中亚跨境流域生态脆弱性评价及其时空特征分析——以阿姆河流域为例

生态脆弱性(EVI)的定量评估和长期分析,对于了解区域生态环境动态变化与指导生态环境保护与修复极为重要。但以往研究很少对跨境流域这一特殊单元进行生态脆弱性评价。以阿姆河流域为例,选择反映研究区植被、水文、气候、地形、土壤以及人类活动等方面的11个指标,通过共线性诊断分析,构建了阿姆河流域生态脆弱性评价体系,利用主观权重与客观权重相结合的方法确定指标权重,对1990-2015年研究区EVI进行了定量评价及时空特征分析。结果表明:(1)研究区生态环境呈恶化趋势,大部分区域处于重度脆弱状态,研究时段内重度脆弱性比例的平均值为46.40%;极度脆弱性占比在过去25年内呈增加趋势,从1990年的2.58%增加至2015年的16.97%,增幅为14.39%。(2)生态脆弱性在不同土地覆被类型之间差异巨大,其中草地的EVI值变化最大,裸地的生态环境最为脆弱,林地的生态脆弱性最小;研究区生态脆弱程度整体表现为裸地灌丛草地耕地城市用地林地的规律。(3)EVI与地形因子的关系表明生态环境最为脆弱的区域主要位于低海拔地势平坦与高海拔坡度大的地区,而低脆弱性主要分布在海拔2500～3500 m或坡度15～25°的区间上。     

基于主成分-聚类分析模型的生态环境脆弱性分析:以平潭综合实验区为例

目前对平潭综合实验区(平潭主岛)脆弱性评价方面的研究仅有地下水系统的脆弱性研究,对生态环境方面的脆弱性研究尚未见诸文献中。针对此情况,文章首先从自然因素、人为干扰因素和环境因素3个方面构建了生态环境脆弱性指标体系,然后运用主成分-聚类分析模型对平潭综合实验区的生态环境脆弱性进行分区。脆弱性分区结论为平潭综合实验区总体为中强度脆弱,其中极强脆弱区为白青乡,强度脆弱区为北厝镇和苏澳镇,中度脆弱区为中楼乡、澳前镇和敖东镇,轻度脆弱区为平原镇、潭城镇和流水镇,微脆弱区为芦洋乡。文章从增加防护林的面积和种类、调整优化土地利用结构、开展生态功能区划和生态环境保护规划的编制工作三方面提出了降低研究区域生态环境脆弱性的对策措施。     

生态脆弱性综合评价方法与应用

探讨了生态脆弱性评价的理论与方法,提出将生态脆弱度指数、生态弹性度指数和生态压力度指数作为生态脆弱性评价的基本判定指标,构建了“敏感-弹性-压力”的评价模型,其评价体系包括总目标层、分目标层、准则层和指标层4个层次,形成了综合指数方法、层次分析法和RS/GIS相结合的生态脆弱性评价方法.在方法研究的基础上,以川西滇北农林牧交错带为例,根据区域特征选取17个评价指标进行案例研究,定量评价了该区域生态环境的脆弱程度,分析了生态脆弱度的空间差异和不同区域生态脆弱性的主导成因.评价结果较为客观地反映了该区域生态环境状况,对于生态脆弱区的生态保护、资源利用和可持续发展具有指导意义.      

人为干扰对生态脆弱性动态演变过程的影响——以兰西城市群为例

以兰西城市群为例,采用空间主成分分析法(SPCA)对其进行生态脆弱性评价,并在此基础上引入人为干扰指数(HI),探讨人为干扰变化对生态脆弱性动态演变过程的影响.结果表明,1990～2020年,兰西城市群生态脆弱性由3.14减小到2.69,生态环境逐年改善.空间上,中度,重度和极度脆弱区主要集中在中西部河谷盆地及东部低海拔地区,微度和轻度脆弱区主要集中在中西部海拔较高的地区.1990～2020年,Moran’s I由0.942略增至0.955,生态脆弱性空间聚集效应明显.1990～2020年间,生态恶化区面积减小了178.63km²,生态改善区面积增加了7189.08km²,生态恶化区主要分布在河谷盆地及东北部地区,生态改善区主要分布在东南部及中西部海拔较高的地区.区域内人为干扰指数由0.245增至0.252.中高度干扰区与生态恶化区的空间分布特征基本一致.人为干扰程度的增强使河谷盆地及东北部地区生态环境逐步恶化.研究结果可为兰西城市群的生态保护,土地资源利用和可持续发展提供有益借鉴.     

