乡村振兴背景下陕西省生态环境质量影响因素探究

生态环境质量的优劣一定程度上决定着人类社会能否实现可持续发展,探明乡村发展对生态环境的作用方式及程度,对于区域实现乡村振兴和可持续发展具有一定的现实意义。以陕西省为研究对象,以县域为研究单元,利用长时间序列的遥感生态指数(RSEI)表征陕西省生态环境质量的时空变化特征与变化趋势,借助时空地理加权回归模型,探究生态环境质量的影响因素及其空间差异。研究表明：(1)2000—2020年生态环境质量整体呈向好趋势,RSEI值从2000年的0.483 3增长到2020年的0.651 2,生态环境质量等级为好、较好区域面积占比由40.14%上升至63.43%,集中分布在陕南山区及延安市;(2)生态环境质量从2000—2020年总体呈现“快速变好→缓慢转好”的演变趋势,生态环境质量改善区域面积远大于生态环境退化区域;(3)人口因子、土地因子和产业因子对生态环境的影响呈现明显的空间差异性,影响方式发生转变的因子有林地面积占比、农村居民点面积占比、单位面积化肥使用量和单位面积机械总动力。建议在未来发展过程中制定出分区域、科学合理的乡村振兴政策,以实现陕西省乡村发展与生态环境的协调发展。     

基于改进遥感生态指数的宁夏生态环境质量时空变化

在遥感生态指数(Remote Sensing Ecological Index,RSEI)的基础上引入PM₁₀作为大气环境质量指标,提出了改进的遥感生态指数(Improved remote sensing ecological index,IRSEI),并基于IRSEI分析了宁夏2000-2020年的生态环境质量时空分布格局与演变,以及宁夏生态环境质量的变化趋势,此外还深入讨论了不同的指标归一化方式对IRSEI结果的影响。结果表明,1)2000-2020年,宁夏生态环境质量呈现“先上升,后下降,又上升”的趋势,21年间IRSEI从0.329上升至0.426,总体上升了约29.48%;空间分布上,生态环境质量等级为“优”和“良”的地区主要分布在宁夏北部、南部以及黄河流域沿岸,生态环境质量等级为“差”和“较差”的区域主要分布在宁夏中部。2)宁夏生态环境质量改善面积远大于退化面积,21年间改善面积占比达到54.42%,且极强改善区域集中在宁夏南部,中部以较强改善为主,退化面积占比为14.98%,主要分布在北部城市区域。3)趋势分析结果表明,宁夏生态环境质量呈改善趋势的区...     

基于改进遥感生态指数的矿区生态环境监测及驱动因素分析

针对研究区大气环境状况,在遥感生态指数(RSEI,I_RSE)绿度、湿度、干度和热度指标的基础上加入了PM_2.5浓度,构建新型遥感生态指数(I_RSE,new),对2001—2020年矿区生态环境进行监测及驱动因素分析。结果表明：(1)新型遥感生态指数模型能较为真实地反映研究区生态环境状况,20 a间研究区生态环境质量呈现波动变化。2009年前生态环境质量略有下降,之后呈现总体变好趋势,I_RSE,new等级以中等和较优为主,生态环境趋于平稳。(2)生态环境退化的区域大多分布在研究区中部和东部,主要归因于城镇的扩张;改善区域主要分布在西部,受益于人类活动干扰较少及政府的生态优先政策等,该地区的生态环境状况有了显著改善。(3)单独分析研究区水体环境质量状况发现,水体与陆地变化区域生态环境等级为中等偏优,整体生态环境良好。(4)矿区生态环境质量受降雨、气温、坡度和人类活动等驱动因素的共同作用,政府对生态环境的治理与保护措施取得了积极成效。     

