基于GIS的北京市生态脆弱性评价

城市化背景下"社会-自然"耦合生态系统的生态脆弱性评价成为当今研究热点。以GIS为平台,使用SPOT5和Landsat 8 OLI遥感数据等多元数据,运用"敏感、弹性和压力"生态脆弱性评估框架模型,结合空间主成分分析法,计算北京市生态脆弱度(EVI)、生态敏感度(ESI)、生态弹性度(EEI)和生态压力度(EPI),进行生态脆弱性评价。结果表明:(1)北京市生态脆弱性整体程度呈中等水平,但城镇区域生态脆弱性偏高(极高和高度脆弱区面积占北京市总面积的34%),山地林区生态脆弱性较低(一般脆弱区占研究区总面积的11%)。(2)生态脆弱性的敏感度、弹性度和压力度的权重系数分别为0. 196、0. 526和0. 278,平原地区植被覆盖度低和城镇建设用地比例过高是北京市生态脆弱性的主要影响因子。(3) EVI、ESI、EEI和EPI与土地利用方式均呈显著相关,其中EVI与建设用地相关性最大,Pearson相关系数为0. 80。(4)建议北京市生态保护和恢复工作应针对不同区域的脆弱性特征采取相应措施,进行优化实施。     

基于RS和GIS的生态系统健康评价

生态系统健康评价可以认识区域生态系统健康状况、识别生态环境问题,为制定科学的生态保护对策提供依据,对提高可持续发展和环境管理具有重要的指导作用。文章由压力-状态-响应（P-S-R）概念模型建立了生态系统健康评价指标体系和评价模型,运用RS和GIS技术及统计学分析法,形成程序化、系统化的生态系统健康评价技术方法体系,并以高平市为案例,运用定量的方法对其生态系统健康进行综合评价及分级研究,通过对压力、状态、响应评价结果及健康综合评价结果的分析,结合高平市生态系统健康的自然条件状况与人类活动影响,探讨了影响区域健康的因素,为高平市资源的合理利用与保护提供科学依据。结果表明该技术对生态系统健康评价是切实可行的。     

基于RS和GIS的长沙城市热岛效应与TSP污染耦合关系

城市热岛效应反映了城市化发展对城市环境的影响,是影响城市生态环境的一个重要因素。文章以长沙市为例,利用3S技术与传统技术相结合对大气中总悬浮颗粒物(TSP)在城市热岛中的作用与贡献进行了研究。结果表明,长沙城市热岛效应与TSP污染在空间与时间分布上都具有耦合关系。采用RS和GIS技术可以从空间上对TSP在城市热岛中的贡献进行研究。长沙市TSP污染的分布特征和热岛强度分布状况基本一致,都是由市中心往外逐渐减轻。TSP高值区,城区呈高温区;TSP低值区,城区呈低温区。采用长沙市TSP高值区、TSP低值区的两个监测点2002年逐月TSP监测数据及相应气象统计数据,从时间上对TSP污染与城市热岛效应进行了相关性研究,长沙市TSP污染与热岛强度在年度分布上存在正相关关系。随着长沙城市建设和城市化速度的加快,城市热岛强度有逐年增强的趋势。3S技术与传统技术相结合,使科学研究更客观、准确。3S技术用于中尺度的区域环境质量调查,可实现空间区域的定量表达,而传统技术获取的环境背景数据,则从微观上对空间数据的准确性进行验证。     

基于GIS和RS的晋江市土地利用变化与可持续利用研究

采用GIS和遥感技术，在拟订土地分类系统的基础上，对1996和2001年晋汀市土地资源进行遥感解译，得到这两期1：10万土地利用现状图及数据库，分析了晋江市土地利用类型的构成与比例，以及土地利用面积动态变化状况。结果表明，晋汀市自1996年以来，城镇居民点与工矿用地扩展较大，面积增幅达5312．55hm^2，交通面积增加1507．02hm^2，林地而积增加了293．05hm^2，园地面积也增加了4．17hm^2；但耕地面积锐减，减少面积为6419．43hm^2，减幅为14．6％，其去向主要是建设用地、生态退耕、园地和池塘用地。在此基础上，认为土地利用变化存在的主要问题是：耕地面积锐减；土地利用结构小平衡；生态环境恶化等。应采取针对性的土地可持续发展措施，重视土地管理制度创新和土地利用的优化配置。     

