基于PLUS模型和InVEST模型的昆明市生境质量研究

城镇化发展导致的土地利用变化是影响生境质量的首要因素,而生境质量对生物多样性保护和生态环境修复具有重要意义。以昆明市为研究区,通过获取2000—2020年土地利用数据,利用PLUS模型模拟2030年土地利用变化情况,再结合InVEST模型对昆明市生境质量进行研究。结果如下：(1)昆明市主要地类为耕地、林地和草地。2000—2020年耕地、林地、水体面积分别减少926.18 km²、28.03 km²、30.05 km²,建设用地和草地分别增加了925.36 km²和95.24 km²。(2) 2000—2020年昆明市生境质量持续降低,处于中上水平且呈现两极化趋势。低生境分布在昆明市南部城市群;较低生境聚集在昆明市东部,与较高生境相互交错分布在整个研究区;高生境主要分布在西面的山区。同时,低生境面积不断增加,高生境面积逐渐减少。(3) PLUS模型模拟出来的2030年昆明市土地变化中,建设用地进一步扩张,耕地、林地、草地面积持续减少;模拟得到的平均生境质量相较于2020年整体下...     

黄河流域典型县域生境质量的时空分异特征及影响因素研究

通过探索黄河流域山东段县域生境质量时空分异特征与影响因素,以便从县域尺度为地方生态环境保护与社会经济高质量发展提供政策建议。基于2000、2010和2020年3期土地利用数据,采用InVEST模型解析生境质量的时空分布格局与演变特征,结合空间自相关模型对其空间分异特征进行探测,并采用地理加权回归(GWR)模型分析社会、经济与自然影响因素在空间维度上对生境质量的影响。结果表明：(1)2000—2020年,黄河流域山东段平均生境质量指数为0.448,空间上表现出中段、上段低和下段高的分布格局,生境质量整体呈先快速下降后缓慢下降趋势,中段生境质量下降趋势最为显著;(2)生境质量变化在空间分布上呈显著集聚性特征,会受到邻近区域的影响,且总体集聚态势不断增强,高-高型集聚区面积明显大于低-低型集聚区,在流域下段范围连片分布;(3)土地开发强度是影响生境质量时空分布的首要因素,城市化水平、人口密度和NDVI对生境质量有重要影响,社会、经济和自然因素共同影响生境质量时空变化,GWR回归分析结果表明生境质量具有空间差异性。识别这些时空差异对推动该区域生态高质量发展具有重要意义。     

基于价值评估的川滇生态屏障区生境质量时空演变及其影响因素

重要生态功能区肩负着维持生态系统循环和保护生物多样性的重任,揭示重要生态功能区生境质量的时空演变特征及影响因素对维护区域生态安全、促进人与自然和谐发展具有重要意义。综合生态系统服务价值、生境活力和生境威胁构建生境质量评估模型,对2000—2018年川滇生态屏障区生境质量进行分析,并运用地理探测器模型揭示其影响因素。结果表明：(1)2000—2018年川滇生态屏障区生境质量整体水平持续上升,上升区域主要分布在研究区南部;生境质量等级以中等、较高和较低为主,生境质量等级转移变化以较低转为中等和中等转为较高为主。(2)2000—2018年川滇生态屏障区生境质量稳定发展区域面积占比(45.97%)>生境质量向好发展区域面积占比(43.46%)>生境质量向差发展区域面积占比(10.57%),建议重视生境质量向差发展区域,避免生境质量进一步恶化。(3)2000—2018年川滇生态屏障区生境质量演变过程主要受高程、气温、地形起伏度和距水域距离等自然因子的影响,但人口密度、GDP、距城镇距离和夜间灯光强度等人为因子的影响程度也在不断增强。与此同时,自然因子与人为因子的交互影响程度大于单因子...     

蓄水后三峡库区重庆段污染负荷与时空分布研究

针对三峡库区重庆段蓄水后的污染负荷状况及时空分布进行了研究。介于三峡库区蓄水后污染形式的变化以及污染源的多样性和库区内各区县污染源特征的差异，将各类污染源分类并分区域进行计算预测。除了对受广泛关注的工业污染、生活污染进行了预测外，还研究了农田径流污染、船舶流动污染、淹没土壤释放污染的计算方法并对其进行了计算。计算结果表明，在2002、2010、2020年重庆段库区水体的主要污染源为农田径流污染、城市生活污水污染和农村生活污染，其中农田径流污染的CODCr、NH3-N、TP的贡献率分别达到了59．95％、74．64％、85．86％，为主要污染源。在2002年、2010年、2020年重庆段三峡库区CODCr、NH3-N、TP的主要来源区域为重庆主城区、万州区、涪陵区和江津市。     

