基于3S 技术的文昌市铺前镇生态环境敏感性分析与评价

以海南文昌市铺前镇为小尺度研究对象, 在生态环境问题实地调查基础上, 运用3S 技术与敏感性指数模型,从单一类型和多类型综合两方面进行了区域生态环境敏感性研究。结果表明: (1) 研究区当前存在土壤侵蚀、土地沙化、土地盐渍化、气象灾害、特殊生境5 大生态环境敏感性类型; (2) 在单一类型生态环境敏感性中, 土壤侵蚀敏感性较突出, 其极度、高度和中度敏感区分别占研究区总面积的2.21%、56.54%和41.25%, 其中, 极度敏感区主要分布于研究区东南部; 土地沙化敏感性共分不敏感、轻度和中度敏感3 个级别, 其中, 中度敏感区占研究区总面积的25.68%,集中分布于镇域东部滨海地带; 土地盐渍化敏感性共有4 个敏感级, 其中, 中度和高度敏感区主要分布于镇域西部与北部滨海地带; 气象灾害敏感性共分5 个敏感级, 其中, 中度以上敏感区均分布于镇域西南部珠溪河入海口北岸; 生境敏感性仅有不敏感和中度敏感2 个级别, 其中, 中度敏感区主要分布于镇域西部红树林区; (3) 多类型生态环境综合敏感性指数共分不敏感、轻度敏感与中度敏感3 个级别, 其中, 中度敏感区主要分布于西部沿海地带; (4) 中度及以上敏感性分布区意味着其生态环境存在较大的脆弱性和不稳定性, 在区域经济建设和生态环境保护中应受到必要关注和重视。文章为铺前镇合理布局城镇、防治生态环境指供了有益指导。     

黄河靖南峡-黑山峡河段的生态敏感性

基于GIS空间分析、栅格运算与叠加及RS图像地物提取方法,针对黄河靖南峡-黑山峡河段存在的水土流失、土地沙漠化和土壤盐渍化等生态问题,开展了单因子生态问题敏感性和综合生态敏感性分析.研究表明：中、高度生态敏感区几乎覆盖研究区整个流域,包括景泰县五佛乡、靖远县北湾镇以北和乌兰镇、糜滩乡、东湾镇、三滩乡及平川区的陡城到红柳滩一带;针对高、中和轻度敏感性区域,相应地将研究区规划为禁止开发建设区、中度开发建设区和深度开发建设区.在区域水电开发过程中,应采取积极保护措施,以实现流域生态环境的可持续发展.     

黄河靖南峡-黑山峡河段的生态敏感性

基于GIS空间分析、栅格运算与叠加及RS图像地物提取方法,针对黄河靖南峡-黑山峡河段存在的水土流失、土地沙漠化和土壤盐渍化等生态问题,开展了单因子生态问题敏感性和综合生态敏感性分析.研究表明：中、高度生态敏感区几乎覆盖研究区整个流域,包括景泰县五佛乡、靖远县北湾镇以北和乌兰镇、糜滩乡、东湾镇、三滩乡及平川区的陡城到红柳滩一带;针对高、中和轻度敏感性区域,相应地将研究区规划为禁止开发建设区、中度开发建设区和深度开发建设区.在区域水电开发过程中,应采取积极保护措施,以实现流域生态环境的可持续发展.     

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。     

辽宁省土地退化与景观生态建设

利用1997－1998年1：25万辽宁省TM遥感影像及相应的GIS获取的数据,调查分析了辽宁省土壤侵蚀,土地沙化和盐渍化3种类型土地退化程度,面积和分布,结果表明,全省92．52％的土地面积遭受不同程度的侵蚀,3．39％的土地为沙化土地,2．22％土地为盐渍化土地,在此基础上,以新的角度进行全省地土地退化分区,现代侵蚀退化区,地质侵蚀退化区和沙化盐渍化退化区,分析不同区域内不同类型的退化特点和原因,依据区域自身特点和景观生态学原理,提出相应的景观生态建设恢复治理模式。     

基于资源与环境保护的煤炭开发功能区划

以往的煤炭开发规划,均未充分考虑发展循环经济和加强生态保护等因素,不利于统筹安排区域层次上的环境保护工作.本文在综合分析区域生态状况、区位条件和经济发展水平等因素的基础上,以资源和环境保护为出发点,将全国的煤炭资源富集区划分为重点开发区、适度开发区和限制开发区3种功能区.结合自然地理条件和生态特征,进一步划分为黄土高原丘陵沟壑区、平原矿粮复合区、云贵山地丘陵区、西北荒漠草原区和蒙东森林草原、草甸草原区等5种典型类型区,针对不同的分区,分别提出了相应的环境保护对策.     

