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。     

基于RS与GIS的长江三角洲生态环境脆弱性综合评价

使用空间主成分分析法构建评价指标体系,采用层次分析法确定指标权重,结合遥感数据与地理信息系统软件,对长江三角洲生态环境脆弱性进行了综合评价,并对脆弱性成因进行了分析. 结果表明,长江三角洲生态环境极度和重度脆弱区主要分布在其中部的太湖流域和浙江中西部,占整个研究区的20.10%;轻度和中度脆弱区遍布于整个研究区,占55.25%;微度脆弱区主要分布在江苏北部和浙江东部,占24.65%. 总体来看,长江三角洲大部分区域的生态环境属轻度和中度脆弱. 影响长江三角洲生态环境脆弱性的自然因素有≥35 ℃日数、旱涝分布、海拔高度、归一化植被指数（NDVI）年累加值、景观多样性指数和土壤侵蚀强度;人为因素有人均耕地面积、人均水资源、人均废水排放量、人均废气排放量、化肥施用强度、土地利用变化、“三废”综合利用产品产值、人口密度和GDP. 极度和重度脆弱区生态环境的主要特征是自然灾害发生频率大、资源匮乏、污染强度大、土壤侵蚀严重和生物多样性低.      

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。     

丹江口库区土地利用变化与生态环境脆弱性评价

基于RS和GIS技术,研究了丹江口库区1990-2007年的土地利用变化状况,采用空间主成分分析法构建了生态环境脆弱性评价模型,评价了库区生态环境脆弱性,探讨了土地利用变化与生态环境脆弱性的关系。结果表明:①库区土地利用格局承受着社会经济发展和生态环境保护与建设两方面相互矛盾的巨大压力,1990-2007年间,除水田和旱地减少外,其他用地比例均有不同程度增长。②18 a间,库区生态环境整体状况有所好转,脆弱性综合指数从5.96降至5.56。林地基本处于微度脆弱性状态,灌丛、园地、草地属于轻度和中度脆弱状态,水田、旱地和未利用地多属于中度和重度脆弱状态。③不同利用类型的脆弱性综合指数顺序基本保持为:城镇>农村居民地>未利用地>旱地>园地>草地>水田>灌丛>林地,林灌措施是库区生态恢复和重建的首选,同时应加强城镇与农村居民地以及农田的生态环境建设。     

中国县域单元生态脆弱性时空变化研究

以中国2853个县(市、旗、区)为研究单元,以1980、1990、2000和2010年全国1 km格网土地利用数据和中国县级行政单元社会经济统计数据为基础,通过VSD模型,构建了基于自然和人为共同作用下的生态系统影响力指数和社会经济适应力指数,用以综合表达生态脆弱性空间分异,在此基础上对中国县域单元的生态脆弱性进行定量评价.结果表明:中国县域生态系统影响力指数持续降低,2000年之前呈现由"东北到西南"逐渐降低的趋势,2000年之后,基本呈现"中东部及新疆北部高、西南低"的格局.适应力指数空间分布差异十分明显,表现出东南沿海高于中部,中部又高于西部的格局.从生态系统脆弱性空间分布格局来看,东南部比西部地区更脆弱,从时间变化来看,中国生态脆弱度整体好转,局部恶化;从数量变化来看,1983个县域单元处于高度脆弱区和极度脆弱区,仅有327个县域单元于处于轻度和微度脆弱区.处于极度脆弱区和高度脆弱区的县域单元未来要合理规划土地利用,加强土地利用管理,调整用地布局并严格控制城镇规模扩张;对于轻度和微度脆弱区则应坚持以生态建设和环境保护为主,禁止污染型产业发展,有序引导人口转移,发展生态旅游业和高技术产业.     

黄河流域生态环境脆弱性评价、空间分析及预测

生态环境脆弱性是制约经济可持续、高质量发展的重要因素。以2005—2018年黄河流域73个城市为研究对象,构建了黄河流域生态环境脆弱性的评价指标体系,采用主成分分析计算了黄河流域生态环境脆弱指数,并依据自然断点法将评价结果分为极度脆弱、重度脆弱、中度脆弱、轻度脆弱、微度脆弱五类。进一步通过空间相关分析揭示了黄河流域生态环境脆弱性的时空演变特征,并利用CA-Markov模型对黄河流域2025年生态环境脆弱性进行了预测。结果表明：（1）黄河上、中、下游生态环境脆弱性分别表现“低—中—高”的分布特征,且生态环境脆弱性变化趋势存在区别：上游虽差异较大但波动相似,中游波动方向相反,下游在2016年之后整体呈下降趋势。（2）黄河流域生态环境脆弱性存在空间相关性,上游呈现低—低聚集,下游呈现高—高聚集,中游空间相关性不显著。（3）预测2025年黄河流域中游地区重度脆弱有所扩张,下游地区极度脆弱向中心区域明显收缩。黄河流域生态环境的治理与保护并非一朝一夕之事,也并非某一流域单独能够完成的,黄河上、中、下游要根据不同的自然条件制定与之相适宜、符合整体发展需要的治理与保护措施。     

