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%。     

珠江三角洲城市群生态状况变化遥感评价

为了解珠江三角洲城市群的生态状况,基于珠江三角洲城市群2006年和2016年的Landsat卫星影像,对比、分析EI法与RSEI法对珠江三角洲城市群生态状况的评价,分析珠江三角洲城市群的生态状况及动态变化。结果表明,EI法与RSEI法评价珠江三角洲城市群生态状况结果差异不明显,RSEI法能有效反映城市群的生态状况。2006年珠江三角洲城市群生态状况主要受湿度指标影响,2016年生态状况主要受绿度指标影响。2006年珠江三角洲城市群生态状况以良为主,2016年以良和优为主。2006-2016年,珠江三角洲城市群生态状况不断改善,有向优、良转变的趋势,生态状况改善的地区主要分布在城市群边缘、植被盖度较高或高海拔的地区,占总面积的48.71%;生态状况变差的地区主要分布在城市群中部发展较快的、密集居民区和工业基地等人类活动频繁的地区,占总面积的6.42%。     

基于多源遥感数据的土地整治生态环境质量动态监测

土地整治生态转型是土地整治发展的必然趋势,在项目区尺度进行科学合理、客观直接、长期全面的生态环境质量监测评估具有重要意义。该研究基于多源遥感数据,选取典型土地整治项目,运用主成分分析法构建RSEI(remote sensing ecological index)模型,反演得到湿度、绿度、热度、干度指标以及RSEI指数,实现对项目区整治过程中生态环境质量变化的监测与分析。研究结果表明:1)湿度和绿度指标对项目区生态环境质量具有正向作用,而热度和干度指标起负向作用,且干度指标的影响最大;2)RSEI总均值在整治前、中、后分别为0.652、0.572和0.605;RSEI等级中的优良等级在整治前、中、后所占比例分别为78.73%、39.55%和63.29%;RSEI变差、不变和变好的比例分比为42.55%、46.25%和11.20%;3)项目区生态环境质量呈现"先下降-后上升-整体下降"的态势,表现为"整治期变差-恢复期变好-全过程变差"的总体特征,土地整治对项目区生态环境的扰动具有持续性,区域生态环境恢复与改善存在滞后期,在项目竣工5年后项目区的生态环境质量水平仍低于整治前。     

2000—2021年锡林郭勒草原生态环境质量变化及其驱动因素

[目的] 对内蒙古自治区锡林郭勒盟草原生境质量动态变化及其影响因素进行研究,为该地区生态环境保护政策的制定和高质量发展提供科学理论依据。[方法] 利用Google Earth Engine(GEE)平台和MODIS数据构建生态遥感指数(RSEI)评价研究区的生境质量,并运用Moran指数和地理探测器分析遥感生态指数(RSEI)的空间异质性和影响因素。[结果] ①2000-2021年研究区的生境质量经历了先恶化后改善的过程。生态环境得到了较大程度的改善,中部的典型草原和东部的草甸草原生境质量较好,而西部的荒漠草原区生境质量较差。② 5个年份的全局莫兰指数(global Moran''s I)均大于0.935,表明研究区内RSEI的空间分布呈高度正相关,主要呈现高高和低低聚类分布。③地理探测器结果显示,绿度是影响RSEI的主要因素,模型因子与自然因子之间的交互作用最为显著,其次是模型因子与社会经济因子的耦合。[结论] 锡林郭勒盟东部的生境质量高值区应继续加强对生态环境的保护力度,西部的生境质量低值区要注重对荒漠草原的修复与治理,遏制沙漠向东扩张。     

基于遥感生态指数的陕西省东庄水库流域生态环境变化监测与评价

[目的] 对陕西省东庄水库流域生态环境开展实时准确的监测,为流域开发与保护、城镇经济发展提供数据和理论支撑。[方法] 选取2000,2010,2020年Landsat遥感影像,基于谷歌地球引擎(GEE)平台构建湿度、绿度、干度、热度4个指标,通过主成分分析法计算遥感生态指数,对东庄水库流域20 a间生态环境变化进行监测与评价,基于IDRISI软件的CA-Markov模型对2030年东庄水库流域生态环境情况进行模拟。[结果] ①20 a间东庄水库流域生态环境整体维持在一个水平,RSEI均值由0.499上升到0.500,生态环境状况略微有上升; ②从RSEI各等级变化来看,20 a间东庄水库流域生态环境状况较为复杂,生态环境的改善与恶化长期持续并存,渭北地区1999年以来实施的退耕还林政策对流域生态环境改善起到正向作用,且效用开始凸显。[结论] 东庄水库生态环境恶化的区域主要集中在城镇及其周边区域,改善的区域主要集中在林区和丘陵地区。今后仍需继续关注经济高速发展与生态环境治理二者间的平衡问题。     