基于GIS的典型农牧交错区土地利用生态安全评价

以内蒙古自治区翁牛特旗为对象,基于GIS技术对典型农牧交错区进行了土地利用生态安全评价.结果表明:研究区1985-2000年有50%以上的总土地面积受到沙化和土壤侵蚀的危害,中西部地区的土壤侵蚀和东部地区的土地沙化依然严重;研究区1985年和2000年平均生态安全指数分别为2.70和2.66,整体生态安全状况处在不安全等级;1985年和2000年各生态安全等级分布面积由大到小排序依次为欠安全＞极不安全＞较安全＞不安全＞安全.     

内蒙古自治区沙漠化敏感性时空演变格局和趋势分析

以内蒙古自治区为研究区,基于压力-状态-响应模型(PSR)分析框架,耦合空间距离指数模型(SDIM)构建土地沙漠化敏感性评价体系(LDSES),结合沙漠化敏感性时空演变图谱,定量探讨内蒙古自治区土地沙漠化敏感性在2000年、2005年、2010年、2015年、2020年期间的时空演变,并引入元胞自动机-马尔科夫(CA-Markov)模型模拟沙漠化敏感性未来演变机制,进而采用地理探测器揭示了前20 a演变进程中主要驱动因子对其演变的影响特征及解释力。结果表明：(1)内蒙古自治区沙漠化敏感性整体上呈现由东北向西南递增的趋势,低敏感区位于大兴安岭和阴山山脉周边林草地覆盖区,高敏感区则位于西南部的巴丹吉林沙漠、腾格里沙漠、乌兰布和沙漠、库布其沙漠、毛乌素沙漠等沙地和戈壁地区;(2)从沙漠化敏感性时空演变上来看,研究期间沙漠化敏感性改善的区域,占总面积的30.65%,沙漠化敏感性恶化的区域,占总面积的4.48%,沙漠化敏感性类型维持稳定不变的区域占总面积的52.72%,整体来看土地沙漠化潜力逐渐降低,土地生态质量逐渐好转;(3)2030年沙漠化敏感性模拟结果显示未来10年沙漠化敏感性以低度敏感为...     

辽宁省生态系统敏感性评价

根据辽宁主要生态环境问题的形成机制,分析了生态系统敏感性的区域分异规律,并对多种生态环境问题的敏感性进行了综合分析。结果表明,全省处于轻度至高度敏感区域,高度敏感区、中度敏感区、轻度敏感区分别占全省陆域面积的34.00%、62.66%和3.34%。高度敏感区分布在辽东山地丘陵、辽东半岛、辽西低山丘陵、辽西北、柳绕地区和大洼县。辽东山地丘陵、辽东半岛和辽西低山丘陵主要是土壤侵蚀高度敏感。辽西北和柳绕地区主要是土地沙漠化高度敏感。大洼县是土壤盐渍化高度敏感。     

北方半干旱荒漠草原生态区生态脆弱性变化遥感监测及其驱动机制分析

针对研究区的生态环境特征(风力侵蚀、沙漠化、盐渍化严重、水力侵蚀严重),引入了大尺度景观格局指数(香农均匀性指数和蔓延度指数)和极端气候指数(极端高温日数、极端低温日数和极端降雨日数),构建了北方半干旱荒漠草原生态区生态脆弱性评价体系,进而分析和探讨了该地区近13年的生态脆弱性时空变化格局和驱动机制。结果表明,北方半干旱荒漠草原生态区的生态脆弱性总体上属于中度脆弱状态,呈现自西向东递减的趋势。2000-2013年,北方半干旱荒漠草原生态区生态脆弱性呈现减小趋势。近13年北方半干旱荒漠草原生态区的生态脆弱性时空变化格局受GDP密度、气温、降水、地形等因子影响显著。这些为北方半干旱荒漠草原生态区的生态环境修复及保护提供重要的科学支撑。     

