基于遥感信息的流域生态系统健康评价——以大宁河流域为例

以三峡库区大宁河流域为研究对象,以生态系统健康理论为基础,以联合国经济合作开发署提出的P S R(压力－状态－响应)模型为基础,建立了大宁河流域生态系统健康评价指标体系,并以遥感数据为主结合少量辅助数据,提取了流域的生态系统信息。以小流域为评价单元,对每个小流域进行单因子及综合评价,结果表明大宁河流域生态系统健康状况具有垂直地带性分布规律。     

崇明东滩沿海湿地生态系统健康评价

以生态系统健康及压力-状态-响应（PSR）模型作为研究方法，根据沿海湿地生态系统的特点，建立一套沿海湿地生态系统适用的健康评价指标体系。以现有研究数据和统计资料为基础，对长江口崇明东滩湿地进行单因子和综合评价，分别计算其健康度、压力综合指数和响应综合指数。揭示崇明东滩湿地的生态系统健康状况以及形成原因，并提出保护对策和可持续利用的相关建议。研究结果表明：①崇明东滩湿地生态系统的健康度、压力综合指数和响应综合指数分别为0．72、0．64和0．79，总体上仍处于一个较为健康的状态；②崇明东滩湿地生态系统目前的主要压力并不直接来源于土地围垦，而是来源于水环境污染和外来生物入侵。     

一种工业园区生态系统健康评价方法及其应用

采用生态系统健康理论分析工业园区生态环境问题为优化生态系统结构和完善系统功能提供科学依据,具有较强的理论意义和现实意义。构建了工业园区生态系统健康评价的指标体系,该指标体系包括了复合生态系统中社会、经济、自然3个子系统,反映了活力、组织结构、恢复力的状况。并着重采用全排列多边形图示指标评价方法,对苏州工业园区生态系统在各个规划时期的健康状况进行了定量评价,进而指出制约因子并提出相应的诊断方案。评价结果表明,苏州工业园区生态系统健康的综合指数在2002规划年为054,在2005规划年为065,在2010规划年将为078,在2020规划年将为088。     

基于PSR框架模型的三峡库区忠县汝溪河流域生态系统健康评价

以压力-状态-响应(PSR)框架模型作为研究方法,以2005～2009年的数据为基础,参考国内外已有的有关流域生态系统健康的研究,构建三峡库区忠县汝溪河流域生态系统健康评价体系,采用层次分析法(AHP)确定该流域各指标的权重值,运用流域生态系统健康综合指数模型对该流域进行综合健康评价分析。研究表明:5a间,忠县汝溪河流域生态系统的健康平均综合指数为0.509 7,整体上处于较健康的状态。2005～2009年,该流域生态系统健康处于波动状态,其中,2007年的流域生态系统健康状况最佳,但2006年的流域生态系统健康状态较差。研究表明,对三峡库区忠县汝溪河流域生态系统健康影响较大的有生物第一性潜在生产率、人口密度,以及地表水综合污染指数等指标。总体上,2005～2009年忠县汝溪河流域在社会、经济、自然各方面都处于良好的状态,整体上保持着整个生态系统的健康状态,基本上能实现本流域的可持续发展。然而,我们仍需将社会效应、经济效应与生态环境相结合,保持三峡库区忠县汝溪河流域生态系统的健康状态。     

基于土地利用变化的长三角生态系统健康时空动态研究

生态系统健康是实现人类社会经济可持续发展的根本保证,区域生态系统健康评价也越来越受到关注,然而现有的评价指标大多难以体现生态系统健康的本质内涵。土地利用与覆被变化改变生态系统结构进而影响生态系统功能及健康,因而从土地利用与覆被变化视角构建反映生态系统健康的活力、组织力和弹性指标,是发展区域生态系统健康评价方法的可能途径。本研究基于区域生态系统健康对土地利用与覆被变化的响应状态,构建适用于长三角快速城市化地区生态系统健康评价的"活力-组织力-弹性"评价指标体系:以植被覆盖度指数表征生态系统活力;以景观连通性等8个景观格局指数表征生态系统组织力;以In VEST模型生境质量指数表征生态系统弹性。在此基础上,利用长三角地区1995—2015年土地利用空间数据,以长三角16个地级市为评价单元,对长三角过去20年间生态系统健康的时空演变特征进行动态评价。研究结果表明:近20年来长三角地区生态系统健康指数降低了约17.6%,其中,生态系统健康水平较高的区域面积减少了约60.6%,而生态系统健康水平较低的区域面积增加了约36.5%;长三角地区快速城市化所引起的土地利用变化是影响生态系统健康时空演变的主导因子,且林地和水域对维持区域生态系统健康起到决定性作用。本研究基于土地利用与覆被变化的生态系统健康评价方法,较好地反映了生态系统健康的本质特征,可用于快速城市化地区生态系统健康的时空动态评价,其结果也能对区域土地利用规划与管理提供科学参考。     

