基于BP神经网络的三峡库区重庆段水资源安全评价

三峡库区水资源安全关系到库区的生态安全,对库区水资源安全利用进行评价,找出问题较为严重的区域,明确其限制因子,从而为库区水资源可持续发展和水资源安全提供科学的决策依据。结合2000—2014年三峡库区水资源安全数据,选取BP神经网络构建水资源安全利用评价模型,结合ARIMA模型进行指标预测,分析了三峡库区重庆段水资源安全利用的时空差异。研究表明:(1)三峡库区重庆段2014年水资源安全利用总体分布在较不安全到较安全之间,渝中区和大渡口区为较不安全等级,沙坪坝区等7个区县为基本安全,其他区县为较安全等级;在子系统的评价中,主城区的社会安全与供需安全等级均为最低,为极不安全和较不安全等级。(2)2000—2014年水资源安全利用等级主要受生态安全因子制约,供需安全因子次之;2015—2020年水资源安全利用等级主要受供需安全因子限制,生态安全因子次之。2000—2020年水资源安全利用等级总体呈上升趋势。     

基于综合模糊评价的三峡库区屏障带重庆段土地利用生态风险评价

土地利用变化直接影响生态过程,不同土地利用类型对区域生态风险的影响存在差异。采用三峡库区2007、2010年两期遥感数据、社会数据、经济数据以及环境监测数据,基于PSR模型构建评价指标体系,利用综合模糊评价法建立评价模型,对三峡库区屏障带重庆段土地利用生态风险进行评价。结果表明:三峡库区屏障带重庆段土地利用生态风险总体以中度风险为主,2007—2010年有恶化的趋势,其中长寿、奉节、江津、巫溪、云阳的风险等级在升高;仅有石柱以及巫山两个评价单元的生态风险等级降低。三峡库区屏障带重庆段土地利用生态风险空间由东北向西南逐渐降低。2007—2010年,高风险与较高风险区域扩大,低风险区域消失。研究结果可为三峡库区生态保护提供参考。     

基于正态云模型的湖北省土地资源生态安全评价

针对综合指数法与模糊综合法无法同时兼顾评价指标模糊性与随机性的问题,该研究将正态云模型引入区域土地资源生态安全评价。基于正态云模型,以湖北省为例,对区域土地资源生态安全状况进行了定量测度。研究结果表明：2000-2010年间,湖北省土地资源生态安全状态从敏感级上升到良好级,土地资源生态安全综合值从2.9397上升为3.6033,区域土地资源生态安全整体水平有变好的趋势,但目前仍有部分指标处于恶劣、危险或敏感级,其单因子指标值<2.5,有待于进一步提高与改善;正态云模型使土地资源生态安全的定量评价兼顾随机性和模糊性,该研究可以为区域土地资源可持续发展提供一定借鉴与参考。     

三峡库区蓄水前后土地利用与经济发展协调度

随着三峡库区蓄水的完成以及城镇化的推进,库区土地和经济结构发生了显著的变化。基于协调发展理论,将三峡库区2000年、2007年、2014年、2017年Landsat TM影像作为土地利用数据源,利用RS和GIS技术获取土地利用变化数据,结合社会经济数据,建立了土地利用系统和经济系统的协调发展度评价指标体系,并采用协调发展度模型对三峡库区蓄水前到蓄水稳定期的协调发展度进行了精确计算。结果显示:(1) 2000—2017年三峡库区土地利用系统与经济系统的协调发展度呈明显上升趋势,88%的区县进入到中级协调发展阶段;(2) 2000—2014年期间导致库区协调发展度较低的主要原因从经济发展滞后演变为土地利用滞后,2017年导致库首、库尾与库腹协调发展度较低的原因呈现两个极端。该研究可以为后三峡时代库区土地利用、经济可持续发展提供文献参考和决策支持。     

三峡库区生态系统服务与农户生计耦合模型构建及应用

为了研究生态系统服务与农户生计耦合关系,基于三峡库区1995—2015年土地利用数据,结合库区情况修正中国不同生态系统当量因子表,对库区不同生态服务价值进行评估;引入农户不同生计资本的评价体系,构建库区耦合度/耦合协调度模型,分析三峡库区生态系统服务与农户生计耦合关系及空间分布规律;再计算各生态系统服务对农户生计贡献率,探讨了生态系统服务对农户生计的影响因素。结果表明:(1)三峡库区生态系统服务与农户生计极度耦合所占的比例最高,达到65.38%,除库尾渝中区和大渡口区,其余区县均为中度及以上耦合;各区县从衰退发展逐步向濒临衰退发展靠近,濒临衰退发展区县向勉强协调发展和协调发展区县转化。(2)不同类型生态系统服务对农户生计贡献率不同,库区农村居民家庭经营收入来源中农业收入最高达到55.31%。(3)三峡库区各生态系统服务与不同农户生计资本的相关性极强,人力资本对生态系统服务最耦合,农户生计与支持服务耦合协调度最高,库区整体协调发展水平逐年向好。三峡库区生态系统服务对农户生计贡献率大,两者相关性极强,耦合关系明显。     

