影响可为研究区碳库管理提供数据支持,为制定碳固存和环境保护政策提供理论参考。

关键词：土地利用变化碳储量 MCE-CA-Markov invest 伊犁谷地