三峡库区农业生态经济分区的研究

选取31个生态经济指标,以行政县（区）为单元,采用ISOTATA模糊聚类分析方法,把三峡库区分为4个农业生态经济区,即1主城区郊丘陵菜旅花牧加生态经济区,II江万丘陵低山粮经果牧加生态经济区,Ⅲ武秭中山低山果林粮牧特生态经济区,Ⅳ兴宜低中山丘陵林果牧粮生态经济区,通过对各区生态经济特征的分析,提出了其生态经济的发展方向和生香环境保护的策略,可为三峡库区农业可持续发展和生态环境保护提供理论依据。     

基于GIS的三峡库区云阳县生态经济区划

采用自上而下的生态要素宏观分析与自下而上的经济要素微观分析相结合的方法,运用GIS分析手段对复杂的自然生态要素与人类经济活动的时空变化及其相互作用进行分析和表达,以地处三峡库区腹地的典型山地县云阳为例,根据不同区域所表现出来的对生态变化与人类经济社会活动变化的承载力差异,即不同生态经济地域系统的稳定性、干扰能力、承受能力、生产能力和可利用方式的明显差异,进行综合生态经济区划。分区结果的命名体现了生态系统的地域特征和该区域生态经济发展的方向。通过对各生态经济区特征的分析。旨在协调日益激化的人地矛盾,探讨生态经济的发展方向、途径和对策,为三峡库区大尺度生态-经济-社会的可持续发展研究提供经验和样本。     

三峡库区流域水环境保护分区

流域内不同地域的社会经济发展水平、土地利用状况、植被覆盖程度、与水域的相对位置均对水环境质量存在显著影响.围绕水体保护的核心需求,面向流域空间范围开展水环境保护分区十分必要.本文以三峡库区为研究区,着眼于区域生态环境特征、水体压力-响应特征的空间差异性,基于生态因子叠置法、生态敏感性分析等方法,研究三峡库区水环境保护分区.分区综合考虑了水热条件、地势地貌、生态敏感性等因素,将库区划分为:1)红区,即严格保护区,总面积2924 km2,占库区的5.1%;2)黄区,即一级防护区,总面积10477 km2,占库区的18.4%;3)蓝区,即二级防护区,总面积43599 km2,占库区的76.5%.辨识了红区、黄区和蓝区不同分区的关键环境问题,并有针对性地提出各区的发展方向和水环境保护定位.     

白洋淀湿地生态功能评价及分区

白洋淀湿地在雄安新区建设过程中具有重要生态安全保障作用。开展白洋淀湿地生态功能评价及分区研究,为生态环境治理和保护提供科学依据,是当前普遍关切和急需解决的问题之一。面向白洋淀湿地生态保护和管理的需求,在明确白洋淀自然环境特征和主要生态环境问题的基础上,结合外业调查、遥感、综合评价等方法,从水产品供给功能、水生植物供给功能、气候调节功能、生物多样性维护功能、水质改善功能5个方面评价了白洋淀湿地生态系统服务功能重要性,从水污染敏感性、湿地变化敏感性、重要自然与文化价值敏感性3个方面评价了白洋淀湿地生态系统敏感性。基于评价结果,将白洋淀湿地初步划分为7个一级生态功能区和19个二级生态功能区。在分区方法方面体现了白洋淀湿地人地关系动态特征,分区结果注重现状与历史相结合,有助于服务未来淀区生态保护规划决策实施。建议在实施白洋淀生态环境治理和保护过程中,依据白洋淀湿地生态功能分区特征,实行分区管制,制定对应的生态环境治理和保护措施。     

