长三角地区景观生态风险时空演变评估

[目的]分析景观生态风险的发生机制,改善风险评估框架进而评估长三角地区各类景观生态风险,为长三角地区生态风险管控和生态文明建设提供参考。[方法]基于适应性循环理论“潜力-连通性-恢复力”三维视角构建生态受损概率指标体系,以生态系统服务为评价终点,从生态系统服务和生态受损概率两方面综合评估了长三角地区2000年、2010年、2020年景观生态风险,并判定研究区所处的风险适应性阶段。[结果](1)长三角地区生态系统服务指数总体表现为升高趋势,并呈现南高北低的空间格局;(2)生态受损概率呈现南低北高、西低东高的空间特征,时序变化特征为围绕城市建成区先扩展后收缩;(3)景观生态风险总体较低,中低风险区域占大比例,高风险区集中在城市建成区周围,部分快速发展城市的生态风险值逐渐升高;(4)从适应性循环阶段来看,长三角地区部分地区已开始从快速发展向稳定可持续发展转变,处于开发阶段的区域减少,处于释放阶段的区域增加。[结论]适应性循环理论能够阐明生态本底、景观格局和动态过程之间的关系及其对景观生态风险的作用机制,可以较好地融入生态风险预测框架,提高景观生态风险预测的有效性、准确性。     

全球变化背景下南方丘陵区农业生态系统适应性时空演变特征研究——以衡阳盆地为例

生态系统适应性已成为全球变化与发展的热点问题。生态系统适应性演变是全球变化区域响应的重要表现。我国南方丘陵区是典型的稻作农业区,研究其农业生态系统适应性十分重要。文章以衡阳盆地为例,从自然、社会、经济3个方面选择12个指标构建农业生态系统适应性评价指标体系,评价单元分为衡阳市区及其各县域,以1999—2014年共16年为研究时域,用熵权法确定指标权重,计算衡阳盆地的适应能力指数。结果表明:衡阳盆地农业生态系统适应性总体状况较好,其空间分异较复杂,耒阳市的适应能力最强,祁东县次之,常宁市最弱。时间演变表现为波动上升的特点,评价时域16年分为3阶段:1999—2004年为适应性小幅度振荡的低值阶段,2005—2010年为适应性显著波动总体上升阶段,2010—2014年为适应性快速上升阶段。研究结论可为研究区农业可持续发展提供借鉴。     

黄土高原生态—经济—社会耦合协调发展研究——以长武县、绥德县、神木市和淳化县为例

[目的] 研究黄土高原生态、经济和社会系统之间的耦合协调发展关系,为实现黄土高原地区可持续发展提供参考。[方法] 以黄土高原典型地区长武县、绥德县、神木市和淳化县2001—2019年生态、经济和社会发展状况为研究对象,利用耦合协调度模型和剪刀差法研究该区的生态—经济—社会系统耦合协调发展趋势。[结果] 黄土高原典型地区生态系统综合评价指数波动上涨,经济系统和社会系统综合评价指数稳步上升,生态—经济—社会耦合协调度持续升高;生态和经济系统、生态和社会系统的剪刀差值逐年降低,反映了该地区生态、经济和社会系统之间的关系不断改善,且基本实现了协调发展。经济系统和社会系统对生态环境的影响逐年减弱。[结论] 目前黄土高原地区生态和经济系统、生态和社会系统处于协调发展阶段,但生态环境依然是制约当地发展的重要因素。稳固和发展该区域生态文明建设,缓解经济和生态系统、社会和生态系统之间的矛盾仍然是黄土高原地区可持续发展需要面对的重要问题。     