基于RS和GIS黄河三角洲水禽生境因子变化分析

将影响水禽生境选择的因子划分为水、食物、隐蔽物和干扰4类.用遥感(Rs)和地理信息系统(GIS)软件对黄河三角洲地区3期TM数据进行处理,对各生境因子采取一定的分类方法,得出该地区3个时期各生境因子图.通过面积、斑块数变化及转移矩阵的分析可以看出,各生境因子的结构发生了明显的变化,变化表现为干扰加重,积水地区面积增大,谷物草籽面积及适宜隐蔽物范围减少.人类的有意识活动(干扰)是引起各生境因子发生变化的主要驱动力.生境因子变化对水禽生境既有正面影响,又有负面影响.图9表5参30     

基于RS和GIS的武汉市生态系统服务价值变化研究

以武汉市为例,利用从1996年和2001年TM数据中获取的景观数据,估算了武汉市生态服务价值并分析了景观之间的转化所引起的生态服务价值的变化。结果表明:各景观类型中水域景观的生态服务价值贡献系数最大,达到2.869;研究区域生态服务价值总量变化不大,2001年比1996年只下降了3688.79万元,但各景观生态服务价值变动很大,其中库塘生态服务价值增加了2.38亿元,河流的生态服务价值减少了2.33亿元,其变化率分别达到40.74%和-9.16%;由于河湖被占用所造成的生态服务价值损失达到9891.68万元,城市建设占用其它景观类型所带来的生态服务价值损失达到9908.37万元,这说明建设用地的发展对其他自然景观占用已经影响到了武汉市生态系统服务功能发挥。     

基于RS与GIS的武汉城市湖泊演化研究

以武汉市主城区为例,利用1995和2005年Landsat5两期TM影像与2000和2010年Landset7两期ETM＋影像的解译结果,基于景观分形理论与GIS的空间分析功能相结合的研究方法,分别构建湖泊变化强度指数和湖泊分形维数变化指数。从湖泊面积变化和湖泊形态变化,以及湖泊水域和其他土地利用类型的转移变化特点与影响进行综合分析。来丰富湖泊演化的分析方法,并总结高速城市化背景下湖泊的变化规律,从而更深入地了解和认识人类活动因素与湖泊水域动态变化之间的响应关系,同时提出若干城市湖泊治理与管理的方式。研究结果表明,（1）15年间的湖泊水域面积总量的变化呈现萎缩的趋势,年变化量在逐渐减小,湖泊萎缩的速度得到了一定的控制。（2）1995-2010年湖泊分形维数也呈逐期较小趋势,说明湖泊几何形状趋于简单化,人为活动对湖泊的影响加大。（3）15年来主城区28个主要湖泊的变化强度指数均为负值,呈萎缩趋势。但从2000年开始,少数湖泊变化强度指数为正值,萎缩趋势得到初步的控制。（4）1995-2010年间湖泊的水域面积主要转移成为建设用地和耕地。其转移面积占转移总面积的87．02％。围湖造田和城市化率的迅速提高对城市湖泊的演化影响深刻。（5）城市化背景下湖泊面积与形态变化的规律并非完全与城市化发展速率呈正比的关系,当城市化率上升到一定的阶段后,城市内部对生态环境的保护与要求也不断提高。为改善城市环境和城市内部的生态用地,湖泊应得到立法等强制性保护。     

