基于CA-Markov的江漢平原生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值動(dòng)態(tài)模擬——以湖北省潛江市為例
發(fā)布時(shí)間:2021-11-18 23:14
[目的]江漢平原為典型快速城市化區(qū)域,文章以地處江漢平原腹地的潛江市為例,研究其土地利用及生態(tài)環(huán)境發(fā)展趨勢(shì),旨在指導(dǎo)土地利用規(guī)劃及生態(tài)經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展,為類似區(qū)域提供參考。[方法]以1995—2015年5期土地利用矢量圖為基礎(chǔ)數(shù)據(jù),采用修正的生態(tài)服務(wù)價(jià)值當(dāng)量系數(shù)計(jì)算各年份生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值(Ecosystem Services Value,ESV),繪制空間分布圖,分析其時(shí)空變化特征。并采用CA-Markov模型對(duì)2035年土地利用空間格局進(jìn)行模擬,分析2015—2035年ESV變化趨勢(shì)。[結(jié)果]2000年前后城鎮(zhèn)化速度差異明顯,總體上生態(tài)用地在不斷減少,潛江市土地利用方式有待轉(zhuǎn)型;1995—2015年,潛江市ESV變化呈現(xiàn)"急速增加—銳減—恢復(fù)增加"的模式,水域面積變動(dòng)是ESV變化的根本原因;面積起伏不大的耕地對(duì)生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定十分重要,但林地、濕地、草地生態(tài)服務(wù)價(jià)值占比都有減小的趨勢(shì),表明生態(tài)環(huán)境發(fā)展并不樂(lè)觀;1995—2015年ESV空間分布發(fā)生了顯著變化,高值區(qū)逐漸以返灣湖為中心集聚分布,并存在向南擴(kuò)大態(tài)勢(shì),低值區(qū)呈條帶狀分布于中心城區(qū);敏感性指數(shù)計(jì)算結(jié)果表明計(jì)算結(jié)果較為科學(xué); CA-M...
【文章來(lái)源】:中國(guó)農(nóng)業(yè)資源與區(qū)劃. 2020,41(04)北大核心CSSCICSCD
【文章頁(yè)數(shù)】:9 頁(yè)
【部分圖文】:
1995年和2015年潛江市生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值空間分布
高值區(qū)的擴(kuò)大與水域面積的增多相契合,水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的繁茂不僅帶來(lái)經(jīng)濟(jì)效益,也提升了區(qū)域ESV。低值區(qū)的擴(kuò)張則反映了潛江市城鎮(zhèn)化與工業(yè)化的迅速發(fā)展,發(fā)展的代價(jià)卻是生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的降低。由以上分析,得知ESV高值及低值具有較強(qiáng)的空間集聚性,這為當(dāng)?shù)卣岣邊^(qū)域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值提供一種思路,即以高值聚集區(qū)為中心,復(fù)制中心區(qū)土地利用空間格局,逐漸改善周邊生態(tài)環(huán)境,優(yōu)化土地利用結(jié)構(gòu),使聚集區(qū)不斷擴(kuò)張。2.4 敏感性分析
采用經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的CA-Markov模型,以2015年為基期,迭代次數(shù)設(shè)為20,模擬2035年潛江市土地利用圖(圖3a),并計(jì)算ESV(表4、圖3b)。與1995—2015年土地利用變化情況對(duì)比, 2015—2035年,耕地不增反減,減幅達(dá)9%; 草地、林地的狀況有所好轉(zhuǎn),開(kāi)始大幅增長(zhǎng); 建設(shè)用地、水域的擴(kuò)張速度減緩,約為之前增幅的1/6; 濕地的縮減速度明顯降低,減幅下降65%。可見(jiàn),生態(tài)用地狀況好轉(zhuǎn),土地利用結(jié)構(gòu)趨于優(yōu)化,生態(tài)環(huán)境正向積極的方向發(fā)展。值得關(guān)注的是,城鎮(zhèn)工礦及蝦池魚(yú)塘不斷侵占耕地,致使耕地大幅減少,給區(qū)域糧食安全帶來(lái)一定威脅,如何均衡兩者發(fā)展趨勢(shì),既能確保工業(yè)、水產(chǎn)經(jīng)濟(jì)提升,又能有效保護(hù)耕地,是當(dāng)?shù)卣畬⒁媾R的一大難題?臻g上,建設(shè)用地集中于東北方,一直在向東西擴(kuò)張,主干道兩邊也逐漸有帶狀建設(shè)用地分布; 水域分布較廣,集中于西南方,還在向南蔓延; 濕地集中于北部河岸,而東荊河沿岸的濕地已經(jīng)變成耕地; 林地、草地在東南方及北方分布較多。2035年潛江市ESV為46.66億元,較2015年減少0.65億元,減幅為1.37%。由此來(lái)看,潛江市生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能略有下降。水域生態(tài)價(jià)值增量最大,為1.63億元; 耕地減量最大,為1.80億元,其次為建設(shè)用地,為0.83億元。