多情景下珠江三角洲地区土地利用变化对生态系统服务的影响预测

土地资源的有序开发是区域可持续发展的基础,针对未来不同情景下土地利用变化对区域生态系统服务的影响进行科学评估与预测,可以为城市可持续发展规划提供科学参考。以珠江三角洲(珠三角)地区为研究区域,采用PLUS模型模拟不同情景下土地利用变化,结合InVEST模型对各情景下产水量、土壤保持量、生境质量、碳储量和水质净化服务及其变化进行预测,构建综合生态系统服务指数从空间上反映各生态系统服务供给量,分析2040年不同情景下土地利用变化对生态系统服务的综合影响。结果表明：(1)PLUS模型模拟精度较高,可用于合理预测珠三角土地利用变化。(2)在自然发展情景下,仅土壤保持服务供给水平得到提高;在城市发展情景下,除水质净化服务损失严重外,其他服务供给损失变化与自然发展情景相似;在生态保护情景下,生境质量和碳储量提升幅度最大,而产水量下降幅度最大;在可持续发展情景下,水质净化能力损失最严重。(3)2040年不同情景下珠三角综合生态系统服务指数空间分布格局相似,与2020年相比,生态系统服务总体水平将有所提高,但整体上预测平均值较低。该研究可为未来珠三角土地利用规划提供参考建议,为协调土地利用与生态保护管...     

丹东沿海地区土地利用变化对生境质量的影响研究

土地利用变化与生态效应影响研究是全球环境变化的热点.以丹东沿海地区2000—2018年土地利用景观格局为基础,运用GIS技术和InVEST模型对丹东沿海地区生境质量进行定量评估,并结合土地利用变化规律分析了土地利用变化对生境质量的影响.丹东沿海地区作为连接海陆的重要过渡带,研究其土地利用变化对生境质量的影响,对于权衡生...     

土地利用变化对青海湖流域生境质量的影响

以青海湖流域2005—2015年土地利用图为基础,利用InVEST模型和"3S"技术对青海湖流域生境质量进行定量估算,分析了青海湖流域生境质量的时空分布特征,以揭示土地利用变化对流域生境质量的影响。结果表明,(1)草地、湖泊、高寒荒漠、裸岩石质地、沼泽是青海湖流域主要的土地利用类型,占流域总面积的90%左右。2005—2015年,流域内各土地利用类型基本保持稳定,但主要土地利用类型均发生不同程度的变化,湖泊、交通工矿建设用地、永久性冰川雪地面积比例分别增加了0.22%、0.03%和0.03%;沼泽、滩涂、沙地、高寒荒漠分别减少了0.13%、0.04%、0.04%和0.03%。(2)青海湖流域生境质量表现为东南高、西北低。2005、2010、2015年三期生境质量第1等级与第2等级占流域总面积的53.73%—72.56%。三期生境质量第4等级与第5等级占流域总面积的23.32%—29.57%。2005—2015年,流域生境质量整体稳步趋好,局部有所降低。(3)2005—2010年,流域内草地、沼泽面积下降,居民点、交通建设用地沙地、面积增加,河流、裸土、居民点生境质量分别下降了0.09、0.04和0.02。耕地面积减少,威胁源强度降低,耕地生境质量升高了0.02。2010—2015年,河流面积略有增加,河流生境质量升高了0.11。青海湖面积增加了63.70km~2,湖泊生境质量升高了0.06,同期湖泊生境质量第1等级面积占青海湖面积的97.13%,占生境质量第1等级面积的57.65%,占流域面积的14.57%。青海湖水体面积及生境质量可作为流域生态环境质量的重要指示因子。(4)青海湖流域生境质量呈现西北冷环湖热的特点,热点区域主要位于青海湖北部和南部,冷点主要分布于流域西北部。2005—2015年,流域西北部冷热点面积的波动与裸岩石质地、高寒荒漠面积变化密切相关。青海湖北部草地面积减少、居民点及交通工矿建设用地面积增加导致热点面积下降。流域土地利用变化是导致生态环境质量变化的重要原因。     

三峡库区生态系统服务功能重要性评价及其空间分布研究

以长江上游重点生态脆弱区三峡库区(重庆段)为研究区,结合RS和GIS软件,选取生物多样性维护功能、水源涵养功能和水土保持功能为评价指标,采用植被净初级生产力(vegetation net primary productivity,NPP)定量指标评估法,综合分析研究区2020年生态系统服务功能的重要性程度以及空间分异特...     