基于改进型遥感生态指数(MRSEI)模型的滇中地区生态环境质量研究

以云南省滇中地区为研究区,以MODIS、DEM、社会经济数据等为数据源,构建改进型遥感生态指数(MRSEI)模型探究滇中地区生态环境质量变化情况,采用变异系数、Theil-Sen Median趋势度、空间自相关等方法分析生态环境质量的时空变化特征,利用地理探测器分析生态环境质量差异的主导因素。结果表明:(1)整体上,2000—2018年滇中生态环境质量有所改善,但程度不明显,生态环境质量变化稳定,楚雄州生态环境质量状况最佳;(2)滇中县域生态环境质量呈现正相关性空间聚集特征。从滇中地区西部到东部表现出高高聚集—低低聚集—无显著性的经度地带性空间格局,西部生态环境质量优于东部地区;(3)在地形分布上,海拔3 000 m以上、坡度20°～30°的区域生态环境质量较佳,生态环境质量较差的区域与人口聚集区分布特征一致;(4)绿度(NDVI)、湿度(WET)与生态环境质量之间呈正相关,而干度(NDBSI)、热度(LST)、人口、GDP等与生态环境质量之间呈负相关。多因子间的交互作用对生态环境质量影响明显,其中NDVI等受人类活动影响较大的自然因子与社会经济因子间的交互作用对生态环境质量造成的影响较大。     

基于灰色关联度的深圳市生态环境与城市扩展时空演化研究

城市扩展带来生态环境变化,明确两者的关联度对城市用地规划和生态文明建设具有重要的指导意义。以深圳市为例,利用2005、2010、2015、2020年4个时相的Landsat系列卫星影像,首先基于归一化建筑指数(NDBI)提取城市建设用地并分析其时空变化特征,再以植被、土壤、地形为因子构建生态环境质量模型评价深圳市近15年来的生态环境质量变化,最后利用灰色关联度计算生态环境质量和城市建设用地之间的关联度,定量地考究两者之间的联系性。结果表明:(1)2005—2020年深圳市城市建设用地规模不断扩大,且后期扩展速率和强度远强于前期,建设用地呈四大板块的形态主要分布在深圳市的中部以及西部;(2)15年间深圳市的生态环境质量变化幅度较小,均属于良好的水平,但东部生态环境质量总体较西部高;(3)深圳市2005—2020年的城市扩展与生态环境质量之间的关联性较强,灰色关联度值均在0.6以上,关联系数在空间上大体上呈现"西高东低"的态势。研究方法和结果可为城市规划和城市更新提供技术支持和数据支撑。     

基于CA-Markov多情景模拟的海南岛土地利用变化及其生态环境效应

以海南岛为研究区域,基于2010年和2020年两期土地利用数据,利用CA-Markov模型预测了3种模拟情景下2030年和2040年土地利用空间分布格局,定量分析了海南岛2010—2040年土地利用变化及其生态环境效应。结果表明,(1)2010—2020年间,海南岛土地利用类型以林地为主,面积占比达62%以上,其次耕地。该时期土地利用类型转移的主要特征是林地、耕地、水域转为建设用地,建设用地面积增加483.55 km2,增长率高达53.27%。(2)利用CA-Markov模型模拟3种情景下海南岛2030年和2040年的建设用地均呈现较大幅度的增长,其中耕地保护情景模拟下的耕地面积最多,生态保护情景模拟下的林地和水域面积有所增加。(3)海南岛生态环境质量呈现出中部高、四周低的阶梯式空间分布格局,2010—2040年间海南岛生态环境质量逐期降低,由2010年的0.606 4下降至2040年的0.587 8。在3种模拟情景中,生态保护情景下的海南岛生态环境质量最高,其次是耕地保护情景,基准情景最差。(4)2010—2040年间,林地转为建设用地是导致海南岛生态环境质量恶化的主要类型和主导因素,耕地转为林地则是致使未来生态环境质量改善的主要土地利用变化类型,生态贡献率超过70%。总体而言,海南岛生态环境质量恶化的趋势大于生态环境质量改善的趋势。     

