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。     

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。     

杞麓湖流域生态安全性及在各因子中的变化特征

以杞麓湖流域主要生态环境问题为出发点,利用综合指数法、熵值法和GIS技术,选取坡度、海拔、植被覆盖度、土地覆盖类型、距水体距离、距其他建设用地距离、距居民点距离、距道路距离8个生态安全评价指标,对流域生态安全进行了评价,并分析了各单因子对生态安全影响的空间变化特征与形成机理。结果表明:（1）杞麓湖流域平均生态安全指数为2.59,生态安全以较低安全为主,占流域总面积的36.33%,中度安全和不安全次之,分别占流域总面积的23.36%和22.53%,高度安全面积最少,仅占17.77%。较低安全区主要分布在西北部、东南部和西南部,应加强对这些地区的生态保护建设;（2）通过对流域生态安全性及在各因子中的变化特征研究,表明在坡度较小和海拔较低区域以较低安全为主;有林地主要以高度安全为主,建设用地区不安全面积比例最大;距其他建设用地距离、距居民点距离和距道路距离越近生态不安全区面积越大,生态安全性越低;（3）流域生态安全性受多种因素综合影响,各因子间存在相互促进与相互抑制关系,植被覆盖度、土地覆盖类型、距其他建设用地距离、距居民点距离和距离道路远近因子对流域生态安全性有较大影响。     

基于GIS的跨流域生态补偿模型构建及应用——以安徽省大别山区为例

构建市场化与多元化生态补偿机制是完善主体功能区配套政策之一,探索跨流域主体功能区之间生态补偿对推进生态文明建设具有重要意义。本研究通过修正参数的生态足迹法构建生态补偿标准模型,利用生态流和引力模型理论构建跨流域功能区之间的生态补偿费用分配模型,借助GIS技术开展安徽省大别山区实证分析。结果表明:1)根据开发型区域的支付能力和生态承载力,结合保护型区域提供的生态系统服务价值和效用影响范围、生态补偿标准和生态流系数等,依据大别山区生态环境条件,构建的跨流域主体功能区生态补偿模型能够符合实际,因此生态补偿标准核算科学、可行。跨流域生态补偿模型具有可应用操作性,可用于安徽省大别山区空间差异化、定量化生态补偿标准的分析。2)2015年,金寨-霍山水源地、岳西-太湖-潜山水源地均对合肥市区-肥西-肥东开发区生态辐射面积最大,分别为4 521.92 km~2、5 102.92 km~2,生态辐射价值总量也最大,分别为3 617.82万元、3 858.15万元。所以此开发区是水源地最主要的生态补偿费用来源。合肥市区-肥东-肥西距离两个农业主产区近,被影响的生态辐射的面积也最大,所以辐射到的生态服务价值也均最大,分别为2 098.23万元、2 717.19万元。3)安徽省大别山及其周围的4个开发型区域支付生态补偿资金总额为14 243.95万元,各区所占比例分别为78.38%(合肥市区-肥东-肥西)、9.28%(安庆市区)、9.34%(淮南市区)和2.99%(金安区)。合肥市区是最主要生态补偿来源。4)安徽省大别山区的金寨-霍山水源地、岳西-太湖-潜山水源地分别为开发型区域提供5 767.97万元(占29.1%)、5 873.52万元(占29.63%)的生态功能服务,周围的农业主产区也提供了8 177.17万元(占41.26%)的生态功能服务。5)金寨-霍山水源地、岳西-太湖-潜山水源地获得补偿资金分别是4 236.75万元(占29.74%)、4 421.54万元(占31.04%),是受偿的主要区域。周围的农业主产区也获得5 585.66万元(占39.22%)的补偿。生态补偿模型及标准可为主体功能区环境保护和建设提供科学参考依据。     

