基于GIS的长江口海域生态系统脆弱性综合评价

气候变化、富营养化、生境破碎等是全球普遍面临的生态问题,科学评估生态系统外部压力及其弹性力,对生态系统管理和生态修复具有重要的指导意义。使用空间主成分分析(SPCA)和层次分析法(AHP)构建评价指标体系,结合地理信息系统软件,对长江口海域生态环境脆弱性进行综合评价,并根据生态环境脆弱性指数(EVI)值,将研究区生态环境脆弱性分为5级:微度脆弱(0.5)、轻度脆弱(0.5—0.8)、中度脆弱(0.8—1.0)、重度脆弱(1.0—1.2)、极度脆弱(1.2—1.5)。结果表明:空间尺度上,长江口口门内生态环境脆弱度最高,生态环境脆弱度从口门内向口门外呈显著的降低趋势,近五年,口门内极度脆弱区空间分布南移;评估区域内,约2000 km~2的极度脆弱区发生了转变,极度脆弱区、重度脆弱区面积占比分别下降了7%和5%,长江口海域生态环境脆弱性明显好转。总体上,近年来大量陆源污染物输入以及生态系统结构变化,是导致长江口生态环境脆弱度较高的重要因素。     

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%。     

基于RS和GIS的珠江三角洲生态环境脆弱性综合评价

使用空间主成分分析法构建评价指标体系,采用层次分析法确定指标权重,结合遥感数据和地理信息系统软件,对珠江三角洲2004-2008年生态环境脆弱性进行了综合评价并对脆弱性成因进行分析.结果表明:生态环境极度和重度脆弱区主要分布在珠江三角洲中部,占整个研究区面积的34.0％;生态环境中度脆弱区主要分布在珠江三角洲东部,占25.5％;生态环境轻度和微度脆弱区主要分布在珠江三角洲西部,分别占28.7％和l1.8％.中度和轻度脆弱区占整个研究区面积的54.2％,表明珠江三角洲大部分区域的生态环境属中度和轻度脆弱.影响珠江三角洲生态环境脆弱性的自然因素主要有海拔高度、大暴雨日数、水土流失比率、易涝耕地面积比率、归一化植被指数、景观多样性指数,人为因素主要有人口密度、单位面积废水排放量、单位面积废气排放量、土地利用变化、化肥施用强度、农药使用强度、万人机动车拥有量、环保投资指数.极度和重度脆弱区的主要特征是海拔低、洪涝灾害发生频率高、易涝耕地面积多、植被破坏严重、污染强度大和环保投资指数小等.     

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。     

焦作市北山资源枯竭型地区在经济转型过程中的生态脆弱性评价

随着对各类矿产资源的不断开采,各地区生态环境脆弱性问题越发显著。本研究通过构建焦作市北山生态脆弱性评价指标体系,再基于侧距和连续关联函数对物元可拓模型进行改进,评价了焦作市北山2000年、2008年和2017年的生态脆弱性状况。结果表明:2000—2017年,焦作市北山生态脆弱性呈现由中度、高度和极度脆弱向轻度和中度脆弱转变的趋势,且极度脆弱区明显减少,到2017年基本消失,轻度脆弱区显著增加;受资源枯竭和经济转型影响,目前研究区生态脆弱性整体处于轻、中度脆弱水平;轻度脆弱性面积占比最大,占研究区总面积的67%,其次是中度脆弱性,面积占比24.5%,微度、高度和极度脆弱性面积合计占比8.5%;空间上,研究区生态脆弱性有明显的垂直地带性特征,呈现由北向南逐渐加重趋势;时间上,2000—2017年研究区生态状况明显好转,且脆弱性变化逐渐趋于平稳。     

