基于GIS 的武汉市生态红线划定的技术方法研究

当前武汉市存在自然资源消耗过度, 生态环境污染严重等生态问题, 生态红线划定工作对于改善武汉市生态环境、保护武汉市生态格局具有重要意义。因此以武汉市为例, 通过对研究区域的水源涵养、水土保持、生物多样性和洪水调蓄功能进行生态功能重要性评价, 对水土流失、土地沙化、石漠化敏感性进行生态敏感性评价, 分别划定出七类生态保护红线。在此基础上分析提取出重要生态功能红线区和生态敏感红线区, 叠加分析后最终得到武汉市生态红线区面积为2342.21 km2, 占武汉市总面积的27.67%。研究结果对于探索生态红线划定具有一定指导意义。     

福建集体林权制度改革对生态公益林水源涵养能力变化的影响——基于723个村的实证研究

水源涵养等生态功能是生态公益林的首要功能,维护生态安全是集体林权制度改革（简称"林改"）的重要目标。为了厘清福建林改对生态公益林水源涵养能力变化的影响,以促进生态公益林质量的精准提升。运用综合蓄水能力法测算分析了福建省5县（区）723个村林改前后生态公益林水源涵养能力变化,并运用多元线性回归模型探讨了林改对生态公益林水源涵养能力变化的关键影响因素。结果表明：（1）林改后生态公益林水源涵养量普遍增加,但单位面积水源涵养能力多数下降,少数提升。（2）产权归属通过经营管护行为对单位面积水源涵养能力产生显著影响,其中,国有权属存在正向影响,集体权属与私有权属存在负向影响。（3）面积、人工林占比、防护林占比、蓄积量变动和降雨量等因素,主要通过资源结构、经营条件和外部环境对单位面积水源涵养能力产生显著影响。据此提出,在提高生态公益林数量的同时要注重提升生态公益林质量,加大政府赎买,重点挖掘幼龄人工生态林生态潜力,做好天然林和防护林保护等政策建议。     

森林生态质量评估方法研究进展

森林具有水源涵养、气候调节、环境净化、水土保持、生物多样性保护等方面的生态功能,开展森林生态质量评估对了解全球碳循环、能量循环和气候变化具有重大意义.文章在介绍森林生态质量概念和研究方法的基础上,从森林生物量、森林生产力和森林结构三个综合性指标对森林生态质量评估进行分析与总结.着重陈述了评估指标体系构建、评估数据获取和...     

水源涵养型国家重点生态功能区生态系统服务功能评估

为评估“十二五”以来国家重点生态功能区转移支付政策的阶段性实施效果,以水源涵养类型国家重点生态功能区为对象,基于水量平衡法,利用2011年和2019年土地覆被数据,并结合气象数据,分析了水源涵养型国家重点生态功能区2011年和2019年水源涵养功能、生态系统面积、生态系统质量状况及其变化情况。研究结果表明,自2011年转移支付政策实施以来：1)全国水源涵养型重点生态功能区内的水源涵养能力呈现从西北部到东南部逐渐增加的空间分布趋势,2019年全国水源涵养型重点生态功能区水源涵养能力较2011年显著增加。2)全国水源涵养型重点生态功能区森林面积有所增加,湿地得到有效恢复。3)全国水源涵养重点生态功能区内生态系统质量提高,平均植被覆盖度有所增加,呈现东北部及中南部高,西北部低的分布趋势。总体来看,转移支付政策的实施对全国水源涵养重点生态功能区森林、草地生态系统水源涵养功能的提升发挥了积极作用,基本上达到了转移支付政策预期的阶段性目标。     

