新疆玛纳斯河流域绿洲景观生态脆弱性时空分异

以2000年、2005年和2014年3期Landsat TM影像为基础数据,运用景观敏感度和景观适应度指数构建景观生态脆弱度评价模型,采用空间分析方法和统计学方法研究其时空分异特征以及空间关联格局,结果表明:(1)2000—2014年,耕地、建设用地和未利用地增加、林地减少较快,水域和草地缓慢减少,流域景观生态脆弱性呈上升趋势。其中,2005年以后脆弱性上升明显,结构性因素对景观格局变化的影响逐渐增大,但非结构性因素始终居于主要地位。(2)流域景观生态脆弱性具有高度的空间自相关性,表现为明显的空间关联性和空间依赖性,呈高-高集聚和低-低集聚、趋同空间正相关格局。(3)脆弱性空间分异较为显著。2000年以较低和中等脆弱区为主,两者所占面积比例为57.36%,较高和高脆弱区分布在西北部;2005年大部分地区处于较低和中等脆弱区,流域中下游较高脆弱区向东部延伸;2014年脆弱度水平明显增大,高脆弱区所占面积比例为10.9%,较高和高脆弱区向中游以及中上游扩张,城市空间扩张和建设用地扩大是导致脆弱度增大的主要动因。(4)中上游脆弱性空间扩张强度、方向、趋势与中下游脆弱性变化密切相关,说明人工绿洲建设进入高强度集聚规模和大规模生态外部性的空间发展阶段,应加强全流域统筹、全要素规划、全过程管理的生态建设与重构。     

新疆生态脆弱性时空演变及驱动力分析

生态脆弱性评价是了解区域生态状况的重要途径,科学评估生态脆弱性等级及变化对区域生态保护与建设,实现区域可持续发展具有重要意义。研究利用SRP模型构建新疆生态脆弱性评价指标体系,结合空间主成分分析方法构建生态脆弱性指数评价模型,分析新疆生态脆弱性时空演变特征。结果表明:(1)2000—2018年,新疆生态敏感性整体为中度敏感,呈现东南高西北低,主要受景观破碎度和土壤侵蚀程度影响;生态恢复力受植被覆盖度影响较大,整体呈西北高、东南低,变化幅度小,恢复力较弱;生态压力大致呈南、北部的山区和中部绿洲区、山区高、东南低,主要影响因子是人均GDP、农业依赖度和人口密度。(2)2000—2018年新疆生态脆弱性整体处于中度脆弱到重度脆弱。南、北部植被覆盖度低的地区生态脆弱等级较高,中部高海拔林草丰富地区生态脆弱性等级相对较低;2000—2018年新疆生态脆弱性综合指数呈现先增长后降低趋势。(3)生态脆弱性主要驱动力方面,人为活动因子的农业依赖度、人口密度、土地垦殖率,自然环境因子的生境质量指数、景观破碎度、景观恢复力指数和年均降水量7个指标是新疆2000—2018年生态脆弱性变化的主要单因子;生境质量指数、景观恢复力指数、景观破碎度指数、植被覆盖率的变化与区域人类活动的相互作用是促使新疆生态脆弱性的主要驱动力。     

基于综合权重法的西北典型区域水资源脆弱性评价研究

水资源脆弱性对水资源的开发利用具有重要的影响。甘肃省水资源脆弱性具有明显的区域特色与典型性。针对当前甘肃省水资源脆弱性评价中存在的空间尺度不全面以及指标偏少等问题,以流域为评价单元,从抗干扰性和自我恢复性两方面,综合考虑自然因素和人为因素,构建包含28个指标的指标体系,基于层次分析法(AHP)和熵权法,提出水资源脆弱性评价的综合权重法,对甘肃省2001-2015年的水资源脆弱性进行评价。结果表明:甘肃省水资源脆弱性具有明显的空间分异性,低脆弱性流域集中分布于东南部的湿润半湿润区,高脆弱性流域集中分布于西北部的干旱半干旱区,气候的干湿状况对水资源脆弱性有重要影响;脆弱性高及其增加速度较快的流域均位于经济开发规模最高或增加较快的区域,人类活动对水资源脆弱性的变化有重要影响;气候的暖湿化可减缓河西走廊水资源的脆弱性,但不能从根本上解决问题,可结合人类的有效治理措施来降低水资源的脆弱性;甘肃省长江流域出现的水资源低脆弱性与高缺水率并存的现象,与区域工程性缺水密切相关。研究成果可为区域水资源脆弱性评价与水资源开发利用提供决策参考。     

