基于RSEI的巢湖流域生态环境质量时空变化分析

[目的]分析巢湖流域生态环境质量时空变化。[方法]利用巢湖流域2006年和2017年2个时相的Landsat系列卫星影像,采用新型的遥感生态指数(RSEI)对研究区这11年间的生态环境质量变化进行分析。[结果]随着城市建成区的不断扩展,巢湖流域生态质量总体出现下降趋势,研究时间内RSEI均值从0.562下降至0.500;生态环境较差和差的区域面积增加了2.63%,生态环境优良区域面积减少了18.79%。在空间分布上,合肥市区及舒城县生态质量相对较差,流域西南的岳西县部分地区和庐江县生态质量较好,且研究时间内合肥市区生态变差,肥西县北部和庐江县生态逐渐变好。[结论]总体来看,植被覆盖的减少和建筑用地的扩张是导致巢湖流域生态质量下降的重要因素。     

基于MODIS数据(2001—2015)的洱海流域植被覆盖时空变化与人口密度相关性探究

洱海流域地处云贵高原,其植被覆盖程度与当地人口居住适宜度密不可分.该研究应用2001—2015年的MODIS NDVI月合成产品,利用洱海流域边界对其进行掩膜提取,从而计算洱海流域2001—2015年ND-VI年均值.利用Pearson相关系数计算NDVI年均值与2001—2015年洱海流域人口密度相关性,并利用傅里叶变换描述两者之间关系.结果表明,2001—2015年间,洱海流域NDVI年均值与人口密度有中等相关性,相关系数为0.551;描述其关系的模型为y=0.6405+(-0.01632)×cos(x×0.2789)+(-0.01483)×sin(x×0.2789),该流域人口密度与NDVI年均值整体相关性可近似用傅里叶级数表示.     

基于遥感生态指数模型的扬州生态环境质量时空变化分析

遥感影像技术在区域生态质量评测方面具有诸多优于传统方法的优势。基于2006、2013、2017、2020年的Landsat8-OLI影像数据,利用ENVI5.3软件数据处理模块,借助遥感生态指数(RSEI)模型,计算绿度(NDVI)、湿度(WET)、热度(LST)和干度(NDSI) 4个生态指标,对江苏扬州市2006—2020年生态环境质量进行时空变化分析。结果表明：2006—2020年,扬州市RSEI均值从0.549 (2006年)提升到0.555 (2013年),再上升到0.585 (2017年),最后升到0.612 (2020年),整体生态水平等级稳步上升。在空间分布上,扬州市生态环境质量总体上农村区域优于城市建成区,市域范围内,生态等级较好的区域占比逐年上升,生态重心逐渐北移,至2020年,生态质量优势区域主要分布在扬州市域的北部,生态环境质量等级相对较弱的区域主要位于扬州市域南部片区,特别是扬州市区、沿江开发区以及仪征市、江都区等城市建成区的扩大,对区域整体生态环境质量等级产生负面影响。研究期内,扬州市各生态等级的时空波动较明显。总之,扬州市生态水平总体较优,但生态等级不稳定...     

Google Earth Engine平台支持下的南流江流域生态环境质量动态监测

为探究南流江流域2000—2019年生态环境质量的时空变化,利用Google Earth Engine（GEE）平台对2000—2019年南流江流域Landsat影像进行优化重构,并耦合植被绿度、湿度、地表温度、土壤干度等生态环境指标,构建遥感生态指数（RSEI）模型对南流江流域生态环境质量进行监测和评价。结果表明：2000—2019年南流江流域生态环境质量呈现逐年好转的态势,RSEI均值从2000年的0.543 4增长至2019年的0.636 4;南流江流域生态环境质量面积变化主要以中等生态风险等级向良生态等级转移为主,其中流域上游的中生态等级面积占比减少29.90个百分点,下游的良生态等级面积占比增加28.11个百分点。研究表明,使用GEE平台重构年度无云影像,可以对常年多云覆盖区的生态环境质量进行长时序的监测和评价。     

