基于SRP概念模型的沂蒙山区生态环境脆弱性评价

基于生态敏感性-生态恢复力-生态压力度(SRP)概念模型,选取景观多样性指数、土壤侵蚀、高程等13个评价指标,在GIS环境下,结合空间主成分分析法和层次分析法,对沂蒙山区生态环境脆弱性进行评价,并根据生态环境脆弱性指数(EVI)值,将研究区生态环境脆弱度分为5级:微度脆弱(<1.8)、轻度脆弱(1.8～2.8)、中度脆弱(2.8～3.5)、重度脆弱(3.5～4.0)和极度脆弱(>4.0).结果表明:沂蒙山区生态环境脆弱性以中度脆弱性为主,其中,微度、轻度、中度、重度和极度脆弱区面积分别占研究区总面积的6.1%、33.8%、43.3%、15.9%和0.9%,重度和极度脆弱区主要集中在地形较复杂的山地丘陵区或人类活动强度较大的丘陵和平原过渡交错带.     

基于格网的南昌市生态环境脆弱性评价

科学评价生态环境的脆弱性,对合理利用土地资源和促进区域生态安全具有重要意义。以公里格网为基本评价单元,以快速城市化区域典型代表南昌市为研究区,通过SRP概念模型构建评价指标体系并选取17个评价指标,基于空间主成分分析法、全局Moran′s I指数以及LISA聚类图,量化分析了2000—2015年南昌市生态环境脆弱性的时空分布特征及驱动力。结果表明:(1)2000—2015年南昌市生态环境脆弱性呈现由轻度脆弱向中度脆弱演变的趋势;(2)2000—2015年南昌市各县(区)生态环境脆弱性差异明显,东湖区、西湖区、青山湖区、青云谱区、湾里区脆弱性程度最高,其他县(区)脆弱性增幅较大;(3)2000和2015年南昌市生态环境脆弱性具有明显的空间自相关性,且为正相关,高高聚集区主要分布在极度脆弱区,低低聚集区与微度和轻度脆弱区相关;(4)研究时段内,南昌市生态环境脆弱性主要驱动力为人口密度、人均GDP、人均耕地、坡度、地形起伏度、年均气温、极端最高温、极端最低温、年均降水量。     

三江源地区生态环境脆弱性评价

三江源地区的生态问题对全国经济和生态具有十分重要的影响,研究、分析其生态环境脆弱性具有重要的理论和现实意义。本文基于生态敏感性-生态恢复力-生态压力概念模型(SRP),选取了气温、降水、地形起伏度等16个评价指标,使用层次分析法(AHP)与主成分分析法相结合的手段,建立了三江源地区生态环境脆弱性评价指标体系,通过计算生态环境脆弱性指数(EEVI)对研究区生态环境进行定量分析与评价。结果表明:三江源地区生态环境以中度脆弱区为主,所占面积比例为45.55%,轻微、轻度、重度、极度脆弱区分别占总面积的5.76%、23.12%、20.14%和5.43%,重度与极重脆弱区集中分布在地形复杂的西北部裸地、低植被覆盖地带及人口、经济活动压力较大的东北部地区。     

基于SRP模型的四川省生态脆弱性评价

综合评价四川省生态环境脆弱性, 掌握四川省生态脆弱性的时空分布特征, 有助于为生态环境治理和修复工作的实施与改进提供理论支持。以土地利用数据、DEM数据、MODIS 13Q数据、气象数据、土壤数据等为基础地理数据, 选取人口密度、土壤有机质、景观多样性指数、土壤侵蚀强度、生物丰度、植被净初级生产力等17个评价指标, 基于地理信息技术和遥感技术, 结合SRP模型, 采用层次分析方法构建四川省生态脆弱性评价指标体系, 对四川省2005—2018年的生态环境脆弱性进行评价。结果表明: 四川省生态环境脆弱性以中度脆弱为主, 占全省总面积的55.11%。空间分布上, 微度、轻度脆弱区主要分布在研究区的东南部、西南部和西北部; 重度脆弱区主要分布在研究区的东北部、西南部和东部; 极度脆弱区主要分布在研究区的中部、东北部、西部和西南部。时间变化上, 2005—2010年四川省生态环境脆弱性呈逐年恶化的趋势, 微度、轻度脆弱面积占比较2005年分别下降了1.67%、29.87%, 中度、重度、极度脆弱面积占比较研究初期分别增加了1.07%、27.7%、2.77%; 2010-2018年四川省生态环境脆弱性呈不断改善的趋势, 微度、轻度、中度脆弱面积占比分别较2010年增加了3.36%、9.4%、12.84%, 重度、极度脆弱面积占比较2010年下降了22.39%、1.2%。     