流域生态空间与生态保护红线规划方法——以长江流域为例

生态空间是指以提供生态系统服务为主要目标的地域范围,确定生态空间范围是协调保护与发展、保障生态服务持续供给的基础。长江流域是中华民族的摇篮与中国文化发祥地之一,是中国经济发展的重要增长极,以及具有全球意义的生物多样性热点区。以长江流域为对象,探讨面向流域生态空间规划的方法与管理对策。研究中,选择生态系统服务指标(水源涵养、洪水调蓄、水质净化、水土保持和生物多样性维护)和生态敏感性指标(水土流失、石漠化和土地沙化),基于流域水文路径分析和与其关联的生态系统服务的受益人口,提出一种流域尺度的生态空间规划方法。研究结果显示,长江流域生态空间面积为102.25万km^2,占长江流域总面积的57.42%,森林占52.87%,灌丛占19.51%,草地占18.96%,湿地占4.26%,保护了79.47%的水源涵养功能,86.99%的洪水调蓄功能,78.09%的水质净化功能,80.60%的水土保持功能,以及86.49%的自然栖息地。在生态空间规划的基础上,进一步探讨了长江流域生态保护红线的格局,现阶段生态保护红线面积为59.25万km^2,占长江流域总面积的33.27%,其中上游占比59.24%,中游和下游分别占比38.05%和2.71%。本文提出的规划方法与研究结果,不仅可以为长江流域生态空间规划、保障流域生态安全和促进流域经济社会可持续发展提供依据,还可以为其他流域的生态空间的规划提供参考。     

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.     

喀斯特石漠化区生态保护红线划定——以贵州省威宁县为例

科学划定喀斯特石漠化区生态保护红线,对于维护区域生态安全,促进经济社会可持续发展具有重要意义。选择水源涵养、水土保持、生物多样性维护3种生态系统服务功能以及水土流失、石漠化2种生态环境敏感性指标,构建喀斯特石漠化区生态保护红线划定方法。以贵州省威宁县为例,结合第二次全国土地调查数据和相关规划等数据,划定生态保护红线,并从生态用地、植被覆盖度与人类扰动指数三个方面评价划定效果。结果表明：（1）威宁县生态系统综合服务功能以极重要为主,占研究区总面积的40.57%。生态环境综合敏感性以敏感为主,占总面积的67.86%。优化调整后生态保护红线面积1496.13 km²,占全县面积的23.75%,红线内生态用地面积占比高于非生态用地面积占比20%以上。（2）近些年贵州省退耕还林、岩溶地区石漠化综合治理和草海自然保护区生态修复等工程的实施,威宁县植被覆盖显著增加,红线内NDVI基本不变区、轻微改善区和明显改善区面积占比达到88.42%,红线范围内植被覆盖呈增加趋势。（3）红线内人类扰动指数低于红线外人类扰动指数,雪山镇、麻乍镇需控制红线范围内人类扰动,确保生态用地性质不改变,加强生态保护和监管。威宁县生态保护红线划定研究可为其他石漠化地区红线划定及划定效果评价提供参考。     

国家重点生态功能区生态环境质量变化动态分析

国家重点生态功能区是保障国家生态安全、提升生态环境质量的重要区域。基于国家重点/非重点生态功能区生态环境质量变化的对比分析,结合土地覆被变化,对国家重点生态功能区转移支付政策执行之前的生态环境质量状况形成全面的认识。结果表明:国家重点/非重点生态功能区土地覆被类型均以生态用地为主,2000—2010年生态用地占比下降。国家重点生态功能区各年生态用地占比均高于非重点生态功能区,且土地覆被类型转换程度相对于非重点生态功能区要小。重点/非重点生态功能区的植被覆盖度、生物量密度、NPP均由东南向西北逐渐降低。水土保持型重点生态功能区的植被覆盖度最高,生物多样性维护型重点生态功能区的平均生物量密度、平均NPP最高,水源涵养型重点生态功能区的生物量总量、NPP总量最高,防风固沙型重点生态功能区由于多位于西北内陆,整体上植被覆盖度最低,生物量密度和生物量总量、平均NPP和NPP总量也最低。总的来说,2000—2010年间国家重点生态功能区的生态系统质量有所改善,但是改善的幅度不及非重点生态功能区。表明实施生态保护工程与转移支付,进一步改善重点生态功能区的生态环境质量,对提升全国整体生态安全水平具有重要的作用。     