庐山不同森林植被类型土壤特性及其健康评价

土壤作为森林生态系统的一个重要因子,评价森林土壤健康状况对森林健康的维护经营以及森林系统功能的发挥具有重要意义。在系统调查和分析庐山8种森林植被类型土壤特性的基础上,评价指标分别从物种多样性以及不同的森林土壤特性中进行筛选,包括物种多样性系数、枯落物层厚度、腐殖质层厚度、土层厚度、容重、粘粒含量、有机质、p H值、阳离子交换量、全氮、水解氮、有效磷、速效钾、磷酸酶活性等指标,基于SPSS19.0软件对所获得数据进行差异性检验和相关分析,确定各项指标的权重,应用合适的土壤健康评分函数,将测得的指标值转换为对应指标的分值,最后通过加权综合法,计算其土壤健康指数,并对不同森林植被类型土壤健康状况进行评价。结果表明,8种森林植被类型下最终的土壤健康指数大小排序为:针阔混交林(0.78)常-落混交林(0.72)灌丛(0.69)常绿阔叶林(0.67)落叶阔叶林(0.64)竹林(0.59)马尾松林(0.53)黄山松林(0.46)。     

东洞庭湖湿地生态系统健康状态与水位关系研究

基于CBERS卫星遥感影像数据，以东洞庭湖国家级自然保护区为研究区，通过光谱特征分析建立决策树分类模型，提取东洞庭湖湿地的地物类型。以生态系统健康理论为基础，依据东洞庭湖湿地的特点，综合湿地生产力、组织结构、弹性和功能4个方面，建立湿地生态系统健康状态评价指标体系和评价模型，利用GIS技术，分析东洞庭湖湿地在2000～2006年10个时相的生态系统健康状态。结合城陵矶水文站的水位数据，探讨了东洞庭湖湿地健康状态与城陵矶水位之间的相关性，并利用2007年两个时相的数据进行检验。研究结果表明：东洞庭湖湿地健康状态与城陵矶水位之间存在着较大的相关性，当城陵矶水位达到30 m左右时，东洞庭湖湿地健康状态达到最佳值     

基于生态服务能力的土地利用景观空间绩效评价方法

什么是好的土地利用格局?长期以来土地利用学无法很好地回答该问题,其原因是土地利用景观格局评价不仅缺乏普适性的评价体系和评价方法,还缺乏稳定的价值导向和针对性。本文考虑格局与功能的关系,选取易获取的评价指标,构建"生态系统活力—生态系统组织—生态系统弹性—生态系统服务"评价指标体系。通过处理栖霞市1987、2015年两期遥感数据,运用平均归一化植被指数,景观格局指数、生态系统弹性系数、生态系统服务系数、空间邻近效应系数等对栖霞市的土地利用景观空间绩效状态进行时空量化分析。结果表明,1987—2015年间栖霞市生态系统活力和生态系统服务处于较高水平,生态系统弹性和生态系统组织水平下降;土地利用景观空间绩效综合指数平均值分别为0.67和0.61,表明研究期间栖霞市土地利用景观空间绩效水平呈稳中稍降的趋势,主要原因是城乡建设用地扩张以及农用地的开发。     