苏州市吴中区生态保护红线区生态环境质量定量评价

为了探讨苏州市吴中区陆域生态保护红线区生态环境质量的时空变化特征,选择2000—2015年植被生长最佳时期7—8月的能反映生态环境质量的净初级生产力、地表温度、地表裸露度和植被覆盖度4个指标,利用空间主成分分析方法构建生态因子(Ef,由生态环境质量指数归一化得到),并将生态环境质量划分为5级,对Ef进行slope分析和F显著性检验,探讨7—8月月平均生态因子(珔Ef)和生态因子变化率(ΔEf)的坡向分异情况。结果表明,近16 a来,ΔEf在[-0.08,0.06]之间,研究区总面积43%的区域ΔEf0,57%的区域ΔEf0,生态环境质量总体上呈缓慢变好趋势;研究区生态环境质量总体属Ⅱ级(珔Ef为0.700±0.001),属Ⅰ级的有东吴国家森林公园、光福风景名胜区和米堆山生态公益林,属Ⅱ级的有西山风景名胜区、东山风景名胜区、石湖风景名胜区、藏书风景名胜区、渔洋山生态公益林、清明山生态公益林和玉屏山生态公益林,属Ⅲ级和Ⅳ级的分别为木渎风景名胜区和甪直风景名胜区。研究结果既可为苏州市吴中区生态保护提供重要的数据支撑和科学依据,又可为将来促进生态红线的智能化动态监测和有效管控提供新思路和新方法。     

基于GIS的乌海矿区土地退化因素分析

为定量研究矿区土地退化特征及其驱动因素,利用遥感和GIS技术分析1990—2010年内蒙古乌海矿区土地利用类型转化特征,在此基础上选取多个经济社会以及空间距离因子,利用Logistic模型对研究区域1990—2000和2000—2010年2个不同时间段土地退化的驱动因素进行探究。结果表明,乌海矿区近20 a的土地利用变化集中表现在草地大面积减少,建设用地和荒漠面积大幅度增加;荒漠和建设用地增长最快,主要源于草地和耕地的转化,土地退化主要表现在沙地等荒漠面积的增长;对土地退化的Logistic回归模型分析表明,土地退化在第1阶段(1990—2000年)的主要驱动因素是到最近采矿点距离、到最近乡镇距离和坡度Ⅱ(5~15°);第2阶段(2000—2010年)的主要驱动因素是到最近水域距离、高程和到最近道路距离。     

新疆精河县生态变化评价及驱动力研究

以1994、2002和2016年3期的Landsat遥感影像为基础数据源,借助新型遥感生态指数(RSEI),通过综合绿度、湿度、干度和热度4个指数和主成分分析,对精河县生态环境质量进行监测和评价。结果表明,以绿度、湿度、热度和干度为基础建立的RSEI指数具有一定的适用性,可较好地对精河县生态环境质量状况及其时空变化进行监测和评价。1994、2002和2016年RSEI指数均值分别为0.377、0.323和0.327,对RSEI指数进行分级处理后,发现流域生态环境质量较差等级居于主导地位,优等级有所减少,区内生态环境状况向差的方向发展。精河县人工绿洲扩张显著,天然绿洲面积减少,气候变化和人类活动共同作用于精河县的生态环境,生态环境质量变差受人为干扰影响较大。人口压力、城市化进程、不合理放牧、土地资源不合理配置、水资源低效利用等人为因素,仍是未来精河县生态环境建设需要协调的重点。     