陕西省景观生态脆弱性时空演变及其影响因素

以陕西省为研究区,基于景观格局和景观功能2个方面构建景观生态脆弱性模型,分析省域及内部自然单元分区2个层面景观生态脆弱性时空演变,并运用地理探测器方法探究景观生态脆弱性多尺度驱动机制。结果表明:①2000-2015年陕西省景观格局脆弱性指数分别是0.477 3和0.409 7,降低了6.76%,在空间上高值区分布于北部及中部,低值区分布于中部两侧;景观功能脆弱性指数分别是0.492 6和0.417 4,降低了7.52%,高值区集中于北部和中部,低值区呈零星分布的空间布局。②研究期间陕西省景观生态脆弱性指数分别为0.427 5和0.369 7,减少了5.78%,呈现出南北方向高低交错的空间布局,且内部分区之间有明显分区过渡表现。其中,黄土高原区脆弱性降低8.55%;关中盆地区脆弱性降低3.81%;秦巴山地区脆弱性降低1.20%。③全省及内部分区生态脆弱性的影响因素因地理尺度的差异而不同,自然环境因素对脆弱性变化起重要作用,而社会经济因素呈不断增强态势。本文提出的景观生态脆弱性评价方法可为生态脆弱性评估提供方法参考。     

生态产品价值实现的适宜性评价与路径配置

科学评价生态产品价值实现适宜性对选取生态产品价值实现路径、优化国土空间开发格局具有重要参考价值。以内蒙古鄂尔多斯市为例,借助ArcGIS平台,采用层次分析法、多要素空间叠加法等,在核算生态产品价值基础上,从开发潜力与生态功能重要性两个角度评价生态产品价值实现适宜性,进而对价值实现路径进行配置。结果显示：1)2020年,鄂尔多斯市生态产品总值为1423.67亿元,空间分布上呈现东北-西南方向价值高,西北-东南方向价值低的特点。2)生态产品开发潜力高值区集中于生态本底条件较好的东北部;生态功能重要性总体呈现南高北低的特点,高值区在东南部有明显聚集。3)生态产品价值实现适宜区、基本适宜区面积占比分别为16.71%、29.80%,主要分布于鄂托克旗西部、准格尔旗、杭锦旗等。基本不适宜区、不适宜区面积占比分别为40.98%、12.51%,主要分布于鄂托克前旗、鄂托克旗中东部、乌审旗等。4)路径选择上,适宜区以产业生态化为主,基本适宜区以生态修复为主,基本不适宜区以生态产业化为主,不适宜区以生态补偿为主。生态产品价值实现的适宜性评价搭建起了生态产品价值量化与转化的桥梁,能够为地区国土资源开发与布局...     

