环渤海地区生态脆弱性评价及其空间自相关分析

基于生态敏感性-生态恢复力-生态压力度概念框架,建立了环渤海地区五省市生态脆弱性评价的指标体系。考虑到指标体系中各评价因子之间可能存在相关性,所以首先在ArcGIS9.2平台上,用主成分分析方法剔除各因子的相关性,并对该区的生态脆弱性进行了评价,然后对脆弱性进行了空间自相关分析。结果表明:生态环境好的、相对不脆弱区主要分布在低山、丘陵等植被状况好、人类活动少的地区;重脆弱区主要分布在农牧交错带、海陆过渡带和城市周围等生态系统不稳定、人类活动剧烈的地区;脆弱区的空间聚集程度呈现出较高的正相关;不同地区之间脆弱性高相关区域主要分布在南部的低脆弱地区,脆弱性低相关区域主要分布在西北部的重脆弱区。     

三江源区生态环境退化、恢复治理及其可持续发展

本文介绍了三江源地区生态系统退化现状,科学分析了脆弱生态区生态退化的原因及生态过程,提出了三江源区退化生态系统的植被恢复配套技术和有效途径,探讨了区域经济、社会、资源、生态环境相互协调和相互促进的发展道路。     

中国县级海岛经济体脆弱性综合评价及空间分异研究

海岛经济体脆弱性是海岛经济体人地关系系统在发展过程中受到内外部干扰所表现出的不可持续状态。本研究从自然本底、资源、生态环境、社会和经济5个层面选取38项具体指标,构建海岛经济体脆弱性综合评价体系,对2016年中国12个海岛县海岛经济体脆弱性指数值进行了测定,并对这些海岛县脆弱性的空间分异进行了分析。结果表明:中国12个海岛县脆弱性差异明显,依据脆弱性程度可分为4个等级,其中普陀区、定海区、东山县、玉环县为低脆弱度,嵊泗县、长岛县、长海县为弱脆弱度,平潭县、岱山县、洞头区为中脆弱度,崇明区、南澳县为强脆弱度;各海岛县脆弱性指数在空间分布上呈现出"区域化"和"集群化"特征。本研究为海岛经济体可持续发展和海岛地区合理开发提供科学依据。     

快速城市化地区湿地脆弱性评价——以杭州湾湿地为例

湿地是地球上生产力和生物多样性最高的生态系统之一,具有巨大的环境功能和效益,在近年来成为了国内外研究的热点,但目前的文献来看,缺乏利用遥感与GIS手段对湿地脆弱性的角度对湿地的开发保护进行分区的研究从而难以为区域尺度的湿地管理决策提供依据.有鉴于此,本文以地处快速城市化地区的杭州湾地区为研究区域,利用2000年、2005年4景Landsat TM/ETM+为主要数据源,通过非监督分类和分层分类相结合,解译得到研究期间湿地的分布格局和动态变化,并在此基础上综合利用多因素评价法和GIS空间分析方法在快速城市的背景下评价了杭州湾湿地脆弱性,可为该区域湿地的分类保护提供决策基础数据.研究过程中,在快速城市化的背景条件下从自然地理环境、湿地空间分布、湿地动态变化、社会经济指标、地理空间指标和生态环境指标等方面着手,将位于快速城市化地区的杭州湾湿地划分为湿地高度脆弱区、湿地中等脆弱区和湿地轻度脆弱区,其对应的面积分别为133.95 km2、290.38 km2、862.73 km2.其中,杭州市和宁波市是较为集中的湿地脆弱区域.     

三江源移民安置区农户能源利用及对生态环境影响——以贵南县为例

三江源地区是长江、黄河、澜沧江三大河流的发源地,是我国重要水源涵养区,由于其生态系统十分脆弱,生态地位特殊,受到广泛的关注。本研究从三江源移民安置区农户能源利用对三江源生态系统影响的角度,使用问卷调查法、半开放式访谈法和生态系统服务功能评价法,对三江源移民安置区农户能源利用现状、农户对现有能源满意度和农户能源环保认知对三江源生态系统服务功能价值影响进行研究,结果表明:①三江源移民安置区种植农户能源利用结构较多样,以畜粪和秸秆为主要能源,放牧农户能源利用结构单一,基本依靠畜粪;②农户普遍对能源现状满意度低,放牧农户满意度低于种植农户;③农户倾向于使用环保能源,但对能源环保认知度较低,阻碍了清洁能源的广泛使用;④农户使用生物质能源导致生态系统服务功能价值每年损失约23.6737亿元。     