基于生态系统服务价值和景观生态风险的生态分区识别与优化策略——以祁连山国家公园青海片区为例

生态空间分区识别是支撑自然保护地生态资产管理的前提性和基础性工作。以祁连山国家公园青海片区(以下简称为“园区”)为例,集成遥感技术、地理信息模型方法、景观生态学方法、GIS格网法,分析了园区1998—2018年土地利用、生态系统服务价值、景观生态风险的时空演变特征,选用Z-score标准化构建了四类生态分区。结果表明：(1)草地占园区面积的55.00%以上,30年间(1998—2018年)园区土地利用之间转移总面积为102.49 km²。(2)3个时期(1998年、2008年、2018年)园区生态系统服务价值(ESV)约为274亿元/a,单位面积ESV为172.94万元/km²。不同ESV等级呈现“大分散、小集聚”的镶嵌交错分布格局,高寒河源湿地区和寒温带针叶林区为ESV的高值区。(3)3个时期园区景观生态风险指数(ERI)分别为0.2287、0.2286和0.2310,生态安全状态整体较好,景观生态风险以低生态风险等级和较低生态风险等级占主导地位,占园区面积的90.00%左右。人工牧草地、旱地、建设用地的景观生态风险等级较高。(4)结合生态...     

基于生态系统服务簇的内蒙古自治区生态功能分区

生态功能分区是生态系统管理的重要环节,有助于维持生态可持续性.目前生态功能分区的框架复杂多样,但对多重生态系统服务之间关系的理解还不够深刻.生态系统服务簇可以识别多重生态系统服务间的交互作用,并依据簇的特征对区域进行生态功能分区,从而更好地进行社会-生态系统管理.本文以内蒙古自治区为例,定量评估了供给服务、调节服务和支持服务,以旗县(区)为基本空间单元,运用自组织特征映射网络(SOFM)得到生态系统服务簇、划分生态功能区.结果表明: 研究区各项生态系统服务分布整体上呈现从东北向西南递减的格局;供给服务和调节服务存在权衡关系,支持服务和调节服务存在协同关系;依据聚类结果将内蒙古自治区划分为4个生态功能区,分别为西部荒漠生态脆弱区、中部草原水土保持区、东部草原牧业盈余区、东部森林生态均衡区.本研究基于生态系统服务簇的概念,分析了内蒙古自治区多重生态系统服务的权衡与协同关系,为生态功能分区提供了新的视角和方法.     

基于等级层次分析法的金沙江下游地区生态功能分区

金沙江下游地区是我国西南重要的生态环境保护区域,也是我国未来水电建设的重要区域,在西南民族经济和区域可持续发展等方面都具有十分重要的战略意义。该地区水能资源开发潜力巨大,是我国重要的能源基地,但是该地区生态环境相对脆弱。为了保护这些脆弱生态环境的地区,尽管国家和大多数省级层次的生态功能分区已经制定并颁布和实施,但是如何探索和制定区域、流域尺度的生态功能分区研究却为数不多。而大尺度的生态功能分区研究并不一定非常适合这一具体流域实际情况,所以小尺度典型流域的生态功能分区探索是非常必要的。基于金沙江下游地区的生态环境特征,运用空间分析的方法和技术,采用定性和定量分析相结合的等级层次分析法,对金沙江下游地区进行了生态功能分区。结果表明:金沙江下游地区可划分为2个生态区、6个生态亚区和29个生态功能区;以流域尺度上水源涵养、水土保持和生物多样性保护为主导生态系统功能,进行了重要生态功能分区,确定了金沙江下游地区具有重要意义的19个重要生态功能区域。该重点区域的划分对金沙江下游地区生态安全具有重要生态意义,可用于指导金沙江下游地区自然资源的有序开发利用和产业布局的合理配置,为金沙江下游地区生态环境保护提供科学依据,对维护金沙江下游地区的水电生态安全提供重要指导。     