色林错-普若岗日国家公园潜在建设区生态环境脆弱性格局评估

西藏色林错及周边区域是高原高寒草原生态系统中珍稀濒危生物物种最多的地区,也是高品质自然景观和文化遗产集中分布区,建立色林错-普若岗日国家公园(以下简称"色-普国家公园")首要考虑当地脆弱的生态环境问题。本研究遵循"因素识别-指标构建-单因子评估-综合评估"的基本思路,识别色-普国家公园潜在建设区的生态环境脆弱性因素,开展冻融侵蚀、水土流失、土地沙化、土壤风蚀、生境环境敏感性单因子评估,结合海拔、坡度、重要生态系统等限定因子,实现对国家公园潜在建设区生态环境脆弱性综合评估,以期为未来国家公园空间范围的确定、功能分区以及适度开展生态旅游等空间布局提供基础支撑。研究表明:(1)潜在建设区存在较严重的冻融侵蚀、水土流失、草地退化、生物多样性减少等生态环境问题。(2)单因子评估显示,潜在建设区主要属于生态环境的中度和高度敏感区、水土流失的中度敏感区、冻融侵蚀的轻度和中度敏感区,土壤风蚀的不敏感和轻度敏感区、土壤沙化的不敏感区。(3)综合评估显示,潜在建设区生态环境脆弱性高,高度脆弱区面积比例达57.60%,主要分布在色林错的西部和北部;低度脆弱区仅占7.38%,主要分布在色林错东部;尼玛县低度脆弱区分布面积最小,安多县分布最多;双湖县高度脆弱区面积分布最广。(4)建议未来国家公园建设把以生态旅游为主的人类活动范围集中在低度脆弱区,并重点加强对高度脆弱区的生态系统完整性与原真性保护。     

A GIS-Based Ecological Safety Assessment of Wushen Banner,China

Eco-environmental sensitivity assessment as a new research field on sustainable development is the foundation for establishing early warning systems for ecological safety and environmental management. Many scholars have started to study national and social safety from an ecological point of view. Wushen Banner, which is located in the transitional area between Ordos Plateau in Inner-Mongolia and Loess Plateau in the north of Shanxi Province, is in the center of the Mu Us Desert, an area with a fragile environment. From the perspective of regional ecological safety, the regional eco-environmental sensitivity assessment index system was established, including sensitivity to soil erosion, land desertification, bioinhabitation, and human settlements. Based on the grid module supported by the geographical information system (GIS), changing the spatial data into a 30 m × 30 m grid, through grid average weight calculation, the eco-environmental sensitivity assessment distribution map of Wushen Banner was compiled. The results show that an acute sensitivity area, located in the northwest area of Wushen Banner, represents about 29.1%. The main features of the physical environment are very poor. Soil salinization and grassland desertification are serious. This research could provide a scientific basis for exploring sustainable development of regional resources and environment as well as guiding local development construction and ecological risk management.     

2000—2010年我国重点生态功能区生态系统变化状况

分析了2000—2010年我国水源涵养型、水土保持型、防风固沙型、生物多样性维护型重点生态功能区的生态系统结构、质量与核心服务的变化.结果表明: 近11年来,水源涵养型重点生态功能区的森林、草地面积减少,水体与湿的面积增加,森林、草地、湿地生态系统水源涵养总量增加了2.9%,该类区域需要遏制森林、草地的减少趋势.水土保持型重点生态功能区的农田面积减少,而森林、草地、水体与湿地的面积增加,土壤侵蚀总量减少了28.2%,生态系统土壤保持总量增加了38.1%.防风固沙型重点生态功能区的农田、森林面积增加,草地、水体与湿地的面积减少,单位面积土壤风蚀量下降,单位面积防风固沙服务量有所提升,该类区域多位于干旱半干旱区,需要减少农田面积,优先保护原有生态系统.生物多样性维护型重点生态功能区的草地、荒漠面积减少,其他类型的面积有所增加,人类扰动呈现微弱的上升趋势,该类区域需要减少人类干扰.重点生态功能区应该针对核心服务和保护目标,分类分区开展生态系统保护、改善及其效果的定量综合评估.     