静乐县生态脆弱性时空演变与分区研究

生态脆弱性研究是区域生态环境恢复与治理的重要依据。基于人为-自然因素综合作用体系,选取表征人类活动、社会经济、植被、气象、土壤和地形地貌等14个因子构建静乐县生态脆弱性评价指标体系。运用空间主成分分析法,结合遥感数据和地理信息系统技术,对山西省静乐县2007和2017年生态脆弱性进行定量评价和分区,揭示区域生态脆弱性时空演变特征。结果表明:(1)通过主成分特征分析发现,地形起伏度、土壤侵蚀程度、人均耕地面积、年均降水量和人均GDP是影响研究区生态脆弱性的主要因素。(2)静乐县生态脆弱性类型主要由微度脆弱、轻度脆弱、中度脆弱和重度脆弱4类组成。2007年以轻度脆弱和中度脆弱为主,2017年以中度脆弱和重度脆弱为主。空间上均呈现"中部高-两边低"的格局。(3)研究期内,各类生态脆弱性等级相互转移的总面积为662.84 km~2,以轻度和中度脆弱转移为主。轻度脆弱主要转向中度脆弱,转移面积为472.90 km~2;中度脆弱主要转向重度脆弱,转移面积为187.65 km~2。研究区空间上基本呈现"轻度向中度演变、中度向重度演变"的趋势,生态形势严峻。(4)根据时空演变特征将研究区划分为生态修复区、生态持平区和生态退化区。研究成果可为静乐县及同类型地区开展生态修复治理工作提供科学支撑和研究思路。     

基于遥感生态指数的龙溪—虹口国家级自然保护区生态环境状况评估

大熊猫自然保护区对于维护周边生物多样性有重要作用,2008年汶川地震使附近众多大熊猫栖息地出现严重的生态退化。基于龙溪—虹口国家级自然保护区1998、2007、2008和2017年4个时相的Landsat影像,运用主成分分析法,集成绿度(NDVI)、湿度(WET)、干度(NDSI)和热度(LST)4项指标构建遥感生态指数(RSEI)综合评估模型,对研究区的生态环境状况进行综合评估。结果表明,龙溪—虹口自然保护区1998、2007、2008和2017年的RSEI值分别为0.748 1、0.752 1、0.411 0和0.599 1,说明研究区生态环境状况先转好后变差再转好,但从整体来看出现了一定的退化。地震前后生态环境变化明显,海拔1 400～2 600 m的中山和亚高山地区生态环境状况呈明显恶化趋势,主要原因是地震造成大量植被破坏、水域面积缩小以及出现大量裸露土地。绿度和湿度是生态环境状况的关键影响因素,对其具有正向作用,而干度和热度对生态环境状况起负向作用。     

白洋淀近5年水生态环境质量变化趋势与营养状态分析

白洋淀作为华北地区最大的淡水湖泊,对维持、调节、改善区域生态环境质量发挥着重要作用.本文以2016—2020年逐月水质监测数据为基础,利用多种分析与评价方法,全面阐述了白洋淀“十三五”期间水生态环境质量状况,其目的在于掌握白洋淀水生态环境质量变化规律,为区域水生态环境“十四五”规划提供数据支撑与理论指导.分析结果表明,“十三五”期间白洋淀整体水环境质量呈现逐年上升趋势,水质呈清洁状态,富营养化水平均为中度富营养,水质类别集中在Ⅳ—劣Ⅴ类,占比分别为31.2%、27.7%以及28.4%.主要污染指标为化学需氧量、高锰酸盐指数、总磷、生化需氧量、氨氮以及溶解氧,浓度年均值呈现逐年下降趋势,溶解氧浓度呈现上升趋势.时间变化上,受降水量年内分布的影响,主要污染指标浓度年内高值集中出现在7、8月份;空间变化上,生化需氧量、总磷与氨氮浓度最大值出现在焦庄断面,其次为安州与南刘庄.分析了2020年白洋淀水环境质量状况,结果表明,白洋淀水生态环境质量呈现出波动性反弹(平稳期1—4月,反弹期5—8月,恢复期9—10月),经实地调查与数据分析发现,主要原因是2020年5月白洋淀实施了底泥清淤工程所导致的.     