基于地理探测器的杨凌示范区生态环境质量影响因素定量分析

以陕西省杨凌示范区为研究区域，利用遥感生态指数模型（RSEI）结果表征区域生态环境质量状况，以地形、气候、土壤、植被、人类活动等因子，以及模型自身的结构因子作为分析因子，应用地理探测器方法，从单因子分析及多因子交互作用分析2个层面，定量探测诸因子对RSEI模型结果的影响程度，进而揭示研究区生态环境质量状况主要的影响因素，以及因子间交互作用的影响方式。结果表明，在单因子分析层面，归一化水汽指数（NDMI）对杨凌示范区RSEI空间分异特征的解释力最强，是研究区生态环境质量状况最重要的影响因素；在多因子交互分析层面:研究区RSEI空间分异特征是多种因子共同作用的结果，所有因子在交互作用下均有协同增强的作用；NDMI与绿度分量协同作用的影响最为显著，解释力高达91.9%；归一化差值不透水面指数（NDISI）与土地利用类型交互作用的解释力，较二者分别作为独立变量时的解释力有极大的提升，非线性增强溢出C值高达0.258。依据以上研究结果，杨凌示范区在未来生态环境规划、管理中，NDMI可作为重要的指标和因子用于指示区域环境质量状况。另外也应重点关注多因素之间的交互作用对区域生态环境质量的影响，特别是城市建设与土地利用方式交互的影响。     

新疆博乐市生态环境变化对城市建设用地扩张的响应

城市化进程不断加快带来一系列的环境问题,其中,以城市生态恶化为表现形式的"城市病"越来越受到政府和社会的关注。因此,及时、准确、快速地探究生态环境演变对城市扩张的响应显得尤为重要。该研究基于遥感生态指数(remote sensing ecological index, RSEI)分析博乐市2000―2016年生态环境变化情况并通过引入城市扩张强度、重心位移模型等方法,对博乐市城市空间扩张强度与形态进行分析,揭示城市生态环境变化对城市用地扩张的响应。结果表明:1)RSEI不仅适用于城市主城区的环境监测而且以行政边界为界限的整个城区的生态环境监测中同样可行;2)2000―2016年间博乐市生态环境质量有一定程度的恶化趋势,即RSEI均值从2000―2011年下降4.97%;从2011―2016年下降15.4%;3)生态环境变好的区域主要分布在山前平原区,老城区及其周围;生态环境恶化的区域主要分布在主城区的外围地区,沿博尔塔拉河两岸带状分布;4)城市扩张的区域与RSEI评价结果显示的生态环境状况恶化的区域基本重合。     

太原城市群生态环境质量监测及驱动力分析

[目的] 研究太原城市群2002—2021年生态环境质量变化状况,为城市可持续发展及绿色转型提供科学建议。[方法] 基于GEE平台与MODIS影像,利用主成分分析法耦合绿度、湿度、热度、干度构建生态遥感指数(RSEI),结合稳定性分析、空间自相关分析研究太原城市群生态环境质量变化的空间性质,并利用地理探测器量化分析多种因子对RSEI的影响。[结果] 各年份第一主成分贡献率均高于75%,表明基于第一主成分提取RSEI能够综合表征研究区生态环境质量;2002—2021年,太原城市群生态环境质量总体呈现上升趋势,从0.433提高到0.488,增长率约为0.002 9/a。生态改善面积所占比例为17.1%,主要分布在西北部的岚县、静乐县;研究区生态环境质量变化存在明显空间自相关,Moran’I指数为0.729,高高集聚与低低集聚区域与生态改善、退化区域基本重合;太原城市群生态环境质量与气候因子中的相对湿度、气温、潜在蒸散量有显著相关性。[结论] 2002—2021年太原城市群生态环境质量得到改善,植被覆盖和城市扩张因素影响较大,RSEI能够有效监测研究区生态环境质量变化。     

水土流失区生态变化的遥感评估

水土流失是世界面临的一个严峻问题,它已给全球的生态造成了严重的威胁,及时快速地监测水土流失区的生态变化已显得尤为重要。为此,该文提出遥感生态指数(RSEI)来监测水土流失区的生态变化。该指数选取了绿度、湿度、热度和干度作为四大生态指标,并分别以遥感植被指数、湿度分量、地表温度和土壤-建筑指数为代表。同时采用主成分变换技术来集成各个指标,使各指标的权重是由数据本身的性质来决定,而不是人为的设定。将RSEI应用于福建长汀水土流失区的结果表明,RSEI指数可以定量地评价水土流失区生态修复的效果。数据显示,该区经过20多年的水土流失治理,RSEI生态指数值上升了17%,生态为优良的等级所占的面积比例从33.9%上升到52.3%,总体反映了该区的生态质量有了较明显的提高。     

2000-2020年滇中城市群生态环境质量动态监测及空间格局演变

[目的] 分析生态环境质量时空变化规律及其异质性,为政府及相关部门制定生态环境保护政策提供科学依据。[方法] 采用GEE(google earth engine)平台选取滇中地区2000—2020年Landsat影像,逐年提取遥感生态指数RSEI(remote sensing ecological index),运用冷热点分析、标准差椭圆、生态环境重心转移等空间分析方法探索生态环境质量的时空演变规律。[结果] ①滇中城市群整体生态环境质量总体呈不断下降趋势,RSEI均值从2000年的0.51下降到2020年的0.46。②从空间分布上看,除个别年份外总体上滇中东部地区生态环境质量明显好于西部地区,生态环境质量较好的区域大多森林覆盖率较高。③近20 a来滇中城市群生态环境空间分布呈南—北方向,同时城市群生态环境质量整体呈现出一定的聚集性。[结论] 滇中城市群生态环境变差与城市群建成区高速扩展,气候异常,植被破坏,水土流失加剧等有着密切的关系,为此应加强生态建设,提升滇中城市群生态环境质量。