宁夏贺兰山国家级自然保护区建立前后区域生态脆弱性时空格局变化研究

以宁夏贺兰山为研究对象,基于VSD模型从暴露、敏感、适应三方面构建指标体系,通过SERV模型进行生态脆弱性评估,定量测度了1988和2013年国家级自然保护区建立前后宁夏贺兰山生态脆弱性的时空格局。结果表明:保护区建立25年后,宁夏贺兰山生态脆弱性明显降低,生态脆弱性分级指数从7.4下降至5.3,区域生态环境由原先的强度脆弱为主降低为中度脆弱。空间上来看,生态脆弱性整体呈现中部高四周低的分布格局。其中极度和重度脆弱区大范围减少,主要转化为中度和轻度脆弱区,但仍有部分中度和轻度脆弱区转化为极度和重度脆弱区。本研究有助于全面掌握宁夏贺兰山的生态脆弱程度及时空分异特性,对识别关键脆弱环境因子、提高生态环境治理具有重要意义。     

贵阳市岩溶山区快速城市化地区生态脆弱性评价

【摘要】为了揭示岩溶山地快速城市化地区生态系统的脆弱性, 以贵阳市为案例区, 利用VSD 模型(Vulnerability Scoping Diagram)对贵阳市的生态脆弱性进行生态脆弱性评价, 对极度脆弱区进行归因分析并针对不同生态脆弱性分区提出相应的优化调控对策。研究结果表明: (1)贵阳市云岩区、南明区、花溪区、白云区和观山湖区生态暴露度、敏感度和适应力普遍较高, 乌当区、清镇市、修文县、息烽县和开阳县相对较低, 整体上呈现“南高北低”的格局。(2)从生态脆弱性分区来看, 白云区、观山湖区、云岩区、南明区和花溪区为极度脆弱区, 乌当区和息烽县为高度脆弱区, 修文县为中度脆弱区, 清镇市为轻度脆弱区, 开阳县为微度脆弱区。(3)虽然经济发展水平越高的区域在居民保护意识和环保投资等评价指标上占有一定的优势, 但暴露度、敏感性高是导致生态系统极度脆弱的重要原因。贵阳市应依托其丰富的自然资源和生态优势, 促进岩溶山地城市安全发展、城市空间结构优化和生态宜居城市建设。     

基于暴露-敏感-适应性模型的生态脆弱性时空变化评价及相关分析——以中国大运河苏州段为例

为了及时掌握运河流域生态系统脆弱性的真实状况,以中国大运河苏州段区域为例,基于VSD模型建立生态脆弱评价指标体系,结合层次分析法-熵权法以及遥感-地理信息系统技术,以栅格为基础评价单元,运用空间叠置分析计算生态脆弱度,揭示其生态脆弱性时空分布格局及演变趋势。通过生态环境脆弱性综合评价及相关分析,其结果表明：(1)2008—2018十年间研究区生态脆弱度以潜在脆弱和轻微脆弱为主,合计占比从62.63%增长到68.79%,非常脆弱区与极度脆弱区占比较小,合计占比从22.45%下降到15.61%;(2)研究区生态恢复情况良好,根据时空演变趋势将研究区划分为生态修复区、生态持平区和生态退化区,生态修复率为37.09%,生态持平率为37.93%,生态退化率为24.89%;(3)对生态修复区与生态退化区进行划分,各包含四种等级区,其中生态修复区以Ⅰ级修复区为主,占比为13.31%;生态退化区以Ⅰ级和Ⅱ级退化区为主,合计占比为18.80%,Ⅳ级退化区占比仅有1.50%。     