基于SVM的安宁河流域生态环境脆弱性评价

中国是世界上生态脆弱区分布面积最大、生态脆弱性表现最明显的国家之一。安宁河流域地处中国西南山地农牧交错生态脆弱区的腹心地带,是长江流域重要水源涵养地和生态屏障。该流域由于自然环境的复杂性、脆弱性和长期大规模的不合理人为干扰,造成了生态环境的破坏,严重影响着该流域乃至四川、整个长江流域的生态安全和国民经济可持续发展。该研究采用"3S"技术和PSR模型,应用多平台、多时相遥感图像,结合实地调查,建立了安宁河流域生态环境背景数据库,形成了一套科学实用的研究区生态脆弱性评价指标体系,运用支持向量机模型对研究区生态脆弱性进行了客观评价。该研究对保障安宁河流域生态环境安全具有重要的理论和实践意义,为山地农牧交错生态脆弱区的生态脆弱性研究提供了新的思路和方法。     

基于遥感的北方农牧交错带生态脆弱性评价

榆林市是中国北方农牧交错带上典型的生态脆弱区,也是全国土壤保持和防风固沙重要生态功能保护区。文章以"成因及结果表现"为基础构建生态脆弱性评价指标体系,在遥感数据和GIS空间分析支持下,对榆林市生态脆弱性进行了综合评价。结果表明:榆林市生态脆弱性以中度脆弱为主,面积所占比例为54.50%,极度、重度和中度脆弱区面积所占比例超过了总面积的70%,生态环境形势不容乐观。受自然因素和人为活动的交叠影响,榆林市生态脆弱性空间差异显著。北部地区生态脆弱性整体上高于南部,高度脆弱区主要分布在古长城以北风沙草滩区,尤其是榆阳区和神木县境内,除自身自然潜在脆弱外还面临着经济快速发展给该区生态脆弱性带来的人为干扰脆弱,生态脆弱性表现尤为显著;而东南部和西部地区生态脆弱性相对较低,尤其是靖边和清涧境内,主要以微度脆弱为主。说明近年实施的"三北"防护林体系建设和退耕还林(草)工程显著改善了该地区生态环境质量。     

兴文石林地质地貌景观的脆弱化趋势研究

兴文石林是喀斯特岩溶地质风景名胜区兴文石海的中心景区,喀斯特岩溶山地的生态环境具有一定脆弱特性,随着旅游业的不断发展,景区加大了开发力度,可能导致景区脆弱性的加剧,为了保证在旅游开发中能对景区重要的地质资源进行更好地保护,采用生态脆弱区评级指标及权重值评分法对兴文石林的10个主景点进行了研究,分析得出,兴文石林存在轻生态脆弱性、中生态脆弱性和强生态脆弱性三种梯度趋向,其中,脆弱性最强区域面积达到2平方公里的面积,这些区域分布在景区的边缘地带,因此,要实现旅游资源的可持续利用,必须对强生态脆弱性区域实行禁游和实行退耕还林等措施,以防止脆弱区域的扩大和脆弱性加剧.     

基于山江海视角与SRP模型的桂西南-北部湾生态环境脆弱性评价

为揭示桂西南喀斯特-北部湾海岸带生态环境脆弱性,本研究基于山江海视角,采用生态敏感度-生态恢复力-生态压力度(SRP)模型、无纲量化模型、层次分析法,结合生态环境脆弱性指数,对该区域进行了生态环境脆弱性的评价,为该区域的生态环境治理和恢复提供科学的理论基础和技术指导.结果表明:(1)2000～2018年三期生态环境脆弱...     