三北防护林体系建设工程区森林水源涵养格局变化研究

三北防护林体系水源涵养功能是三北地区生态环境状况的重要指示器,然而,三北防护林体系水源涵养研究仍较缺乏。动态评估三北防护林体系建设工程区(三北工程区)森林水源涵养功能及其影响因素,对科学认识、保护和调控三北防护林体系森林水源涵养,制定三北工程植被建设与保护决策具有重要意义。以三北工程区森林为研究对象,通过收集和分析相关数据,在植被分区的基础上,分析三北工程区森林水源涵养时空格局与变化特征,对比研究各区不同森林类型水源涵养功能差异,揭示各区森林水源涵养功能与地形及森林状况与质量的定量关系。结果表明:(1)三北工程区森林水源涵养功能持续增强,单位面积水源涵养量从1990年的73.92mm增加到2015年的75.14mm,空间格局呈东高西低、南高北低态势。(2)森林水源涵养功能在植被分区和森林类型间差异显著,森林植被区是三北工程区森林水源涵养的主体;针阔混交林是三北工程区水源涵养功能最强的森林类型。(3)三北工程区森林水源涵养受其地形、状况与质量的影响显著,除个别植被区外,各区森林水源涵养量随坡度、覆盖度和NPP增加而增大,随生物量增加而降低,这是区域植被适应及滥砍滥伐、毁林开垦、植被建设与保护等人为干扰共同作用的结果。因此,可通过调整与优化林分结构,调控区域森林水源涵养功能。     

三江源国家公园生态功能时空分异特征及其重要性辨识

三江源国家公园的建立有利于在该区域实行最严格的生态保护,筑牢国家生态安全屏障。为摸清三江源国家公园生态本底,基于遥感数据,地理信息系统平台及生态评估模型模拟等技术手段,分析了三江源国家公园生态系统类型,2000—2015年生态功能的时空分异特征及变化趋势,辨识其重要性,并对其变化驱动因素进行初探。结果表明:(1)三江源国家公园以草地、荒漠、水体与湿地生态系统为主,面积占比达到99.8%。(2)三江源国家公园水源涵养、土壤保持及防风固沙极重要区的占比分别为15.3%、13.7%和22.4%。(3)整体呈现东部以水源涵养、中部以土壤保持、西部以防风固沙为核心生态功能的空间格局。(4)2000—2015年,水源涵养功能量总体下降,但提升区域面积占比达84.5%,极重要区呈现下降态势;土壤保持功能量总体提升,年变化趋势为987万t/a,全区超过95%的地区均呈上升趋势;防风固沙功能由于风速减小及植被覆盖度的降低,出现下降态势,为-356万t/a。(5)气候暖湿化以及三江源生态保护工程的实施是三江源国家公园生态功能总体提升的主要原因,然而草地退化态势尚未完全遏制,局部地区植被覆盖度仍有所下降。为实现国家公园和自然资源的严格保护和永续利用,需对其进行统筹规划、科学布局,在科学把握生态系统自然规律的基础上,分区、分级对其进行生态保护和修复。     

保定市生产性生态承载力与生态功能耦合协调度时空分异

生态承载力与生态功能对区域均具有正向支撑作用,二者存在一定的相互影响,探讨其交互耦合关系,可以客观反映区域经济发展与生态环境的协调程度。基于国内外生产性生态承载力研究成果,结合生态保护红线划定方案对水土保持、水源涵养、防风固沙、生物多样性维护四项生态功能的评价方法,测算和分析保定市2010年和2017年的人均生态承载力及其与各类生态功能的耦合协调度及其影响因素。结果表明：①2010年和2017年保定市总生态承载量和人均生态承载力均有所提升,保定市生态经济性支撑作用不断提高,其中耕地和草地对其贡献最大;空间分布上由北向南递减,市区承载力最低;②各类生态功能高值区主要集中于保定市西北地带,水源涵养功能最强,两年间变化不大;③人均生态承载力和生态功能的耦合协调度时序变化不大,空间上以生态功能格局为基础,生态承载力的变化导致结果存在偏移;根据耦合结果可将保定市土地和生态功能支撑力的协调程度分为3个层次,低承载低耦合区、高承载高耦合区和低承载高耦合区;④经济社会发展水平、自然禀赋、区域发展战略等因素对保定市各类耦合协调度的分布和变化带来了主要影响。研究成果将为综合建设保定市生态可持续发展提供理论参考。     