基于生态系统服务供需的广东省绿地生态网络建设分区

绿地生态网络是城市地域生态持续性的重要保障,分区管控则是实现省域绿地生态网络差异化建设目标的基本原则。考虑到生态系统服务的供给和需求能够有效表征绿地生态网络建设的生态本底与生态需求,以县域为研究单元,采用修正的生态系统服务价值量核算生态系统服务供给量,以土地利用开发程度、人口密度和地均GDP表征生态系统服务需求量,基于供需分析提出广东省绿地生态网络建设分区方案。研究结果表明,按照各区县生态本底和生态需求差异分为四大类型区:Ⅰ城市生态节点保育型,包含13个区县,包含潮州市湘桥区、汕头市金平区、佛山市顺德区、广州市南沙区、黄埔区、荔湾区、越秀区、海珠区、深圳市盐田区、罗湖区、南山区、肇庆市端州区、珠海市金湾区等,为生态本底好-生态需求高的区域,在建设中应重点关注城市大型绿地游憩、科教等社会-生态复合功能;Ⅱ城市生境斑块修复型,包含34个区县,主要分布在珠三角核心区及粤东沿海地区,为生态本底差-生态需求高的区域,在建设中需要加大资金投入、完善城市绿色基础设施;Ⅲ为城郊潜在节点重构型,包含21个区县,主要分布在珠三角的江门、惠州、粤西沿海区域以及粤东中部,为生态本底差-生态需求低的区域,应以生态经济为导向,在产业空间重构的基础上,以城市反哺乡村,推进区域生态空间优化;Ⅳ城郊源地网络连通型,包含55个区县,主要分布在广东省北部地区,为生态本底好-生态需求低地区,应强化生态源地的保护,保障生态系统服务流向周边区域的持续输送。分区方案基本表征了广东省县域生态本底和生态需求的空间差异,能够为绿地生态网络建设提供规划指引。     

基于生态系统服务的城市生态管理分区——以深圳市为例

生态系统服务是人类赖以生存和发展的基础,开展城市生态系统服务评估并对生态管理单元实行分区管控有助于人居环境的改善。针对高度城市化地区生态系统服务的功能特征,采用生态系统服务价值当量测算不同用地类型的生态系统服务价值。研究从生态功能和经济功能2个方面构建生态系统服务指标体系,对2017年深圳市666个社区单元的生态系统服务价值进行评估;运用空间自相关分析方法,依据局部空间自相关的集聚特征叠加产生的组合类型,划分不同社区生态管理单元,并提出生态分区管控策略。研究结果表明:(1)生态系统服务价值评估便于高度城市化地区城市生态系统服务功能的整体评价。(2)2017年深圳市生态系统服务价值空间差异明显,呈现东部高、中西部低的空间格局。深圳市生态系统服务总价值约583.96亿元,最高值为大鹏新区的160.25亿元,最低值为福田区的13.24亿元。(3)将深圳市666个社区单元划分为4类城市生态管理分区,并采用差异化的分区管控措施,表明有效的城市生态管理分区能够兼顾各项生态系统服务功能并实现功能效益的最优化。该研究结果可为区域生态系统服务精细化管理和生态治理差异化管控提供借鉴。     

基于AnnAGNPS模型的三峡库区黑沟小流域退耕还林生态服务价值

利用三峡库区黑沟小流域退耕还林工程实施前后监测资料,并基于AnnAGNPS模型获取该流域径流、土壤侵蚀和养分流失等数据,客观计量流域10种情景(A～J)生态服务物质量,进而估算各情景生态服务价值量.结果表明:退耕还林实施的10种情景中,流域生态服务物质量均发生了变化.情景B之径流、泥沙、总氮、总磷和有机碳的年输出量最高,分别为455 mm、56.8 t·hm-2、132 kg·hm-2、33 kg·hm-2和678 kg·hm-2,而情景J中上述指标最低,分别为303 mm、4.8 t·hm-2、75 kg·hm-2、18 kg·hm-2和383 kg·hm-2,分别下降了33.4%、91.5%、43.1%、45.4%和43.5%;退耕还林工程不同阶段流域生态服务价值也发生了变化,情景B最低,为225万元,情景J最高,为291万元,增加了29.3%.利用实地监测和模型输出的方法进行流域生态服务价值量的计量较为客观,避免了一些生态效益计算上的盲目性,但该方法所需数据量庞大,过程繁杂,限制了其推广应用.     

