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黄河流域大型天然湖泊面积与岸线形态的时空动态

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应用生态学报 2023年第4期34卷 1102-1108页

作者：瞿植罗漫雅赵永华杨舒媛韩磊穆琪长安大学土地工程学院西安710054 自然资源部退化及未利用土地整治工程重点实验室西安710054 陕西省土地整治重点实验室西安710054 陕西省土地整治工程技术研究中心西安710054

天然湖泊对黄河流域的河道流量具有重要的调蓄功能,对区域生态环境、生态系统服务具有重要作用,是黄河流域生态保护和高质量发展的重要保障。本研究采用Landsat TM/OLI遥感影像,研究了1990—2020年黄河流域内东平湖、扎陵湖、鄂陵湖3个... 详细信息

天然湖泊对黄河流域的河道流量具有重要的调蓄功能,对区域生态环境、生态系统服务具有重要作用,是黄河流域生态保护和高质量发展的重要保障。本研究采用Landsat TM/OLI遥感影像,研究了1990—2020年黄河流域内东平湖、扎陵湖、鄂陵湖3个具有代表性的大型天然湖泊的面积变化,并采用景观生态学方法,分析岸线、岸带的形态特征变化,以及各景观指标间的关系。结果表明:扎陵湖和鄂陵湖的湖泊主体面积主要呈扩张趋势,而东平湖主体面积在1990—2000、2010—2020年间明显收缩,3个湖泊的面积变化均主要位于河流入湖口附近。东平湖岸线形态较复杂,其湖岸带景观的破碎程度和聚集程度发生显著变化;扎陵湖的岸线近圆率随着湖泊面积的扩张呈逐渐下降趋势,其湖岸带斑块数量变化明显;鄂陵湖的湖岸带景观分维数均值相对较高,其湖岸带景观的复杂性较强,并且2000—2010年间的湖岸斑块数量显著增长。同时,存在某些湖泊岸线及岸带景观指数显著相关的现象,湖泊近圆率、岸线发育系数的变化显著引起了岸带斑块密度的变化。

关键词：黄河流域湖泊面积湖泊形态湖泊岸线遥感监测

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秦岭生态系统服务协同与权衡的时空异质性

应用生态学报 2022年第8期33卷 2057-2067页

作者：王茜穆琪罗漫雅赵永华杨舒媛张磊瞿植长安大学土地工程学院西安710054 陕西省土地整治重点实验室西安710054 自然资源部退化及未利用土地整治工程重点实验室西安710054 陕西省土地整治工程技术研究中心西安710054

秦岭是我国重要的生态功能区,探究秦岭生态系统服务权衡与协同关系对区域的生态保护和高质量发展意义重大。本研究基于遥感、气象、土壤质地等数据,在分析2000、2010和2020年土地利用时空变化的基础上,采用CASA、InVEST和RUSLE模型计算... 详细信息

秦岭是我国重要的生态功能区,探究秦岭生态系统服务权衡与协同关系对区域的生态保护和高质量发展意义重大。本研究基于遥感、气象、土壤质地等数据,在分析2000、2010和2020年土地利用时空变化的基础上,采用CASA、InVEST和RUSLE模型计算秦岭地区植被固碳量、产水量、生境质量和土壤保持量,并探讨空间异质性特征及生态系统服务关系。结果表明:2000-2020年,研究区耕地、草地面积持续减少,林地和建设用地面积增长,水域和未利用地变化不明显。研究区固碳量东高西低,呈增长趋势;产水量持续减少,呈现南坡高、北坡低的格局;生境质量稳定增长;土壤保持量先增后减。不同地类的生态系统服务各有差异,同一地类的各个生态系统服务也各不相同。全域尺度下固碳与土壤保持、生境质量与土壤保持、固碳与生境质量皆呈协同关系,固碳与产水、土壤保持与产水、生境质量与产水为权衡关系,但不同条件下服务量间的关系存在明显差异。研究结果有助于降低权衡风险,使总体效益最大化,可为促进生态高质量发展、实现自然资源管理与人类福祉的双赢提供参考依据。

关键词：土地利用变化生态系统服务权衡协同秦岭

陕北黄土高原植被恢复与生态系统服务的时空关系

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应用生态学报 2022年第10期33卷 2760-2768页

作者：叶璇康帅直赵永华韩磊项曦明李帆长安大学土地工程学院西安710054 自然资源部退化及未利用土地整治工程重点实验室西安710054 陕西省土地整治重点实验室西安710054 陕西省土地整治工程技术研究中心西安710054

陕北黄土高原作为退耕还林还草核心区域,是地表格局及植被显著变化的区域之一。评估植被恢复成果及其对生态系统服务的影响,对促进区域生态环境提升具有重要作用。本研究选择植被覆盖度作为指标评估区域植被恢复状况,以碳固定服务、土... 详细信息

