基于GEE云计算的南宁市生态环境质量时空分异监测

[目的]利用遥感技术及时、动态、客观地监测和评估城市生态环境质量变化,为城市生态环境规划与管理提供参考。[方法]以南宁市为案例,利用Google Earth Engine(GEE)平台对2000—2020年Landsat系列遥感影像进行像元级融合、消除色彩、去云等预处理,计算绿度、湿度、干度和热度这4个遥感指标,并采用主成分分析法构建遥感生态指数,定量评价南宁市生态环境质量动态变化及空间分异特征。[结果]南宁市RSEI多年平均值为0.615,总体呈现“下降—上升—稳定”的波动上升趋好的态势。生态环境质量较好的区域主要是自然保护区、山林地、草地和水域,生态环境质量较差的区域则集中于人类活动频繁,土地利用强度较大的城镇及城乡交错区、农耕区。生态环境质量与植被绿度和湿度指标呈正相关,与干度和热度指标呈负相关,且干度指标因子对RSEI影响程度最大。[结论]南宁市2000—2020年生态环境质量总体处于良好水平且呈上升态势。结合GEE和RSEI指数能够较好地反映城市生态环境质量,为城市生态环境质量长时间序列监测提供计算平台。     

基于RSEI模型的砒砂岩区生态环境质量演变研究

[目的]探究砒砂岩区生态环境质量状况，为当地生态环境治理工作提供科学依据。[方法]基于GIS和RS技术，利用遥感生态指数RSEI模型，分析砒砂岩区2001—2020年生态环境质量时空演变。[结果](1)基于砒砂岩区4期影像数据提取的遥感生态指数RSEI呈现先下降后上升的趋势，表明生态环境质量在缓慢改善；(2)绿度生态指标与湿度生态指标对砒砂岩区生态环境质量起正向作用，干度生态指标与热度生态指标会起到负面作用，并且绿度生态指标对生态环境质量改善的贡献率更高；(3)在2001—2020年间，生态环境质量改善区域占到研究区总面积的36.79%;生态环境质量恶化区域占15.68%,多为轻度退化。[结论]砒砂岩区2001—2020年间生态环境质量总体呈现出上升趋势，且生态环境质量对人为活动高度敏感，因此在改善生态环境的同时还需融入生态保护理念，做到人与自然和谐共生。     

基于遥感生态指数的东江源区2000-2019年生态环境质量评价

[目的] 对2000—2019年东江源区域生态环境变化进行分析,从而为该区水源地的保护和利用提供科学依据。[方法] 以东江源为研究对象,选取2000,2004,2009,2014和2019年5期的Landsat影像数据,提取绿度（NDVI）、湿度（WET）、干度（NDBSI）和热度（LST）4项指标,采用主成分分析法与遥感生态指数（RSEI）法,对东江源生态环境质量进行了评价分析。[结果] 2000—2019年研究区的RSEI指数分别为0.356,0.538,0.332,0.608和0.637,生态环境质量呈现上升、下降和上升趋势,总体上生态环境质量明显改善。生态环境较好的区域主要分布在植被覆盖率较高的中部和东南部,较差的区域主要分布在人类活动密切的东部和西北部的城镇区。研究区内优良等级的生态环境质量占主导地位,其面积比例由2000年的0.204 9%上升到2019年的92.346 4%,生态环境明显变好。热度（LST）和干度指标（NDBSI）重心偏移变化较小,为1.616 km和1.482 km,而绿度（NDVI）和湿度指标（WET）受人口密度和开发程度的影响,绿地分布和土壤含水量随着建设用地的开发而开始分散,使偏移量增大。[结论] 在2000—2019年,除城市交通造成周边的环境质量下降外,其余地区较之前都有明显的改善。植被覆盖和城市用地之间的关系是造成东江源生态环境变化的主要成因。     