基于RS和GIS的嫩江下游土地沙漠化景观格局变化特征分析

以2004、2008年的MODIS数据为主要数据源,在ArcGIS 9.0、ERDAS IMAGE 9.0等软件支持下,利用FRAGSTATS软件分析土地沙漠化的景观格局变化.结果表明,研究区域沙漠化土地以轻度和中度沙漠化土地为主;各景观要素的边缘密度和斑块密度呈现一致性的减少,表明斑块形状趋向简单,景观整体破碎化程度降低,边缘效应影响减小;除水域景观外,其他景观要素的形状指数和分维数都呈现一致性的下降,表明整体景观的形状都向着简单化和稳定性方向发展,各景观要素的散布与并列指数和聚集度指数都呈现一致性的增加,反映出各要素斑块趋向大型化发展,景观整体连接度增强,破碎化程度降低,景观相互作用和空间关系增强.     

基于遥感和GIS的青藏铁路生态累积效应研究

采用遥感和GIS技术,通过生态系统功能偏离累积指数、景观格局干扰累积指数、植被退化指数、生态阻隔累积指数和区域生态累积效应指数研究青藏铁路建设和运营对沿线生态系统的累积影响.结果表明,铁路建设和运营对沿线0～1 km直接影响区的生态服务功能、景观格局、植被覆盖和生态流均造成一定的累积影响,但以景观格局和生态流受到的影响最大,且对拉萨至唐古拉段的影响大于唐古拉至格尔木段,主要表现为对农田、草地、河流湿地和荒漠生态系统的影响.从铁路沿线＞1～5和＞5～10 km范围的间接或协同累积影响来看,拉萨至唐古拉段明显高于唐古拉至格尔木段.铁路建设运营对＞1～5 km范围的农田、荒漠和河流湿地生态系统仍存在一定负面影响,且以农田生态系统受到的负面累积影响最大,主要表现为拉萨和格尔木城市扩张对农田生态系统的干扰和占用.     

基于GIS的市域景观格局定量分析与优化

以长沙市为例,结合长沙市2000年4月份LandsatTM影像和1:250000地理信息矢量数据库,借助Arc/view和Arc/Info软件,对其景观进行分类,并形成景观分类图,一级分类6个类型,在此基础之上进行二级分类,共分为15种景观类型.并用景观格局分析软件FRAGSTATS软件计算了各类景观参数,并从斑块、类型和景观3个水平上,计算了相应的参数和景观指数,定量的揭示了整个景观格局与类型特征.研究结果表明,分布面积占研究区总而积达46.8707%的有林地景观其连接性、完整性比其他景观类型好,是研究区的基质,但斑块和景观的空间形状较为复杂,表现出强烈的干扰特征.水田的斑块数量最多,受人为活动影响强烈.天然草地,改良草地,滩涂表现出萎缩特征.从各类用地的空间组合来看,除了城镇相对集中的城区等几个地方外,农村居民点多为耕地和林地景观所隔开,各城镇和农村居民点由道路或水系连接.定量分析城市景观的空间格局,将有助于深入研究景观格局的形成机制和理解城市景观的格局与过程.在此基础上初步探讨了基于景观格局优化的城市生态系统的内部空间布局.研究结果对长沙市景观生态规划有指导意义.     

基于遥感与GIS的黄河三角洲绿色空间生态服务价值评估

基于黄河三角洲1987、1997和2007年的TM遥感影像解译数据和野外调查结果,得到研究区三个年度的土地利用空间分布图。然后从土地利用的角度重新审视绿色空间的概念和内涵,建立基于土地利用类型的绿色空间生态评估体系,分析黄河三角洲地区的绿色空间生态服务价值及其变化情况。研究结果表明,1987—2007年间黄河三角洲地区绿色空间土地利用变化显著,其中,水体面积增加明显,农田、林地面积略有增加,湿地和草地面积显著减少,未利用地面积略有减少。土地利用面积的变化直接影响到其生态服务价值的变化,研究期间湿地生态服务价值减少了77.72亿元,草地减少9.00亿元,未利用地减少0.16亿元;水体的生态服务价值增加54.54亿元,农田和林地共增加3.41亿元。研究区绿色空间生态服务价值呈逐年减少的趋势,20年间研究区生态服务价值减少了28.94亿元。通过对绿色空间单项生态服务价值功能重要性进行评价,研究表明黄河三角洲地区单项生态服务价值以湿地、农田和水体占主要地位,这与各单项生态系统的面积及其单位生态服务价值量有关。     