陕北黄土高原作为退耕还林还草核心区域,是地表格局及植被显著变化的区域之一。评估植被恢复成果及其对生态系统服务的影响,对促进区域生态环境提升具有重要作用。本研究选择植被覆盖度作为指标评估区域植被恢复状况,以碳固定服务、土壤保持服务、生境质量及产水服务作为指标表征区域生态系统服务,分析权衡协同关系及不同尺度的时空变化,同时运用双变量空间自相关分析植被恢复对生态系统服务的影响。结果表明:2000—2020年,陕北黄土高原植被覆盖度呈波动上升趋势,年均值由31.7%升至47.1%,植被改善显著;研究区碳固定服务、土壤保持服务呈明显上升趋势,生境质量几乎保持不变,产水服务先升后下降总体呈上升趋势,各生态系统服务时空变化存在明显的尺度效应;4种生态系统服务间的关系主要为协同;植被覆盖与生态系统服务之间存在显著的空间依赖性,相关程度存在一定差异,植被覆盖度对土壤保持服务影响最明显,其次为碳固定服务,而植被覆盖增强条件下林草耗水增多则导致区域产水量下降,造成一定的负效应。总的来说,陕北黄土高原地区植被建设已取得显著成效,生态环境得到明显改善。

关键词：植被覆盖度生态系统服务时空变化双变量空间自相关

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西安市生态环境及城市发展质量评估

应用生态学报 2022年第9期33卷 2485-2492页

作者：任堃罗漫雅赵永华韩玲张磊杨舒媛长安大学土地工程学院西安710054 陕西省土地整治重点实验室西安710054 自然资源部退化及未利用土地整治工程重点实验室西安710054 陕西省土地整治工程技术研究中心西安710054

良好的生态环境是推动城市高质量发展的重要基础,决定了城市建设水平与人居环境质量。以西安市为研究区,计算遥感生态指数(RSEI)评估城市生态环境状况;构建城市高质量发展评价指标体系,使用全排列多边形图示法评估城市发展质量;再运用... 详细信息

良好的生态环境是推动城市高质量发展的重要基础,决定了城市建设水平与人居环境质量。以西安市为研究区,计算遥感生态指数(RSEI)评估城市生态环境状况;构建城市高质量发展评价指标体系,使用全排列多边形图示法评估城市发展质量;再运用耦合协调度模型分析两者耦合协调度的时间变化趋势。结果表明:西安市城市生态状况呈南高北低的格局,2010—2020年RSEI整体呈上升趋势,但城内六区的RSEI一直在降低,周边区县的RSEI基本保持不变或有所提升;西安市城市发展质量有所提升,城市发展质量等级为较低级别,城市发展3个子系统的质量提升具有不均衡性,提升幅度为生态子系统>经济子系统>社会子系统;西安市两类指数的耦合协调度提高,协调水平从勉强协调提升为初级协调。

关键词：遥感生态指数全排列多边形图示法高质量发展耦合协调性西安市

近二十年郑州市生态环境质量时空变化及驱动因素分析

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自然资源遥感 2023年

作者：奥勇汪雅王晓峰吴京盛张亦恒李雪娇陕西省土地整治重点实验室长安大学土地工程学院自然资源部退化及未利用土地整治工程重点实验室

生态环境质量是地区发展水平的重要组成部分,客观定量地对其进行长时序动态监测与分析,可为城市可持续发展和生态环境建设提供科学依据。基于Landsat遥感影像,通过主成分分析法构建遥感生态指数(RSEI)作为评价指标,运用Sen+Mann-Kendal... 详细信息

生态环境质量是地区发展水平的重要组成部分,客观定量地对其进行长时序动态监测与分析,可为城市可持续发展和生态环境建设提供科学依据。基于Landsat遥感影像,通过主成分分析法构建遥感生态指数(RSEI)作为评价指标,运用Sen+Mann-Kendall趋势分析、Hurst指数、地理探测器探究郑州市2001—2020年生态环境质量时空变化特征以及各驱动因子影响程度。研究表明:(1)2001—2020年郑州市整体生态环境质量处于中等水平,生态环境指数呈先下降再上升再下降趋势,空间分布表现为东部平原低,西南山地丘陵高。除2010年受高温影响生态环境质量恶化面积大幅增加外,区域总体生态环境质量以不变和轻微改善为主。(2)2001—2020年郑州市生态环境质量变化趋势显著,上升趋势区域占比56.34%,下降趋势区域占比42.26%。结合Hurst指数,东部生态环境质量下降趋势区域未来变化以持续性特征为主,西南部生态环境质量上升趋势区域未来变化以反持续性特征为主。(3)驱动力分析表明,过去20年土地利用类型和人口密度是影响郑州市生态环境质量变化的主要因子,其解释力强度明显高于其他因素。高程和年均降水等自然因素影响力逐渐减弱,而反映城市化水平的夜间灯光指数影响力逐渐增强。研究可为郑州市生态环境评价与保护工作提供科学依据。