基于PSR模型的三峡库区重庆段土地利用生态风险评价

土地利用变化对生态环境有着重要的影响,不合理的土地利用方式会对生态环境带来风险。采用三峡库区重庆段2010年TM遥感数据、社会经济数据以及环境监测数据,采用PSR模型构建评价指标体系,利用主成分分析法建立评价模型,对三峡库区土地利用生态风险进行评价。结果表明:三峡库区重庆段土地利用生态风险以中度风险和较低风险为主,生态风险由东北到西南逐渐减轻。区域土地利用生态环境稳定性存在明显的差异,不合理的土地利用对重庆主城九区及长寿的生态环境影响力有限;而对三峡库区腹心地带的生态环境影响较大,较低的土地利用风险压力将导致区域生态风险状态与响应值偏高。因此三峡库区腹心地带应重点予以关注,强化土地利用过程中的生态环境建设,加强环境治理与生态环境监测。研究结果可为三峡库区土地合理利用与生态保护提供参考。     

基于地形梯度的三峡库区景观生态风险特征

景观生态风险评价可以较好地反映外界压力源对生态系统的负面影响,分析景观生态风险等级在地形梯度上的分布特征,可为三峡库区生态文明建设和人类活动管控提供科学依据。利用Landsat(OLI/ETM+)2000年、2010年、2020年影像数据,采用GIS网格法、克里金插值法构建景观生态风险指数模型,选取高程、坡度、地形位指数,基于地形梯度对三峡库区景观态风险等级特征进行了研究。结果表明：(1)三峡库区景观生态风险等级分布呈现较强的空间分异特征,各景观生态风险等级面积呈现动态变化。整个研究期间,低风险区、中风险区、高风险区面积增加,较低风险区和较高风险区面积减少。(2)景观格局发生改变的区域优势分布集中在地形位指数小于1.24的区域。景观生态风险等级变化类型以稳定型为主,其次是前期变化型、后期变化型、反复变化型、持续变化型,在前期和后期景观生态风险等级转化分别呈现为“较高—高—高”“较高—较高—中”型的转换特征。(3)景观生态风险等级地形梯度特征表现为库区上游的低风险区向地形位指数大于0.62的区域扩散较多,较低风险区的分布向地形位指数小于1.03的区域集中,库区中下游的较高风险区则主要向高...     

基于土地利用的三峡库区生态屏障带生态风险评价

[目的]揭示三峡库区生态屏障带生态风险,为库区生态风险评估及土地利用优化提供理论依据。[方法]基于遥感影像数据,运用RS与GIS技术,计算土地利用相对合理性指数,同时构建生态风险评价模型,划分高程/坡度带定量评价三峡库区生态屏障带的生态风险情况,划分生态风险等级,并对生态风险进行空间自相关分析。[结果]较低生态风险区占比例最大,为36.77%,高生态风险区及较高生态风险区主要分布在沿长江两岸建设用地及耕地较为集中的区域,土地利用相对合理性指数随高程增高逐渐变大,随坡度增大逐渐减小,研究区生态风险空间自相关分析呈现出十分显著的局部自相关性。[结论]研究区内生态风险总体呈现较低值,沿江高值区需对土地利用进行重点优化。     

