石羊河流域植被生态系统生态风险评价研究

区域生态风险评价涉及到多风险因子、多风险受体、多评价终点,强调不确定因素以及空间异质性的特点.以石羊河流域植被生态系统为例,以区域生态系统类型为着手点,计算不同生态系统类型的生态指数、脆弱度和生态损失度,根据不同种类和级别生态风险源的综合风险权重,利用ArcGIS 9.3软件进行叠加分析,形成不同的生态风险区.结果表明,石羊河流域植被生态风险空间差异性较为明显,其中1级风险区主要分布在石羊河流域上游,占全区面积的3.87％,以肃南和天祝2个县最为集中,植被类型多为有林地;2级生态风险区分布多与1级风险区相连,占全区面积的4.38％,植被类型多为灌木林;3级和低风险区主要分布在下游和中游地区,植被类型为草地和耕地.对石羊河开发利用时应当避免在1级和2级风险区进行大规模的土地开发利用,在3级和低风险区进行土地利用时应注意对土地进行保护利用.     

基于GIS的星云湖流域生态敏感性评价

基于GIS技术,根据星云湖流域主要生态问题选取6个因子,采用多因子加权求和模型对星云湖流域生态敏感性及其空间分布进行了评价分析,并按生态敏感性评价值将研究区划分为高度敏感区、中度敏感区、低度敏感区和不敏感区4个等级。结果表明:研究区高度敏感、中度敏感、低度敏感和非敏感区域面积分别为104.08km~2,124.52km~2,102.78km~2,39.30km~2;中度及以上敏感区面积约为228.60km~2,占流域总面积的61.67%,生态敏感性总体较高,空间上主要分布在江城镇、星云湖及其湖滨和雄关乡等;建议将高度敏感区划定为生态保护区加以重点保护,中度敏感区划定为控制发展区,低度敏感区和非敏感区为适宜发展区。评价结果能较好地反映流域综合生态敏感性空间分布特征,可作为流域土地资源开发建设和环境规划与保护的依据,并为高原湖泊流域开展类似研究提供参考。     

石羊河流域土地利用结构合理性评价

[目的]评价石羊河流域土地利用结构,为石羊河流域土地利用总体规划的修编、土地利用机构的优化以及土地资源的可持续利用提供依据。[方法]利用解译的石羊河流域5期(1980,1995,2000,2006,2012年)土地利用数据,基于TOPSIS方法,采用熵值法确定指标权重,结合灰色关联度分析,对石羊河流域土地利用结构的合理性进行综合评价。[结果](1)5期石羊河流域土地利用结构合理度总体上较高,均在75%以上,在时间上总体呈波动上升趋势。其中,2006到2012年上升19.54%,增幅最大;(2)不同土地利用类型变化对土地利用结构的合理性影响不同,其土地利用结构合理性关联度依次为:未利用土地(0.973 8)林地(0.961 1)草地(0.950 4)耕地(0.935 2)居民用地(0.757 6)水域(0.709 0);以石羊河流域耕地为参考数列,对影响耕地的其他土地利用结构进行了灰色关联度分析,发现对耕地影响最大的是林地(0.938 5)和未利用地(0.935 0),其次是草地(0.902 1),再次是居民用地(0.797 7)和水域(0.722 9)。[结论]限制石羊河流域未利用土地的开发,保护林地,调整草地和耕地比例,控制居民地的过快增长和严格保护水域,对优化石羊河流域土地利用结构具有决定性的作用。     

石羊河流域天然植被适宜生态需水量估算

基于遥感手段并运用ArcGIS 9.3软件统计获得石羊河流域1987,2000及2010年3期各类型天然植被面积数据,采用阿维里扬诺夫估算方法对石羊河流域各县区天然植被的生态需水量进行了估算。结果表明,石羊河流域1987,2000及2010年天然植被适宜生态需水量分别为2.43×10⁹,2.34×10⁹,2.06×10⁹ m³,其中各县区天然植被适宜生态需水量由多到少依次为:肃南县> 天祝县> 永昌县> 民勤县> 古浪县> 凉州区> 金川区。石羊河流域林地、草地的生态需水量基本各占总需水量的1/2,但各县区林地、草地生态需水量的百分比差异明显,流域天然植被的水分利用率介于2.74~16.55 kg/(hm²·mm)。通过对石羊河流域3期天然植被适宜生态需水量的研究发现,流域天然植被无论从总需水量还是各优势盖度的需水量上均呈现减少趋势,因此确定天然植被的适宜生态需水量,对区域水资源的合理配置和科学制定生态恢复方案具有重要的现实意义和借鉴作用。     

基于景观格局和生态敏感性的左江流域生态脆弱性分析

以左江流域作为研究区,选取景观破碎度、景观分维数和景观分离度3个景观格局指数,以及土壤侵蚀敏感性、石漠化敏感性2个生态敏感性指数构建景观类型干扰度和区域生态脆弱度模型。利用空间采样和地统计学插值,生成生态脆弱度空间分布图,实现对流域的生态脆弱进行综合定量的分析和评价。结果表明:（1）变异函数分析表明,流域生态脆弱度的块金值/基台值达65.34%,呈明显的空间相关性,生态脆弱度的空间变异在16km以内比较接近,具有明显的各向同性的特点,而16km以外则表现出明显的各向异性;（2）区域生态脆弱度的空间格局与流域实际吻合良好,呈现南低北高的格局,脆弱程度相对较高的区域与碳酸盐岩在研究区的分布较为一致,地质地貌是流域生态脆弱度空间格局的主要控制因素,而人类活动的影响是引起生态环境脆弱度空间异质性的主要因素。     