基于信息量模型的三江源东部草地退化易发性评价——以青海省果洛州为例

草地退化的预警对维护草地生态系统稳定及保障牧民财产安全意义重大。本文探索并验证了信息量模型跨领域应用于草地退化易发性评价的可行性,可为草地退化防治管控提供决策依据。以青海省三江源东部果洛藏族自治州为研究区,将像元二分模型和信息量模型耦合,并根据地形、气候、人类活动、水文、土壤5个维度,进行草地退化易发性评价。结果表明：①2008—2018年果洛藏族自治州草地退化区与草地退化易发性评价中退化高易发区分布特点一致,主要集中于玛沁县中部、玛多县南北部等地区;②处于超过4400 m的高程,高于25人/km²的人口密度,大于30°的坡度等位置的草地容易发生退化。而位于年平均降水量大于600 mm,年累计日照时数小于2400 h,依附土壤类型为灰褐土、沼泽土等地区的草地具有更好的抗逆性;③共有68.34%的退化草地分布于极易退化区和较易退化区,15.92%分布于中易发区,15.74%分布于不易退化区和低易退化区,评价模型精度较好,AUC（Area Under Curve）值达到0.764。由此可见,像元二分模型与信息量模型结合以评定草地退化易发性的方法是可靠的,该思路对其他地区草地退化易发性评价具有借鉴意义。     

快速城市化地区湿地脆弱性评价

湿地是地球上生产力和生物多样性最高的生态系统之一,具有巨大的环境功能和效益,在近年来成为了国内外研究的热点,但目前的文献来看,缺乏利用遥感与GIS手段对湿地脆弱性的角度对湿地的开发保护进行分区的研究从而难以为区域尺度的湿地管理决策提供依据。有鉴于此,本文以地处快速城市化地区的杭州湾地区为研究区域,利用2000年、2005年4景Landsat TM/ETM+为主要数据源,通过非监督分类和分层分类相结合,解译得到研究期间湿地的分布格局和动态变化,并在此基础上综合利用多因素评价法和GIS空间分析方法在快速城市的背景下评价了杭州湾湿地脆弱性,可为该区域湿地的分类保护提供决策基础数据。研究过程中,在快速城市化的背景条件下从自然地理环境、湿地空间分布、湿地动态变化、社会经济指标、地理空间指标和生态环境指标等方面着手,将位于快速城市化地区的杭州湾湿地划分为湿地高度脆弱区、湿地中等脆弱区和湿地轻度脆弱区,其对应的面积分别为133.95 km²、290.38 km²、862.73 km²。其中,杭州市和宁波市是较为集中的湿地脆弱区域。     

2000-2016年广西西江流域植被覆盖时空变化

广西西江流域作为我国西南地区重要的水源涵养区,也是生态环境敏感脆弱的区域,对这一区域的植被覆盖进行检测和分析具有重要意义。文章基于2000-2016年分辨率为250米的MODIS-NDVI数据,采用Theil-Sen Median趋势分析法和Mann-Kendall检验,研究了广西西江流域NDVI时空变化特征和变化趋势,结果表明:(1)广西西江流域总体植被覆盖度较高,高植被覆盖区域主要分布在流域东部和西北部,中低值区域主要分布在流域中南部,形成了四周较高植被覆盖度,中间较低植被覆盖空间分布特征。(2)2000-2016年广西西江流域植被覆盖呈缓慢增加的趋势,植被覆盖明显改善的区域主要分布在流域中部,植被覆盖明显退化的地区主要位于南宁市、贵港市的浔郁谷地平原地区、百色市的右江谷地地区。(3)不同的土地利用类型中,建设用地、耕地中植被覆盖显著退化的比例最高,草地、林地的植被覆盖改善比例最高,同时具有随高程、坡度等级的增加植被覆盖呈退化趋势比例减少的特点。     