基于混合指标值TODIM方法的东营市生态系统健康评价

城市生态系统健康评价是城市可持续发展以及城市生态文明建设的需要。在当今各种"城市病"频发的背景下,研究城市生态系统健康水平,不仅有利于协调城市发展与城市生态系统健康之间的矛盾,而且对于指导城市建设规划编制,监控城市生态环境的可持续发展具有重要的现实意义。鉴于此,论文在原有的城市生态系统健康评价指标的基础上,通过基于混合指标值的TODIM方法评价东营市2007—2013年间的城市生态系统健康状况,并分析活力、组成结构、恢复力、维持生态系统服务功能以及生态系统认知的构成指标对城市生态系统健康状况的影响。为了避免主观判断对城市生态系统健康评价的不确定性,文章采用兼顾客观信息和主观信息的组合权重赋权法确定各个指标的权重;根据东营市城市生态系统健康评价指标的特性和数据特点,建立了混合多属性决策TODIM方法的数学模型;采用扩展的TODIM方法对东营市城市生态系统健康状况进行评价,并分析了各个指标在城市生态发展过程中的作用。研究表明:(1)东营市的城市生态系统健康状况一直向好,由脆弱状态逐渐过渡到亚健康状态,但是生态状况仍然不容乐观,距离健康状态仍有较大的差距;(2)环保投入力度不足、污染物排放量增加、产业结构仍不完善、建成区人口密度过高等成为制约东营市城市生态系统健康发展的突出问题。文章提出了相应的对策建议,以促进城市生态系统的健康发展。     

上海城市人居生态质量综合评价研究

基于上海城市气象站点数据、卫星遥感反演的土地利用数据、气象灾情记录数据和植被叶面积指数数据,运用层次分析法结合专家咨询法,建立了上海城市人居生态质量评价指标体系,并综合应用遥感和地理信息系统(GIS)空间分析技术,从湿润指数、气象灾害指数、水体密度指数、植被覆盖指数和植被质量指数开展了上海城市250m空间格网的人居生态质量评价和等级划分。结果表明:建立的评价指标体系对上海城市人居生态质量评价是可行的,上海人居生态质量在多数地区都为良或一般等级,在闵行、宝山和嘉定一些地区以及青浦和浦东个别地区人居生态质量为差,而在崇明北部和南部一些地区以及浦东、南汇和奉贤沿海极少地区人居生态质量为优等级。     

基于神经元网络模型的崇明东滩湿地生态系统健康评估

崇明东滩湿地位于崇明岛的东端，是全球重要的生态敏感区域，由于受到人类活动的干扰，生态系统健康遭受威胁，因此有必要对其健康进行定量的评价研究。以崇明东滩湿地为研究区域，以生态系统健康理论为基础，选取地形地貌、环境、生物、人类干扰等指标，并将研究区的健康分为五级，建立东滩湿地健康评价指标体系。结合GIS的技术，以网格为评价单元，并在神经元网络模型理论和技术的支持下，提出了一个分布式神经网络湿地生态系统健康评价模型，定量的分析崇明东滩湿地的健康状况，为湿地的合理利用与保护提供决策支持和科学依据。研究结果从空间上显示了崇明东滩湿地不同区域的健康状况，总体来说处于一个比较健康的状态，但健康状态较好的区域面积只占30％，相对一般区占70％，且生态系统健康将呈下降趋势。因此，需要对湿地加强管理，使湿地生态系统可持续发展。     

丹江口库区2001～2020年植被生态系统质量遥感监测与时空演变分析

丹江口库区是我国南水北调中线工程的核心水源地,良好的生态系统质量是保证水库安全运行和“一泓清水”永续北送的前提。以丹江口库区为研究区,在获取高精度精细生态系统类型数据基础上,基于植被覆盖度FVC(Fractional Vegetation Cover)、叶面积指数LAI(Leaf Area Index)和总初级生产力GPP(Gross Primary Productivity)等生态系统遥感参量构建生态系统质量评估模型,对库区2001～2020年植被生态系统质量进行遥感监测,分析其时空格局演变。研究结果表明：(1)丹江口库区2001和2020年植被生态系统质量指数分别为56.16和78.32。2001～2020年,库区植被生态系统质量逐渐变好,质量指数增加15以上的区域占总面积的81.32%;(2)各县(市、区)生态系统质量有所差异,淅川县和丹江口市生态系统质量指数在2001和2020年均低于库区平均水平,但增量较高,分别增加25.55和23.99;(3)不同生态系统类型中,森林生态系统质量指数最高,但增量较低;(4)2001～2020年,生态系统质量指数随坡度增加而增加,其中0°～3...     