北京市植被生态需水量与生态服务功能的关系

植被是城市生态系统中重要的组成部分,研究植被的生态需水、以及由生态缺水导致的服务功能变化具有重要意义。采用面积定额法,估算出北京市植被的最小生态需水量为37.4亿m3;采用情景分析方法,分析了不同植被类型、人均生活用水增加、人口增加情景下生态缺水量及其导致的生态服务功能变化。污水、中水回用、植被蓄水与雨水收集是缓解生态缺水的有效措施。     

基于GIS的北京市林地覆被与PM_(2.5)分布关联性分析

土地利用方式直接和间接地影响着城市的颗粒物污染程度,了解土地利用与颗粒物污染的关联规律,对改善环境空气质量具有重要的意义。选择颗粒物污染问题突出的北京市为研究对象,以空气质量地面监测站的PM_(2.5)质量浓度数据和卫星遥感解译数据为基础,借助地理信息系统和数理统计方法,对不同土地利用方式特别是林地覆被与细颗粒物分布的关联性进行分析。研究结果表明,(1)北京市的PM_(2.5)质量浓度分布在空间上呈由西北至东南逐级递增的趋势,东南部(107.0μg·m~(-3))西南部(96.2μg·m~(-3))城六区(95.3μg·m~(-3))东北部(79.6μg·m~(-3))西北部(79.0μg·m~(-3)),季节分布表现为冬季(122.0μg·m~(-3))春季(81.2μg·m~(-3))秋季(76.8μg·m~(-3))夏季(72.9μg·m~(-3)),不同土地利用方式PM_(2.5)质量浓度表现为耕地(96.9μg·m~(-3))建成区(95.7μg·m~(-3))未利用土地(91.5μg·m~(-3))水域(82.8μg·m~(-3))草地(80.9μg·m~(-3))林地(79.1μg·m~(-3))。(2)以各监测站点为中心建立不同半径缓冲区,随着缓冲区半径的不断增加林地覆被率与PM_(2.5)质量浓度的负相关性不断增强。当缓冲区半径达到1 000 m时,各个月份林地覆被率与PM_(2.5)质量浓度均在α=0.05水平上呈显著负相关。(3)以各监测站点为中心的3 000 m半径缓冲区内落叶阔叶林、常绿针叶林、落叶阔叶灌木林、常绿阔叶灌木林、乔木园地面积与PM_(2.5)质量浓度均呈负相关关系。研究结果表明,实行未利用土地、耕地以及部分建成区的土地利用方式向林地、草地转化是北京市防控颗粒物污染的可行方略。     

宁绍平原绿地生态网络时空格局与优化研究

良好的绿地生态网络能够提升区域生态系统服务能力和生物多样性,有助于城乡环境的可持续发展。目前,对于以自然要素为边界且具有独特地理格局特征的地理单元研究相对缺乏,同时在绿地生态网络优化方面存在主观性较强、可实施性较差等问题。以宁绍平原为对象,对比分析了1990、2000、2010和2020年4个时期生态源地、生态阻力面和生态廊道的变化,探析绿地生态网络时空格局,并依据生态源地可逆性特点和现状条件提出布局优化建议。结果表明：(1)30年来城镇化建设使得宁绍平原重要生态源地规模下降20%,生态空间呈现显著的破碎化特征;(2)以各城市为中心的高阻力辐射圈层结构打破了原有的梯度阻力格局,较大地降低了平原整体的生物流动能力;(3)平原绿地生态网络结构呈现较强的波动性和脆弱性,当前平原东西两侧大面积区域生态廊道缺失;(4)恢复句余山、余姚江(宁波段)、奉化周边“虎头山-雨施山”丘陵斑块和杭州湾东段沿岸4处重要生态源地,新增河湖水系型、丘陵林地型和沿海岸线型21处重要生态源地,规划生态廊道132条,总长985.8 km,并筛选得到重要生态踏脚石90处和待修复生态障碍点252处。优化后绿地生态网络各指数...     