水域面積擴(kuò)張創(chuàng)造的正向生態(tài)服務(wù)價(jià)值小于耕地與建設(shè)用地帶來(lái)的負(fù)向價(jià)值,因此總體呈下降趨勢(shì)。水域與耕地依然是ESV最重要的組成部分,水域占比提高了4%,而耕地下滑了3%。從空間分布來(lái)看,以返灣湖為中心的高值聚集區(qū)向西南發(fā)展,有擴(kuò)大趨勢(shì),東荊河北段出現(xiàn)4等區(qū),說(shuō)明北段河流水量較為豐富,此處的4等區(qū)成為中部偏北、偏東兩個(gè)低值區(qū)之間的屏障,有效地抑制了低值區(qū)的蔓延融合; 3等區(qū)分布更加分散,不過(guò)依然環(huán)繞分布于高值聚集區(qū); 2等區(qū)分布沒(méi)發(fā)生明顯變化; 1等聚集區(qū)明顯向東西方向蔓延,正響應(yīng)建設(shè)用地的擴(kuò)張方向。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于CA-Markov模型的哈爾濱市土地利用變化預(yù)測(cè)研究[J]. 李志明,宋戈,魯帥,王蓓,徐四桂. 中國(guó)農(nóng)業(yè)資源與區(qū)劃. 2017(12)
[2]基于MCE-CA-Markov的三峽庫(kù)區(qū)土地利用演變模擬及預(yù)測(cè)[J]. 張曉娟,周啟剛,王兆林,王福海. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2017(19)
[3]基于CA-Markov模型的喀斯特地區(qū)縣域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值動(dòng)態(tài)模擬[J]. 呂國(guó)屏,廖承銳,徐雁南,張婷,李海東. 南京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2017(05)
[4]基于CA-Markov模型的烏江下游地區(qū)土地利用變化情景分析[J]. 吳晶晶,田永中,許文軒,肖悅,謝瑩,程玉絲. 水土保持研究. 2017(04)
[5]基于CA-Markov模型的艾比湖濕地自然保護(hù)區(qū)土地利用/覆被變化及預(yù)測(cè)[J]. 井云清,張飛,張?jiān)? 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào). 2016(11)
[6]土地利用變化影響下洞庭湖地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的時(shí)空演變[J]. 李濤,甘德欣,楊知建,王寬,齊增湘,李暉,陳希. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào). 2016(12)
[7]基于土地利用的北京市農(nóng)業(yè)生態(tài)服務(wù)價(jià)值評(píng)估研究[J]. 趙姜,龔晶,孟鶴. 中國(guó)農(nóng)業(yè)資源與區(qū)劃. 2015(05)
[8]長(zhǎng)三角地區(qū)土地利用時(shí)空變化對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的影響[J]. 劉桂林,張落成,張倩. 生態(tài)學(xué)報(bào). 2014(12)
[9]土地利用變化對(duì)艾比湖流域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的影響[J]. 白澤龍,包安明,常存,李琴,努爾家依·熱介夫. 水土保持通報(bào). 2013(01)
[10]貴州省土地利用及其生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值與灰色預(yù)測(cè)[J]. 李正,王軍,白中科,郭義強(qiáng),余莉. 地理科學(xué)進(jìn)展. 2012(05)
本文編號(hào):3503815
【文章來(lái)源】:中國(guó)農(nóng)業(yè)資源與區(qū)劃. 2020,41(04)北大核心CSSCICSCD
【文章頁(yè)數(shù)】:9 頁(yè)
【部分圖文】:
1995年和2015年潛江市生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值空間分布
高值區(qū)的擴(kuò)大與水域面積的增多相契合,水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的繁茂不僅帶來(lái)經(jīng)濟(jì)效益,也提升了區(qū)域ESV。低值區(qū)的擴(kuò)張則反映了潛江市城鎮(zhèn)化與工業(yè)化的迅速發(fā)展,發(fā)展的代價(jià)卻是生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的降低。由以上分析,得知ESV高值及低值具有較強(qiáng)的空間集聚性,這為當(dāng)?shù)卣岣邊^(qū)域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值提供一種思路,即以高值聚集區(qū)為中心,復(fù)制中心區(qū)土地利用空間格局,逐漸改善周邊生態(tài)環(huán)境,優(yōu)化土地利用結(jié)構(gòu),使聚集區(qū)不斷擴(kuò)張。2.4 敏感性分析