基于InVEST模型的三峡库区(重庆段)生境质量时空演变分析

为识别生境质量优劣的具体区域,揭示土地利用变化下生境质量时空演变特征,对集大农村、大库区于一体的三峡库区(重庆段)开展生境质量研究.以2000、2010及2020年土地利用数据为基础,运用InVEST模型对三峡库区(重庆段)2000—2020年生境质量进行定量评价,并结合转移矩阵方法挖掘了生境质量退化的具体区域.结果表...     

矿山废弃地生态退化程度评价

矿山废弃地是受采矿影响极度退化的生态系统,生态退化程度评价是对矿山废弃地生态质量现状、环境影响和治理难度的评估过程,可用于指导矿山废弃地生态环境影响评价和生态恢复规划编制等。本文分别尾矿库、露采迹地、排岩场和压占区4种矿山废弃地类型,采用兼顾自然因子和人为干扰强度因子的评价方法,通过对主要生态、环境问题的分析,选择导致生态系统退化的主要因子或易于反映生态系统质量的自然因子和人为干扰强度因子作为生态退化评价指标,评价指标来自于工程设计条件、土壤、植被和地质安全性4个方面;首先采用层次分析法确定各评价指标权重,其中占用面积和地表破坏程度是最最要的指标;在生态退化等级划分基础上确定了各评价指标的域值,并将各指标量化和标准化,计算各生态退化等级的综合得分值变化范围,建立了矿山废弃地生态退化程度综合评价方法体系,将生态退化程度划分为可自然恢复、可治理、难于治理和不能治理4个等级。最后,针对遵化市典型民营铁矿进行了案例适用性分析,并对不同退化等级的废弃地进行了生态防护措施分析。     

基于植被覆盖度和遥感生态指数的成都市锦江区生态质量评估

快速准确评估城市生态质量及变化对于我国中西部地区高速发展城市的生态建设和环境保护具有重要参考作用。研究选择成都市锦江区2002、2009和2018年Landsat 5/8遥感影像,使用植被覆盖度(FVC)和遥感生态指数(RSEI)对其2002—2018年间的生态质量及变化进行评估,结果发现:(1)锦江区2002、2009和2018年FVC分别为0.522、0.493和0.502,呈先下降后略有回升的整体下降趋势;而RSEI分别为0.526、0.517和0.505,呈连续下降趋势。(2)锦江区整体生态质量一般,在16 a间呈下降趋势,主要表现为生态质量优良区域减少。以新建成区为主的锦江区南部生态质量急剧下降,以旧城区为主的锦江区北部生态质量逐步变好。(3)FVC与RSEI两者之间的空间分布和变化趋于一致,植被覆盖是锦江区生态质量的主要积极影响因素;随着城市的发展,城市建成区是锦江区生态质量的主要消极影响因素。研究结果表明,FVC和RSEI能够反映2002—2018年间的锦江区生态质量及变化状况。     

常州市住宅小区生态环境质量评价初探

建立了以大气环境质量、物理环境质量、建筑环境质量及生态环境质量4个评价指标和13个评价因子为主的住宅小区生态环境质量评价体系,通过对常州市6个典型住宅小区的监测评价,了解了目前常州市住宅小区生态环境质量状况,揭示了影响居民住宅小区生态环境质量的主要因素,并相应地提出了建议。     

基于机器学习的武汉城市圈土地生态安全格局识别与优化策略

为明晰武汉城市圈土地生态安全格局,从经济、社会和自然3个维度构建土地生态安全评价体系,在机器学习框架Keras中利用BP神经网络对2010—2017年武汉城市圈土地生态安全水平进行评价,在此基础上,利用ArcGIS软件对评价结果进行空间识别,并提出相应土地生态安全优化策略。结果表明:(1)2010—2017年武汉城市圈土地生态安全水平小幅下降,长期处于临界安全状态,其中土地自然生态安全状况不断恶化,土地经济生态安全状况持续改善,土地社会生态安全水平增减变化差异较大。(2)武汉城市圈土地生态安全变化存在明显空间差异,土地自然生态安全水平下降较大区域主要集中在西部和南部;黄冈和黄石土地经济生态安全水平小幅下降,其他城市安全水平均有不同程度上升;土地社会生态安全水平变化较大,武汉和潜江上升1个安全等级,仙桃和孝感下降1个安全等级,咸宁下降2个安全等级。(3)研究区土地自然生态安全状况恶化的主要原因为人均耕地、耕地面积比例、森林覆盖率持续下降以及工农业废水和废弃物排放总量持续上升;土地经济生态安全状况持续改善的主要原因为工农业生产效率、居民收入和第三产业占比持续上升;土地社会生态安全系统的影响因素较多。     