以植被生物完整性评价梁子湖湖滨湿地生态系统健康

湖滨湿地植被是湖滨带生态系统的主要特征,以湖滨湿地植被为对象可评价湖滨带生态系统健康状况。通过对梁子湖湖滨湿地植被的详细调查,共鉴定出植物182种,隶属于52科128属,其中湿生植物147种,水生植物35种。水生植物中有20种挺水植物,6种浮叶植物和9种沉水植物。采用植被生物完整性(VIBI)方法评价梁子湖湖滨湿地生态系统健康,对21个备选指标进行筛选分析,建立了以挺水植物物种数、多年生植物物种数、外来物种百分比、香农多样性指数、植物区系质量指数FQAI、耐受性物种百分比、敏感性物种百分比为核心指标的评价体系,三分法对指标进行赋值,将梁子湖湖滨湿地划分为健康、良好、一般和较差4个等级。评价结果表明,梁子湖湖滨湿地22个调查位点中,处于健康状态的有3个位点,良好6个,共占总位点数的41%,一般和较差分别为7个和6个,共占59%。总体上看,东梁子湖和牛山湖湖滨湿地位点健康状况较好,而西梁子湖湖滨湿地差异性较大,山坡湖南部湖湾和前江大湖北部位点健康状况良好,张桥湖湖滨湿地健康状况一般,评价较差的6个位点集中在宁港湖周围和前江大湖南部沿岸。底质和人类活动如水位调控、围网养殖、放牧等是影响梁子湖湖滨湿地植被生物完整性的主要原因。     

基于多源遥感数据及DEM的人口统计数据空间化——以浙江省为例

利用DMSP/OLS遥感夜间灯光数据进行人口等社会经济数据的空间化时,往往受到其较低的空间分辨率、像元过饱和以及像元溢出现象的影响。植被指数（如NDVI）与不透水面呈负相关关系,与夜间灯光数据在反映人类活动、提取建成区方面可以互补,将这两种数据融合可以有效减少夜灯数据像元过饱和等因素引起的误差。通过进一步融合DEM数据对基于DMSP/OLS夜间灯光数据和NDVI构建的人居指数进行了海拔修正,基于修正后的人居指数与统计人口之间很强的线性相关建立人口空间化模型,获得2010年浙江省1 km×1 km分辨率下的人口密度空间分布。模拟结果显示,浙江省平均人口密度为515人/km2,模拟的平均相对误差为183%,相比海拔订正前的模拟误差减少约5%,表明利用多源遥感数据融合后的人居指数在省级尺度上模拟人口空间分布的精度较高     

上海隧桥工程海域生态系统健康的初步评价

随着上海经济的快速发展，一些大型海洋工程在上海海域纷纷兴建，造成了生境破碎化、生物多样性的破坏等一系列的生态损害。在分析海洋工程可能造成生态损害的同时，以上海长江口隧桥工程为例，选择2007年春季和秋季的2次生态调查数据进行研究。架桥阶段结束后，综合分析了春季与秋季的调查数据，发现各项指标均有偏向于不利的趋势。基于结构功能指标体系评价法，并利用层次分析法研究后得出上海长江口隧桥工程附近海域的综合健康指数分别为2043和2166。根据CHI≤3的情况下判断，该海域的生态健康状况属于不健康接近亚健康状态，表明河口生态系统自然属性发生明显改变，生物多样性及生态系统结构发生了一定程度的变化，主要生态服务功能出现退化或丧失。针对遭遇海洋工程破坏的生境，需要进行更多、更长时间的人工干预，并提出有效的生态保护和修复对策。     

南四湖湖泊湿地生态健康评价

通过对南四湖湿地生态系统的现状特点的诊断分析,建立了湿地自身组织结构、整体功能和外部社会经济环境3个亚类21个指标的生态系统健康评价指标体系,并设立了4级评价等级,以模糊综合评判模型作为研究方法,对南四湖湿地生态健康状况进行评价,南四湖湿地生态系统的健康度为0.535。表明南四湖湿地生态系统处于亚健康状态,其主要病因在于工农业及生活废水污染、水产养殖及泥沙淤积、人工围垦和修筑桩台等活动。随着南四湖流域水污染治理与管理力度不断加大,湿地生态系统健康状况已有所好转。     