基于SRP模型的西南喀斯特山区生态脆弱性时空变化特征

生态脆弱性评价作为可持续发展的核心要素之一, 对区域生态管理和决策具有重要意义。基于SRP模型, 选择人类活动、经济发展、地形、气象、土壤、植被状况、植被生产力等指标构建西南喀斯特山区生态脆弱性评价框架, 通过熵权法确定指标权重, 分析该区2000—2018年不同地貌区、海拔梯度的生态脆弱性时空变化特征。结果表明: (1)研究区生态系统由中度-重度脆弱性转变为轻度-中度脆弱性, 生态脆弱性在空间上呈北高南低、中部高四周低的分布特征, 其变化呈显著下降趋势。(2)不同地貌区生态脆弱性指数(EVI)均呈下降趋势, 且差异较大, 岩溶高原区的生态环境最为脆弱, 而其他喀斯特地貌区的生态环境较为脆弱, 非喀斯特地貌区生态环境最好。(3)不同海拔梯度EVI均呈下降趋势, 而低山丘陵、低中山、中高山的EVI差异较小, 高山区的EVI远高于前三个海拔梯度, 高山区生态环境最为脆弱, 低山丘陵区域的生态环境最好。     

海平面上升影响下长江口滨海湿地脆弱性评价

研究滨海湿地对气候变化的响应,评估气候变化对其影响,并提出切实可行的应对策略,是保障海岸带生态系统安全的重要前提.本研究以长江口滨海湿地为对象,采用"源-途径-受体-影响"模型和IPCC脆弱性定义分析了气候变化引起的海平面上升对滨海湿地生态系统的主要影响.构建了基于海平面上升速率、地面沉降速率、生境高程、生境淹水阈值和沉积速率为指标的脆弱性评价指标体系.在GIS平台上量化各脆弱性指标,计算脆弱性指数并分级,建立了海平面上升影响下滨海湿地生态系统脆弱性的定量空间评估方法,实现了在不同海平面上升情景(近30年长江口沿海平均海平面上升速率和IPCC排放情景特别报告中的A1F1情景)和时间尺度(2030和2050年)下,长江口滨海湿地生态系统脆弱性的定量空间评价.结果表明:在近30年长江口平均海平面上升速率(0.26 cm·a-1)情景下,至2030年,研究区轻度脆弱和中度脆弱的滨海湿地分别占6.6%和0.1%;至2050年,轻度脆弱和中度脆弱的滨海湿地分别占9.8%和0.2%.在A1F1(0.59 cm·a-1)情景下,至2030年,轻度脆弱和中度脆弱的滨海湿地面积比例分别为9.0%和0.1%;至2050年,轻度脆弱、中度脆弱和高度脆弱的面积比例分别为9.5%、1.0%和0.3%.     

基于遥感总初级生产力的天山-塔里木绿洲地区生态系统脆弱性研究

生态系统的脆弱性是全球气候变化与可持续发展研究的核心问题，测定与评价脆弱性对认识生态系统的结构与功能至关重要。天山-塔里木绿洲地区包含着山地、荒漠和绿洲等多种类型的生态系统，存在着多个不同生态类型的交界过渡区。为定量评价该地区生态脆弱性，以植被总初级生产力这一生态系统重要的功能性指标为基础，对该地区生态系统脆弱性进行了计算和分级（不脆弱、轻度脆弱、中度脆弱、重度脆弱和极度脆弱），并对研究区生态系统脆弱性的空间分布特征及其与环境因子的关系进行了分析与讨论。结果表明：（1）研究区生态系统脆弱性总体上表现出明显的空间分化格局，以中度和重度脆弱为主，极度脆弱的地区主要分布在南部的塔里木绿洲。（2）生态系统脆弱等级大体上随着区域内多年平均温度的升高而升高。受地表水灌溉的影响，生态系统脆弱性与降水量间并无明显趋势性规律。（3）研究区的生态系统脆弱等级随着区域内的平均海拔以及平均坡度的升高都呈现下降的趋势。受自然条件恶劣、过度放牧以及农田过度开垦的影响，目前该地区总体呈现脆弱性严重的状态。研究表明该地区应积极开展生态治理工作，合理规划生态功能关键区，保护好现有草原和湿地等易开垦地区，划定绿洲开发范围的"红线"，限制农田的开垦，协调好塔里木河流域的水资源分配。研究为使用卫星遥感数据研究生态系统脆弱性提供了方法上的参考，为可持续发展和生态治理提供了科学依据。     