基于遥感和GIS的巢湖流域生态功能分区研究

生态功能分区是区域自然资源科学管理及可持续发展利用的基础。基于生态功能分区原则,考虑流域——子流域完整性进行巢湖流域生态功能分区。在综合分析巢湖流域生态环境基本特征的基础上,确定生态功能分区原则、依据、方法及命名,基于遥感与GIS在数据采集方面及多层面叠加功能的优势,通过遥感数据对研究区土地利用信息的提取以及利用DEM空间分析进行子流域划分等技术手段,探讨了遥感和GIS技术支持下的研究区子流域生态功能划分方法,形成了巢湖流域生态功能分区方案,将全流域分为5个生态功能区和12个生态功能亚区,并阐明了不同生态功能区的生态保护重点与经济社会发展约束。对于新调整行政区划的巢湖流域生态环境综合治理具有重要的现实意义,可为流域产业布局、生态防灾减灾、环境保护与建设规划等提供科学依据。     

艾比湖流域土地利用变化及其生态响应分析

[目的]通过对艾比湖流域多时段土地利用动态变化、景观格局以及土地利用转换方式对生态环境质量的影响进行定量分析,阐述艾比湖流域近18 a间的土地利用变化对生态环境的影响及效应.[方法]运用相关分析方法论证土地利用与生态环境之间的互动关系及其效应.[结果]从艾比湖流域土地利用景观动态变化来看,景观分离度的逐步降低、破碎度的先升后降、多样性指数和均匀度的急升缓增;生态系统价值的不断增多;通过生态环境指数模型分析及土地利用转换和生态环境质量贡献率的响应研究,艾比湖流域各土地类型转换时会造成生态环境的恶化、生态环境质量的降低.[结论]艾比湖流域总体生态环境质量呈现出恶化的趋势;区域各类具有高生态价值的土地利用类型面积的扩大有利于整个区域生态质量的改善,但生态环境仍然比较脆弱,还有待提高.     

塔里木河下游植被非生长季火灾风险等级遥感评估

以塔里木河下游地区为例,利用已知火灾发生点前后时段卫星遥感数据,计算干枯燃料指数(dead fuel index, DFI)和2种燃烧指数,即归一化燃烧指数(normalized burn ratio, NBR)和燃烧面积指数(burn area index, BAI),分析干枯燃料指数和燃烧指数的相关性,并评估研究区的火灾风险等级。结果表明：燃烧指数可以较为准确地得到过火区域的位置;干枯燃料指数(DFI)与燃烧指数存在一定的相关性,R分别为0.53(NBR)、0.51(BAI);2021年2月发生的火灾处于高风险区域,说明干枯燃料指数可以作为火灾风险等级评估指标,并利用2020—2021年秋冬季分析,得到火灾风险等级图。     

广西红水河流域生态安全综合评价

[目的]对广西红水河流域生态安全进行综合评价。[方法]以＂压力-状态-响应＂模型框架为基础,建立广西红水河流域生态安全综合评价指标体系,利用RS和GIS技术提取生态安全评价指标信息;根据生态安全指数将红水河流域的生态安全划分为5个等级,分析各种生态安全等级的分布和特点,并针对存在的生态安全问题提出维护红水河流域生态安全的对策。[结果]广西红水河流域以一般安全状态占有的面积比例最大,占全流域总面积的74.25%,凌云、凤山、都安、大化、上林、宾阳和桂平等县（市、区）分布面积比较大;其次是较安全状态（12.74%）,这两种等级的生态安全区域是红水河流域最主要的环境区域。造成红水河流域生态安全问题的原因主要包括自然环境脆弱、经济发展落后、人口增长过快以及自然资源的过度开发利用等。[结论]该研究为合理开发利用红水河流域国土资源、保护与建设生态环境提供了科学依据。     

云南省澜沧江流域景观生态风险评估及影响因素研究

云南省澜沧江流域是云南省景观生态建设和修复保护的重点区域,也是国土开发和经济发展主要的南北轴线,兼顾生态与经济两大建设性任务,如何在维持区域生态安全的前提下进行区域开发是区域发展所要解决的重要问题。本研究以云南省澜沧江流域为研究区域,选取2010年、2015年、2020年3个时间节点,计算得出景观生态风险指数,并分析其现状及演变情况;结合影响因素提出调控措施。结果表明：2010—2020年研究区流域景观生态风险水平持续上升,高等级生态风险区域面积不断扩大;其中,2010—2015年期间呈现两极化扩张趋势,高风险和低等级风险区域均有较大的面积增长,2015—2020年则表现为高等级风险区域面积持续性扩大,总体呈现出生态恶化趋势。自然因素决定了研究区景观生态风险的基本格局,但向高等级生态风险转移地区社会经济因素占主导地位;提出实现研究区生态建设与经济建设协同发展的导向性建议。     