三峡库区（重庆段）土壤侵蚀敏感性评价及其空间分异特征

三峡库区(重庆段)具有重要的生态地理位置.土壤侵蚀是这一地区最为严重的生态环境问题.以通用水土流失方程为基础,运用GIS技术,分别分析了土壤可蚀性、降水、地形、植被覆盖因子对研究区土壤侵蚀敏感性的影响程度,并生成单要素敏感性评价图.在此基础上,基于ArcGIS的空间叠加分析,完成单要素的叠加运算,实现研究区土壤侵蚀敏感性的综合评价.探讨了三峡库区(重庆段)这一特殊生态地理区域土壤侵蚀敏感性的高低分布规律及其在不同主导因子作用下的土壤侵蚀的空间分异特征.结果表明:研究区土壤侵蚀敏感性以高度敏感、中度敏感和极敏感为主,轻度敏感和不敏感比例相对较小.空间分布具有水平地域特征,东北部最为敏感、西部最不敏感.研究区土壤侵蚀现状与土壤侵蚀敏感性分布总体上是一致的,表明降雨、地形起伏、土壤可蚀性以及自然植被状况等自然因素是土壤侵蚀发生、发展的潜在条件,而人类活动是土壤侵蚀发生、发展或减弱的主导因素.植被覆盖受人类活动影响最大.因此,转变不合理的土地利用方式,加强植被的保育和植被生态系统的重建是防治土壤侵蚀的关键环节.     

基于规划目标的京津风沙源治理区生态保护与修复效应

为改善和优化京津及周边地区生态环境状况,减轻风沙危害,2003年启动实施了京津风沙源治理工程。基于工程规划目标评估了京津风沙源治理区生态保护与修复效应,结果表明:(1)草地和林地作为京津风沙源治理区绿色生态屏障的主要组成,分别占治理区面积的57.3%和9.7%,而风沙策源地的耕地和沙地分别占17.2%和6.4%。(2)2003—2017年,京津风沙源治理区草地、耕地、沙地面积减少,而林地和其他类型面积增加。治理区植被覆盖度平均提高了2.3%,其中林地提高了4.3%,草地提高了2.4%。(3)沙尘天气发生的春季,治理区土壤风蚀量减少了54%。在防风固沙服务总量的贡献中,草地和沙地贡献了71%。因此,草地和沙地生态系统的植被恢复,对治理区生态系统防风固沙服务的提高发挥了最为重要的作用。(4)除治理区植被有所恢复外,由于气候整体变暖,近15年风场强度有所减弱,特别是沙尘天气易发生的春季风场强度减弱近45%,也是影响京津风沙源治理区风蚀量下降的一个重要原因。     

基于生态系统评价的山水林田湖草生态保护与修复体系构建研究——以乌梁素海流域为例

山水林田湖草系统保护与修复工程实施的重要目标是维护和提升区域生态系统服务。从乌梁素海流域山水林田湖草的生态现状与功能出发,对乌梁素海流域水土流失、土地沙化等生态敏感性及土壤保持、水源涵养、生物多样性等生态功能重要性进行系统评价,形成基于生态敏感性和生态功能重要性相结合的空间格局评价结果。以维护和提升人类福祉所需的重要生态系统服务为目标,以乌梁素海流域生态敏感性和生态功能重要性相结合的空间格局评价结果为基础,制定了“一中心、二重点、六要素、七工程”的乌梁素海山水林田湖草生态保护与修复体系,并基于此将乌梁素海流域生态保护修复分为6个主要治理区域,形成“四区、一带、一网”的生态安全格局,通过具体工程实施,流域生态环境质量和生态服务能力将取得明显提升,防风固沙能力有效增强,生物多样性持续改善,水环境质量稳定达标,生态系统的稳定性明显加强。通过乌梁素海流域的分析案例为流域山水林田湖草生态保护与修复关键区域的识别提供了定量分析方法,为流域尺度构建生态安全格局、实现山水林田湖草系统保护和修复提供思路和途径。     

Impact of grazing on soil carbon and microbial biomass in typical steppe and desert steppe of Inner Mongolia

The potential of grazing lands to sequester carbon must be understood to develop effective soil conservation measures and sustain livestock production. Our objective was to evaluate the effects of grazing on soil organic carbon (SOC), total nitrogen (TN), microbial biomass carbon (MBC) in Typical steppe and Desert steppe ecosystems, which are both important grassland resources for animal grazing and ecological conservation in China, and to derive region-specific soil C changes associated with different stocking rates (ungrazed, UG; lightly grazed, LG; moderately grazed, MG; heavily grazed, HG). This study substantiated that significant higher SOC, TN and MBC appeared with the treatment of LG in typical steppe. From 2004 to 2010, grazing treatments increased soil carbon storage in desert steppe, which was partly due to the grazing history. The higher MBC concentration and MBC/SOC suggest a great potential for carbon sequestration in the desert steppe ecosystem. The greater MBC in desert steppe than typical steppe was mainly the result of higher precipitation and temperature, instead of soil substrate. The change of MBC and the strong positive relationships between MBC and SOC indicated that MBC in the soil was a sensitive index to indicate the dynamics of soil organic carbon in both steppes in Inner Mongolia of China.     