三峡库区生态脆弱性评价

基于遥感和地理信息系统技术,采用"压力-状态-响应"评价模型,选取18个指标,利用空间主成分分析对2001—2010年三峡库区(重庆段)生态脆弱性进行综合定量评价,对生态脆弱性时空分布及动态变化进行分析。根据计算得到的生态脆弱性指数,将生态脆弱性划分为5个等级:微度脆弱、轻度脆弱、中度脆弱、重度脆弱和极度脆弱。通过统计不同脆弱性等级面积,求算得到生态脆弱性综合指数。结果表明:三峡库区(重庆段)2001—2010年生态脆弱性指数标准化平均值为4.23±1.29,整体处于中度脆弱。生态脆弱性空间分布呈现西高东低的格局特征,高度脆弱地区主要分布在中西部,低度脆弱地区主要分布在东北部和东南部。近10年生态脆弱性综合指数最小值为2002年的2.37,最大值为2008年的2.99,三峡水库蓄水后生态脆弱性综合指数逐年递增,2008年到达峰值后有所降低。三峡库区生态脆弱性是人类活动与自然环境相互作用的结果,城市生活污染、水土流失、植被状况等为主要的驱动因子。研究时段内三峡库区(重庆段)生态脆弱性呈现两极化趋势,高度脆弱地区的脆弱性显著增加,低度脆弱地区脆弱性明显降低。     

海岸带区域陆海统筹生态安全研究

海岸带既是区域经济发展的黄金地带，亦是陆海系统交互胁迫的敏感区域，快速城镇化与工业化导致海岸带关键生态系统服务受损、生态网络格局紊乱、珍稀物种安全保障空间萎缩等重大生态安全问题。以闽三角海岸带珍稀物种-栖息地系统为研究对象，从“多物种-多生境-多尺度”视角出发，基于陆海统筹理念系统评估了闽三角海岸带珍稀物种-栖息地系统的脆弱性，建立了基于物种水平的海岸带生态保护与修复网络，构建了海岸带陆海统筹生态安全“一张图”。研究结果表明：(1)高强度围填海驱动下，闽三角红树林与水鸟栖息地脆弱性显著增加，高脆弱区域主要集中于九龙江河口、厦门同安湾和泉州湾；(2)闽三角生态安全网络由12条水鸟迁徙廊道和11个生态节点组成，其中影响陆海统筹生态安全的生态节点4个，预警生态节点3个；(3)闽三角海岸带未来安全韧性生境(水鸟栖息地与文昌鱼、中国鲎低脆弱生境较密集的区域)分布于云霄红树林保护区、东山岛近岸、九龙江河口、厦门大嶝海域、围头湾、深沪湾。本研究能够为设计规划未来韧性海岸带“受损海水-滨海湿地-珍稀物种”一体化修复与保护的生态安全格局，保障陆海统筹生态安全提供理论支撑和一体化解决方案。     