白龙江流域生态环境质量动态监测与评价

[目的] 分析1990—2020年白龙江流域生态环境变化及驱动因素,为流域可持续发展提供科学依据和决策支持。[方法] 逐年筛选植被生长季6—9月的Landsat TM/OLI影像数据,计算绿度(NDVI)、湿度(WET)、热度(LST)、干度(NDSI)4个生态指标,采用主成分分析法(PCA)构建遥感生态指数(RSEI),对白龙江流域生态环境进行评价。[结果] 1990—2020年白龙江流域RSEI均值从0.531上升至0.675,生态环境质量总体好转;生态环境质量改善区域主要位于舟曲—武都段的白龙江两岸、宕昌县西北及岷江东岸,改善面积达8 393.97 km²,占总面积45.55%;各生态指标对于生态环境质量影响程度在1990年干度＞湿度＞热度＞绿度;2006年干度＞绿度＞湿度＞热度;2020年绿度＞湿度＞干度＞热度。[结论] 利用GEE平台实现RSEI模型扩展了在大范围尺度、长时间序列下对区域生态环境质量监测与评价,近年来白龙江流域生态环境质量整体呈改善态势,对于流域的保护治理工作仍需继续。     

基于遥感生态指数的元谋干热河谷生态环境动态监测及其驱动力分析

[目的] 探究元谋干热河谷2000-2020年生态环境变化现状，对该区域生态进行动态监测及其驱动力分析，为干热河谷的生态环境保护和可持续发展提供理论依据。[方法] 选取3期Landsat TM/OIL影像数据计算绿度(NDVI)、湿度(WET)、干度(NDBSI)、热度(LST)4个指标来构建遥感生态指数(RSEI)评价体系，并通过地理探测器对影响区域的生态环境因素进行量化分析。 [结果] ①2000，2010和2020年元谋干热河谷的RSEI均值分别为0.628，0.609和0.684，呈先降后升的变化趋势。 ②在2000-2020年这20 a间，区域内生态环境改善面积占29.58%，主要分布河谷两侧；生态恶化面积占21.45%，主要散布在农耕区和居民区周围。 ③对影响元谋干热河谷RSEI的10个因子进行驱动力分析发现，绿度指标和土地利用对RSEI的空间分异特征解释力最强。 [结论] 多因子交互结果显示，元谋干热河谷的生态环境现状是多重因素共同作用的结果，所有因子在交互作用下均有协同增强的作用；绿度指标和土地利用是研究区生态环境质量的主要驱动因子。因此，在探究元谋干热河谷生态环境恢复与保护，应合理规划利用土地资源，落实植被保护及修复政策及措施。     

2010—2020年陕西省神木市生态环境质量时空演变及其驱动因素

[目的] 陕西省神木市是黄河流域生态保护建设的重要地区。分析该地区生态环境质量变化,为资源型城市神木市的生态环境治理、修复及绿色发展提供科学依据。[方法] 选取2010,2015与2020年共3期Landsat遥感影像,利用主成分分析方法构建遥感生态指数(RSEI)作为生态环境评价指标,分析神木市生态环境质量时空演变格局,并通过地理探测器探究该地区生态环境驱动机制。[结果] ①神木市生态环境质量持续恶化,RSEI指数下降幅度达到12.47 %,在2010-2015年间下降最快;神木市生态环境质量很差与较差的面积增加幅度达到15.29 %。②神木市生态环境质量恶化以西北部的风沙区率先增强,随后转向地势较低的东南部和东北部。同时,神木市生态环境质量以较差和一般为主,两者总和占据神木市总面积的67.09 %。③植被覆盖度与绿度、湿度、干度及热度4个指标因素均表现出显著的驱动性,其中植被覆盖度解释力最高(达到62.4 %),是神木市生态环境质量的主要驱动力;多因子交互也均表示出协同增强的作用,夜间灯光、人口密度、热度与植被覆盖度交互作用最强。[结论] 神木市生态环境质量总体仍在进一步恶化,尽管前期退化得到遏制,但恶化区域在逐渐扩大,提高植被覆盖度可以有效增强神木市生态环境质量。为此应进一步落实植被绿化等生态保护措施,提升神木市高品质生态环境质量。     