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。     

气候干旱化背景下云南地区生态系统脆弱性的变化特征

基于CASA模型模拟云南省1982—2019年植被NPP,根据IPCC脆弱性框架分析其生态脆弱性时空变化特征,并结合标准化蒸散指数(SPEI)探讨干旱对生态脆弱性的影响。结果表明:近38年研究区生态脆弱性总体呈波动上升趋势,增长比例最为明显的是极度脆弱区,面积比例增加了2.7%;生态脆弱性空间分布差异较大,以轻度与中度脆弱区为主(85%);重度与极度脆弱区占比较少,主要分布在横断山区以及高山峡谷区域;大部分地区(53%)生态脆弱性与干旱呈正相关,随干旱等级增大,生态脆弱性增大,其中呈显著正相关的区域(面积占比15%)主要集中在横断山区、高山峡谷地带,受干旱影响显著;随干旱频率上升,轻度与中度脆弱区比例增加显著;热带森林植被生态脆弱性整体上最高,但受干旱的持续性影响不显著;持续性干旱对亚热带森林、灌丛、草地与高山植被的生态脆弱性有较显著的影响。     

基于灰色三角白化权集对分析模型的喀斯特山区农业生态环境脆弱性评价

生态脆弱性一直是全球变化与可持续发展研究的热点问题,研究农业生态环境脆弱性问题有利于合理利用区域农业资源,提出有效的农业生态环境保护措施。针对农业生态环境脆弱性评价未考虑不同评价级别内各指标之间同、异、反关系,本研究基于灰色三角白化权集对分析(SPA)模型,从生态环境外在脆弱性方面选择人口密度、人均耕地面积、人均造林面积等11个评价指标,对喀斯特山区农业生态环境脆弱性进行评价。结果表明: 研究区农业生态环境比较脆弱,以极度、高度和中度脆弱度为主;极度、高度、中度、轻度和微度农业生态环境脆弱区比例分别为32.4%、14.1%、17.7%、23.6%和12.2%;评价结果与研究区域农业生态环境脆弱性实际状况相符。说明以灰色三角白化权SPA模型评价农业生态环境脆弱性具有可行性,可为农业生态环境脆弱性评价提供一种新的方法和思路。     

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。     

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。     

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。     

南方水土流失严重区的生态脆弱性时空演变

生态环境脆弱性评价研究,对生态环境保护与修复具有重要意义.以福建省长汀县为研究区,选择坡度、土壤类型、多年平均降雨量、地形起伏度、归一化植被指数、人口密度、土地利用类型7个指标,通过多重共线性诊断分析,构建生态脆弱性评价指标体系,采用熵权法及综合指数法对1999、2006和2014年长汀县生态脆弱性进行定量评价,分析生态脆弱性时空分布及变化.结果表明: 1999—2014年,研究区生态脆弱性等级指数总体减小,局部增大.研究区1999、2006和2014年生态脆弱性指数平均值分别为0.4533±0.1216、0.4160±0.1110和0.3916±0.1139,整体处于中等脆弱水平;生态脆弱性等级指数从1999年的2.92下降到2006年的2.38,再下降到2014年的2.13.生态脆弱性的空间格局呈内高外低的分布特征,高脆弱等级区主要分布在坡度<15°、海拔<500 m的河田镇及汀州镇一带.研究期间,生态脆弱性等级指数降幅最大的是三洲乡,最小的是汀州镇.     

大庆市生态环境脆弱性空间格局

以石油资源开采及加工为主要扰动,从敏感性及其应对能力两个方面建立了大庆市生态环境脆弱性评价指标体系,采用改进的熵值法确定各评价指标的权重,根据脆弱性评价模型函数分析了大庆市生态环境脆弱性空间格局.结果表明:2009年,大庆市生态环境敏感性较强区域集中分布在石油开采加工及石化产业密集区,土地盐碱化等生态问题是导致区域敏感性较高的次要原因;应对不利扰动能力的整体水平较高,在一定程度上起到了缓解生态环境脆弱性的作用;研究区脆弱性空间差异较大,其中红岗区、萨尔图区和龙凤区的脆弱性较高,脆弱度分别为0.80、0.71和0.68,让胡路区和大同区的脆弱性较低,脆弱度分别为0.20和0.04.     

