金沙江流域(云南部分)生态建设决策支持系统指标体系研究

位于长江上游的金沙江流域,是典型的生态脆弱带和长江流域中水土流失最为严重、地方经济最贫困的地区,同时也是云南省实施西部大开发战略,进行生态建设的重点区域[1].金沙江流域生态建设决策支持系统是政府及有关部门进行金沙江流域生态建设管理的科学依据和相关技术支撑.由于金沙江流域的复杂性和生态建设的多元性,以及政府对决策支持要求的系统性、准确性和可操作性.系统要求能够准确反应流域生态和建设的主要因子,突出流域生态建设的静态与动态的双重特性.因此,在系统的设计和建设过程中,对数据库的设计、数据的采集,正确衡量和评价流域内各不同区域的生态建设状况和存在的主要问题,以及决策支持的模型设计和参数选择等一系列的问题,都需要有明确的界定和标准.因此,与传统的指标体系研究不同[3,4],金沙江流域生态建设决策支持系统指标体系在确定系统的结构和功能中具有瓶颈的作用.     

流域生态与管理学科发展及研究重点

在介绍了流域生态与管理学科发展的基础上,阐述了流域生态与管理研究的基本内容,并根据我国水土保持与生态建设需求,提出我国在该领域研究任务是深入了解流域生态过程,完善野外研究基地,发展以退化生态系统恢复为主要特色的流域管理理论体系,建成不同尺度流域生态与管理研究网络及示范模型,完成流域生态与管理学科建设。近期研究的重点为流域生态系统功能过程及其模拟、土壤质量演变与生态系统健康评价理论与方法、社会经济因素对流域水土资源管理的影响过程及作用机制。     

基于土地覆盖/利用模式的云南省抚仙湖流域生态资产评估

利用Landsat7 TM遥感影像和MODIS卫星影像获取生态系统类型、质量状况等参数,并计算出抚仙湖流域各类生态系统的净第一性生产力（Net Primary productivity,NPP）,结合地理属性数据及统计数据,计算出抚仙湖流域各类生态系统的生态资产。结果表明：2001—2004年抚仙湖流域生态资产分别为：827824．96、799563．89、703491．09、700806．18万元。灌丛对流域生态资产价值的贡献量最大,是生态资产构成中重要组成部分,贡献效率最高的生态系统类型是水田,水土保持价值在流域生态资产构成中占有很大比重。抚仙湖流域生态资产价值量呈下降趋势,需要加大生态建设力度,文章提出了流域生态资产的相关管理对策。     

洞庭湖流域生态安全状态变化及其驱动力分析

通过构建由状态子系统、压力子系统和响应子系统组成的洞庭湖流域生态安全评价系统,重点研究了该流域的生态安全变化趋势,并采用因子分析方法探究其驱动力。结果表明,1949年以来,流域生态安全变化表现出如下特征:系统状态指数明显下降,波动性和阶段性显著;系统压力指数1990年后呈下降趋势;系统响应指数一直呈增长趋势;生态安全度自1990年以来开始稳步上升。因子分析表明,流域生态风险是自然和人为因素叠加的结果,农民人均收入增加、农业人口占总人口比例减少、单位面积土地产值和单位土地面积生态建设投入增加,是促进流域生态安全度提高的决定性因素。同时,本文提出了提高流域生态安全度的相关对策。     

基于RS与GIS的赣江上游流域生态系统服务价值变化

研究土地利用背景下的生态系统服务价值变化对促进区域生态建设和可持续发展具有重要意义。以赣江上游流域为例,依据1990年、1995年、2000年和2005年4期的遥感数据,利用RS和GIS手段对土地利用数据进行了处理,并分析了土地利用变化引起的生态系统服务价值变化。结果表明,1990-1995年赣江上游流域生态系统服务价值变化不大,1995—2005年生态系统服务价值总量不断增加,且各类生态服务功能价值波动较大;各土地利用类型生态系统服务价值敏感性指数都小于1,表明生态系统服务价值对服务价值指数缺乏弹性。     

黄土高原典型小流域综合治理的水文生态效应

从流域产流规律及水土保持措施改变引起的土壤水分状况和流域蒸散发的变化等方面评价了黄土丘陵沟壑区泉家沟流域水土保持措施变化对流域水分生态环境的影响.结果表明:水土保持与生态建设过程改变了土地利用结构,对小流域水环境变迁具有很大的影响作用,主要表现在:减少地表径流量,径流模数1996～2000年平均较1980～1985年减少了36.1%;不同治理措施土壤水分状况不同,灌木林地、人工草地和乔木林地均存在深度和厚度不等的土壤"干层";不同地貌部位土壤储水差异很大,阴坡的水分环境优于阳坡,沟底优于峁顶,缓坡优于陡坡;林草措施对流域总蒸散量起着决定性作用,1991～1995年流域林草地面积达到最大,总蒸散量也达到最大,与治理初期相比,总蒸散量累计增加了56.3 mm.     