1990—2020年阿拉尔垦区生态环境质量动态监测与评价

[目的]借助遥感生态指数(RSEI)对阿拉尔垦区生态环境质量进行动态监测与评价,分析1990—2020年研究区生态环境变化及驱动因素,为阿拉尔垦区发展和生态保护提供科学参考。[方法]选取1990,2000,2011和2020年4期Landsat TM/ETM~+/OLI影像数据,耦合绿度指标(NDVI)、湿度指标(WET)、干度指标(NDSI)、热度指标(LST)构建RSEI,结合研究区气候、人口、经济等驱动因素探究阿拉尔垦区生态环境质量动态变化。[结果] 1990—2020年阿拉尔垦区RSEI均值从0.344上升至0.468,生态环境质量总体好转;1990—2020年阿拉尔垦区生态环境质量变好区域主要位于垦区北部和南部地区,改善面积达1 756.36 km~2,占总面积45.92%;生态环境质量受自然因素和社会经济因素影响,社会经济因素对阿拉尔垦区生态环境质量变化起主导作用。[结论]近30 a来阿拉尔垦区生态环境得到有效改善。遥感生态指数(RSEI)在一定程度上可以快速、有效地反映1990—2020年阿拉尔垦区生态环境质量变化。     

基于遥感生态指数的神东矿区1995-2020年生态环境质量的时空变化特征分析

[目的] 分析神东矿区1995—2020年生态环境质量时变化特征,为改善该区域生态环境提供科学依据。[方法] 基于1995—2020年6期Landsat 5 TM及Landsat 8 OLI数据,利用主成分分析法,选用干度指标（NDSI）、绿度指标（NDVI）、热度指标（LST）、湿度指标（WET）构建遥感生态指数（RSEI）。运用重分类将RSEI分为5级,按照重心迁移方法分析RSEIⅠ—Ⅴ等级的重心迁移情况,并分析RSEI的空间变化规律,实现利用RSEI对神东矿区的生态环境质量的动态监测和评价。[结果] ①神东矿区在1995—2020年生态环境状况明显提升,其中呈上升趋势的面积占矿区总面积的42.22%,绿度、干度指标对矿区生态环境质量影响较大。②矿区生态环境质量各级土地利用类型以草地、耕地为主,且生态环境质量变化受耕地、草地面积变化影响较大。③矿区生态环境质量主要以Ⅱ,Ⅲ级为主,Ⅰ级、Ⅱ级和Ⅴ级迁移幅度较大且重心整体向矿区西南、西北方向迁移。[结论] 1995—2020年神东矿区生态环境质量呈现总体上升态势,受植被生长情况和人类活动因素影响较大。     

基于遥感生态指数的新疆干旱区博乐市生态变化分析

[目的]结合遥感方法分析新疆维吾尔自治区博乐市生态变化,为该区生态保护提供理论依据。[方法]以博乐市1997年、2007年和2016年3期Landsat系列影像为数据源,提取绿度、湿度、干度和热度4个指数,通过主成分分析耦合出遥感生态指数(RSEI),对博乐市生态环境质量进行了监测和评价。[结果]研究区属于MODS(山地—绿洲—荒漠)系统,总体RSEI指数较低,由差和较差主导;1997—2016年博乐市的生态环境质量呈明显改善趋势,遥感生态指数RSEI从0.250提高到0.422,等级为优和良的比例从11.24%上升到26.20%;改善的区域面积明显大于变差的面积,改善的区域主要分布在北部山地、中部绿洲和南部天山西部北麓荒漠区域。生态环境恶化的区域主要集中在中部绿洲的耕地和城镇建设用地区域。[结论]荒漠生态建设和扩大绿洲面积对生态环境的改善有积极影响,同时也要合理配置资源和土地利用。     

基于GEE平台的舟山岛生态环境质量动态评价

[目的] 对舟山岛2000—2020年的生态环境变化进行动态监测和评价,为类似海岛地区的生态环境质量评价提供科学参考。[方法] 以舟山岛为研究对象,在GEE(Google Earth Engine)平台选取2000,2005,2010,2015和2020年5期的遥感影像,提取出湿度(WET)、绿度(NDVI)、热度(LST)、干度(NDBSI)4个指标进行耦合,得到遥感生态指数(remote sensing environmental index, RSEI),利用主成分分析方法对舟山岛生态环境质量变化进行评价。 [结果] ①在5个时间节点上,舟山岛RSEI均值分别为0.631 2,0.637 5,0.611 6,0.550 3和0.502 4。在研究期间内,舟山岛的RSEI共下降了20.41%; ②舟山岛生态环境质量呈下降趋势,岛屿生态质量为优和良的面积分别下降了12.51%和11.87%,生态质量为差、较差和中的面积分别上升了7.35%,12.49%和4.55%; ③研究期间内舟山岛人类开发活动明显增强,土地利用类型发生改变,气候变化和人类活动共同作用于舟山岛,导致生态环境变差。 [结论] 利用遥感生态指数对于海岛生态环境质量同样可进行有效的监测与评价。在研究期间内舟山岛生态环境质量前期较稳定,后期降幅较明显,研究期间内总共下降约20.41%。     