多尺度滑坡灾害生态风险评价与风险管理——以三峡库区万州-巫山段为例

进行生态风险多尺度综合评价,对环境管理及风险决策具有重要意义。以三峡库区滑坡重点监测县域为例,基于“危险性-脆弱性-潜在损失”三维模型,以随机森林模型评估滑坡危险性,采用景观格局指数表征生态脆弱性,利用生境质量核算潜在生态损失,进行格网、行政、子流域多尺度下的滑坡灾害生态风险评价,提出适合各尺度的风险管理措施,在此基础上选择最适宜尺度并结合研究区实际情况进行验证。结果表明,生态风险等级较高区域集中于长江两岸沿线,三峡库区建设对研究区滑坡生态风险产生较大影响;两两尺度风险分布结果具有一定相似性,而三种尺度共同作用结果又存在一定差异;子流域尺度在保证生态结构完整性的前提下评价结果好于其他两种尺度,更适合三峡库区县域的生态风险评价;研究区东部风险防范类型相对单一,而西部风险防范类型较多,需做到精细化管理。研究增加了多尺度综合评价实例,对今后开展整个三峡库区滑坡生态风险研究奠定一定理论和实践基础。     

三峡库区重庆段土地生态状况时空格局演变特征

以三峡库区重庆段为研究对象,基于“基础-结构-效益-胁迫”框架构建了土地生态状况评估指标体系,利用变异函数理论模型对研究区2000年、2009年、2014年土地生态状况综合指数进行了拟合分析,通过空间自相关、冷热点分析及转移矩阵分析方法,分析了2000—2014年研究区域土地生态状况的时空演化规律。结果表明:(1)研究区土地生态质量呈现出库区腹地、库区中部、库区尾部依次降低的分布特征,且2000—2014年呈现出快速恶化-缓慢逆转的变化过程。(2)研究区2000—2014年C0/(C0+C)先减后增,呈中等空间自相关,表明结构性因素引起的空间异质性起主要作用;但随机性因素对土地生态状况的空间分异影响亦不可忽视,这与研究区14年来经济高速发展、人类对土地资源利用强度加剧以及区域自然灾害频发的实际情况相符。(3)从Moran′sI值判断,2000—2014三峡库区重庆段的土地生态状况在区域上一直处于较高的集聚状态,2000—2009年集聚增强,2009—2014年集聚减弱。(4)从冷热点分析结果来看,2000—2014年,热点区域、冷点区域范围总体上均呈现出逐渐增加的趋势,但在空间上表现出了一定的分异特征:库区尾部的热点区域不断拓展,而库区腹地的热点区域则表现出逐年减小的趋势;且研究区热点区域主要集中分布在库区尾部的主城区和库区腹地万州区的中心城区,冷点区域主要分布在库区腹地的巫山县、巫溪县、奉节县、开州区和库区中部的石柱县、丰都县、武隆区等土地利用程度相对较弱、植被覆盖相对较好地区。     

长江三峡库区生态环境变化遥感研究进展

长江三峡库区是我国最重要的生态敏感区之一,受三峡水利工程和相关人类活动影响,其生态环境变化显著.揭示三峡库区生态系统结构、功能和生态过程的变化对于维护库区生态安全具有重要意义.生态环境遥感为此提供了关键途径,并在三峡库区生态环境研究中受到重视.现有的三峡库区生态环境变化遥感研究往往存在较大差异,难以有效反映生态环境变化和响应特征,加之生态本底和人类干扰活动的复杂性,三峡库区生态环境变化遥感研究仍面临诸多挑战.本文对库区环境变化遥感研究的发展阶段、研究尺度、遥感数据和方法等进行了系统总结,并从土地利用/覆盖变化、植被变化、水土安全、生态服务价值评价、生态系统健康与生态规划5个方面对库区生态环境变化遥感研究进展进行综述,在此基础上探讨了当前三峡库区生态环境变化遥感研究存在的问题,并提出未来研究中需重点关注的主要科学问题,以期为三峡库区生态环境管理和类似地区生态环境变化遥感研究提供参考.
     