黄河中游不同地貌分区景观格局脆弱性及其驱动力

黄河中游生态环境脆弱,科学评估流域景观格局脆弱性是因地制宜开展该区生态环境建设的基础.以黄河中游1990~2018年5期土地利用数据为基础,采用景观脆弱度指数,分析景观格局脆弱性的时空演变,并结合最优参数地理探测器方法探究不同自然地貌分区景观格局脆弱性的影响因素.结果表明:①1990~2018年,耕地（面积占比为36.96 %~39.97 %）是黄河中游的优势景观,耕地（减少10185.00 km²）和建设用地（增加7678.46 km²）面积变化最大.②1990~2018年,景观格局以较低和中度脆弱区为主,面积占比为70 %~80 %,较高和高脆弱区集中在黄土丘陵沟壑区,低脆弱区集中在河谷平原区和土石山区,脆弱度呈先降后升的变化趋势;1990~2000年和2000~2005年,脆弱性等级变化以“脆弱度减少”为主,2005~2010年和2010~2018年,以“脆弱度增加”为主.③年降水和NDVI是影响景观格局脆弱性的主要驱动因素,不同自然地貌分区的影响因素则各有不同:黄土丘陵沟壑区和土石山区的主导因子分别为年降水和DEM（自然因素）,黄土高塬沟壑区、河谷平原区和沙地沙漠区的主导因子分别为人口密度、土地利用程度和距道路的距离（人为因素）.任意两个影响因子的交互结果均表现为双因子增强或非线性增强.风险探测显示,各自然地貌分区的景观格局脆弱度高值区分别分布于对应主导因素的不同取值范围.因此,在黄河中游的生态治理实践中,应针对不同自然地貌的脆弱性特点,实施因地制宜的治理策略,进一步提升流域的生态治理水平.     

基于格局-质量-功能的高寒草甸区生态脆弱性分析——以云南迪庆为例

以滇西北高寒草甸区为研究对象,通过建立格局-质量-功能框架开展其生态系统脆弱性时空特征评价,并利用地理加权回归模型分析各因子对生态系统脆弱性变化的空间异质性影响.结果表明:滇西北高寒草甸区生态系统脆弱性指数(EVI)格局由北向南递减.2000～2020年迪庆北部地区的生态系统脆弱性指数呈增加趋势,生态脆弱性性指数最高增加了0.30,中南部绝大部分地区呈下降趋势.影响因子对生态系统脆弱性敏感性显著,气候因子对迪庆北部和南部地区的生态系统脆弱性敏感,经济(GDP)、人口(POP)等因子是导致区域生态系统脆弱性指数增加的主要因素.     

基于PSR模型的三峡库区生态经济区土地生态安全评价

针对三峡库区生态经济区土地资源的特点及所面临的主要问题,基于PSR框架模型的发展,构建了一套评价指标体系.采用熵权赋权法确定权重,运用土地生态安全综合模型,对该区域2003~2006年的土地生态安全综合指数进行了计算.结果表明,区域土地生态安全综合指数由2003年的0.134(敏感级)升高至2006年的0.269(临界安全级),整体生态安全状态呈好转趋势,土地所受的生态压力整体上有所加大.现有土地生态安全状况的改善主要依赖于对现有土地生态问题的治理.现阶段土地的生态压力依然严峻.对2003~2006年的土地生态安全变化进行分析显示,土地生态安全综合状况已进入快速改善阶段.     

重庆三峡库区生态补偿标准差别化模型构建及应用研究

生态补偿是当前国际公认的重要的生态环境保护手段,但如何表征、量化和确定生态补偿标准,完善生态补偿机制,仍是当前生态补偿研究中的一个重要而未解决的问题.本研究以重庆三峡库区后续发展过程中不同本底类型的典型样区为研究对象,通过对重庆三峡库区各区域的自然和经济条件的分析,基于生态系统服务价值法和机会成本法,构建生态补偿标准化模型,引入差异系数,对重庆三峡库区各区域的生态补偿标准进行测算,科学制定各区域生态补偿分配标准.结果表明:位于库区西南段的主城区(包括渝北区、江北区、渝中区、江津区和北碚区等),这些区域经济实力雄厚,社会经济差异系数较大,但由于机会成本较低,受到自然价值和区域公平差异系数的影响较小,所以最终生态补偿额度比较低;三峡库区北段(巫山县、巫溪县、云阳县、奉节县和开县)的生态补偿额度较高,主要原因是机会成本大,受差异系数影响,理论损失成本大,但在这些地区的自然资源比较丰富,适合开展旅游行业,增加经济收入,缩小与其他区县的社会经济差距.     