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。     

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。     

水源涵养型重点生态功能区生态状况变化研究

水源涵养型重点生态功能区对于保护中国大江大河源头区及水源补给区具有重要意义。文章以生态系统状况指数为指标,通过生态系统组成与结构、生态系统生产能力、生态系统服务功能分析了2000-2010年中国水源涵养型重点生态功能区的生态状况变化态势。结果表明水源涵养型重点生态功能区以森林和草地生态系统为主。2000-2010年,三江源区和若尔盖区生态系统状况整体表现为好转,甘南区、祁连山区和南岭山地区生态系统状况整体表现为基本稳定大小兴安岭区、长白山区和阿尔泰山地区生态系统状况整体表现为轻度退化。大小兴安岭区退化面积占该区面积的比例最大,为42.54%;三江源区和祁连山区退化面积比例较小,分别为6.26%和6.93%。大小兴安岭区、长白山区和南岭山地区以轻度和中度退化为主,阿尔泰山地区以中度和重度退化为主,甘南区以轻度退化为主。     

基于MODIS-NDVI的2000—2018年中国北方土地沙化敏感性时空变化

选择植被覆盖度、湿润指数、大风日数、土壤表层砂粒含量和坡度5个因子作为评价指标,基于多源数据开展了中国北方14省（区）2000—2018年土地沙化敏感性空间分布格局及其动态变化研究,并按土地易起沙尘程度的高低依次划分为极易起沙尘和高度易起沙尘（高敏感等级）、中等易起沙尘（中敏感等级）、轻度易起沙尘和不易起沙尘（低敏感等级）。结果表明：2000—2018年中国北方14省（区）处于土地沙化高敏感等级的面积从48.1%下降至40.4%,处于土地沙化低敏感等级的面积从30.3%上升至38.8%,整体呈土地沙化高敏感等级向中、低敏感等级过渡的趋势。与2000年相比,2018年内蒙古科尔沁、浑善达克和毛乌素沙地及其周边区域极易起沙尘和高度易起沙尘的土地面积明显减小,植被覆盖度的增加和大风日数的减少是这种变化的重要原因。     

张家口地区生态脆弱性及其影响因素

生态脆弱性是国际社会面对一系列生态问题时无法回避的重点议题,也是生态文明建设与绿色发展研究的热点之一。基于SRP模型,以张家口地区为研究区域,选取14项指标构建张家口地区生态脆弱性评价指标体系,把主成分分析法和地理探测器结合起来,进行张家口地区生态脆弱度以及主要影响因素研究。结果表明：2008—2016年间,张家口地区生态脆弱性明显下降,2008年、2012年和2016年轻度脆弱面积占比分别为27.24%、29.54%和35.57%,生态系统结构与功能正在向良性方向发展;研究区域内生态脆弱性空间分布差异主要与坡度、干旱指数、植被覆盖度和气温等因素的变化有关。基于评价结果,对张家口市生态治理与绿色发展提出建议。     

基于遥感信息的吕梁山贫困区生态安全评价

本文基于四个时段的遥感影像光谱信息计算了吕梁山连片贫困区的遥感生态指数（RSEI）及植被覆盖度（FVC）,分析了其生态环境时空变化规律.结果表明：（1）1993~2018年间研究区FVC整体呈下降趋势,FVC由1993年0.65下降到2018年0.55;而RSEI整体上亦呈下降趋势,由1993年的0.47下降到2018年的0.40.（2）研究区整体生态环境呈退化趋势,其中北部、南部退化最为严重,除黄河沿岸外,其他河道沿线区域的FVC及生态环境退化明显.（3）研究区RSEI值整体偏低且区域差异性显著,其中部地区是生态环境最为脆弱,北部忻州及南部临汾地区近年来生态环境退化尤为显著.（4）FVC变化趋势与RSEI变化趋势基本一致,FVC的增加对生态环境产生积极影响,而经济快速发展带来的道路、建筑用地、农田的增加对生态环境产生消极影响.区域扶贫发展的过程中应注意平衡经济发展与生态环境保护间的关系,避免进一步损害该区脆弱的生态环境.     