1990-2012年榆林市土地生态风险综合评价

土地利用/覆盖变化对区域生态安全和维持生态系统服务功能起着决定性作用,土地生态风险评价是衡量土地资源可持续利用的重要指标.本文以生态脆弱的陕西省榆林市为研究对象,依据榆林市土地系统的基本特征,选取表征干旱风险的降水距平百分率指数、表征人类活动类型及强度的土地利用结构风险及表征土壤侵蚀的土壤水力侵蚀、土壤风力侵蚀4个风险指标,构建土地生态风险综合评价模型,对影响榆林市1990—2010年土地生态风险的因素进行定性和定量的评价与分析.研究结果表明:(1)1990—2012年榆林市的降水距平百分率指数均值呈先减后增的趋势,其低值区主要分布在偏东部地区;(2)21年间土地利用结构生态风险整体上呈先增后减的趋势,区域差异较大且变化明显;(3)土壤水力侵蚀较剧烈的区域主要分布在东部及南部地区,21年间均值呈先增后减的趋势;(4)土壤风力侵蚀较严重的区域主要分布在北部地区,随着时间变化其均值一直呈递减趋势;(5)土地生态风险21年间总体呈减小趋势,各区县生态风险差异显著.通过对榆林市土地生态风险综合评价,可为优化土地资源配置、保护生态环境提供理论建议,实现区域经济生态和谐发展.     

松嫩平原土地利用生态安全评价与预测

生态安全特别是区域土地利用生态安全的研究是当前的热点问题,对维护区域生态环境实现可持续发展具有重要的意义。以松嫩平原1980,2000,2010年TM影像为依据,利用综合指数评价法计算松嫩平原土地利用生态安全综合评价指数,对松嫩平原1980—2010年土地利用生态安全风险时空变化进行了分析和预测。结果表明:(1)松嫩平原土地利用生态安全风险在空间上呈东北向西南递增的趋势。较低风险区比重最大,在50%以上。其次为中度风险区,低风险区,较高风险区,高风险区。(2)1980—2000年,各风险区面积均减少并向较低风险区转化,生态环境压力有所缓解。而在2000—2010年,低风险区和较低风险区均减少明显,向中、高风险转化趋势明显。(3)2020—2050年预测结果表明,中度风险等级、较高风险等级、高风险等级均表现出逐步递增趋势,松嫩平原生态安全恶化趋势明显。     

基于土地生态环境质量的建设用地空间管制分区评价

从土地生态风险和生态系统服务价值两方面构建了土地生态环境质量的综合评价方法,并以湖北省潜江市为例,利用土地生态质量评价结果对新一轮土地利用总体规划(2006—2020年)的建设用地管制分区进行评价。结果表明:(1)研究区西南部的生态风险整体较高,建设用地和湖泊水面的生态风险性较大。(2)生态系统服务价值较低,低生态系统服务价值区域占52.24%。(3)土地生态环境质量比较均衡且具有显著的空间分布特征,其中低价值中风险土地类型分布最广,主要分布于西南部返湾湖的外围区域。(4)建设用地管制分区与土地生态环境质量分布比较协调,能够达到控制建设用地空间扩展和保护生态环境的基本目的,但管制分区划分中存在以用地需求为导向和分区依据不足的问题。     

基于改进遥感生态指数的岩溶山区生态质量评价——以澄碧河流域为例

[目的] 研究澄碧河流域1988—2019年生态环境的时空演变特征及其变化原因,旨在快速、科学地评价岩溶区生态环境质量变化,为岩溶区生态环境的保护、治理以及发展规划提供科学依据。[方法] 基于Landsat遥感影像,引入归一化山地植被指数（NDMVI）,改进综合生态评价指数（CEEI）模型,对西南典型岩溶区澄碧河流域1988—2019年生态环境质量进行动态监测,利用空间自相关方法定量分析流域生态环境质量的空间分布特征。[结果] ①CEEI具有一定的科学性,并能较好反映研究区生态环境质量情况及时空分异特征;②1988—2019年研究区生态环境质量处于中上水平,整体呈上升趋势,低值区主要分布在流域北部岩溶峰林区与库区周边;③研究区生态环境质量具有一定的空间正相关关系,但聚集性逐渐减弱。[结论] 改进的CEEI模型能够较好地反映澄碧河流域生态环境质量。澄碧河流域CEEI均值总体呈上升趋势,生态环境质量得到改善。     