基于长时序卫星遥感的云南省生态质量评价与演变特征

【目的】探析云南省自20世纪90年代以来的生态质量变化,可为进一步保护和建设西南生态安全屏障提供支持。【方法】基于遥感生态指数(IRSEI)和空间自相关分析,从时间和空间2个维度对云南省的生态质量变化规律及特征进行研究。【结果】(1)从时间尺度上看,云南省1990—2020年遥感生态指数整体变化为“W”型,呈现先减小、小幅回升后再减小、后又持续增加的变化趋势,并于2000和2010年2次跌至最低水平,30 a间遥感生态指数降低了0.038,线性拟合斜率为-0.008;(2)从空间尺度上看,云南省7个区域遥感生态指数在1995和2005年区域整体变异程度较小,普遍属于稳定和变异较小的变化等级,在2000和2010年区域整体波动性较大,滇西、滇西北在1990年与省内其他地区相比波动性较大,变异系数分别为0.115、0.171;(3)在县域尺度上,云南省1990—2020年遥感生态指数空间自相关程度呈下降并趋缓的变化趋势,高值聚类主要由滇东北、滇东南以及滇南地区转移到了滇西、滇西北以及滇西南地区,低值聚类则逐渐转移到了滇东北、滇东南、滇南以及滇中地区,特别是石漠化分布区。【结论】云南省生态质...     

长江上游典型石漠化地区生态环境质量评价

  目的  长江上游石漠化地区影响着整个长江流域的生态安全,在国家大力推行石漠化综合防治下,石漠化形势有明显缓解,但目前缺乏石漠化地区的生态环境质量评价方法,无法实时、定量地进行生态评价。  方法  以长江上游典型石漠化地区云南省会泽县2002、2010、2018年Landsat 5、Landsat 7、Landsat 8卫星影像数据为基础,划分研究区石漠化等级,利用遥感生态指数(RSEI)法对研究区生态环境质量进行定量评价与分析。  结果  ① 2002—2018年,会泽县石漠化状况整体明显改善,石漠化面积减少583.33 km2。②石漠化与生态环境质量呈显著正相关(r2 为0.688~0.873),表明RSEI法评价石漠化地区生态环境质量效果较好。③ 2002、2010、2018年研究区遥感生态指数均值分别为0.458、0.490、0.488,生态环境质量整体表现为中等水平,16 a间生态环境质量优化面积占全县面积的27.42%,生态变差的地区面积占15.09%。④干度指标对遥感生态指数的贡献度不断增加,第一主成分载荷值由?0.029变为?0.622,是制约会泽县生态环境质量优化的重要因素。  结论  2002—2018年,会泽县石漠化状况得到明显改善,生态环境质量呈中等水平,干度是制约生态环境质量优化的重要因素。今后应着重石漠化严重地区的保护。表8参28     

宁夏清水河流域干旱演变特征分析

采用降水距平、径流系数、干旱指数等指标,对清水河流域1959—2005年的水文气象资料进行分析,研究该流域近45年的干旱演变特征,结果表明：20世纪70年代初期以及进入80年代后,该流域气候干旱程度加剧,未来干旱现象还有延续之势。需采取更有效的节水措施,以逐步改善日益脆弱的生态环境,实现经济社会的可持续发展。     

基于遥感生态指数的阜新市生态环境变化分析

以阜新市为研究区域，利用主成分分析法对影响生态环境的因素进行单因素分析和多重因素的交互作用分析。选取阜新市2007、2013年和2019年的Landsat遥感影像对湿度、绿度、干度和热度4个生态环境影响因素进行提取，并结合主成分分析将多重影响因素耦合为遥感生态指数RSEI，从而对阜新地区进行生态环境质量评价。结果表明，2007-2019年，阜新市RSEI指数总体呈上升趋势，由2007年的0.671增加到2019年的0.687，生态环境指数上升2.32%；研究区域内大部分RSEI等级为中和良的地区，面积占比提高到90.58%；总体来看，生态环境整体向好发展。对于阜新市与RSEI指数相关度最高的是干度分量，因此应重点关注干度分量中建筑指数和土壤指数协同作用对生态环境的影响。     