基于价值—风险的黄河上游生态功能区生态分区建设

黄河上游地区生态环境脆弱,水土流失和土地退化等生态环境问题不断威胁着生态系统健康与人居环境质量。为探究黄河上游生态功能区生态环境安全状况,本文基于2000年、2010年和2018年的土地利用数据,借助生态系统服务模型、生态风险模型,定量分析了生态系统服务价值和生态风险指数的时空演变规律,并通过Z-score标准化的方法建设了四类生态分区。结果表明：（1）研究期内,各土地利用类型均发生不同程度变化,其中建设用地由于耕地和草地的转入增加最显著,增长面积为118 km²,增长率为46.36%。（2）研究区总体服务价值变化程度较小,生态系统服务以调节服务为主且草地提供价值最高。高服务价值区主要分布于临夏州西南部和卓尼县等植被覆盖度较高的地区。（3）研究区生态风险水平总体偏低,整体呈现“南北两端高、中间低”的分布特征,其中低、较低生态风险区占总面积的76%以上。（4）四类生态分区均发生了较小的变化,表明生态分区处于较为稳定的发展状态。不同生态分区的空间分布连续性差,其中以高生态系统服务价值—高生态风险区（I）最为典型。通过生态系统服务与生态风险（价值—风险）建设生态分区,可为协调区域人地关系与明确未来发展方向提供理论基础。     

基于遥感技术的县级区域环境质量评价模型研究

建立了一种完全基于遥感数据的县级区域生态环境状况评价模型,该模型利用支持向量机的方法对广西钦州市钦南区HJ-1星CCD数据进行分类,提取土地利用类型,同时建立了生物丰度指数、植被覆盖度指数、水资源密度指数、土壤侵蚀指数和人类活动指数5种评价指标,对这些指数加权求和得到区域生态环境状况指数,定量化评价实验区域生态环境质量.评价结果表明,该区域整体生态环境质量良好,生态环境状况为良的区域占总面积的64.105%,主要集中在钦南区的林地区域,生态环境状况为一般的区域占31.206%,主要分布在水资源丰富的区域,而生态环境状况为差的区域则占3.668%,主要集中在人类活动频繁的城区.     

基于景观格局的三峡库区生态脆弱性评价

三峡库区是我国的生态环境敏感脆弱区,进行生态脆弱性评价对于掌握其生态脆弱特征和识别生态环境问题具有重要意义. 基于遥感 (RS)和地理信息系统(GIS)空间分析技术,综合考虑景观格局和区域生态2类影响因素,进行三峡库区生态脆弱性评价. 结果表明:①景观类型中,脆弱度由高到低依次为水体、林地、旱地、草地和水田. ②景观破碎度与区域生态脆弱性之间的相关性显著,反映了人类活动对三峡库区生态环境的干扰剧烈. ③三峡库区生态脆弱区可划分为——Ⅰ区(0.171 500≤EVI＜0.191 225),Ⅱ区(0.191 225≤EVI＜0.210 950),Ⅲ区(0.210 950≤EVI＜0.230 675),Ⅳ区(0.230 675≤EVI≤0.250 400). 其中,Ⅲ区和Ⅳ区生态脆弱程度较高,主要分布在水域及其岸边带、高海拔区域和岩溶地貌区域. 特殊的地形地貌是三峡库区生态环境敏感脆弱的重要因素,而人类行为干扰是造成生态环境退化的决定性因子.      

基于“三生”视角的中国林地分类提取

林地具有多重功能,在生态优先区和生产生活区承担不同功能。传统林地分类难以兼顾区域主导功能和开发保护定位,且对不同功能区内林地的时空特征尚缺乏定量刻画。建立基于“生产—生活—生态”视角的林地分类,利用土地利用图、功能区划、植被物候特征和统计数据,使用专题图叠加、遥感识别和决策树分类技术,提取林地各类型。结果表明:2018年中国林地遥感面积为228.18万km ²,1990—2018年生态优先区域林地减少2.49万km ²,2000年后降速变缓;防风固沙、水源涵养和土壤保持区等核心生态功能区内局部林地增加,主要位于内蒙古部分草原和沙区、河北西北部和黄土高原;东北地区、西南喀斯特区和新疆北部的林地转换为耕地和草地,生物多样性保护区内林地降幅最小;用材林地在2010年后减少变缓,园地扩大主要来自东南地区的耕地和用材林,城市林地在广东、浙江、江苏和北京迅速增加。研究表明,发挥核心生态功能的林地在生态修复工程范围和自然保护区内局部恢复,但剧烈的人为扰动仍导致其面积整体降幅较大。建议分区域差异化恢复生态林地、提升主导生态价值。     

黄土高原地区生态脆弱性时空变化及其驱动因子分析

黄土高原是我国生态系统最脆弱的地区之一,科学评估其生态脆弱性是制定有效环境保护和管理措施的前提.然而,过去研究多关注某一小区域的生态脆弱性,不能反映该地区生态脆弱性的整体特征.基于"暴露-敏感性-适应力"模型框架,结合层次分析、空间主成分分析和地理探测器等方法评估了黄土高原地区2000~2015年生态脆弱性的时空变化特征及其驱动因子.结果表明,黄土高原地区生态脆弱性整体较高,并呈现出从东南到西北递增的趋势,且不同土地利用类型脆弱性差异大;2000~2015年生态脆弱性呈先增后降趋势,整体呈微弱降低趋势,其中约64%地区的脆弱性发生了变化;植被覆盖度和降水是控制生态脆弱性时空变化的主要因子,且所有指标因子间均存在明显的交互作用.说明气候变化和人类活动可能有助于降低黄土高原地区的生态脆弱性,但其作用有限.