基于灰色关联理论的三峡库区2015-2019年生态安全时空演变特征研究

[目的] 研究三峡库区生态安全变化趋势与影响因素,为推动三峡库区生态安全发展提供科学依据。[方法] 基于压力—状态—响应模型（PSR）建立生态安全指标体系,采用熵值法、层次分析法对2015—2019年的生态安全状况做出评价。利用灰色系统理论,构建了灰色关联度的评价模型,并根据三峡库区2015—2019年数据,定量评价该区生态安全动态变化情况,并采用灰色聚类法加以验证。[结果] ①2015—2019年库区生态安全关联度较高,单位土地面积农药施用量、植被减少表土损失量、生态服务指数、环保投资比等的关联度均高于0.7。②2015—2019年库区生态安全部分地区综合评价指数呈上升趋势,部分地区综合评价指数略有下降。③三峡库区的PSR指数集聚特征随时间变化并不明显,H-H集聚区主要集中于主城区,符合经济发展一般规律;L-L集聚区主要集中于边缘地区的夷陵、秭归等区县;L-H和H-L集聚区主要集中分布于L-L以及H-H集聚区的周边区县。[结论] 三峡库区的生态安全受部分指标影响显著,应从影响指标入手推进三峡库区生态安全建设,且三峡库区的区县之间存在较大差异。因此,充分发挥部分区县的带动作用是建成三峡库区生态安全的关键。     

GIS支持下东圳库区水土流失景观因子分异研究

以东圳库区的法国SPOT-5遥感影像和相关图件为源数据,以影响水土流失的土地利用类型、地貌、坡度、坡向、土壤等景观因子为研究对象,运用GIS技术,提取各因子特征信息,采用侵蚀强度系数、多样化指数、集中化指数3种数值评价指标方法,分析各景观因子类型的水土流失强度分异特征与变化规律,为库区重要水源地水土流失综合治理及景观因子的生态调控提供科学依据。     

三峡库区2010年度土地利用现状分析

土地是一种稀缺的自然资源,一个区域各部门的生产建设都要落实到土地上,对区域土地利用现状进行全面的研究和分析,能揭示人类利用土地的广度、深度和合理程度,有助于全面分析土地利用变化的内在机理,反映生产规模、水平和特点,为土地利用结构的优化调整提供依据。基于RS与GIS技术,利用三峡库区2010年TM影像数据,获得三库区土地利用现状数据,并采用计量地理学和景观生态学的方法对三峡库区土地利用现状进行分析。结果表明:由于自然条件和社会经济条件的不同,三峡库区各区县在土地类型多样化、组合类型形式和区位指数各有差异。从库区土地利用多样化指数来看,兴山县用地类型最单一,主要以林地为主;从土地利用程度来看,渝中区土地利用程度最高;从土地利用综合指数来看,长寿区土地利用综合指数最低。文章旨在为制定保护三峡库区生态环境的相关政策提供参考和依据。     

基于MCE-CA-Markov的三峡库区土地利用演变模拟及预测

为深入研究三峡库区蓄水以来土地利用演变规律及驱动机制,该研究以库区2000、2007及2014年的Landsat TM遥感影像作为数据源,在运用ARCGIS10.1对库区土地利用现状进行分析的基础上;基于多标准评价(multi-criteria evaluation,MCE)的元胞自动机和马尔可夫链(CA-Markov)模拟库区自组织的土地利用演变;并利用多时相的遥感分类图像检验MCE-CA-Markov的模拟精度,经检验,其Kappa系数达到0.9712;利用检验过的土地利用演变限制条件及因子组合来对库区2028年土地利用进行预测.研究结果表明:运用MCE-CA-Markov模拟土地利用演变规律是可行的;在2000—2014年间,库区土地利用变化图谱面积由大到小排序为稳定变化型>后期变化型>前期变化型>反复变化型>持续变化型;模拟得到库区2014年土地利用格局与解译的土地利用格局一致,相对精度达到84.48%;预测到2028年时,库区耕地、林地及草地继续减少,水域、建设用地及未利用地持续增加,预测结果表明三峡库区土地利用变化十分活跃,生态环境恢复和重建的压力很大.因此,迫切需要加强三峡库区耕地、林地和草地的保护,控制和阻止盲目开垦耕地的行为,促进库区生态环境的保护和改善.研究结果以期为三峡库区土地利用规划、城市建设以及生态环境修复提供理论支撑.     

三峡库区蓄水前后土地利用变化对生态系统服务价值的影响

随着三峡库区蓄水完成以及城镇化进程的推进,土地利用结构发生了明显变化,其相应的生态系统服务价值也发生了改变。研究以三峡库区2000年、2007年和2014年三期的TM影像数据为数据源,利用RS和GIS技术,提取各期土地利用现状图,分析了三峡库区各期土地利用类型的数量、变化状态、转移趋势以及土地利用动态度、土地利用程度的变化特征,研究了三峡库区蓄水完成前后土地利用变化对生态系统服务价值的影响,最后利用敏感性指数模型验证结果的准确性。结果表明:2000—2014年三峡库区总体上呈现耕地、草地、林地和未利用地面积减少,建设用地、水域面积增加的趋势;建设用地和水域土地利用动态度较大,草地、耕地和林地动态度较小;2000—2014年三峡库区生态系统服务价值总体上呈现减少的趋势,14 a间减少了0.63亿元;三峡库区所有土地利用类型的敏感性指数均小于1,生态系统服务价值对生态价值系数缺乏弹性,结果可信。研究结果有助于了解近14 a来三峡库区的土地利用变化特征,从而为三峡库区土地利用的结构调整和环境保护提供参考。     