砒砂岩区沙棘人工林生态系统服务功能变化探究

沙棘人工林是晋陕蒙砒砂岩区主要的退耕还林树种之一,在砒砂岩区生态环境治理中发挥着重要作用。通过理论分析、频度分析、专家咨询法构建了砒砂岩区沙棘人工林生态系统服务功能评价指标体系,应用博弈论综合赋权法将主、客观权重进行组合,得到综合权重。采用AHP—模糊综合评价、TOPSIS法、灰色关联投影法对砒砂岩区沙棘人工林生态系统服务功能进行了动态评价。结果表明:砒砂岩区沙棘人工林生态系统服务功能2010年、2007年、2004年、2001年综合评价结果分别为良好、一般、较差、较差,砒砂岩区沙棘人工林生态系统服务功能呈逐年改善的趋势,退耕还林营造沙棘人工林生态措施的实施对砒砂岩区生态环境的改善起到了积极的促进作用。     

沙埋对红砂幼苗出土和生长的影响

东圳水库是莆田市的重要水源,其水质好坏对莆田市经济社会发展具有至关重要的意义.近年来库区人为活动剧烈,库区生态系统呈退化趋势.通过野外调查和对东圳水库水质监测分析,结果表明,东圳水库水质监测主要指标均呈逐年上升的总趋势,水库水质逐渐恶化,呈"水质型缺水"现象;库区水源地大规模山地开发造成水土流失及农业非点源污染严重.人为活动剧烈及库区底泥等是影响水库水质的主要因素.提出了加大宣传力度,发展生态果园,改善生态环境,实施生态补偿机制,完善监测体系建设,加强非点源污染管理及控制的研究等综合整治措施.     

丹江口库区土地利用结构与格局优化

丹江口库区作为南水北调中线工程的水源区,其生态环境状况和水质安全不仅关系到库区的社会经济和环境保护的协调发展,也决定着调水工程的成败。科学量化评价丹江口库区土地利用结构并进行格局优化,对于库区可持续发展有着重要的意义。利用丹江口库区1990年、2000年、2007年TM遥感数据,在RS和GIS技术的支持下,在综合使用马尔柯夫预测模型和元胞自动机方法的基础上,建立了土地利用格局优化模拟模型,进行了丹江口库区生态安全条件下的土地利用格局优化模拟研究。通过马尔柯夫预测模型得出各土地利用总量预测结果,以宏观用地总量需求和微观土地供给相平衡为原则,利用具有复杂空间演变能力的元胞自动机完成土地空间分配。结果表明:1990—2007年期间,丹江口库区土地利用类型的面积发生了很大变化,其中主要以农田面积大幅度减少和林地、灌丛以及居民地面积的大幅度增加为主。在未来的2020年,经格局优化,农田、未利用地面积显著减少,林地、园地面积相应增加,生态环境状况良性发展。结果显示使用CA-Markov模型进行土地利用变化预测,充分利用CA模型模拟复杂系统空间变化的能力和Markov模型长期预测的优势,对于揭示土地利用变化的动态机制具有一定意义。     

丹江口库区土地利用及其生态系统服务价值情景模拟

丹江口库区是南水北调中线工程的水源地,2015年大坝加高正常蓄水后不仅将新增淹没面积,也会引起土地利用的变化。本文以灰色预测为基础,设计了生态安全、经济发展和综合发展3种目标情景,并借助于CLUE-S模型对库区土地利用及其生态系统服务价值进行时空模拟,结果表明：水位提高前后土地利用变化引起各生态系统类型、面积及空间分布格局的变化,直接影响生态系统所提供服务的种类和强度。生态安全目标情景的总价值最大,水位提高前后分别为161.9和167.2亿元;经济发展目标情景的总价值最小,水位提高前后分别为153.73和159.03亿元。在各情景模式下,库区生态系统服务总价值均有所提高,灰色预测结果提高5.25亿元,生态安全和经济发展目标情景均提高5.3亿元,综合发展目标情景提高5.42亿元。     