关键词：生态环境质量遥感生态指数 Sen+Mann-Kendall Hurst指数地理探测器

西安市建设用地扩张与生境质量变化及其耦合协调关系研究

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干旱区资源与环境 2023年第10期37卷 56-64页

作者：肖欢员学锋杨悦马超群长安大学土地工程学院西安710054 陕西省土地整治重点实验室西安710054

建设用地快速扩张的背景下,如何合理保护生态环境,维持城市建设与环境协调可持续发展,是各大城市面临的一个现实且重要的问题。文中基于土地利用数据,运用综合指数法、InVEST模型和耦合协调度模型,从栅格尺度对西安市2000-2020年建设用... 详细信息

建设用地快速扩张的背景下,如何合理保护生态环境,维持城市建设与环境协调可持续发展,是各大城市面临的一个现实且重要的问题。文中基于土地利用数据,运用综合指数法、InVEST模型和耦合协调度模型,从栅格尺度对西安市2000-2020年建设用地扩张特点与生境质量时空变化进行分析,并进一步探究其耦合协调关系。研究表明:1)2000-2020年,西安市建设用地面积大幅增加,西安市建设用地扩张综合指数先持续增强后减弱,扩张形态偏离圆形,扩张模式以蔓延式为主,有向“东北-西南”方向扩张的趋势。2)西安市整体生境质量呈现小幅下降趋势,在空间上有“北部低、南部高”的特点,且生境质量在等级上有分别向两极转化的趋势。3)西安市建设用地扩张与生境质量耦合协调度呈现出先增加后减小再增加的“N”型变化趋势,但多年均值为0.269,为中度失调状态。根据研究结果,西安市建设用地扩张与生境质量之间的耦合协调还处于相互拮抗期,未来在制定规划策略时,应将发展建设与生态环境两头抓,加快实现区域动态协调发展。

关键词：建设用地扩张生境质量 InVEST模型耦合协调模型西安市

2000—2020年黄河流域土地生态质量及其变化趋势预测

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干旱区地理 2023年第10期46卷 1654-1662页

作者：刘佳琪周璐红席小雅长安大学土地工程学院陕西西安710054 陕西省土地整治重点实验室陕西西安710054

黄河流域生态保护对我国高质量发展具有重要战略意义。从生态本底、生态结构、生态效益、生态胁迫4方面构建土地生态质量评价指标体系,基于理想点法对2000、2005、2010、2015、2020年黄河流域土地生态质量进行评价,结合Slope趋势预测及... 详细信息

黄河流域生态保护对我国高质量发展具有重要战略意义。从生态本底、生态结构、生态效益、生态胁迫4方面构建土地生态质量评价指标体系,基于理想点法对2000、2005、2010、2015、2020年黄河流域土地生态质量进行评价,结合Slope趋势预测及F显著性检验模型对2025年黄河流域土地生态质量变化趋势进行预测,并对预测结果进行冷热点分析,以探究2025年流域土地生态质量发展趋势集聚区。结果表明:(1)2000—2020年黄河流域土地生态质量呈东南部、西南部整体高于东北部、西北部的分布特征。(2)2000—2020年黄河流域土地生态质量整体较低,但呈自东南部向西北部逐渐好转的态势。(3)2000年黄河流域土地生态本底质量较差的中上游区域质量上升空间大,好转现象明显。(4)2025年黄河流域土地生态质量呈上升趋势的区域主要集聚在流域甘肃段东部和中部、宁夏段南部,位于黄土高原生态功能保护区;土地生态质量可能会下降的区域,部分集聚于流域青海段西南部的黄河源生态功能保护区,部分集聚于流域内蒙古段西北部。黄河流域西北部要持续推进生态治理,为区域高质量发展奠定生态基础,流域东南部在加强生态保护和监测的同时继续推进经济发展,实现经济与生态互相促进的良性发展。

关键词：土地生态质量理想点法 Slope趋势预测黄河流域

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神木市生态安全格局构建与生态问题定量诊断

生态学报 2023年第1期43卷 82-94页

作者：卫新东林良国冯小龙王晓峰孔德豪蔺康莉杨洁长安大学土地工程学院西安710054 长安大学地球科学与资源学院西安710054 陕西省国土整治中心(陕西省土地科技创新中心) 西安710082 陕西省土地整治重点实验室西安710054 自然资源部退化及未利用土地整治工程重点实验室西安710075