石羊河流域荒漠化评价指标体系研究

石羊河流域作为西北干旱区内陆河流域生态退化的典型,因其特殊的地理位置,成为我国北方沙尘暴的重要源地之一,影响到整个北方地区的天气状况。本研究在建立解译标志的基础上,对1999年和2004年两期卫片进行比较,并到现场进行重点核实,首次建立了石羊河流域荒漠化评价指标体系,结果表明石羊河流域荒漠化面积呈发展趋势,而且从程度上来说,向两极发展,即极重度、轻度面积增加,中度和重度面积减少,这与有关专家的预测和实际情况基本一致。     

基于GIS方法的泸沽湖流域水土流失敏感性评价

泸沽湖流域具有珍贵的高原生物和独特的摩梭族文化,但随着旅游开发的加快,水土流失风险开始显现。研究基于RS和GIS技术,选取土地利用类型、坡度、沟谷密度和土壤4个影响因子,对泸沽湖流域水土流失敏感性空间分布特征进行了分析评价。结果表明:不敏感和轻度敏感区占流域总面积的52.61%,反映泸沽湖流域水土流失保持现状基本良好;但仍存在明显的水土流失风险及空间差异,中部敏感区占流域总面积的38%,而高度和极敏感区占流域总面积的9.39%;高度和极敏感区主要分布在环湖带,影响因素除了坡度较高外,筑路和开垦农田等人类活动导致的土地覆被变化及易侵蚀土壤类型是局部区域重要的影响因素。研究结果可为泸沽湖流域水土流失防治和生态保护提供科学依据。     

基于生态敏感性评价的乌海市土地资源承载力分析

土地资源承载力反映了快速城市化背景下土地资源可持续利用状况。利用GIS空间分析技术,采用多因素加权叠加法,以地形地貌、土地利用类型、土壤侵蚀、距离条件、生态敏感区5类因子进行了生态敏感性评价,并在此基础上分析了其土地资源承载力。结果表明:（1）高度敏感区、中度敏感区、低度敏感区和不敏感区所占比例分别为11.61%,25.70%,37.80%和24.80%,乌海市以不敏感区和低度敏感区为主,占总面积的62.6%。（2）土地利用在生态敏感性评价中最为敏感,区域内土地资源承载了86.03%的城镇村及工矿用地、93.18%的交通运输用地。研究结果将对乌海市可持续发展提供理论支撑。     

石羊河流域下游民勤县沙化土地时空动态分析

基于遥感和GIS技术,依托甘肃省第四次沙化监测,采用多因子数量化评价法和定性与定量相结合评价法,研究了民勤县沙化土地空间分布状况和分布特点,并结合甘肃省第三期沙化监测结果,对两个监测期5年之间沙化类型、沙化程度的动态变化进行了对比分析。结果表明,民勤县沙化土地总面积为1 220 451.5 hm2,占全县面积的76.2%,其中轻度87 669.2 hm2、中度342 312.5 hm2、重度194 515.4 hm2、极重度595 954.4 hm2;与上期监测结果相比,民勤县沙化土地面积略有减少,程度整体减轻,正处在治理与破坏相持的关键阶段,是一个极不稳定的时期和状态,需要采取多种措施进行治理和巩固治理成果。     

基于GIS和PSR模型的石羊河流域生态安全评估

干旱内陆河流域一直是生态环境变迁敏感区和社会各界广泛关注的焦点区。研究以石羊河流域为研究区,依据压力-状态-响应模型建立了格网化的流域生态安全评价模型,进而提出了干旱内陆河流域生态安全评估框架和判断标准,在GIS技术的支持下,对评价体系中各指标进行100 m×100 m尺度下的网格化表达,运用基于栅格数据的空间主成分分析和层次组合赋权法实现对研究区生态安全进行空间表达。结果表明:石羊河流域生态安全地域空间分布差异很大,生态安全指数最高区分布在凉州区及周边,最大值达到87.14,最低地区分布在民勤北部靠近沙漠边缘,其生态安全指数(SESI)值只有43.96,这种情况造成流域内部生态流交互作用减弱,各景观斑块彼此间的生态修复能力减弱,使该流域生态安全两级分化严重。石羊河流域生态安全目前尚处在第III(生态威胁安全)和IV(生态不安全)区间,流域经济社会发展仍以资源环境破坏为代价,属粗放式发展。流域目前面临的生态安全和可持续发展问题,正在使农业和农村经济发展的成本急剧上升。     