耕作层土壤养分含量的空间自相关分析——以秦安县郭嘉镇为例

为了探究土壤养分含量的空间分布特征,运用空间自相关理论,在Geo Da095i,Arcgis等软件的基础上,以甘肃省秦安县郭嘉镇为例,采用Moran,I统计量研究了土壤主要养分元素含量在三种不同权重矩阵下的空间自相关程度以及空间分布规律。结果表明:秦安县郭嘉镇耕作层土壤中各主要养分空间分布并非随机状态,而是存在一定的空间自相关特性;全域型空间自相关的研究表明,rook权重下秦安县郭嘉镇耕作层土壤中有机质、全氮、全磷、全钾、有效磷和速效钾含量的Moran's I指数分别为0.3088、0.0024、-0.0522、-0.2220、0.2678和0.2264,表明有机质、全氮、有效磷和速效钾的含量在空间分布上呈现空间正相关,而全磷和全钾的含量在空间分布上呈现空间负相关;局域空间自相关结合Moran散点图和LISA聚集图的分析结果揭示出郭嘉镇各行政村养分元素含量分布的空间分布规律,可以直观地得到各养分元素含量分布的"高—高"、"低—低"聚集区和"低—高"、"高—低"孤立区的具体位置,其中有机质、全氮、有效磷和速效钾都在空间分布上出现"高-高"聚集区和"低-低"聚集区,而全磷的含量只有"低-低"聚集区,全钾的含量在空间分布上较为分散,没有明显的聚集区。     

天山北坡天山云杉的种群结构特征和空间分布格局

从径级结构、静态生命表、存活曲线和个体空间分布格局等方面研究新疆天山北坡天山云杉的种群结构特征与空间分布规律。研究结果表明:1)种群年龄结构中幼苗幼树(Ⅰ级)比例最大(82.11%),中树(Ⅲ-Ⅵ级)和大树(Ⅶ-Ⅹ级)比例次之,小树(Ⅱ级)比例最小(0.26%)的规律;2)种群死亡率在Ⅰ径级最高(99.70%),随着径级的增加,死亡率呈现"高-低-高"模式,种群生命期望呈现"低-高-低"的模式;3)天山云杉种群的存活曲线接近于DeeveyⅢ型,即Ⅰ径级存活指数最高(6.91),Ⅱ径级(1.16)急剧下降,Ⅱ-Ⅴ径级逐渐上升,随后逐渐下降;4)种群格局随取样尺度由25-400m2增加,聚集强度逐渐降低,其中,在取样规模为25和150m2尺度上聚集分布强度较大;5)随着种群年龄增加,分布格局由聚集型向随机型过渡,聚集强度减弱。幼苗幼树在取样规模为25和150m2尺度上聚集分布强度较大;中树在50m2和150m2尺度上较大;而小树和大树聚集强度不受取样面积影响。因此,天山北坡的天山云杉天然林应适当间伐以促进更新,种群更新的最适林隙面积为25m2。     

呼和浩特市生态环境脆弱性评价

生态环境脆弱性评价对认识、保护和改造生态环境,促进人与自然的和谐发展具有重要意义.应用AHP法、"敏感-弹性-压力"模型法,对呼和浩特市五个旗具进行生态脆弱件评价,探讨了呼和浩特市的生态环境脆弱性的主要特征,以及生态环境脆弱度的空间差异和不同区域生态环境脆弱性的主导成因.研究结果表明:各旗县区的生态环境脆弱性排序为武川...     

基于GPM的新疆降水聚集区域提取及特征分析

气候暖湿化背景下，降水聚集特征与旱涝事件密切相关。基于2001-2020年逐日全球降水测量数据，根据空间热点分析方法提取新疆降水聚集区域，利用信息熵和相关系数分析了聚集区域降水集中度和地表特征。结果表明：新疆降水高值聚集区域占21.45%,降水量在130mm以上，主要分布在新疆西北部，低值聚集区域占27.97%,降水量在72mm以下，主要分布在塔里木盆地西南部、吐鲁番盆地和昆仑山中部山区；聚集区域降水量年内呈单峰变化，除显著冷点区域年降水量呈弱下降趋势外，其他区域年降水量呈增加趋势；聚集区域降水集中度呈现从西北向东南呈现出“低-高-低”的空间分布格局，且高值聚集区域降水集中度高于低值聚集区域，与降水量具有较高的相关性；低值聚集区域荒地面积占比最大，高值聚集区域草原和农田面积较大；高值聚集区域海拔、地表粗糙度和地面起伏度与降水量呈正相关，低值聚集区域呈负相关，且聚集性越显著，相关性越大。研究结果可以为防灾减灾、水资源的综合利用提供科学参考。     