温度植被干旱指数在蒙古高原干旱监测中的应用

以蒙古高原为研究区,选择2000—2019年植物生长季的MODIS归一化植被指数(NDVI)和陆地表面温度(LST)构建NDVI-LST特征空间,由该特征空间计算蒙古高原温度植被干旱指数(TVDI);利用Theil-Sen Median趋势分析、Mann-Kendall检验及Hurst指数方法分析蒙古高原TVDI的时空变化特征和未来的变化趋势,利用偏相关分析法探究气象因子与蒙古高原TVDI之间的关系。结果表明: 2000—2019年,蒙古高原TVDI以0.0001·a^-1呈增大趋势,期间,蒙古高原的干旱情况小幅加重,其中,草甸草原和典型草原干旱情况逐渐减轻,而荒漠草原和高山草地干旱情况加重。蒙古高原TVDI的Hurst指数均值为0.45,小于0.5的地区面积占比为71.5%,说明大部分地区2000—2019年的TVDI变化趋势与过去相反。中部的荒漠草原地区和东部的草甸草原地区未来干旱情况可能加重;典型草原的大部分地区以及内蒙古境内的荒漠草原未来干旱可能减轻;高山草地地区的干旱变化无法确定。蒙古高原有33.6%的地区TVDI与气温呈显著正相关,34.8%的地区TVDI与降水量呈显著负相关,其中,典型草原受气象因子的影响最显著。     

荒漠绿洲湿地土壤优先流与水分入渗特征

地表水分、溶质和污染物以土壤优先流的形式下渗到深层土壤或地下水中,将导致土壤养分流失与地下水污染等问题。因此,土壤优先流研究将为干旱区荒漠绿洲湿地水分运移与盐分积累过程提供理论依据。以荒漠绿洲湿地为研究区,选取柽柳灌丛、盐碱草地和杨树林,以道路为对照,采用室外染色示踪法对湿地土壤优先流特征与水分入渗进行研究。结果表明:不同植被类型土壤优先流入渗深度存在显著差异,其柽柳灌丛和盐碱草地几乎是杨树林和道的2倍;染色面积比随深度的增加而波动下降,0—20 cm土层染色面积比占总染色面积的54.42%—89.27%;染色路径宽度以20—250 mm和250 mm为主;优先流类型以高相互作用混合流和非均质指流为主。在荒漠绿洲湿地,砾石促进土壤优先流发生,增加了侧向流;同时,粗根的减少抑制了优先流的发生;此外,土壤盐分通过影响土壤大孔隙分布而影响水分入渗过程。因此,荒漠绿洲湿地土壤优先流与水分入渗差异是土壤质地、根系分布与盐分离子共同作用的结果。     

Driving Forces of Dynamic Changes in Soil Erosion in the Dahei Mountain Ecological Restoration Area of Northern China Based on GIS and RS

Dynamic change in soil erosion is an important focus of regional ecological restoration research. Here, the dynamic changes of soil erosion and its driving forces in the Dahei Mountain ecological restoration area of northern China were analyzed by LANDSAT TM remote sensing captured via geographic information system (GIS) technologies during three typical periods in 2004, 2008 and 2013. The results showed the following: (1) a decrease in intensive erosion and moderate erosion areas, as well as an increase in light erosion areas, was observed during two periods: one from 2004 to 2008 and the other from 2008 to 2013. (2) Between 2004 and 2008, the variation in the range of slight erosion was the largest (24.28%), followed by light erosion and intensive erosion; between 2008 and 2013, the variation in the range of intensive erosion area was the largest (9.89%), followed by slight erosion and moderate erosion. (3) Socioeconomic impact, accompanied by natural environmental factors, was the main driving force underlying the change in soil erosion within the ecological restoration area. In particular, the socioeconomic factors of per capita forest area and land reclamation rate, as well as the natural environmental factor of terrain slope, significantly influenced soil erosion changes within the ecological restoration area.