农村宅基地整治潜力的空间显式测算与模拟

三峡工程的建设对库区生态环境的影响极大,为了深入分析三峡工程建设前、后土地利用活动的生态环境效应,该研究基于三峡库区土地利用变化和精细化生态系统服务价值（ecosystem services value,ESV）评估结果,细致地测度ESV时空演变及其对土地利用变化地敏感性。结果表明：1）三峡工程建设前,库区土地利用变化最主要的特征是耕地转为建设用地,而建设后则表现为林地、草地和耕地三者间的相互转换以及建设用地扩张。2）1980-2018年,三峡库区整体生态系统功能改善,ESV净增加18.49亿元,这主要由于三峡工程建设后大量耕地转为林地。但重庆主城区及其周边地区ESV持续减损。3）三峡工程建设前、后库区生态系统服务价值敏感性指数分别为0.73和1.46,敏感性增加。在空间分布上,库区东部夷陵、秭归,中部石柱、丰都以及重庆主城区生态系统服务和9种子服务功能的敏感性较高。总体来看,三峡工程的实施对库区生态系统服务功能的影响利大于弊。研究结果有助于加深对大型水利工程生态环境效应的认识,且为库区生态环境建设和保护提供指导。     

基于土地利用的三峡库区近30年生态系统服务价值时空变化特征

为了分析和探究三峡库区生态系统服务价值的时空变化特征,以Landsat TM/Landsat 8 OLI遥感影像为基础数据,运用RS和GIS技术提取了研究区1986年、1995年、2000年、2007年、2010年和2018年的土地利用数据,并运用土地利用动态指数模型和土地利用程度指数模型对其土地利用类型的变化趋势进行了分析。另一方面,核算了研究区相应年份的生态系统服务价值,并分析了其时空演变特征,同时对土地利用程度与ESV的相关关系进行了分析。结果表明:(1)1986-2018年,三峡库区耕地、林地和草地面积呈现减少的趋势;水域、建设用地和未利用地面积呈现增加的趋势;(2)不同土地利用类型的变化速度具有差异性,其中,建设用地和水域变化较快,耕地、林地、草地和未利用地变化较慢;(3)1986-2018年,三峡库区生态系统服务价值总量由1639.56亿元持续增长到1662.01亿元,整体增幅1.37%;(4)研究区ESV具有空间正向自相关性,其中高值区聚集明显,中低值区分区域相邻布局;(5)土地利用程度与ESV存在强烈的正相关关系。三峡库区近30年来的生态系统服务价值整体上有所提升,生态状况有所改善,但区域间差异较大,局部地区仍需特别关注,生态系统服务价值与土地利用之间存在着密切相关性。     

基于碳收支的三峡库区生态补偿分区及测度研究

[目的]揭示三峡库区碳收支的动态变化规律,划定碳收支的生态补偿分区,丰富生态补偿量化测度依据,完善生态补偿标准,进而为三峡库区相关部门制定生态补偿政策提供理论参考。[方法]以三峡库区26个区县为研究尺度,运用标准显性比较优势指数法、K-means聚类分析法和空间叠加分析等方法,基于三峡库区碳收支核算差异和库区地理位置,划分生态支付区和受偿区,测算了三峡库区生态补偿额度。[结果](1) 2010—2017年三峡库区碳收支量总体结果均为正值,呈现先下降后上升的“√”型波动上升趋势。(2)将三峡库区生态补偿分区重构为8种类型,分为4个一般受偿区、11个重点受偿区、10个一般支付区和1个重点支付区。(3) 2010年、2012年、2014年和2017年三峡库区生态补偿总额度为20.26亿元、16.74亿元、21.17亿元和25.20亿元,总体呈现上涨的趋势,其中生态补偿以区内补偿为主,区内补偿占比为80%以上。[结论] 2010—2017年三峡库区碳收支量均为正值且呈现上涨趋势,研究以碳收支为依据,结合全方位多角度因素构建生态补偿体系,实现生态补偿分区,为库区各区县的横向生态补偿提供量化依据,...