京津冀地区水源涵养价值流动分析及生态补偿额度

科学测算生态补偿额度是推进生态补偿落实、实现区际经济与生态保护协调发展的重要基础。以京津冀为研究区,应用InVEST模型及影子工程法定量测算2005年、2010年和2018年的区域水源涵养服务价值量,利用生态系统服务供需比识别水源涵养价值输出区,运用断裂点公式和场强模型分析价值流动的时空特征,并基于价值转移量和地理探测器探测的主导因子构建水源涵养生态补偿模型,计算了京津冀各县（区）的水源涵养服务补偿额度。结果表明：（1）2005年、2010年和2018年京津冀地区水源涵养服务价值分别为19.4×10⁸元、40.2×10⁸元和47.8×10⁸元,林地对水源涵养价值增加起着至关重要的作用。（2）各流域内水源涵养服务价值输出区主要分布在太行山脉、燕山山脉和坝上高原地区,且输出区数量呈增加态势。（3）2005年、2010年和2018年各流域水源涵养流入到消费区的价值的高值区变化较大,主要发生在滦河山区、北三河山区、大清河山区和永定河册田水库至三家店区4个流域内,低值区的分布则变化较小;但受森林覆盖率、水系以及地形的影响,水源涵养服务价值转移量总体呈增加趋势。（4）基于水源涵养生态补偿模型,得到京、津、冀三地支付金额比例为2.04：1.61：1,各县（区）需支付补偿金额在0-340.95万元;而京、津、冀三地受偿金额比例为1：0：1.87,各输出区的受偿金额则在0-545.75万元之间。     

生态保护红线监管台账关键技术研究与应用

生态保护红线是保障和维护国家生态安全的底线和生命线。生态保护红线监管台账是开展生态保护红线监管工作的重要基础。研究结合生态保护红线"生态功能不降低、面积不减少、性质不改变"的监管目标,设计了基于"空间台账-表单台账"相融合的台账组织与管理方式,研究了生态保护红线全生命周期监管、全要素精细化监管、时空一体化监管的台账建设关键技术。同时,以宁夏回族自治区泾源县为例,建设了泾源县2010-2020年生态保护红线5大类24本台账,并进行了台账应用分析。结果表明：（1）泾源县生态保护红线面积占比51.07%,其中绝大部分自然保护地都纳入了红线。（2）生态保护红线内林地、草地分别占红线面积89.55%和9.86%,表明绝大部分红线区域为自然生态系统。（3）生态保护红线内居民点数量占整个县的12.76%,居民点密度很低。（4）2010-2019年期间,生态保护红线内生长季植被覆盖度总体保持稳定,与降雨量呈正相关趋势。（5）生态保护红线内的水源涵养、水土保持、防风固沙量分别占整个县的77.39%、67.72%、61.43%,表明红线区域保护了生态空间内绝大部分的重要生态功能。     

基于生态价值评价的北京自然保护地保护空缺分析

整合优化是我国自然保护地体系构建的关键一步。生态价值是自然保护地整合优化的重要依据,也是保护空缺分析的重要指标之一。本文使用影子工程法、碳税法等方法核算了2019年北京全市生态系统水源涵养、土壤保持、防风固沙和固碳能力4个重要的生态价值,分析了北京市各类自然保护地生态价值空间分布格局,并基于生态价值进行北京市保护空缺分析。结果表明,全市土壤保持价值最高(10665元·hm^-2),其次是防风固沙价值(8417元·hm^-2),水源涵养价值为负值(-21702元·hm^-2),表示北京市水源涵养为亏损状态。自然保护地的水源涵养价值最高(100972元·hm^-2),其次是土壤保持价值(17738元·hm^-2)、防风固沙价值(8422元·hm^-2)、固碳价值最低为1051元·hm^-2。国家级自然保护区水源涵养和土壤保持的生态价值均值高于其他类型自然保护地,地质公园的4类生态系统服务价值的均值总体偏低。基于生态价值的保护空缺分析显示,高生态价值区域...     