宁夏限制开发生态区人地耦合系统脆弱性空间分异及影响因素

基于GIS和VSD模型框架,以宁夏限制开发生态区为研究对象,运用综合加权求和模型、脆弱度模型和障碍度模型,研究其人地耦合系统脆弱性的空间格局及影响因素.结果表明:研究区8个县(区)的人地耦合系统脆弱度整体介于0.3236-3.2229之间,在空间上呈现“中部地区高,南北两翼低”的分布特征.总体上看,自然环境条件差、社会保障水平低、基础设施建设滞后、政府财力有限等是制约研究区提高人地耦合系统适应能力、降低脆弱性的主导障碍因素.     

奈曼旗生态脆弱性及空间分异特征

在遥感技术与GIS技术支持下,以内蒙古自治区奈曼旗近25 a来的土地利用变化为例,根据其景观结构及土地利用结构特征,构造综合性生态脆弱性指数;利用空间分析方法对生态脆弱性指数进行空间化,对生态脆弱性指数进行空间插值和半变异函数分析,绘制奈曼旗不同时期生态脆弱性分布图,分析解释奈曼旗生态脆弱性分布特征及变化机理。结果表明,1976~2000年间,奈曼旗处于较高的生态脆弱性状态,平均脆弱性指数由1976年的0.7445增加至2000年的0.7803,奈曼旗南部及西北部区域较低,大沁他拉镇至六号农场之间111国道及教来河两侧生态脆弱性较高。不同农业生产类型区的平均脆弱性顺序为半农半牧区>牧区>农区,农区的脆弱性相对稳定,半农半牧区的生态脆弱性变化较大,半农半牧区的中度脆弱区比例降低,而重度脆弱区的比例明显升高。要根据不同的土地利用覆被特点及农业生产类型制定不同的生态措施。     

开垦60年东北三江平原典型产粮区生态脆弱性时空格局演变分析——以859农场为例

地处东北黑龙江省的三江平原是我国重要的产粮区,上世纪50年代以来经历了高强度的湿地开垦,改变了原有的景观格局和生态系统结构,使得生态脆弱性问题成为制约该区可持续发展及粮食生产安全的重要因素。文中以该区开垦程度较大的859农场为例,利用开垦60年(1950s~2013a)来8个时期的遥感影像解译的土地利用结果,从景观格局角度选取生态压力指标与结合土壤侵蚀敏感性指标构建生态脆弱性评价模型,对研究区生态脆弱性时空动态变化进行定量分析,分析其生态脆弱性时空变化规律。结果表明:1)开垦60年,景观格局发生巨大变化,草地、林地2种景观类型景观生态脆弱性变化明显。2)开垦60年,农场生态脆弱性显著增加。初期上升明显,自1980s后变化趋缓,新世纪以来,随着垦荒强度以及各种生态保护政策与农田管理措施的变化,农场生态脆弱性也随之出现了剧烈波动,总体有向好的趋势。3)研究区生态脆弱性变化方向与开垦方向相同,开垦30年后生态脆弱性较高区域呈现出增加的趋势,主要分布于位于林地-耕地-草地交界区域。研究结果说明:人类活动是影响东北典型产粮区生态脆弱性的关键因素。过度开垦对区域生态脆弱性有负面影响,而退耕退湿等政策能缓和区域生态脆弱性状况,保障区域可持续发展。     

浑善达克沙地生态治理与沙地生态畜牧业建立

浑善达克沙地是干旱——半干旱区域的一个独特的天然草地。在漫长的过度利用中,因其沙地生态的脆弱性和自然畜牧业经济的掠夺性而趋于活化。用景观生态学原理和自然资源经营管理的原则治理浑善达克沙地,建立一种生态畜牧业来解决保护和利用之间的矛盾,沙地资源就能永续利用。     