黄河流域生态保护和高质量发展是重大的国家战略,县域生态安全格局构建与生态问题定量诊断是实施生态保护修复的最基本单元。以神木市为研究对象,首先,基于电路理论构建神木市生态安全格局,将识别出的生态夹点、生态障碍点和低质量生态... 详细信息

黄河流域生态保护和高质量发展是重大的国家战略,县域生态安全格局构建与生态问题定量诊断是实施生态保护修复的最基本单元。以神木市为研究对象,首先,基于电路理论构建神木市生态安全格局,将识别出的生态夹点、生态障碍点和低质量生态空间作为生态修复关键区域;其次,通过构建生态问题指标体系,在生态修复关键区域内定量化诊断现存生态问题;最后,通过生态问题指数(EPI)测算结果划定生态修复分区。研究表明:(1)神木市生态源地面积为411.64km^(2),以草地为主,主要分布在中部、东部和南部地区,源间生态廊道共63条,总长度约610.71km,中部地区的生态廊道较东南部密度大。(2)基于生态安全格局识别的生态修复关键区域包括生态夹点415个,面积达30.55km^(2);生态障碍点341个,面积共计25.72km^(2);低质量生态空间面积为1043.73km^(2)。(3)生态修复关键区域内土壤侵蚀主要以微度侵蚀为主;地质灾害多发于采矿区以及黄土丘陵沟壑区;水源涵养低值区主要分布在低质量生态空间;林地和草地的退化程度呈现东部较中部和西南部低的分布特征;耕地破碎化程度则呈现东部和东南部较高、中部和西南部较低的特征;荒漠化指数高值区主要分布在低质量生态空间的沙地;部分河流、湖泊和湿地以及植被随着时间变化向非生态用地转变。(4)根据EPI测算结果,生态修复关键区域可再划分为生态保育区、生态提升区、重点控制区和重点修复区,未来应结合各区的空间分布特征与土地利用现状,开展针对性的生态修复。研究结果为生态安全格局构建和生态问题定量化诊断提供理论依据,对于践行绿色发展理念,助推黄河流域生态保护和高质量发展具有重要意义。

关键词：生态安全格局关键区域识别生态问题诊断生态修复分区神木市

基于DPSIR模型的黄土高原生态敏感性演变格局及驱动力分析

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农业工程学报 2023年第9期39卷 241-251,F0003页

作者：李帆贾夏赵永华奥勇韩磊刘钊丁诗雨长安大学土地工程学院西安710054 长安大学水利与环境学院西安710054 陕西省土地整治重点实验室西安710054 自然资源部退化及未利用土地整治工程重点实验室西安710054 陕西省土地整治工程技术研究中心西安710054

摸清生态系统敏感性时空演变格局,对其驱动因素及未来发展趋势进行探测是修复和提高生态系统稳定性的重要内容。黄土高原是世界上水土流失最严重和生态环境最脆弱的地区之一,探究该地区生态敏感性时空演变特征及驱动因素,科学划分生态... 详细信息

摸清生态系统敏感性时空演变格局,对其驱动因素及未来发展趋势进行探测是修复和提高生态系统稳定性的重要内容。黄土高原是世界上水土流失最严重和生态环境最脆弱的地区之一,探究该地区生态敏感性时空演变特征及驱动因素,科学划分生态敏感性治理分区对于促进国家生态文明建设具有重要意义。基于“驱动-压力-状态-影响-响应”(driving-pressure-state-impact-response,DPSIR)框架,耦合空间距离指数和全排列多边形图示指标法构建生态敏感性指标体系,使用地理信息演变图谱和地理探测器研究黄土高原2000—2020年5个时间点生态敏感性时空格局和驱动力,最终划分生态敏感性治理分区。结果表明:(1)研究期内黄土高原生态敏感性表现为西北高、东南低的分布特征,时间上先增加后下降。(2)研究期内黄土高原生态敏感性转移类型以波动稳定型为主,生态改善区面积占比最大(35.17%),变化0次和1次的面积占比62.06%,生态环境演变稳定向好。(3)生态敏感性的各驱动因素中,NDVI和降水量以及两者与其他因子的交互作用对于黄土高原生态敏感性具有明显的驱动作用。(4)2030年低度敏感将成为黄土高原的主要敏感类型;沙地和农灌区以及黄土高塬沟壑区的中西部是生态敏感性治理的重点地区。整体来看,黄土高原生态环境有所好转,生态治理措施取得了积极成效,该研究可为黄土高原生态治理及高质量发展提供参考。

关键词：生态模型分区敏感性时空演变驱动力分析趋势预测黄土高原