基于多源数据的三江源国家公园土地生态安全综合评价

开展国家公园尺度的土地生态安全综合评价，对优化三江源国家公园土地利用管理规划、加强生态网络建设具有重要借鉴价值。在“压力-状态-响应”(PSR)理论框架中融入草地退化指数、冻土稳定型分布、生态系统服务价值和景观生态脆弱性等指标，分析三江源国家公园土地生态安全状况及其主导因素。研究表明：(1)三江源国家公园景观生态脆弱性整体较低，不同园区景观生态脆弱性指数略有差异，长江源园区为中等脆弱区，黄河源园区脆弱性次之，澜沧江源园区景观生态脆弱性优于其他两园区。(2)三江源国家公园整体土地生态安全状况为较不安全，其中，长江源园区、澜沧江源园区以较不安全区等级为主、临界安全等级次之，黄河源园区临界安全及以上等级的面积比重为93.94%。(3)土地生态较安全区和安全区分布于长江源园区中南部，以及黄河源园区南北两侧边缘区，较不安全区和临界安全区在长江源园区、澜沧江源园区以及黄河源园区交错且连片分布。(4)基于地理探测器模型的自然生态和社会经济影响因素识别结果显示，居民点密度、水网密度和景观生态脆弱性是影响三江源国家公园土地生态安全的主导因素，揭示了人类活动扰动程度与生态系统脆弱性对国家公园土地生态安全状...     

Quantifying and mapping the vulnerability of estuaries to point-source pollution using a multi-metric assessment: The Estuarine Vulnerability Index (EVI)

A holistic methodological procedure to assess estuarine vulnerability within a spatio-temporal framework is presented. This approach quantifies the vulnerability of estuaries to point-source pollution considering the physical processes, the ecological features, and the social aspects related to the existing estuarine ecosystem services. Estuarine vulnerability is referred to those characteristics of an estuarine ecosystem that describe its potential to be harmed. Thus, vulnerability is presented as a combination of four parameters: Tidal Zoning (TZ), State of Conservation (SC), Susceptibility (SU), and Stratification (ST). TZ differs between intertidal and subtidal zones. SC is determined as a combination of Naturalness (NA) and Ecological Value (EV). NA is defined as the absence of physical anthropogenic modifications, and EV is described as the presence of singular flora and fauna. While SU is related to the flushing or cleaning capacity, ST accounts for the location of mixed, partially mixed/stratified and stratified areas in the estuary. Subsequently, categories, thresholds and assessment criteria for every parameter, and a composite index to integrate all of them, namely the Estuarine Vulnerability Index (EVI), are presented. EVI has been applied to the Suances Estuary (N Spain) to find out the optimal locations for hypothetical point discharges. The results obtained for the Suances Estuary confirm the suitability of the proposed methodology and its conceptual approach as a comprehensive and practical management tool to quantify and prioritize estuarine areas receiving point-source pollution.     

基于生态系统服务供求评价的空间分异特征与生态格局划分——以长三角城市群为例

生态系统服务供给与需求能力存在显著的空间异质性与空间失衡,对区域经济发展与环境保护产生巨大影响。以长三角城市群区县为研究单元,分别核算其生态系统服务供给与需求值,引入梯度分析,分析生态系统服务供给与需求的空间特征,并基于供求分析提出长三角城市群生态格局分区方案,且针对性地提出相应片区的发展策略,为长三角城市群土地利用规划、区域协调发展提供科学依据。研究结果表明:(1)长三角城市群生态系统服务供给能力与土地利用类型密切相关,呈现从北到南逐渐升高趋势;(2)长三角城市群生态系统服务需求能力与社会经济发展联系紧密,在长江入海口附近形成生态系统服务需求高值区,然后向外围递减;(3)沪宁杭庐发展梯度带上,生态系统服务供需大致呈现负相关趋势;(4)基于生态系统服务供需关系构建,得到长三角城市群生态格局四大分区:生态保育区(高供给-高需求),生态修复区(低供给-高需求),生态重塑区(低供给-低需求),生态开发区(高供给-低需求)。     

Forecasting the effects of sea-level rise at Chongming Dongtan Nature Reserve in the Yangtze Delta,Shanghai, China

Located at the mouth of the Yangtze Estuary, the Chongming Dongtan Nature Reserve is extremely vulnerable to climate change and especially to accelerated sea-level rise. We use a variety of data from remote sensing, an in situ global positioning system (GPS), tidal gauges, nautical charts, geographic spatial analysis modeling and IPCC sea-level rise scenarios to forecast the potential impacts of increased sea level on the coastal wetland habitat at Chongming Dongtan Nature Reserve. The results indicate that around 40% of the terrestrial area of the Dongtan Reserve will be inundated by the year 2100 due to an estimated 0.88 m increase in sea level. In particular, the Scirpus mariqueter communities and bare tidal flats are more vulnerable to sea-level rise. The limitations of this approach and the implication of the results for wetland and ecosystem conservation as well as management are discussed.     