三峡库区生态空间脆弱性时空演变特征

探讨生态空间脆弱性时空分异特征,有助于客观识别区域生态环境的敏感程度和自我恢复能力,并为国土空间规划提供依据。基于VSD模型构建三峡库区生态空间脆弱性分析框架,从空间暴露度、空间敏感性和空间适应力分析2005—2018年三峡库区生态空间脆弱性的时空分异特征及规律。结果表明：(1)三峡库区生态空间脆弱性的3个维度均具有显著的空间分布特征和时间演变规律。生态空间暴露度呈现以重庆的主城区(平均为0.355)和渝东北的万州区(0.416)为双核心向四周逐渐减弱的分布特征;由2005年的0.235 6持续增至2018年的0.269 1。生态空间敏感性呈现“东北高西南低”的分布特征,渝东北的巫溪县敏感性最强为0.691,渝西南的北碚区最低为0.296;由2005年的0.360 7持续增至2018年的0.437 4。生态空间适应力呈现“两端高,中间低”的分布特征,以重庆主城区(平均为0.634)和湖北夷陵区(0.613)为双核心向四周增强;由2005年的0.518 4减至2010年0.457 4后增至2018年的0.571。(2)三峡库区生态空间极度脆弱区主要分布在库区西南地区的重庆市主城区域(平均...     

固原市原州区生态环境与经济系统的耦合协调发展

[目的]构建宁夏回族自治区固原市原州区生态环境系统和社会经济系统之间的耦合度和耦合协调度模型,以期为区域的协调发展调控提供科学依据。[方法]基于固原市原州区2002—2016年生态环境和社会经济的数据,构建原州区区域生态系统指标评价体系,采用熵值赋权法计算各个评价指标的权重以及综合评价指数,通过建立耦合度、耦合协调度模型和灰色预测度模型,得到并预测该区域生态环境系统和社会经济系统的耦合度和耦合协调度发展趋势以及耦合协调类型。[结果] 2002—2016年,固原市原州区社会经济系统评价指数稳定上升,受生态环境压力的影响,生态系统综合评价指数呈现先下降后波动上升的趋势,前者的发展速度快于后者;耦合度和耦合协调度不断上升,耦合协调类型从经济滞后中度失调型发展为生态环境滞后的濒临失调型;通过模型预测,2017—2025年生态环境系统和社会经济系统之间耦合度及耦合协调度将逐渐升高,耦合协调类型会不断向理想状态发展。[结论]固原市原州区由于经济发展水平快于生态环境建设力度,从而制约了该区域整体的协调发展。因此为实现原州区区域生态系统的可持续发展。还需大力加强对生态环境的建设。     

丹江口库区2010-2020年土壤保持功能时空特征及其影响因素

[目的] 评估丹江口流域土壤保持功能时空变化及其影响因素,为南水北调中线工程水源地水土流失治理模式的确立以及流域水土保持与生态系统安全管理提供科学依据。[方法] 采用InVEST模型和地理探测器方法分别对丹江口库区2010,2015和2020年土壤保持功能时空变化特征及其影响因素进行定量分析。[结果] ①丹江口库区2010—2020年实际土壤侵蚀量呈递减趋势,土壤侵蚀等级逐渐向微度侵蚀转变,且各年间空间分布趋势基本一致。②丹江口库区2010,2015和2020年土壤保持量分别为6.25×10⁹ t,6.62×10⁹ t和7.12×10⁹ t,呈逐步上升的趋势,表明库区土壤保持功能不断增强。③不同海拔范围土壤保持功能具有差异,较高海拔地区土壤保持量较高（如东北部伏牛山、西部秦岭、西南部武当山）,低海拔区土壤保持量较低（如丹江口水库周边地区）。不同土地利用类型土壤保持能力亦差异较大,以林地最高,其次为灌草地、园地和耕地。④地理探测器分析结果显示,丹江口库区土壤保持功能变化主要受地形因子的影响。[结论] 近年来丹江口库区土壤保持功能总体趋势持续好转,部分区域土壤保持量仍较低,未来应继续推进退耕还林（草）工程建设,重视和保护土壤保持能力较强的林地和灌草地,从而增强库区土壤保持功能。     