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。     

三峡水库河流生境评价指标体系构建及应用

三峡水库建成蓄水后,库区支流因水位调度导致河流生境发生了剧烈的变化,消落带的形成使库区河流具有同自然河流截然不同的河流生境,新形势下库区河流生境评价十分必要。国内外现有的评价指标体系及评价方法不能够很好地适应这种特殊生境状况,急需建立或改进并形成新的评价指标体系和评价方法。基于此,分析了大量国内外河流生境评价方法,根据大型水库影响下的库区河流的生态环境特点,构建了包括水文情势、河流形态和河岸带生境3个方面18个指标的库区河流生境评价指标体系,并利用层次分析法(主观赋权法)和熵值法(客观赋权法)结合组合赋权法计算得到了各指标权重。使用新建立的指标体系和方法,以三峡库区支流东溪河、黄金河、汝溪河为例,进行河流生境质量评价发现,52.6%的样点河流生境质量处于优等或良好等级;42.1%为一般等级;5.3%为较差等级;没有最差等级的样点。结果表明,该评价指标体系适合库区支流河流生境状况的特殊性,得到的评价结果能较直观的反应河流生境状况,且操作便捷,数据易获得,具有较强的科学性和可操作性。     

基于GIS的长江三峡水库消落带生态类型划分及其特征

利用GIS技术,以水位高程变化、库岸坡度和小尺度地形地貌特征为依据,在数字地形图上,制作水位高程-坡度图和小尺度地形地貌图,通过图形叠加分析,对长江三峡水库消落带进行生态类型划分。结果表明:三峡水库消落带生态类型可划分为经常性水淹型(缓坡型、陡坡型)、半淹半露型(缓坡型、陡坡型)、经常性出露型(缓坡型、陡坡型)、岛屿型(常淹型、出露型)、湖盆-河口-库湾-库尾型(湖盆型、河口型、库湾型、库尾型)、峡谷型等6大类12个亚类;半淹半露型、经常性出露型和湖盆-河口-库湾-库尾型,占消落带总面积的82.2%,应以人工生态修复为主、自然恢复为辅;而经常性水淹型、岛屿型和峡谷型占17.8%,应以自然恢复为主、人工生态修复为辅。     

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。     

三峡库区生态系统服务功能重要性评价

在RS与GIS技术支持下,选择研究区比较重要的生物多样性保护、土壤保持、水源涵养和营养物质保持四个生态系统服务功能,建立生态系统服务功能重要性评价模型与方法,对三峡库区重庆段生态系统服务功能进行综合研究,定量揭示了研究区生态系统服务功能重要性程度及其空间分布规律.结果表明:(1)生物多样性保护高度重要以上地区的面积比达到了15％以上;极重要地区主要呈斑块状分布在东北部、中部和东南部.(2)土壤保持极重要区占据绝对优势地位,面积比为68.80％;土壤保持极重要区主要分布在万州及其东北部地区.(3)水源涵养一般重要区面积最大,其次为极重要地区;极重要区沿江河呈带状分布,高度重要区主要分布在极重要区两侧沿江河呈环带状分布.(4)营养物质保持一般重要区面积最大;其次是极重要区;极重要区基本呈条带形分布在植被覆盖较好的山脉及江河两侧.(5)生态系统服务功能极重要和高度重要区的面积占到了研究区总面积的近50％;极重要区基本沿主要江河两侧第一层分水岭和西部平行岭谷区的山脊呈条带形分布;高度重要区基本分布在极重要区两侧层环带形分布,少部分零散分布.     

桑及菌根桑在库区消落带的生态重建功能及应用潜力

三峡工程在提供丰富水电资源造福人类的同时,也引发了一些生态环境问题,对库区环境、生物、气候以及人们的生活都产生了不同程度的影响。桑树休眠和生长发育节律与库区水体涨落规律的反向偶联,桑的菌根结构在改善根际土质量,促进桑树水分和养分吸收,增强桑树对盐碱、干旱、重金属的耐受性,提高幼苗的存活率,促进桑苗生长,促进植物群落正向演替等生态过程中发挥着重要的作用。分析了三峡库区消落带周期性水淹的生态特征和岸生植物生态恢复障碍,综述了桑及菌根桑在消落带的生态特性和应用潜力,最后提出了菌根桑生物技术的应用所面临的新课题和挑战。