大遗址区人地系统脆弱性评价及影响机制——以汉长安城大遗址区为例北大核心CSCDCSSCI

脆弱性理论是人地关系相互作用及机理分析的重要工具,为可持续性评估研究提供了新的视角。本文以汉长安城大遗址区为例,基于脆弱性理论,采用模糊层次分析法,结合GIS空间分析技术,对遗址区的人地系统脆弱性进行评价,并探讨了其脆弱性空间分异规律与形成机制。结果表明:遗址本体脆弱性程度普遍较低,低值区趋于集中分布,高值区零星分布于保护区边缘;社会脆弱性程度普遍较高,高值区趋向于集中,呈西、北高,东、南低空间格局;遗址区人地系统弱度脆弱性区域占总面积的27.2%,低度占23.8%,中度占27.9%,高度占11.7%,极度占9.4%,其空间分布呈现出西、北高,东、南低的基本格局;城市化的冲击与胁迫是大遗址区人地系统脆弱性产生的根本原因,居民的理性行为选择是人地系统脆弱性的内在动因,遗址保护政策的外部性一定程度上影响社会脆弱性。     

1991-2010年内蒙古耕地转出时空格局及分布规律

受气候、国家生态保护政策以及社会经济发展影响,内蒙古自治区耕地转出还林还草与因农民外出务工弃耕并存。论文由遥感数据获取1991-2010年内蒙古自治区耕地减少时空分布格局,并分析了耕地减少区域的降水和耕地生产力的分布规律,为便于描述用"耕地转出"表示耕地减少,与传统耕地转出为林地概念不同。研究结果表明:11991-2000年,4.91%的耕地转出,其中82.15%、7.34%、7.64%、1.63%和1.22%的耕地转变为草地、林地、未利用地、水域和建筑用地;而2001-2010年耕地面积减少了3.40%,其中62.62%、19.10%、5.40%、3.46%和9.41%的耕地转变为草地、林地、未利用地、水域和建筑用地;21991-2000年和2001-2010年两个时段耕地转出均主要集中在内蒙古自治区北部和中西部,而鄂尔多斯市和包头市在两时段耕地转出面积占耕地总面积比例均较大;3分析耕地转出区降雨量和农田生产力分布特点的结果表明,1991-2000年间在0~250mm降雨量较低区间耕地转出几率较高,在各NPP区间分布较均匀且多集中在低NPP值区域,2001-2010年间在各个降雨量区间耕地转出几率较均匀且偏小,集中分布在(50~150)g C/(m2·a)NPP区间。散点图分析表明1991-2000年耕地转出点多集中在(700~1 200)g C/(m2·a)NPP中高值区域,270~350mm降雨量中值区域,2001-2010年耕地转出点多集中在(10~70)g C/(m2·a)和(400~700)g C/(m2·a)中低值NPP区域,200~340mm降雨量中值区域,总起来说低降雨量和低NPP值区域容易发生耕地转出,但在一些降雨量和NPP值并不低区域,耕地转出情况依旧存在,耕地转出作为一种复杂现象受多因素驱动。     

三江源草地多功能性及其调控途径

三江源区是地球第三极典型代表区域之一,具有世界上独一无二的生物物种及其组成的生态系统,发育和保持着世界上大面积原始的高寒生态系统,是中国和亚洲重要的淡水供给地,也是黄河流域生态保护和高质量发展的源头和重点区。生态系统服务、自然景观、生物多样性具有全国乃至全球意义的保护价值。草地是三江源的主要植被类型,由草地管理引起的诸多生态、环境、社会问题,其管理和治理不仅是牧区的问题,也是包括黄河、长江、澜沧江等江河流域的问题。本文综述了三江源草地管理的现状、问题和需求;提出了基于草地生态系统服务和人类对草地“生产—生态—生活”多目标需求的多重管理目标及管理框架,建立三江源区域草地进行多重目标管理的调控途径及技术支撑;以期对三江源生态可持续发展、国家公园建设和黄河流域生态保护和高质量发展及后续相关政策的制定提供一定的启示。     