基于RRM模型的三峡库区重庆开县消落区土地利用生态风险评价

以三峡库区重庆开县消落区为研究对象,基于风险度量的基本原理,在实地考察、历史资料考证和2007年遥感影像景观分类的基础上引入相对风险模型,将研究区划分为4个风险单元,并选取5种生境类型、5类风险源和3种生态受体,以此计算该地区不同风险小区土地利用的综合生态风险值,并依据生态风险值的高低划分为4级.研究结果表明,在消落区内,风险等级随着土地出露水面海拔高度的增加而加大,在海拔达到170m以上的消落区生态系统受到的伤害更大.作物种植等风险源对生物物种、生态系统等生态受体的作用是生态风险增大的主要原因,其中,生物物种受到的风险最大,其次为生态系统、景观格局.研究结果可为三峡库区的环境保护和生态风险管理决策提供科学依据.     

三峡库区不同类型地区高效生态农业发展模式与效益分析

三峡库区地形地貌复杂多样,自然生态环境十分脆弱,为了把库区建成全方位开放、综合性开发、高水平发展、高起点安置移民的新型产业密集经济区和高效生态农业区,必须把高效特色生态农业产业化作为未来经济发展的主攻方向,因地制宜地采取最有效的高效生态农业建设模式。为此,论文提出了5种不同类型的高效生态农业发展模式,即沿江河谷区果→粮→菜→猪→沼→渔水陆循环型高效生态农业模式、浅山丘陵区桔→粮→经→畜→桑→沼共生互惠型高效生态农业模式、低山区林→粮→油→薯→草→畜水土保持型高效生态农业模式、中高山区干果→药→茶→烟→菜→草名优土特型高效生态农业模式和庭院果→菜→花→禽→沼→渔小循环型高效生态农业模式。这些模式推广和应用的综合效果总体良好。     

基于BP神经网络的三峡库区土壤侵蚀强度模拟

降雨侵蚀力变化是一复杂过程,其变化存在一定的随机波动性,土壤侵蚀是三峡库区生态环境脆弱最主要的影响因素之一,查明库区土壤侵蚀强度的演化过程及未来趋势是库区生态文明建设过程中急需解决的关键科学问题。论文基于三峡库区1990年侵蚀降雨特征,利用BP神经网络对2010年75个站点降雨侵蚀力进行模拟、验证,预测2030年75个站点降雨侵蚀力。选取2030年预测结果中位于库区周围的27个站点,结合2030年库区自然增长、生态保护情景下土地利用模拟数据,使用RUSLE计算2030年土壤侵蚀强度。结果表明：1）2010年库区降雨侵蚀力模拟相对误差为15%,测试样本数据相对误差为14.67%,预测相对误差为19.65%,NE系数为0.85,说明BP神经网络对库区降雨侵蚀力具有良好模拟效果;2）2010年库区土壤侵蚀强度的Kappa指数为0.75,计算结果能满足模拟与预测需求;3）在土地利用不变情况下,2030年库区轻度、中度侵蚀面积均有所增加,微度及强烈以上侵蚀面积均呈减少趋势,且侵蚀强度转变中的58%来源于相邻侵蚀强度,跨侵蚀等级区的较少;4）在降雨侵蚀力不变情况下,自然增长、生态保护情景下未来土地利用变化所导致的土壤侵蚀均呈下降趋势,后者下降的趋势更为明显;5）在降雨侵蚀力及土地利用均变化的情况下,自然增长、生态保护情景下土壤侵蚀均呈下降趋势。     