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。     

Ecological Strategy for Eutrophication Control

Water monitoring results of the Danjiangkou Reservoir indicated that total nitrogen and total phosphorus concentrations are high and therefore worse than required for central drinking water supplies. Nutrients including nitrogen and phosphorus accumulated in the bank cultivated land were greater than those contained within the river estuary sediment as well as in the reservoir bay sediment. This implies that high concentrations of loosely exchangeable phosphorus (166.53 mg/kg) in cultivated land could, after the completion of the dam heightening project, easily lead to the development of algal blooms. Serious water and soil loss occurring in the reservoir area will promote the transportation of non-point source pollution mainly caused by untreated agricultural domestic wastewater, chemical fertilizer and livestock farming, which accounted for more than 50% of the total basin’s nutrient input loads. Ecological control techniques were therefore the first choice for nutrient reduction and water quality guarantee in the Danjiangkou Reservoir. In order to guide the ecological restoration process, leading international ecological methodologies were summarized and compared, taking into consideration aspects of engineering, as well as ecological, biological, environmental and economic advantages and disadvantages. Finally, novel ecological filtration and a purification dam were designed for eutrophication control.     

三峡库区生态系统服务对农户生计贡献率测算及影响分析

为了实现农户生计可持续发展,量化生态系统服务对农户生计贡献率,以三峡库区为例,采用当量因子法评估该区域生态系统服务价值;把脆弱性生计资本纳入农户生计资本考察范围,从人力、自然、物质、金融、社会、脆弱性6个方面构建三峡库区农户生计评价体系,测算农户生计资本总量。对二者关系进行多项式线性拟合,剖析了生态系统服务价值的变化对农户生计的影响及农户生计资本量的变化对生态系统服务的影响,再对比分析国内外有关生态系统服务对农户生计影响结果研究。结果表明：(1)三峡库区2019年生态系统服务总价值为2 093.65亿元,其中调节服务提供的经济价值最高,文化服务价值最低,且各区县中巴东县生态系统服务价值最高;(2)三峡库区农户生计资本总量为13.117,其中农户金融资本量最多,自然资本量最少,且江津区的农户生计资本总量最多;(3)三峡库区农户资本与生态系统服务具有显著相关性,随着生态系统提供的经济价值越高,农户人力资本、自然资本和金融资本呈现先上升再下降的变化趋势,农户社会资本具有先下降后上升的变化趋势。不断引领农户关注和参与库区生态建设,实行农业生态循环发展,有助于提高三峡库区生态系统服务对农户生计贡...     

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。     

城市雨水利用效益综合评价

以石头口门水库水源地为研究区域,将生态风险评价引入水库水源地评价中,从自然条件和人为干扰状况出发,根据生态风险评价框架和层次分析思想建立石头口门水库水源地生态风险评价指标体系。在研究区历史资料考证和野外考察的基础上,筛选出点源污染、面源污染及干旱作为风险源。结果表明,石头口门水库水源地的生态风险分布具有明显的空间差异性。研究还发现,对石头口门水库水源地生态风险值贡献较大的因子为N元素和P元素,二者的权重分别为0.224 7和0.195 4。研究结果可为环境管理和生态风险决策提供数量化的理论依据和数据支持。