喀斯特地区植被净第一性生产力遥感动态监测及评价——以贵州省中部地区为例

在光能利用率原理基础上,对CASA模型中的水分胁迫因子进行改进,将土壤水分含量作为一个直接变量引入模型,建立起针对于黔中部喀斯特地区的植被NPP估算模型;并与土壤水分层均衡模型进行有效耦合,得到模型所需的土壤水分含量,在此基础上,依托遥感和GIS手段,将模型扩展到区域尺度上,模拟出黔中部喀斯特地区2005年10月～2006年5月月尺度上的植被净第一性生产力动态变化特征,并以实测值进行了验证.结果表明: ①该模型在数据获取上比较容易,仅利用地面气象数据和遥感数据就可以对陆地植被MPP进行估算,使其实际的可操作性得到加强;将土壤水分含量作为一个直接变量引入模型,从而可以从模型本身,对土壤水分与植被NPP的直接响应关系进行深入探讨,得到生态脆弱区植被生长的土壤水分敏感点,为区域植被建设和生态恢复提供一定的依据; ②不同植被类型下植被NPP变化特征有着重要的差异.林地的植被NPP最高,平均值为19.89gC/m2,其次为灌丛,为19.01gC/m2,草地和农用地分别为16.71 gC/m2和16.54 gC/m2;林地、草地、灌丛和农用地等不同植被类型季节变化表现出同样的特征:春季＞秋季＞冬季,其中林地植被NPP平均值冬季14.62 gC/m2,春季增加到26.26gC/m2,秋季又有所减少,为18.79 gc/m2,其它植被类型也表现出同样的季相变化特征,与当地气温和地表太阳辐射的季节变化基本相同.     

生态系统生产力供给服务合理消耗度量方法——以内蒙古草地样带为例

高强度资源利用与持续增加的食物、纤维等需求正在导致对地球表面有限自然资源消耗强度的日益增长,如何构建生态系统服务供给和消耗相匹配的科学合理的模式是减缓乃至遏制生态系统退化面临的新挑战,需要发展生态系统服务合理消耗的评价体系与模拟方法,其中发现自然生态系统服务供给与人类对其消耗的结合点和适宜指标是关键。生态系统净初级生产力（NPP）消耗反映了人类对生态系统供给服务利用强度,本研究以NPP消耗为主要指标建立生态服务合理消耗评价体系的概念框架与计算方法,并以生态消耗模式与强度具有明显梯度的内蒙古草地样带为案例区开展实证分析。合理生态消耗在此被定义为,人类为维持生计对生态系统供给服务的消耗既不对生态系统产生过度压力又能够满足人类维持生计的基本生活需求。本文详细阐述了生态系统生产力供给服务合理消耗评价过程中的数据选取原则与方法,生态消耗及其合理性阈值的计算步骤与依据。该方法基于生态系统服务消耗主体的属性特征设计,是开发生态系统生产力供给服务合理消耗多主体技术模拟平台的算法基础,也是为发展兼顾多种生态系统服务的生态服务合理消耗综合评价方法体系进行的尝试。     

中国北方草地生态系统服务评估和功能区划助力生态安全屏障建设

北方草地是我国重要的绿色生态屏障,也是黄河、长江、澜沧江、滦河等江河的发源地和水源涵养区,其对保障我国生态安全,提升生态系统服务和生态系统稳定性具有极其重要的作用。长期以来,我国在畜牧业生产中重视草地的生产功能,而忽视其生态功能,导致生产功能过度利用,以及生态系统服务和生态功能降低,继而严重威胁着我国的生态安全。开展北方草地生态系统服务评估,制定北方草地主体功能区划,是构建和优化生态安全屏障体系,科学配置草地的生态-生产功能,推进生态文明,统筹山水林田湖草一体化保护和修复,建设"美丽中国",实现人与自然和谐共生的国家重大科技需求。文章基于北方草地生态系统服务和资源环境条件的空间分异规律,将北方草地划分为7个功能区、25个亚区。该生态功能区划将为制定区域国土空间规划,科学布局重要生态系统保护和修复重大工程,统筹推进生态保护和修复工作提供重要的科技支撑。     

黄河源区植被净初级生产力时空变化特征及其对气候要素的响应

以2000-2010年MODIS NPP数据为基础,并结合该区同期气温和降水量数据,采用趋势分析和偏相关分析法研究了黄河源区植被NPP年累积量(aNPP)时空变化特征及影响因素.结果表明: 受水热条件和植被类型分布的地带性规律影响,黄河源区植被aNPP呈由东南向西北逐渐递减趋势.常绿针叶林aNPP最高,高寒草原aNPP最低.2000-2010年黄河源区植被aNPP呈显著增加趋势,线性增长率为3.64gC/(m²·a),其中高寒沼泽、常绿针叶林、高寒草甸和高寒草原aNPP的增长率分别为4.47gC/(m²·a)、4.08gC/(m²·a)、3.61ggC/(m²·a)和3.53gC/(m²·a).植被aNPP显著增加区域占研究区面积的46.67%,并主要分布在黄河源区中下游的河谷地带.植被aNPP显著减少区域仅占研究区面积的0.03%,在空间上呈零星分布.植被aNPP与6-9月平均气温和6-7月降水量呈显著正相关性.植被aNPP与温度呈极显著正相关和显著正相关的区域分别占研究区面积的58.53%和18.36%,并主要分布在黄河源区西部、中部和东南部.植被aNPP与降水量呈极显著正相关和显著正相关的区域分别占研究区面积的3.87%和11.27%,并主要分布在黄河区北部.气候的暖湿化是导致黄河源区植被aNPP增加的主要原因.     