湖北省长江三峡地区山水林田湖草生态保护修复实践探索与思考

湖北省长江三峡地区是世界上最大的水电站——三峡大坝所在地,是长江中上游关键节点,是三峡库区水土保持重点生态功能区,生态功能地位极其重要。针对长江三峡地区长江干支流水体部分断面总磷超标、“化工围江”、生态系统功能退化、废弃矿山破坏生态环境、珍稀濒危物种生境遭到破坏、生态保护修复机制不健全等问题,围绕保障“一江清水向东流”的总目标,提出了山水林田湖草生态保护修复工程实施路径。以长江干支流为经脉,以山水林田湖草为有机整体,优化空间布局,将长江三峡地区划分为11个生态保护修复片区,统筹实施重要干支流水环境治理与修复、“化工围江”综合治理与长江岸线生态修复、废弃矿山生态修复、土地综合整治、重要生态系统修复与生物多样性保护、区域生态保护修复体制机制创新六大类任务措施,构建分区分类生态保护修复工程体系,创新跨区域、跨部门的生态修复长效机制,积极探索长江三峡地区生态修复模式,推动区域绿色高质量发展,以期为其他地区生态保护修复提供参考与借鉴。     

浅谈复合式山地湿地污水处理系统在三峡库区的应用

由于三峡库区山多地少,城镇过于分散,若修建污水厂,土地征用困难,建设污水管网费用过高,于是笔者提出了复合式山地湿地污水处理系统的设想。该工艺充分利用山体坡度和水体势能进行跌水曝气,不仅节约了耕地,还极大地节省了运行和管理费用。     

三峡库区乐天溪流域生态修复效果的遥感监测研究

论文利用多时相LandsatTM E/TM影像、文献和野外调查资料,从土地利用类型与结构、植被覆盖度、土壤侵蚀等方面对三峡库区乐天溪流域生态修复效果进行了定量研究。结果表明:通过5年的生态修复,乐天溪流域林草覆盖率由1997年的80.6%增加到2002年的83.23%,不仅林草覆盖率增长,而且林地质量有较大提高,覆盖度较高的林地和灌丛面积增幅达18.1%和9.1%,相反,疏林面积减少37.9%。流域土地利用结构明显有好转,结构基本合理,相对合理指数由0.76上升到0.81。土地利用结构的改善使得流域土壤侵蚀强度大为降低,微度、中度和强度土壤侵蚀面积分别减少11.49、26.43和4.61km₂,流域平均侵蚀模数由1999年的1562.5tk/m₂降为2002年的870.7t/km₂。生态修复效果显著,但在实际工作中生态修复也需要人工的合理干预。     

冀西北间山盆地区景观格局变化及优化研究——以河北省怀来县为例

景观格局的改变会对区域生态系统功能产生影响,对其格局进行优化调控是维持区域生态系统功能稳定性的重要手段。研究以怀来县为例,通过解译判读1993、2003和2013年3期遥感影像,分析了研究区景观格局特征,发现研究区景观破碎化程度呈上升趋势,结合各景观类型在地形位上的分布特征和生态系统服务功能,运用最小累积阻力模型构建了生态源地、生态廊道和生态节点等景观组分,整体连通性指数（dIIC）和可能连通性指数（dPC）评价结果表明河流交汇处及水库周边等区域对景观连通性重要值最大,然后划分了景观生态维持区、景观生态恢复区、景观生态功能强化区和景观生态功能保护区,为该地区景观生态优化提供指导 借鉴。     

近20a三峡库区农林地利用变化图谱特征分析

土地利用变化图谱单元能够把表示"空间单元特征的图"与表示"时间发展之起点与过程的谱"合为一体,并建立起空间—属性—过程一体化数据信息。论文以TM/ETM影像为空间数据源,构建三峡库区1990—2000年和2000—2010年两个阶段农林地利用变化信息图谱,以及融合1990、2000、2010年这三个时期土地利用现状的变化模式图谱,以探讨库区近20 a来的农林用地变化轨迹和特征规律。结果表明:1 1990—2000年阶段的农林地利用变化图谱主要以农林地间及其和草地互换、建设用地占用农林地的图谱单元类型为主。空间差异上最为显著的是"耕地→建设用地(编码15)"、"草地→林地(编码32)"和"林地→草地(编码23)",空间分离度较低。2 2000—2010年阶段的农林地利用变化图谱单元分离度增大,农林地利用发生转换空间进一步扩张。最显著变化的是"耕地→林地(编码12)"和"耕地→建设用地(编码15)"图谱单元类型,其次是农林地转换为水域图谱类型(编码14和24)的面积增大。3库区农林地利用变化模式以前期变化型和后期变化型为主,反复变化型和持续变化型发生概率较小,库区农林地利用的转换具有明显的时间阶段性特征。