GIS与层次分析法相结合的生态环境综合评价研究——以渝西地区为例

将GIS与层次分析法相结合应用于渝西地区生态环境质量综合评价。首先,根据渝西地区生态环境的基本特点确定生态环境质量综合评价的指标体系和基本评价单元,通过层次分析法,确定各评价指标的权重,计算出每个评价单元的生态环境质量综合指数和分指数;然后运用GIS技术,根据每个评价单元的质量指数和分指数,自动生成渝西地区生态环境综合评价等级图;在此基础上,对渝西地区生态环境整体及各不同侧面质量状况的空间分异规律进行分析和研究。结果显示,渝西区生态环境质量基本上由南向北逐渐降低,与自然环境状况的空间格局大体吻合,但局部地区有差异。表明自然条件对渝西地区生态环境质量的空间分异起决定性作用,但社会经济和环境污染等因素同样对生态环境具有重要影响,在某些情况下,甚至可以成为决定因素,并在一定程度上改变生态环境的空间格局。     

GIS与层次分析法相结合的生态环境综合评价研究——以渝西地区为例

将GIS与层次分析法相结合应用于渝西地区生态环境质量综合评价。首先,根据渝西地区生态环境的基本特点确定生态环境质量综合评价的指标体系和基本评价单元,通过层次分析法,确定各评价指标的权重,计算出每个评价单元的生态环境质量综合指数和分指数;然后运用GIS技术,根据每个评价单元的质量指数和分指数,自动生成渝西地区生态环境综合评价等级图;在此基础上,对渝西地区生态环境整体及各不同侧面质量状况的空间分异规律进行分析和研究。结果显示,渝西区生态环境质量基本上由南向北逐渐降低,与自然环境状况的空间格局大体吻合,但局部地区有差异。表明自然条件对渝西地区生态环境质量的空间分异起决定性作用,但社会经济和环境污染等因素同样对生态环境具有重要影响,在某些情况下,甚至可以成为决定因素,并在一定程度上改变生态环境的空间格局。     

基于景观生态风险评价的白洋淀流域景观格局优化研究

流域景观生态风险评价是景观格局优化的现实依据,景观格局优化是流域生态环境修复和维护的有效途径之一。以白洋淀流域为研究区,从自然、人类活动和景观因素3个方面选取11个指标,采用空间主成分分析法对流域景观生态风险进行评价,识别出面积大于0.001 km²的水体和面积大于0.005 km²的林地作为生态源地,基于最小累积阻力模型(MCR)和网络结构评价法对流域景观格局进行优化。结果表明：(1)植被覆盖度、径流量等自然因素对白洋淀流域景观生态风险的影响最强烈,景观因素对生态风险的影响最小。(2)白洋淀流域景观生态风险较大,高风险区域位于研究区东南部和西北部,低风险区域零星分布在西部林地中。提取的生态源地总面积为11 319.85 km²,占流域总面积的35%。(3)构建了由39条生态廊道和21个生态节点组成的生态网络格局,形成道路型廊道、河流型廊道、绿带型廊道,优化后景观格局网络闭合度、节点连接率、网络连接度较高,景观格局连通度得到明显提升。基于景观生态风险评价的景观格局优化研究,可为全面推进白洋淀流域生态环境维护和修复提供决策...