基于GIS的广东省土壤资源信息系统构建研究

研究应用地理信息系统构建广东省土壤资源信息系统的总体模式,建立了土壤资源信息系统的基本功能构成;探索了土壤资源空间信息与文献资料的Internet网络化这一土壤研究新领域,并实现了土壤资源空间信息Internet网络化.     

基于GIS的城市绿化生态服务量及其均等化评价

城市绿地是城市生态系统重要的组成部分,具有重要的生态服务功能,为了客观科学地评价城市绿地的绿化效果和生态服务均等化水平,以天津市滨海新区汉沽区河西区块为例,采用生态绿量测度城市绿化的生态服务量,以GIS作为城市绿化生态服务量的分析工具,并结合距离衰减模型及源叠加模型,计算不同斑块所承接到的不同绿化源的生态绿量;构建可视化系统,展现各斑块生态绿量的空间分布情况。结果显示,从整体水平看,研究区生态绿化建设效果良好,大部分斑块达到了生态绿量的基准线51.848,只有西南角部分斑块没有达标。从分布情况来看,研究区生态绿量分布并不均匀,表现为同一纬度上东部比西部生态绿量的接收量高,且呈现由东到西逐步递减的趋势;而同一经度上北部比南部生态绿量的接收量高,呈现由北到南逐步递减的趋势。其中,研究区东北区块与西南区块的接收量差距最大,斑块接收的生态绿量最大值为161,最小值仅为46,均等化水平较低。应用文中的研究方法可以精准找出城市绿化生态服务较为薄弱的斑块,对城市绿地系统规划具有一定的参考价值。     

基于GIS和能值分析的黑龙江省农业生态经济格局综合评价

采用能值分析方法和GIS空间分析技术,基于黑龙江省77个县(市、区)的社会经济统计数据,从时空动态视角评价了黑龙江省域及各县域的农业生态经济格局及其综合发展水平。结果表明,1996—2012年间,黑龙江省农业生态经济系统的能值投入与产出均呈明显的增长趋势,林产品产出能值增长幅度较大。1996—2012年研究区的环境承受压力增大,环境负载率由6.61增加到10.21,净能值产出率由5.37减少到4.79,可持续发展指数由7.47下降到5.43,说明该系统的可持续发展性能正在逐年弱化。在空间格局上,黑龙江省南部地区经济发展水平显著优于北部地区,但其农业生态环境水平和系统可持续能力低于北部地区。为了增加黑龙江省农业生态系统的可持续发展能力,未来需进一步调整农业结构,优化资源配置的投入,提高资源利用效率,降低环境负载率,使农业生态经济系统逐渐步入健康可持续发展轨道。     

晋西北黄土高原县域生态网络构建初探

生态网络构建可以减少生态景观碎片化,有利于提高生态斑块的景观连通性,保障生态系统稳定运行,提高生态环境的承载能力。选择山西省忻州市静乐县为研究区,基于土地利用现状数据,采用形态学空间格局分析法(MSPA)和景观连通性评价识别生态源地,选取8个阻力因子构建生态阻力面,采用最小累计阻力模型提取生态源地之间的生态廊道,通过重力模型进行廊道重要性分级,最后运用电路理论和水文分析,识别研究区关键区域,并有针对性地提出生态网络优化措施。结果显示：研究区生态源地有15处,主要分布在东部和西北部的山区,中部受河流、公路和铁路重叠影响,综合阻力值高,景观连通性较低;生态廊道有36条,其中重要廊道22条,一般廊道14条。研究结果可为静乐县的国土空间生态修复规划提供科学依据,对黄土高原县域生态网络构建也有一定的参考。