基于GIS的锡尔河中游生态敏感性分析与评价

以锡尔河中游为研究区,选择高程、坡度、坡向、积温、降水、土地覆盖、植被覆盖度、水域缓冲区及土壤9个生态敏感性指标,构建锡尔河中游生态敏感性评价指标体系,结合层次分析法和GIS空间分析,研究锡尔河中游生态敏感性空间分布特征。结果表明:锡尔河中游生态敏感性总体上表现出中部高、四周低的空间分异特点。研究区生态敏感性分为极度敏感、高度敏感、中度敏感、轻度敏感和不敏感5个等级,各敏感区面积占总面积的4. 39%、10. 48%、29. 97%、31. 26%和23. 90%;研究区生态敏感性程度受植被覆盖度及水体因子影响较大,以恰尔达拉水库和锡尔河干流为代表的极度敏感区和高度敏感区生态系统敏感性最高;受气候因素影响显著,积温和降水因子导致生态敏感性程度具有一定方向性;土地覆盖类型和土壤类型的不同,造成锡尔河中游生态敏感性程度各异,生态敏感性较高的地区主要分布在水库和河流及周围地区,土地覆盖类型以农田用地为主,土壤类型以松软潜育土为主;锡尔河中游生态敏感性与高程、坡度因子呈正相关关系,与坡向呈南(坡向)高北(坡向)低的分布规律。综合评价结果以各敏感区面积叠加统计的形式成图,为锡尔河中游生态环境保护及土地开发利用提供参考。     

基于景观结构和3S技术的干旱区绿洲生态风险分析——以高台县为例

以干旱区绿洲的典型区域-张掖市高台县为研究对象,基于景观结构中的景观干扰度指数和景观脆弱度指数构建区域生态风险指数,并利用空间分析方法对生态风险指数进行变量空间化。通过对生态风险指数采样结果进行半变异函数分析和空间插值,绘制了研究区域2000和2010年生态风险分布图,并对区域生态风险结构分布变化和空间分布变化进行分析。结果表明:生态风险强度为0.1-0.3的区域主要分布在水域、建设用地与耕地集中的人工绿洲区;生态风险强度为0.3-0.4的区域主要分布在人工绿洲外围的过渡带;以盐碱地、戈壁及沙地景观为主的各种荒漠景观类型所在区域的生态风险强度在0.4-0.65之间。     

塔里木河干流生态风险评价

干旱区内陆河流域的自然地理背景决定了生态的脆弱性,流域生态系统孕含着一定的风险性。从塔里木河干流自然条件和人为干扰状况出发,建立塔里木河干流生态风险评价指标体系,并运用AHP-模糊综合评价方法构建了塔里木河干流生态风险评价模型。在此基础上,通过加权平均方法对模糊评价结果进行处理,借助ARC-G IS的地统计分析工具,生成风险评价结果图。研究表明:塔里木河干流的生态风险分布具有明显的空间差异性。并且,生态风险指数由上游的2.5增加为下游的4.1,生态风险大的区域主要分布在干流下游地区。加大对生态风险敏感因素的控制与管理力度是降低生态风险与维持生态稳定的重要途径。     

祁连山国家公园青海片区生态旅游开发适宜性研究

适宜性评价是国家公园生态旅游发展的前提和基础，有利于厘清生态保护与旅游开发之间的关系。从国家公园管理要求和生态旅游开发面临的矛盾入手，以祁连山国家公园青海片区(以下简称“祁连山国家公园”)为例，选取生态保护条件、社会经济条件、旅游资源条件和旅游接待条件等4个维度、18个因子构建了国家公园生态旅游开发适宜性评价指标体系。运用GIS空间分析工具对其进行单因指标分级评价和加权叠加分析，定量评估了祁连山国家公园生态旅游开发适宜性水平，并将其适宜性从低到高依次划分为Ⅰ-Ⅴ的5个等级。结果表明，祁连山国家公园整体适宜发展生态旅游，Ⅰ-Ⅳ类适宜区的面积基本持平，特别适宜区(Ⅴ)面积占比较小，空间异质性明显，整体呈“八宝镇为核心，东高西低”的空间分布格局。在适宜性评价结果、国家公园管控分区与土地利用现状的基础上，进一步将研究区划分为6类生态旅游空间布局，并提出不同片区的主导服务功能与管理措施。研究结果可为国家公园建设和生态旅游开发提供规划与管理指导。     