湖南省湘西州重点生态功能区贫困县生态脆弱性评价

[目的]开展湖南省湘西州生态脆弱性评价,在此基础上规划适宜开发区、限制开发区,为实现研究区绿色可持续发展提供参考。[方法]依据湘西州生态环境特点,利用2015—2018年社会经济统计数据,采用遥感影像、数字高程模型(DEM)等基础数据,运用GIS空间分析法,综合分析了湘西州各县生态脆弱性的时空演变特征。[结果]①生态脆弱性空间格局呈现出西高东低的分布特征,微度和轻度脆弱区主要分布在湘西东部永顺县和古丈县,重度和极度脆弱区成片分布在西部龙山县、保靖县和吉首市;②生态脆弱性总体表现出向高脆弱等级方向发展的趋势,微度脆弱区面积急速减少,重度脆弱区面积急速上升,生态环境逐年恶化。[结论]应注重人类活动对生态系统的积极影响,在加大扶贫力度的同时,因地制宜地开展生态环境保护工作。     

基于生态过程与景观生态背景值的区域生态压力研究

目前常用的数学模型法和景观生态学方法，对揭示区域生态压力的现状和进行区域横向比较具有良好效果，但是缺乏历史纵向比较。景观生态背景值，是在综合了区域特定历史时期景观生态本底值和合理的人类活动两方面因素的基础上形成的。运用景观生态背景值作为景观生态压力评价的坐标起点，结合区域中主要的生态过程，通过对变化中的景观生态类型、格局与景观生态背景值的偏离程度来评价区域生态压力与安全，评价结果不仅能较明确地说明区域生态压力与安全现状的性质，同时清晰地揭示出人为因素对区域生态压力与安全状态的影响程度与性质。     

基于生态足迹理论的调水工程移民生态补偿标准研究

为解决我国水资源分布不均的问题,实现水资源的合理分配和使用,跨流域调水已成为解决缺水地区水资源危机的重要手段。制定公平、合理的补偿标准,对水源区生态移民进行适当、合理的补偿,是实现持续、高效调水工程的保证,也是我国学术界和政府较为关注的热点问题之一。传统的补偿标准未能充分、客观地考虑移民的生态损失,因而不能提供合理、全面的补偿额度。本文以南水北调中线工程水源区丹江口市为例,整体考虑移民对生态环境的贡献,在生态足迹和生态承载力核算的基础上,计算移民的生态补偿额度。根据研究结果,建议生态移民的人均生态补偿额度为1 148元/a。本案例有助于推进生态移民补偿机制的研究,为研究区及其他贫困地区的生态移民补偿提供参考。     

生态购买是西部生态建设的新战略

生态购买是我国西北地区的强烈要求,也是我国“只能保证过程,不能保证结果”生态建设模式反思的结果。“国有私营”生态购买初衷是政府收购生态建设的产品,既帮助脱贫致富,又确保生态建设产品的形成、巩固和转化利用。生态购买以生态建设成果(生态产品)为投资管理的重点,确保生态产品形成效率和转化利用速度,生态效益转化为经济效益。生态购买不仅使生态产品商品化和货币化,实现“生态致富”,更为重要的是培育市场意识、思维、文化,加速培育生态建设市场,充分发挥市场机制的作用,整合社会资源和力量,增强生态建设的实力、能力、吸引力和竞争力。从经济角度和政策层面,探讨生态购买的产生背景、概念、内涵、原理、功能、方法、程序等,为生态购买的实施提供启发和对策。     