京津风沙源治理工程区水源涵养功能时空变化分析

水分是干旱、半干旱地区植物生长的主要限制因子,也是权衡生态修复工程措施的重要依据。基于区域水量平衡方程与GIS空间分析技术,评估了京津风沙源治理工程区水源涵养功能的时空变化,并分析了气象、地形、植被等因素对水源涵养功能的影响。结果表明：2000-2015年工程区的水源涵养量与涵养能力均有所增加,多年平均值分别为16.79亿m³和3.66mm。工程区水源涵养能力由西向东递增,高值区与较高区的面积占到工程区的32.45%;相比2000年,2015年有41.65%的地区水源涵养能力增大,其中22.01%的地区显著升高。但2000-2015年荒漠草原亚区水源涵养能力明显下降,农牧交错带草原亚区相对稳定,整体来看,典型草原亚区的水源涵养量最大,燕山丘陵山地水源保护亚区的涵养能力最高。主要原因在于工程区水源涵养能力易受降雨、气温以及植被覆盖度等因子影响,浑善达克沙地亚区与科尔沁沙地亚区的植被覆盖状况改善显著提升了其水源涵养能力,农牧交错带草原亚区和晋北山地丘陵亚区的水源涵养能力下降主要归因于降雨量减少,而荒漠草原亚区的涵养能力明显受到气候与植被的双重制约。     

海河流域生态功能区划

从海河流域自身的特征出发,运用RS、GIS技术,采用定性和定量分析相结合的方法,对海河流域生态功能区进行划分.结果表明:海河流域可划分为5个生态区、24个生态亚区和114个生态功能区;以流域尺度上占主导地位的4项生态功能(水源涵养、水土保持、防风固沙和生物多样性保护)为依据,确定了对海河流域具有重要意义的11个重要生态功能区域.该区划结果明确了对海河流域生态安全具有重要意义的区域,可用于指导海河流域自然资源的有序开发利用和产业的合理布局,为海河流域生态环境保护提供了科学依据,对维护海河流域生态安全具有重要意义.     

海河流域生态功能区划

从海河流域自身的特征出发,运用RS、GIS技术,采用定性和定量分析相结合的方法,对海河流域生态功能区进行划分.结果表明:海河流域可划分为5个生态区、24个生态亚区和114个生态功能区;以流域尺度上占主导地位的4项生态功能(水源涵养、水土保持、防风固沙和生物多样性保护)为依据,确定了对海河流域具有重要意义的11个重要生态功能区域.该区划结果明确了对海河流域生态安全具有重要意义的区域,可用于指导海河流域自然资源的有序开发利用和产业的合理布局,为海河流域生态环境保护提供了科学依据,对维护海河流域生态安全具有重要意义.     

中国生态系统水源涵养空间特征及其影响因素

水源涵养是陆地生态系统重要生态服务功能之一,包含着大气、水分、植被和土壤等自然过程,其变化将直接影响区域气候水文、植被和土壤等状况,是区域生态系统状况的重要指示器。我国水资源贫乏,降水时空分布不均,在区域尺度上评估全国生态系统水源涵养功能空间特征及其影响因素,对科学认识和合理保护我国生态系统水源涵养,和制定生态环境保护决策具有十分重要的意义。以全国生态系统水源涵养功能为研究对象,通过收集和分析相关数据,对各类典型生态系统水源涵养数据进行归类与统计,在区域尺度上评估中国生态系统水源涵养功能,并分析气候与人类活动对其影响。结果表明:(1)中国水源涵养总体上呈现东南高西北低、由东到西逐渐递减特征。2010年全国生态系统水源涵养总量为12224.33亿m~3。(2)森林是我国生态系统水源涵养的主体,其水源涵养量最高,占全国水源涵养总量的60.80%。其中,常绿针叶林生态系统水源涵养量最多,而常绿阔叶林水源涵养能力最高。按流域统计,相对于其他一级流域,长江流域生态系统的水源涵养量最高。(3)中国生态系统水源涵养受气候和人类活动的影响,与降水、温度、蒸散、坡度、COD密度和长江生态工程呈现显著的正相关,而与GDP密度和农村人口密度呈现明显的负相关。     

广东连平建设国家级生态县的生态林业发展构想

连平县处于广东东北部九连山腹地,有较好的森林资源和较高的森林覆盖率,是广东重要的生态水源保护区。为使连平建设成为生态县的目标早日实现,根据目前的森林现状和今后的建设方向,全县森林被建议划分成4个功能区进行建设,它们是:1)东北-西部山地自然保护区网络,2)中部山丘水源涵养生态林兼用材林区,3)南-北河谷经济走廊水土保持园林绿化区,4)东南部盆地复合农林业经济林区。同时还建议抓三大工程建设,即生态公益林建设工程,自然保护区网络建设工程和商品林基地生态建设工程。     

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。