1965年至2005年泾河流域极端降水事件的变化趋势分析

极端降水事件是导致黄土高原水土流失的主要原因之一,分析其变化趋势可为该区的生态建设提供重要的参考信息。选取泾河流域为研究区域,基于Mann-Kendall和小波分析等方法,分析了1965年-2005年极端降水事件的降水量、降水天数、降水强度和严重干旱次数等的变化趋势、突变、年代际变化和振荡周期等。结果表明,泾河流域极端降水事件的整体变化趋势不显著,但其发生频率和强度等都可能呈上升趋势,且存在空间差异,流域中下游呈上升趋势而流域西南部和北部呈下降趋势。各指标均呈波动变化,但基本都在1985年以后呈上升趋势,且在2000年左右发生多次上升突变;波动周期为2～3a,7～8a,13a和17a。尽管变化趋势不显著,但极端降水事件的各指标都趋于升高,表明未来极端降水事件可能对泾河流域的水土保持工作造成更加严重的威胁。     

2001-2010 年东北三省植被净初级生产力模拟与时空变化分析

本文基于改进的CASA光能利用率模型,利用遥感数据、气象数据、土地覆盖类型数据作为模型输入参数,估算了中国东北三省2001-2010年的植被净初级生产力(NPP),并利用MOD17A3 NPP产品与本文估算NPP进行了精度对比分析。结果表明,东北三省10a平均的植被NPP为304.643g C/(m2·a)。不同土地覆盖类型NPP差异明显,阔叶林>混交林>针叶林>农田>灌木>草地>城镇>未利用地>水体。年NPP在2001-2005年间出现了上下波动的趋势,且不同土地覆盖类型NPP的时空变化趋势不同,森林覆盖区域具有明显的逐年下降趋势(-1.217g C/(m2·a)),未利用地则具有明显的逐年上升趋势(2.35g C/(m2·a))。通过对3个气象因子(降水、辐射量、温度)、3个模型参数因子(APAR累积量、光能利用率ε、NDVI累积量)与NPP的相关性分析可知,APAR累积量与NPP的相关性最大,研究区平均相关系数达到了0.703,温度与NPP的相关系数最小,研究区平均相关系数为0.011。     

北京市植被净生产力遥感测量与分析

北京地区城市化进程迅速.自然植被萎缩和生产力下降是城市化进程的重要特征.本文基于光能利用率模型对北京范围内的植被净初级生产力(Net Primary Productivity,NPP)进行模拟,并分析植被净生产力模拟结果的季节性变化和空间格局.结论如下:①2007年北京市植被净生产力模拟总量为7.62×106tC,植被NPP在空间上分布非常不均匀,主城区是全市巨大的绿色消费区NPP模拟结果较低,不均匀的NPP状况在空间形成一系列等值线,其中生产力为4200tC的等值线基本与全市山体高程线平行,这反映出全市NPP空间分布具有明显的地貌分异特征;②一年内植被NPP在4月、5月份增加最快,7月、8月份达到最大,在全部土地利用类型中,耕地类型由于作物的播种、收割以及灌溉等耕作过程使其植被NPP的季节性变化不同于其他土地利用类型;③在区域尺度上,林地对植被净生产力的贡献率最高占70.17%,耕地占13.73%,然而在六环内林地对NPP的贡献率下降至27.85%,耕地对NPP贡献率增加至27.48%;从1996年～2006年,六环范围内的耕地面积从1100.07km2减少到484.13km2,耕地的减少导致主城区植被净生产力总量减少近1/3.对于北京地区来说,耕地对区域植被生产力累计具有重要作用,在城市建设中应加强耕地资源保护,以提高区域植被水平.