政策驱动下石羊河流域生态效应变化分析

生态政策对于区域的生态健康与可持续发展具有深刻的影响。以石羊河流域为研究对象,借助遥感信息从地表植被动态变化、土地利用、生态系统服务价值3个角度对《石羊河重点治理规划》实施的生态效应进行分析。遥感数据选用了2000—2018年MODIS-NDVI数据及中国多时期土地利用/土地覆被遥感监测数据集（CNLUCC）。通过分析政策实施前后植被覆盖变化趋势、土地利用类型转换、生态系统服务价值变化等信息,获得了政策驱动下石羊河流域生态效应变化趋势。结果表明：2000—2018年间,石羊河流域植被覆盖情况明显改善。2007年《石羊河流域重点治理规划》实施后,流域NDVI明显增加,区域比例从27.41%增加到41.44%,严重退化区域从37.86%下降为12.14%;流域内水域、耕地和城乡工矿居民用地明显增加,林地、草地面积略有下降;19年间流域生态系统服务价值从232.82亿元增加到236.89亿元,其中2015—2018年间的增长趋势最为显著。研究成果对于衡量生态保护政策对石羊河流域生态系统恢复的促进作用提供了参考依据。     

西藏尼洋河流域土地利用变化对生态敏感性的影响

[目的]以西藏尼洋河流域作为高原生态脆弱区的典型代表,对流域1995—2020年土地利用变化影响下的生态敏感性进行探索分析,为该流域土地利用规划和生态环境保护提供理论依据。[方法]通过计算流域土地利用强度指数和生态系统服务价值,构建土地利用变化下的生态敏感性指数,基于土地利用强度指数和生态系统服务价值在各子流域内的时空变化,利用GIS空间分析技术获得尼洋河流域生态敏感性空间分布状况。[结果] 1995—2020年尼洋河流域林地和建筑用地面积呈增加的趋势,而未利用地和水域面积呈下降趋势;土地利用强度指数由1.725 5上升到1.725 9,土地利用生态系统服务价值减少了约3 000万元。土地利用强度指数上升的区域分布在下游流域;流域生态敏感性指数由0.3增加到9.4,流域中、高敏感区主要分布在中下游流域,且高敏感区面积呈扩增趋势。[结论]流域内区域生态敏感性变化由土地利用类型间的转移流动的方向所决定。总体而言,近25 a来流域生态敏感性对生态系统中土地利用变化的响应较为明显,中下游区域生态敏感性呈恶化的趋势。     

石羊河流域荒漠化监测结果分析

介绍了石羊河流域荒漠化程度变化的历史沿革。通过对1999年和2004年荒漠化监测结果的对比表明，石羊河流域荒漠化总面积增加了164271．6hm^2，比1999年增长6．47％，年均递增率1.29％。分别从荒漠化类型变化和程度变化两方面分析了石羊河流域荒漠化现状。进一步的监测结果显示石羊河流域荒漠化的发展趋势为整体好转局部恶化。     

1998-2005年石羊河流域土地利用/覆盖变化及其分析

根据1998年和2005年两期影像数据,利用RS和GIS技术,分析了近7 a来石羊河流域土地利用/土地覆盖的数量、结构、类型和空间分布上的变化情况,并对土地利用/土地覆盖变化的驱动力作了探讨.研究结果表明,7 a间石羊河流域草地、戈壁、沙地、林地、旱地和盐碱地面积呈减少趋势;高山、居民点、水浇地呈增加趋势;水浇地增加幅度最大,增幅为89 485.22 hm2,主要是由林地、盐碱地、居民点、沙地和戈壁转变而来;人工林地、重轻度盐碱地和水浇地的土地利用动态度明显,依次为4.14%,3.48%,2.23%和2.56%;人口压力、经济因素、生态政策是影响该流域土地利用/土地覆盖变化的主要驱动力.     

石羊河流域生态环境问题与综合治理

在分析石羊河流域自然状况和社会现状的基础上,提出了目前石羊河流域中所存在的主要生态问题,并对这些问题做出相应的分析。然后提出相关综合治理的措施。     

石羊河流域植被生态质量时空变化动态监测

基于遥感和GIS技术,以MODIS NDVI为数据源,应用DEM和土地利用分类图,采用转移矩阵、一元线性回归模型等方法,对石羊河流域2000-2020年植被生态质量指数（Q）的时空变化特征进行研究,并对Q值基于不同海拔高度、坡度、坡向和植被类型的分布特征进行分析。结果表明：（1）2000-2020年石羊河流域的平均Q值为9.8,南北差异较大,Q值与海拔高度和坡度呈正相关;（2）分析Q转移矩阵,流域植被生态质量处于改善之中,2000-2010年植被生态质量改善和退化面积占总面积的比例分别为30.0%和2.2%,2010-2020年分别为13.7%和10.9%;(3)2000年以来流域Q值平均每10a增加1.2,呈增加趋势（Slope>0.0）的区域面积占整个研究区面积的90.3%;(4)Q值呈增加趋势的面积随着海拔高度的增大呈波动变化,随着坡度的增大先增加后减小;（5）森林、草地和灌木丛植被类型Q值呈增加趋势所占比例均在60.0%以上;（6）研究区Q值与气温、降水的相关系数分别为0.352和0.281,气温是植被生长的主要影响因素。