Using RS/GIS for spatiotemporal ecological vulnerability analysis based on DPSIR framework in the Republic of Tatarstan,Russia

The republic of Tatarstan is one of the most growing state in Russia in terms of industrialization and modernization with various natural disasters and intense human activities which brought dramatic changes in the ecological process and then led to serious ecological vulnerability. Therefore this research work proposed an analytical framework based on remote sensing (RS), geographical information system (GIS), and analytical hierarchy process (AHP) for spatiotemporal ecological vulnerability analysis at pixel level from 2010 to 2020 and developed a driver-pressure-state-impact-response (DPSIR) framework based on 23 indicators by the AHP weight method to compute ecological vulnerability index (EVI). Further, EVI was classified into five levels based on natural breaks in ArcGIS software as potential, slight, light, moderate, and heavy levels. All 23 indicators were generated from different remote sensing and socio-economic data, processed through digital image processing techniques in terms of removing errors, projection, standardization, and results were saved in GIS format. Results indicate that from 2010 to 2020, EVI was continuously increased from 0.419 to 0.429, and its changes associated with regional vulnerability events and their impact in the region. The moderate level EVI was covering the highest area in all three years with very few changes and continuously increasing. Results also indicate that higher human-socio-economic activities and pressure on natural resources increased ecological vulnerability. This research work is useful to identify main causes and responsible indicators for ecological vulnerability as well as suitable for real-time EVI mapping, monitoring at any scale and region.     

藏北地区生态与环境敏感性评价

藏北地区自然条件极为严酷,生态与环境非常脆弱和敏感。采用地理信息系统手段与综合评价方法,对藏北地区主要生态与环境敏感性问题进行评估,分析了土壤侵蚀、沙漠化和草地退化等方面的敏感性空间分异规律,指出了今后生态与环境建设的优先区域。结果表明:藏北地区土壤侵蚀敏感区占土地总面积的42.5%,主要分布于东中部区域;藏北地区沙漠化敏感区面积较大(占土地总面积的78.8%),主要分布在人类活动强度相对较低的西北部;藏北中东部和北部地区草地退化较为严重,尤其是藏北地区冰川与雪山及其周围等气候变化较为敏感区域和交通要道沿线等人类活动较为频繁区域的草地退化相对严重,对草地退化也比较敏感,是今后草地退化治理和恢复的优先区。     

长江上游生态状况变化及其服务功能权衡与协同

利用地面和遥感数据,采用GIS分析与模型模拟等方法,计算并分析了2000—2019年长江上游生态系统宏观结构、生态系统质量和生态系统服务的时空变化状况,利用相关分析法定量评估了生态系统服务的权衡与协同关系,并讨论了生态系统变化对生态系统服务的影响。结果表明：(1)长江上游聚落生态系统面积增加显著,农田和荒漠面积明显减少,陆地生态系统以草地、森林和农田之间转换为主。(2)2000—2019年,长江上游生态系统质量和服务总体稳定向好,部分区域转差。植被固碳量整体呈增加趋势,局部降低,多年递增速率为1.65 Tg/a;土壤保持服务功能呈波动中上升趋势,多年递增速率为2.20 t hm^-2 a^-1;水源涵养服务功能轻微下降,部分年际间变化较大。(3)长江上游生态系统的植被固碳与土壤保持、水源涵养与土壤保持之间以协同关系为主,植被固碳与水源涵养之间的权衡和协同关系比例相近。(4)气候是影响生态系统服务变化的主导因素,人类活动影响生态系统服务变化,最终改变生态系统服务之间的协同与权衡关系。