沅江源自然保护区生境质量变化遥感监测

使用遥感技术监测自然保护区生境质量变化情况,对制定差别化的区域生态保护政策具有重要意义。以贵州省沅江源自然保护区为例,基于Landsat影像数据,在Fragstats和InVEST软件支持下分析1990—2018年土地利用变化与景观格局特征,探讨保护区生境质量变化规律,评估自然保护区功能区划合理性并模拟生态保护情景对生境质量的改善效果。结果表明:(1)1990—2018年保护区土地转移主要发生在草地转为林地、耕地转为林地和草地间。土地利用程度综合指数增加,人类活动影响增强,保护区土地利用程度综合指数表现为核心区缓冲区实验区。(2)保护区耕地斑块聚集度提高,人工表面斑块密度增加,景观整体优势斑块连通性增加,破碎化程度降低,林地斑块对景观控制作用增强。(3)29 a间保护区平均生境质量呈现波动增加趋势,生境质量提高8. 64%,保护区平均生境质量表现为核心区缓冲区实验区。(4)保护区生境质量改善趋势大于退化趋势。定量评估生态保护情景,沅江源自然保护区平均生境质量指数从当前情景的0. 88提高到0. 90。退耕还林还草工程的实施以及保护区内人类活动增加是保护区生境质量改变的主要原因。     

三峡库区生态系统服务时空变化及权衡与协同关系研究

科学探讨区域生态系统服务的权衡与协同关系,对高效配置环境资源和指导生态环境管理具有重要意义.基于土地利用、气象观测、土壤和社会经济统计数据,分别计算并识别了三峡库区2000、2010和2018年水源涵养、土壤保持、碳固持和生物多样性维持4种生态系统服务及其时空变化,并从全域和基于热点区的综合分区2种尺度分析了生态系统服...     

泥沙沉降对长江水体富营养化相关因素的影响初探

针对三峡库区重庆段蓄水后,泥沙沉降对长江水体富营养化相关因素的影响进行了研究。三峡库区含沙量大,泥沙对水环境的影响不容忽视。为准确预测成库后三峡库区重庆段富营养化的发生,文章通过泥沙沉降对水质影响静态模拟试验,研究了长江原水的泥沙沉降对水体中叶绿素a、透明度、溶解性总磷、溶解性总氮、浊度等指标的影响。结果表明:三峡成库后泥沙更易沉降,引起水体浊度降低、透明度增大,这可能利于藻类的生长,导致叶绿素a的质量浓度增加,同时,泥沙沉降也使水体的溶解性氮磷比增大,对富营养化发生有抑制作用。     

三峡库区高阳平湖水体富营养化主要驱动因子研究 ——基于主成分分析法

研究各种水质因子(水温、溶解氧、电导率、pH、营养盐等)对三峡库区支流水体富营养化的驱动效果,为库区支流水体富营养化的防控与治理提供科学依据.于2018年11月至2019年10月在三峡库区高阳平湖进行了12次样品采集,获取了水温、水体pH、营养盐、水体溶解氧等指标数据,利用主成分分析法研究三峡库区支流水体富营养化状况,...     

三峡库区土地覆被动态变化遥感分析

利用 1 995年和 2 0 0 0年TM卫星影像资料 ,对三峡库区 5年内的土地覆被动态变化进行了分析。结果表明 ,该时期库区土地覆被的变化主要表现为林地向草地和耕地转化 ,以及耕地向建设用地转化 ;其次是林地向建设用地转化 ,有林地向灌丛转化 ,以及草地向林地转化。土地覆被的这种变化说明 ,三峡库区近几年来生态环境在总体上呈现继续恶化的趋势 ,仅局部地区有所好转。     

三峡库区小流域土地利用方式对土壤肥力的影响

为探讨三峡库区小流域不同土地利用方式对土壤肥力的影响特征，采用野外调查、取样和室内实验分析相结合的方法，对三峡库区五桥河流域内3种主要土地利用方式(旱地、柑橘园、林地)的土壤理化性状进行对比分析。结果表明，不同土地利用方式对土壤吧力具有较为明显的影响，土壤孔度、渗透率变化由大到小的次序为林地→柑橘园→旱地；土壤有机质和氮、磷、钾养分含量由大到小次序为林地→柑橘园→旱地。这与不同土地利用方式下人类耕作活动、对土地的劳力与经济投入不同密切相关。林地受人为扰动少，因而土壤肥力高；柑橘园、旱地受人类耕作活动影响大，但因柑橘园经济产出效益较高，农户对土地的投入相应较高，使得柑橘园土壤肥力高于旱地土壤。     