基于PSR模型的土地利用系统健康评价及障碍因子诊断

土地利用系统健康评价及障碍因子诊断是土地资源可持续利用的重要基础。在界定土地利用系统健康内涵的基础上，构建了基于PSR模型的评价指标体系，采用熵值法和障碍度模型，对四川省土地利用系统健康进行了评价。研究结果表明：（1）2000~2008年四川省土地利用系统健康水平总体不断提高，综合指数从0394 5增加到0557 3，健康等级经历了“不健康 临界状态”的演变历程；（2）压力指数总体上呈现下降趋势，状态指数和响应指数总体上呈现上升趋势；（3）长远来看，系统压力是影响土地利用系统健康的首要因素，2000~2008年系统压力和系统状态的障碍度分别以年均881%和097%的速度增加，而系统响应的障碍度以年均766%的速度下降；（4）影响土地利用系统健康的主要障碍因子包括固定资产投资增长率、人均耕地面积、土地垦殖率、水土流失程度、地均GDP等。为了促进土地利用系统健康水平不断提高，需要进一步转变经济发展方式，加强土地利用监督管理，加大环境治理力度，有效控制水土流失程度     

江西庐山自然保护区主要森林植被水土保持功能评价

随着环境压力的与日俱增以及森林过度采伐带来的生态危机的加剧,森林生态系统控制水土流失与涵养水源功能的量化及机理研究已成为各国生态学家、林学家、水土保持学家共同关注的课题。以江西庐山自然保护区的6种主要森林植被为研究对象,基于野外调查和室内实验获取的相关数据,采用层次分析法,选取郁闭度、丰富度指数、土壤容重、毛管孔隙度、土壤稳渗速率、枯落物储量、枯落物分解强度、海拔、坡度等15个指标构建多层次多指标的水土保持功能评价体系,根据层次总排序结果,分别计算出各指标的权重,并利用线型评分函数求出各森林植被类型水土保持功能的综合评价值,即6种主要森林植被类型水土保持功能排序为:常绿阔叶林玉山竹林常绿-落叶阔叶混交林落叶阔叶林黄山松林马尾松林。     

丹江口库区及上游生态系统土壤保持效益价值评估

以RUSLE为模型的基本框架,以GIS、RS软件为技术平台,利用GIS强大的空间数据组织分析运算能力,将项目规划区各土壤侵蚀影响因子的遥感数据与非遥感数据网格化,通过网格数据的空间分析和模型运算,实现生态系统土壤保持量的区域性宏观定位定量评价。估算结果表明:研究区土壤保持总量林地最高,草地次之,水域等其它类型土壤保持量都非常少,这与植被覆盖度和植被净第一性生产力的分布是一致的,说明高植被覆盖类型分布区的植被能有效防止和控制土壤流失。1987、2000和2008年不同土地利用/覆被类型土壤保持价值分别为355.21亿元3、41.37亿元和367.41亿元。其中林地和灌木林地生态系统的土壤保持价值占到近60%,草地生态系统占到近30%,林、灌、草共占到服务总价值的近90%,林、灌、草在土壤保持生态系统服务中具有决定性的作用。     

上海市滩涂湿地生态系统健康评价及成因分析

上海沿江沿海地区是我国重要的滩涂湿地分布区，其滩涂湿地生态系统健康对上海乃至长三角地区的生态安全具有重要意义。基于“压力-状态-响应（PSR）”模型，构建了上海市滩涂湿地生态系统健康评价指标体系，采用熵权综合评价法对研究区域生态系统健康状况进行评价，并设定了相应的健康评价分级标准。结果表明：杭州湾北沿边滩、南汇边滩、浦东边滩、宝山边滩、长兴岛周缘边滩、横沙岛周缘边滩、崇明南滩、崇明北滩均处于亚健康状态；崇明西滩处于较健康状态；而崇明东滩和九段沙湿地处于健康状态。过度围垦、环境污染、互花米草（Spartina alterniflora Loisel）〖JP2〗入侵等胁迫因子是上海市滩涂湿地面临的主要压力。在多重胁迫因子作用下，近30 a〖JP〗来上海滩涂湿地面积锐减，生态系统结构改变，生态功能退化。应重点控制滩涂开发强度，减少污染物排放，并加强对上海市滩涂湿地尤其是大陆边滩的保护，以维护湿地生态系统健康，保障区域生态安全