2000-2010年青海湖流域草地退化状况时空分析

青海湖流域属于高寒草地生态系统,草地退化状况是反映该流域生态环境状况的有效指标。在对青海湖流域退化草地分类的基础上,利用遥感手段获得流域退化草地的空间分布和变化信息。采用Markov模型、退化草地动态变化度、转类指数和景观指数对青海湖流域草地退化状况时空变化进行多角度分析。研究表明2010年青海湖流域草地状况良好,未退化草甸与未退化草原在整个流域占绝对优势,是流域面积的38%。2000-2010年期间,流域草地变化不大,退化草地转类指数为-0.0384;草地变化整体上呈极轻微退化趋势,在这11a期间呈现先退化、后改善的状况。流域内不同退化草地类别的空间景观格局表现比较稳定。青海湖流域的优势草地类别是未退化草甸,主要分布在流域中部,2000-2010年期间该类别的动态变化度为1.82%,没有发生大幅度变化,时空变化都比较稳定。中度退化草甸是退化最明显的类别,即使在流域草地呈改善状况的2006-2010年期间,有近7.4万hm²退化为重度退化草甸,占中度退化草甸转变为其他类别的65%。流域中与其他类别相互转换频繁,面积变化幅度最大的类型是轻度、中度退化草甸,及重度退化草原,在流域草地退化发生改善的2006-2010年期间,这3个类别的动态变化度达到15%-21%之间;空间上它们主要分布在流域西北部、青海湖北部以及环青海湖区域。     

洱海流域植烟土壤养分时空变异特征及肥力评价

【目的】通过研究洱海流域植烟土壤养分时空变异特征,实现对该区域植烟土壤肥力分级评价及其空间可视化的目标,进而为洱海流域烟田养分分区管理、平衡施肥、农业面源污染防控等提供科学依据。【方法】以2011—2013年、2018年和2020年洱海流域植烟区964个土壤样品为研究对象,采用地统计学和地理信息系统（Geographic Information Systems,GIS）技术探究养分的时空变异特征和区域分布格局,并采用Fuzzy综合评价法对植烟区土壤肥力进行定量评价。【结果】2011—2020年洱海流域植烟土壤pH、有机质、全氮、有效磷和速效钾的均值为7.3、59.6 g·kg^-1、3.5 g·kg^-1、54.4 mg·kg^-1、192.0 mg·kg^-1,均表现为中等变异。植烟土壤有机质、全氮、有效磷和速效钾含量丰富,丰缺等级处于中上等级及以上的区域面积占比分别为85.2%、93.8%、94.5%及78.8%,存在明显的区域变异性。植烟土壤肥力处于I—V级的区域面积占比分别为8.4%、25.0%、40.3%、23.3%、3.0%。洱海流域植烟土壤整体偏碱性,pH值呈现出洱海北部高于南部的现状;有机质和全氮含量高值区主要分布于洱海北部和西部;有效磷含量高值区以斑块状分布在洱海北部、东部和西部;速效钾含量高值区呈片状分布在洱海北部和东部。【结论】洱海流域植烟土壤整体肥力较高,III级及以上高肥力区主要分布在洱海北部和东部。同时,洱海北部和西部植烟土壤氮磷元素含量丰富,区域内存在农业面源污染风险。     

基于空间DID模型的新安江流域生态补偿的减污效果评估

新安江流域生态补偿已实施十年,准确评估政策的减污效果,对进一步完善、推广生态补偿制度具有重要意义。以生态补偿政策的实施为准自然实验,使用2006—2021年皖、浙两省中17个城市的面板数据,构建空间双重差分模型,实证研究新安江流域生态补偿对城市污染排放的影响及作用机制。研究发现:生态补偿政策的实施不仅显著降低了区域的污染排放,对于相邻区域的治污减排也存在显著的促进作用;生态补偿通过加大环境治理投资力度及优化产业结构降低了区域污染排放。以上研究结论为我国进一步完善生态补偿政策,推进生态环境治理提供了经验支撑。     