Ecological restoration,social-economic changes and sustainable development in the Three Gorges Reservoir area: A case study in Yunyang,Chongqing Municipality

The Three Gorges Reservoir area contains high mountains and deep valleys. The fragile mountainous ecosystems are facing problems such as overpopulation, less available farmland, ecological degradation and poverty. The construction of the Three Gorges Project and a series of ecological restoration activities and social-economic changes have influenced the present and future viability of this area. The measures which have been taken indicate that restoring and renewing the degraded ecosystems and improving the economy is a prerequisite and is possible. Yunyang, a typical county, both in terms of poverty and ecological degradation in the Three Gorges Reservoir area of Chongqing Municipality, was chosen for the case study. This paper discusses the impacts of the Grain-for-Green project, ecological agriculture, urban and infrastructure building and ecological immigrants on the regional sustainable development through detailed field investigation and a questionnaire survey.     

基于RUSLE模型的三峡库区腹地土壤侵蚀演变研究

基于RS、GIS技术与RUSLE土壤流失模型相结合的方法分析研究巫山—奉节地区土壤侵蚀时空演变规律,为巫奉两县水土保持措施提供参考依据.研究表明:1)1988—2015年间,研究区土壤侵蚀模数呈现先增后减的变化趋势,2000年侵蚀最为严重,平均侵蚀模数达到4030.99 t/(km2·a).2)三峡库区建设初期和中期土...     

基于移民调查的三峡库首地区人口、耕地资源及生态环境状况分析

对三峡库首地区秭归、兴山、巴东等县人口、耕地资源和农业生产力状况进行了统计,并选择库区典型乡镇移民户作为调查对象,点面结合地分析了移民安置对三峡库首地区人口、耕地资源和生态环境状况的影响。结果表明,移民搬迁过程中,库首地区各县乡镇总人口降低,蓄水影响到的移民户基本都得到了妥善安置,农村劳动力资源未明显下降;三峡工程蓄水后,库首地区低海拔区域的耕地被淹没,农村可用耕地总量减少,人地资源矛盾比较突出;在耕地总量和人均耕地面积降低情况下,秭归县粮食、柑橘和蔬菜种植面积和产量仍稳步提高,库区农业生产保持稳步发展;移民搬迁以后,库首地区农村的居住环境、住宅条件、生活条件和交通条件均较移民前有明显改善,农户普遍评价较好,淹水对农村生态环境状况有一定影响,存在自然灾害和病虫害增多、农村废弃物处理设施不足等问题,库区生态环境问题应引起政府的足够重视。     

Total phosphorus accident pollution and emergency response study based on geographic information system in Three Gorges Reservoir area

• A new algorithm of two-dimensional water quantity and the quality model was built. • The migration and diffusion of TP was simulated. • The emergency measures for sudden water pollution accidents was proposed. In recent years, sudden water pollution accidents in China’s rivers have become more frequent, resulting in considerable effects on environmental safety. Therefore, it is necessary to simulate and predict pollution accidents. Simulation and prediction provide strong support for emergency disposal and disaster reduction. This paper describes a new two-dimensional water quantity and the quality model that incorporates a digital elevation model into the geographic information system. The model is used to simulate sudden water pollution accidents in the main stream of the Yangtze River and Jialing River in the Chongqing section of the Three Gorges Reservoir area. The sectional velocity distribution and concentration change of total phosphorus are then analyzed under four hydrological situations. The results show that the proposed model accurately simulates and predicts the concentration change and migration process of total phosphorus under sudden water pollution accidents. The speed of migration and diffusion of pollutants is found to be greatest in the flood season, followed by the water storage period, drawdown season, and dry season, in that order. The selection of an appropriate water scheduling scheme can reduce the peak concentration of river pollutants. This study enables the impact of pollutants on the ecological environment of river water to be alleviated, and provides a scientific basis for the emergency response to sudden water pollution accidents in the Three Gorges Reservoir area.     

基于随机森林算法与农户视角的村落级农业面源污染风险分析

当前农业面源污染问题依然严峻,村落级尺度下各地块的污染风险状态精细识别有待进一步研究.本文针对三峡库区典型村落重庆市涪陵区南沱镇睦和村进行研究,结合无人机多光谱技术、农户行为调研、随机森林算法等进行地物识别及泛地块网格划分,通过测算总氮(total nitrogen,TN)、总磷(total phosphorus,TP...