区域生态建设与景观生态学的使命

区域和景观尺度上的生态建设是指一定地域、跨生态系统、适用于特定景观类型的生态建设,即实行科学的生态系统管理和优化环境的建设工程．近年来国家实施了一系列重大的生态工程项目,如天然林保护工程、部分地区退耕还林还草、内陆河流域的生态调水等,取得了显著的效果．加强区域生态建设,维护国土安全已成为国家的战略需求．依据不同类型区的特点应实行不同的生态建设战略,如生态敏感区、脆弱区和高人口密度的生态压力区,可分别实施以生态安全保障、生态负荷调整和生态秩序重建为重点的生态建设战略,调控人类活动,实行有序开发,统筹人与自然的和谐发展．面对转型期的国家需求,我国景观生态学的发展迎来了挑战与机遇并存的重要契机．研究的关键议题包括：景观生态安全格局;土地利用与生态过程;人类活动胁迫下的景观变化;区域开发人类活动生态影响的定量评价;区域生态安全评价与预警;景观生态建设的模式设计与优化组合．     

基于土地利用的博斯腾湖流域生态系统服务价值时空变化

探讨土地利用变化及其对生态服务功能价值影响，是促进流域生态环境保护和资源合理配置的重要理论依据和决策支持。采用改进的生态系统服务价值评估、热点分析等方法探究了博斯腾湖流域1995-2018年土地利用变化与生态系统服务价值时空（ESV）演变。结果表明：（1）流域旱地、建设用地面积持续增加；荒漠、草甸、湿地、水域、灌木面积呈现波动增长趋势；裸地、草原、冰川积雪、阔叶、针叶面积呈现波动下降趋势。（2）流域23年间ESV呈减小-增大-减小-增大的波动增大趋势，调节服务和支持服务构成流域ESV主体。水域、草甸和草原是流域ESV变化主要的贡献因子和敏感因子，其中水域和草甸为正向贡献因子；草原为负向贡献因子。（3）流域ESV总体空间分布呈"北偏高，南偏低"，唯一高值集聚区（博斯腾湖）点缀在低值区的格局，ESV南北空间差异明显；研究区年平均湿地和水域面积之和仅占总面积的3.61%，主导着整个流域生态系统服务价值的变化，是流域环境保护和生态建设的重心。（4）流域生态系统服务价值热点区域变化不大，冷点区域面积大且呈缩减趋势。流域北部的ESV空间演变较为显著，其原因是荒漠和裸地、草原和草甸等自然生态系统转换频繁。研究区南部的绿洲区的扩张使得局部冷点区转为次冷点区。     

基于生态系统敏感性与生态功能重要性的高原湖泊分区保护研究——以达里湖流域为例

内蒙古高原湖泊流域是我国北方地区重要的涵养水源区域,发挥着防汛抗旱、气候调节、生物多样性维持等多种生态系统功能。近几十年来,全球气候变化加之人类活动加剧,导致内蒙古高原湖泊的数量和面积大幅减少,流域生态系统的损害日益明显,严重威胁到了周边地区的生态安全,保护与治理内蒙古高原湖泊流域已逐渐成为社会各界关注及迫切需要解决的问题。面向内蒙古高原湖泊流域保护和管理需求,以改善和提升流域生态环境质量和生态系统功能为目的,以内蒙古高原湖泊达里湖流域为研究对象,基于流域生态特性和主要生态环境问题,选取水土流失、土壤侵蚀及土地沙化敏感性3个指标评价了流域生态系统敏感性,从水源涵养、土壤保持和生境质量重要性3个方面评价了流域生态系统功能重要性,并在此基础上,通过GIS空间分析技术将流域分为极重要敏感区,一般重要敏感区和低重要敏感区。结合流域内达里诺尔国家级自然保护区的生态重要性与3个区域评价结果,从生态保护角度将流域分为禁止开发区、重点保护区、质量提升区与潜在威胁区4个区域,同时提出针对每个区域特点的保护与管理对策。研究结果对提高高原地区湖泊流域生态环境质量以及对流域实施科学有效的管理提供了科学依据,同时在促进区域乃至全球生态建设和可持续发展方面具有重要的理论与现实意义。     

濂水流域降雨变化和景观格局演变的径流效应

降雨和景观格局是影响流域径流过程的两大主要因素,开展二者的径流效应研究对流域水资源管理、生态建设等具有重要意义。本研究以赣南红壤丘陵区的濂水流域为对象,基于1958—2020年的降雨、径流和土地利用数据,分析降雨、景观格局和径流的变化特征,以及降雨、景观格局与年径流、洪枯径流的关系。结果表明: 研究期间,流域年降雨量、年径流量、年最大1 d径流量均呈非显著下降趋势,年最小1 d径流量呈非显著上升趋势且年际变化幅度最大;有林地为流域内占比最高的景观类型,其他林地的变化最剧烈;景观水平上,流域的Shannon多样性指数、Shannon均匀度指数、斑块密度、景观形状指数分别由1980年的1.125、0.541、0.667、16.925上升至2020年的1.348、0.614、0.731、18.172,景观蔓延度指数由1980年的68.237下降至2020年的64.293,流域整体景观多样性、破碎化程度、形状复杂程度提高,空间分布趋于均匀,连通性降低。降雨量与年径流、洪水径流、枯水径流的相关系数分别为0.907、0.594、0.558;类型水平上,耕地减少对年径流、洪枯径流的影响均较大,而景观水平上的整体变化促进了年径流和洪水径流减少、枯水径流增加。降雨变化和景观格局演变对年径流、洪水径流和枯水径流变化的贡献率分别为17.8%、82.2%,1.5%、98.5%和-8.8%、108.8%。研究成果可为流域景观格局配置、水土流失综合治理等提供理论参考。