太原市土地扩展弹性分析

本文利用太原遥感图像数据,结合1∶10万土地利用图研究了太原市土地利用变化类型,并着重分析市区建筑用地的扩展情况。根据研究区域城镇建成区用地扩展特征分析和弹性分析得出,太原市城市发展先后经历了准备阶段—快速扩展阶段—成熟期阶段,而由此得到的结果是研究区域城镇建成区域面积发展与研究区域人口增长的关系不甚协调,纵向分析有逐渐改善的良性发展趋势。     

焦岗湖流域农田土壤重金属污染及潜在生态风险评价

以焦岗湖流域农田土壤为研究对象,分析流域内农田土壤中重金属As、Cd、Cr、Cu、Pb和Zn的含量及污染特征,并采用地累积指数法和潜在生态危害指数法评价了该区域农田土壤中重金属污染状况和潜在的生态风险。结果表明:研究区农田土壤中重金属As、Cd、Cr平均含量高于背景值,并表现出不同程度的积累,而Cu、Pb、Zn平均含量低于背景值;地累积指数评价结果表明该区域农田土壤重金属污染总体表现为无污染到中污染状态,主要污染物为Cd、As和Cr;潜在生态危害指数法评价结果表明研究区土壤潜在生态风险为中等,重金属的潜在生态危害依次为Cd >As >Cu> Pb >Cr >Zn;焦岗湖流域农田土壤重金属含量在空间分布上总体表现为流域西南部及东部区域较高、中部及北部区域较低。     

太原市建成面积扩张及驱动力分析

[目的]为分析近30年太原市建成面积扩张方式、特点及驱动因素。[方法]利用改进归一化差异城镇指数(NDBI)分别提取1987、1996、2006年TM遥感数据和2016年OLI遥感数据中城市用地信息,结合人工目视解译提取不同时期太原市建成区边界,并采用分形维数模型进行建成区空间动态变化的定量研究。[结果]1987—2016年建成区面积扩张显著,但不同时期扩张的特点和结构的合理性不同。1987—2006年受到经济政治等社会因素影响,建成区以向四周扩展为主但不规则程度较高、结构不合理;2006—2016年在地形和政治经济双重因素影响下,南部成为建成区扩展的主要方向并将长期保持向南发展的趋势,同时由于城市规划作用的增强,该时段建成区表现出线性扩展的特点,扩展的方向性较强,结构较为合理。[结论]受地形、经济和政治因素的影响,不同时期建成区扩展方式和特点不同。     

基于生态红线的洱海流域生态安全格局构建

目的构建区域生态安全格局解决生态环境问题,是实现区域可持续发展的重要途径。生态红线是国家和区域生态安全的底线,对维护区域生态安全具有重要作用。通过构建生态安全格局,为洱海流域土地资源和生态系统管理提供科学依据。方法本研究以洱海流域为对象,通过生物多样性保护和水源涵养重要性评价的方法划定红线区;基于土地适宜性评价,将生态红线区作为生态源地,建立最小阻力模型,构建生态安全格局。结果根据生态红线具有的生态系统服务功能,将其划分成“生物多样性保护生态红线区”“生物多样性保护—水源涵养生态红线区”和“水源涵养生态红线区”3类,面积分别为81.92、656.37和536.06 km2,占研究区总面积的3.15%、25.24%和20.62%。洱海流域生态安全格局由生态源地,高、中、低3种水平缓冲区,47条生态廊道和14个生态节点构成。其中,高、中、低3种生态安全格局缓冲区,面积分别为359.88、294.9和1 945.42 km2,分别占总面积的13.84%、11.34%和74.82%。结论本研究根据土地利用/覆盖类型与生物多样性保护、水源涵养功能之间的空间对应关系,选取参评因子划定生态红线,为区域生态红线的划分提供了实践参考。根据生态红线区识别生态源地构建生态安全格局,不仅具有全面性和准确性,也为区域生态红线的划定及应用于生态安全格局的构建提供实践参考。