南水北调中线汉中市水源地生态脆弱性评价与特征分析

南水北调中线工程是为了缓解我国华北地区水资源严重短缺的一项大型调水工程,其水源地的生态环境质量,直接关系到中线工程的水质安全及其长效运行,对区域社会经济发展具有重要影响。以位于南水北调中线工程水源地的汉中市为研究对象,基于遥感和GIS技术,采用"压力—状态—响应"评价模型框架,利用空间主成分分析方法对汉中市生态脆弱性进行定量评价。结果表明:1)汉中市生态脆弱性整体处于中等偏高水平,其形成是人类活动与自然环境相互作用的结果,年均气温、年均降水量、人均GDP、土壤侵蚀强度和海拔为主要的驱动因子;2)不同海拔梯度上,中山区和高中山区生态脆弱性程度高,其次为高山区,低山区和丘陵区生态脆弱性程度相对较弱;3)不同行政区划上,西部和东部的略阳县、宁强县、佛坪县、西乡县和镇巴县5个县区脆弱性程度最高,中部的汉台区生态脆弱性程度最弱,其他各县区生态脆弱性程度居中;4)汉中市生态脆弱性指数具有强烈的空间自相关性特征,其空间异质性具有明显的各向异性特点,45°和135°方向上的空间变异最大。研究可为水源地生态建设与恢复、区域可持续发展规划提供理论基础和科学依据。     

三峡库区生态环境与可持续发展对策研究

在分析三峡库区生态环境面临严峻挑战的基础上,指出了三峡库区生态环境的脆弱性、自然资源的不合理开发、管理不当和协调失误、法制观念淡薄和执法力度不足是造成三峡库区生态环境恶化的主要原因,最后提出了减缓三峡库区生态环境恶化的可持续发展对策:生态环境恢复与重建,农业生产方式的转变,管理制度的改革。     

干旱地区遥感生态指数的改进——以乌兰布和沙漠为例

干旱区以荒漠为主要背景,生态环境脆弱,极易受到自然和人为因素的影响。为了定量评价干旱区生态环境质量,基于遥感生态指数(RSEI),针对干旱区对其进行改进,构建了干旱遥感生态指数(ARSEI),该指数耦合了绿度、湿度、盐度、热度以及土地退化度信息。利用ARSEI和RSEI对乌兰布和沙漠2000—2019年生态环境质量进行动态监测和评价,分析两者的差别及在干旱区的适用性。同时分析乌兰布和沙漠生态环境质量时空变化特征及原因。结果表明: ARSEI比RSEI对干旱区生态环境质量具有更好的适用性,ARSEI增强了土地利用类型变化在生态环境质量评价中的作用。2000—2019年,乌兰布和沙漠生态环境质量整体上为差。等级为优、良、中的部分主要分布在沙漠北部,等级为差的部分主要集中在戈壁和沙地处,较差主要在低覆盖度植被区。2000—2019年,乌兰布和沙漠生态环境质量总体变好,沙漠北部城镇或农场生态环境质量变化复杂,变差和变好交替分布。生态农业和沙产业对生态环境质量有明显的改善作用,这是乌兰布和沙漠生态环境质量变化的主要原因。     

基于景观格局和生态敏感性的海南西部地区生态脆弱性分析

以海南岛西部地区为研究对象,选取分离度、分形维数、破碎度3个景观格局指标和土地沙化、土壤侵蚀2个敏感性指数,构建景观类型脆弱度和区域生态脆弱度模型,从景观格局与生态系统敏感性相结合角度探讨了区域生态环境脆弱性问题。结果表明：（1）研究区耕地的景观类型脆弱度最大,林地次之,水域最小;（2）相关分析显示,景观类型脆弱度与沙化敏感性、景观类型脆弱度与破碎度、破碎度与土地沙化敏感性、破碎度与区域生态环境脆弱性之间存在着显著和极显著的正相关关系;（3）区域生态环境脆弱性分区的空间分布与客观实际吻合良好,表现为：水平方向上,生态脆弱度大体平行于海岸线,呈条带状分布,离海岸线的距离越近脆弱度值越高;垂直方向上,生态脆弱度具有随海拔增高坡度变大而出现增大的趋势;（4）格局指数与区域生态环境脆弱性驱动力间的关联分析,表明琼西区域景观特征和区域生态环境脆弱性的变化主要受人类活动所调控,同时,还受控于海洋和地貌两大自然因素。区域生态脆弱性格局指标与脆弱性驱动力之间有着良好的信息反馈联系;（5）从景观视角出发,建立起景观信息与区域生态环境响应之间的联系,可以从更广、更高层面上来分析与评价区域环境问题,并为区域生态环境的建设提供新的研究方法和思路及有益的实践指导。