改进的TOPSIS模型在陕西省农业干旱脆弱性区划中的应用

以陕西10个地市作为研究对象,从暴露性、敏感性以及恢复能力三个方面选取12个指标构建农业干旱脆弱性评价指标体系,应用改进的TOPSIS模型计算得出各市区的相对贴近度,对陕西省农业干旱脆弱性进行综合评价。结果表明:陕西省农业干旱脆弱性存在地域性差异,10个市区的农业干旱脆弱性由高到低排序依次为安康(0.7841)商洛(0.7650)汉中(0.6939)西安(0.5977)榆林(0.4657)延安(0.4605)渭南(0.4555)铜川(0.4319)宝鸡(0.3525)咸阳(0.2996),整体呈现"南高北低"的分布格局;从暴露性来看,陕西省农业干旱暴露性指数最高为渭南,其次为咸阳和西安,其它市区均较低;从敏感性来看,陕西省农业干旱敏感性分布两极分化严重,主要表现为陕南地区敏感性总体偏高,关中地区和陕北地区除铜川市和延安市敏感性较高外,均处于较低水平;从恢复能力来看,陕西省农业干旱的恢复力分布无明显规律,按其恢复力由高到底排序依次为:延安渭南榆林咸阳西安铜川宝鸡汉中安康商洛。改进的TOPSIS模型能较合理地从整体上对农业干旱脆弱性进行评价分区,符合实际情况,为其他多属性综合评价提供了一个新的思路和算法。     

区域经济-生态-旅游耦合协调发展省际空间差异研究

正确认识与解决经济、生态、旅游三大系统协调关系对区域可持续发展意义重大。以中国31个省区为研究对象,在构建区域经济-生态-旅游耦合协调发展评价体系基础上,运用加权TOPSIS对各省三大子系统及综合发展排序予以评价;其次,借鉴耦合协调模型分析了区域经济-生态-旅游三大系统耦合协调指数的省际差异;最后,引入空间自相关法对各子系统排序值及耦合协调度在我国的空间集聚状况进行研究。结果表明:经济与旅游两大系统发展排序值的省际分布具有相似性,经济-生态-旅游综合发展水平与耦合协调度在我国呈沿海地区>西部内陆>中西部省区,经济、旅游系统与三大系统耦合协调度属显著集聚分布,而生态环境与经济、旅游系统间不存在显著空间关联与发展冲突。     

基于活力-组织力-恢复力的黑河源区高寒湿地景观生态健康评估

黑河源国家湿地公园作为典型高寒河源湿地,其生态系统健康状况是衡量高寒湿地当前及未来发展状态的重要依据。本研究基于土地利用数据,引入景观生态脆弱性指数,从生态系统活力、组织力、恢复力和生态系统服务价值4个方面构建高寒湿地生态健康综合评价体系,定量评估2014—2021年黑河源区生态健康时空变化特征。结果表明：（1）草地是黑河源区最主要的土地利用类型,高、中和低覆盖度草地呈镶嵌式分布;其次是未利用地,主要分布在河流两岸及西北部。（2）黑河源区以低脆弱区和较低脆弱区面积为主,整体景观生态脆弱性较低。（3）黑河源区以健康和中等健康为主,整体生态环境健康水平较高。综合来看,黑河源区2014—2021年生态系统较为健康,今后黑河源区应该以生态功能为主,兼顾牧业生产,保证生态系统朝着“生态和谐”的健康方向发展。