绵阳市生态足迹和生态承载力动态变化分析

生态足迹法是用于评价区域发展可持续性的重要方法。以四川省地震重灾区绵阳市为例,计算了2000—2009年生态足迹和生态承载力。结果表明,该区人均生态足迹呈波动式增长,由2000年的1.377 2hm2增长到2009年的2.408 7hm2;人均生态承载力增长缓慢,人均生态赤字由0.954 4hm2增长到1.922 0hm2;生态压力指数由3.257 6增长到4.949 3;万元GDP生态足迹由2.252 1下降到1.599 6;2008年"5.12"汶川地震后,生态足迹出现急剧增长。随着近年来绵阳市资源消耗增加,发展模式呈不可持续状态,社会经济发展与生态环境的协调性较差。为实现生态城市建设规划目标和可持续发展战略,建议适当控制人口增量,调整农业产业结构,保护耕地资源,转变人们的生活和生产方式。     

基于生态足迹的土地生态安全评价研究

土地生态安全是区域生态系统健康与可持续发展的重要内容,但目前缺乏系统、有效的评价方法。采用生态足迹方法探讨了土地生态安全评价问题,提出了土地生态压力指数概念及计算方法,并以重庆市合川区为例,计算了2006—2010年这一区域的生态足迹、土地生态承载力、生态赤字与土地生态压力指数。结果表明:（1）研究区域土地生态承载力呈下降趋势,生态赤字明显,土地生态压力指数呈上升趋势;（2） 5 a间研究区域土地生态安全等级处于极不安全状态;（3）土地生态需求与生态供给矛盾日益突出。最后有针对性地提出了加强区域土地生态安全的对策。研究表明,采用生态足迹法进行区域土地生态安全评价是科学、可行的。     

基于生态足迹的青海省生态安全初步研究

在生态足迹原理的基础上,将生态压力指数作为生态安全评价的指标,同时制定了相应的指标等级划分标准,对青海省1985—2003年的生态足迹和生态承载力进行了测算,并利用生态压力指数及其等级划分标准对其生态安全进行了试评价。评价结果显示,青海省近11 a来的自然生态处于较安全状态,但生态压力指数呈上升趋势。     

中国西部地区生态承载力与生态安全空间差异分析

根据改进的生态足迹理论对中国西部地区生态安全状态进行了定量分析,以中国西部各省2010年统计年鉴数据为依据,对中国西部地区2009年的生物资源账户和能源账户的生产性生态足迹、生态承载量和生态压力指数进行了计算.结果表明:(1) 2009年中国西部生物资源账户与能源账户的生态承载量均小于生态足迹,说明中国西部地区生态系统整体处于不安全状态;(2)空间上生物资源账户生态足迹整体上东部高于西部地区,南部高于北部地区,生态承载量呈现出南部明显高于北部;(3)人口的分布差异影响着人均生态承载量和承载总量的分布格局差异;(4)生物资源账户生态不安全地区面积占到中国西部地区总面积的68.6％;能源账户的生态足迹和生态压力指数较大的地方均分布在西北地区,西北地区能源账户生态足迹占到中国西部地区的75％.并揭示和提出了生产性生态压力指数较大的原因和减小生态赤字的途径.     

隧道工程行为的生态环境影响及其生态化策略

随着国家对基础设施建设投入的加大,隧道建设日趋增多,在其施工技术提高和修建规模增大的同时,隧道工程行为对生态环境也产生了深远影响。论述了隧道工程行为的内涵及其对生态系统的影响,分析了隧道工程行为的生态效应,包括物理效应、化学效应、生物效应和社会效应。在此基础上,提出了隧道工程行为生态化理念,并从勘测设计、施工和后期运营等几个方面探讨了隧道工程行为生态化策略。通过隧道工程行为的生态化策略可较好消减其对生态系统结构和功能的干扰和破坏,减轻对生态系统健康的威胁,为实现隧道建设和环境保护的协调发展提供参考。     

城市生态公园理论与案例研究--以温州生态园为例

以温州生态园的规划建设实践为例,以国外类似建设经验为参照,阐述了我国城市生态公园建设的一般原则和方法,探讨了城市生态公园规划的基本思路和规划理念,并且对我国城市生态公园规划建设中的相关问题提出了解决策略。