采用經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的CA-Markov模型,以2015年為基期,迭代次數(shù)設(shè)為20,模擬2035年潛江市土地利用圖(圖3a),并計(jì)算ESV(表4、圖3b)。與1995—2015年土地利用變化情況對(duì)比, 2015—2035年,耕地不增反減,減幅達(dá)9%; 草地、林地的狀況有所好轉(zhuǎn),開(kāi)始大幅增長(zhǎng); 建設(shè)用地、水域的擴(kuò)張速度減緩,約為之前增幅的1/6; 濕地的縮減速度明顯降低,減幅下降65%。可見(jiàn),生態(tài)用地狀況好轉(zhuǎn),土地利用結(jié)構(gòu)趨于優(yōu)化,生態(tài)環(huán)境正向積極的方向發(fā)展。值得關(guān)注的是,城鎮(zhèn)工礦及蝦池魚(yú)塘不斷侵占耕地,致使耕地大幅減少,給區(qū)域糧食安全帶來(lái)一定威脅,如何均衡兩者發(fā)展趨勢(shì),既能確保工業(yè)、水產(chǎn)經(jīng)濟(jì)提升,又能有效保護(hù)耕地,是當(dāng)?shù)卣畬⒁媾R的一大難題?臻g上,建設(shè)用地集中于東北方,一直在向東西擴(kuò)張,主干道兩邊也逐漸有帶狀建設(shè)用地分布; 水域分布較廣,集中于西南方,還在向南蔓延; 濕地集中于北部河岸,而東荊河沿岸的濕地已經(jīng)變成耕地; 林地、草地在東南方及北方分布較多。2035年潛江市ESV為46.66億元,較2015年減少0.65億元,減幅為1.37%。由此來(lái)看,潛江市生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能略有下降。水域生態(tài)價(jià)值增量最大,為1.63億元; 耕地減量最大,為1.80億元,其次為建設(shè)用地,為0.83億元。水域面積擴(kuò)張創(chuàng)造的正向生態(tài)服務(wù)價(jià)值小于耕地與建設(shè)用地帶來(lái)的負(fù)向價(jià)值,因此總體呈下降趨勢(shì)。水域與耕地依然是ESV最重要的組成部分,水域占比提高了4%,而耕地下滑了3%。從空間分布來(lái)看,以返灣湖為中心的高值聚集區(qū)向西南發(fā)展,有擴(kuò)大趨勢(shì),東荊河北段出現(xiàn)4等區(qū),說(shuō)明北段河流水量較為豐富,此處的4等區(qū)成為中部偏北、偏東兩個(gè)低值區(qū)之間的屏障,有效地抑制了低值區(qū)的蔓延融合; 3等區(qū)分布更加分散,不過(guò)依然環(huán)繞分布于高值聚集區(qū); 2等區(qū)分布沒(méi)發(fā)生明顯變化; 1等聚集區(qū)明顯向東西方向蔓延,正響應(yīng)建設(shè)用地的擴(kuò)張方向。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于CA-Markov模型的哈爾濱市土地利用變化預(yù)測(cè)研究[J]. 李志明,宋戈,魯帥,王蓓,徐四桂. 中國(guó)農(nóng)業(yè)資源與區(qū)劃. 2017(12)
[2]基于MCE-CA-Markov的三峽庫(kù)區(qū)土地利用演變模擬及預(yù)測(cè)[J]. 張曉娟,周啟剛,王兆林,王福海. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2017(19)
[3]基于CA-Markov模型的喀斯特地區(qū)縣域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值動(dòng)態(tài)模擬[J]. 呂國(guó)屏,廖承銳,徐雁南,張婷,李海東. 南京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2017(05)
[4]基于CA-Markov模型的烏江下游地區(qū)土地利用變化情景分析[J]. 吳晶晶,田永中,許文軒,肖悅,謝瑩,程玉絲. 水土保持研究. 2017(04)
[5]基于CA-Markov模型的艾比湖濕地自然保護(hù)區(qū)土地利用/覆被變化及預(yù)測(cè)[J]. 井云清,張飛,張?jiān)? 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào). 2016(11)
[6]土地利用變化影響下洞庭湖地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的時(shí)空演變[J]. 李濤,甘德欣,楊知建,王寬,齊增湘,李暉,陳希. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào). 2016(12)
[7]基于土地利用的北京市農(nóng)業(yè)生態(tài)服務(wù)價(jià)值評(píng)估研究[J]. 趙姜,龔晶,孟鶴. 中國(guó)農(nóng)業(yè)資源與區(qū)劃. 2015(05)
[8]長(zhǎng)三角地區(qū)土地利用時(shí)空變化對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的影響[J]. 劉桂林,張落成,張倩. 生態(tài)學(xué)報(bào). 2014(12)
[9]土地利用變化對(duì)艾比湖流域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的影響[J]. 白澤龍,包安明,常存,李琴,努爾家依·熱介夫. 水土保持通報(bào). 2013(01)
[10]貴州省土地利用及其生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值與灰色預(yù)測(cè)[J]. 李正,王軍,白中科,郭義強(qiáng),余莉. 地理科學(xué)進(jìn)展. 2012(05)
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