基于GIS和EF模型的小流域生态安全动态研究

生态足迹是衡量一个国家或地区可持续发展程度的一种方法,定量反映人类活动对生态环境的影响和破坏程度。基于GIS和生态足迹模型,采用多源数据,以红壤退化严重的福建省朱溪河流域为例,分别计算了流域生态足迹、生态承载力、生态赤字以及万元GDP生态足迹,并分析其生态安全。结果表明,生态足迹不断增加,且渐高于当地的生态承载力呈现赤字,生态压力处于不安全状况,生态经济协调性差,万元GDP生态足迹则呈下降趋势,社会经济与生态环境承载力不相协调。针对此,提出了有利于红壤退化地综合治理及其生态、经济、环境协调发展的具体生态恢复对策与措施。     

基于MCR和重力模型的县域生态安全格局构建——以福建省永春县为例

[目的] 构建具有区域特色的生态安全格局,为生态环境的保护及县域尺度下的生态安全格局构建和分区管理提供科学参考。[方法] 以福建省永春县为研究对象,参考《生态保护红线划定指南》,选取水土保持、水源涵养、生物多样性保护及对永春县生态具有重要作用的林业保护共4项指标进行定量评估,以识别源地;利用最小累计阻力模型(minimal cumulative resistance, MCR)和重力模型的方法,构建生态廊道并对廊道的重要性进行分级评价,提取生态节点,构建永春县生态安全格局。[结果] 识别出的永春县生态源地共11块,总面积为64.8 km²,占区域总面积的4.45%;构建了55条生态廊道和27个生态节点,其中重要廊道25条,次要廊道30条,集中在中部和东部地区呈网状分布。[结论] 依据生态源地识别和廊道划分结果,构建了永春县以源地为核心,廊道为网络,生态节点为重点的生态安全格局框架,生态源地间相互作用强度差异明显,中部地区源地分布密度和生态廊道稳定性大于西部地区,应作为重点保护区域。     

基于GIS查询的生态重建模式构建及其成本效益分析——以贵州省猫跳河流域为例

我国西南喀斯特山区地形破碎,土层瘠薄,生态环境非常脆弱,通过社会投入对退化土地进行生态重建是实现生态、经济和社会可持续发展的必然途径。以贵州省猫跳河流域为案例区,以蓄水、治土、造林为核心,将生物、工程、技术措施相结合,在GIS技术支持下,通过对研究区土壤侵蚀状况及社会经济条件的查询,得到不同治理措施的面积及空间分布情况。各种治理措施面积为98 232 hm²,占研究区面积的31.52%。其中封禁治理占治理总面积的28.1%,荒山造林占治理总面积的16.4%,退耕还林还草占治理总面积的6.78%,6°～25°坡耕地治理占治理总面积的48.72%。在此基础上,分析了各种治理措施的成本和效益,探讨了重建模式的可行性,为指导当地生态重建和实现土地资源可持续利用提供科学依据。     

基于PSR模型的耕地生态安全时空分异特征研究——以河北省沧州市为例

耕地生态安全评价是促进耕地可持续利用的基础。以河北省沧州市为例,基于PSR模型构建区域耕地生态安全评价模型,对沧州市2002—2011年的耕地生态安全状况进行评价,并对其时空分异特征进行了分析。结果表明:(1)从耕地生态安全分区结果来看,沧州市北部地区和南部吴桥的耕地生态安全处于较安全状态,其余地区生态状况不容乐观;(2)2002—2011年,沧州市耕地生态安全水平总体上呈现出先上升后下降趋势,同时具有明显的地域分异性,耕地生态较安全地区大多集中在沧州北部地区;(3)2002—2011年,沧州市中部、西部、东部地区的耕地生态安全水平一直处于较低水平。研究结果可为区域耕地生态安全时空分异研究提供参考借鉴。     

基于PSR模型的艾比湖流域生态安全评价研究

基于压力-状态-响应（PSR）概念模型,结合层次分析法并采用综合评价模型对艾比湖流域生态安全进行综合评价。研究结果表明：（1）在13项评价指标中,影响流域生态安全的主导因素为森林覆盖率、草地面积和水土流失治理面积,其所占权重均在0.1以上;（2）自2000-2010年以来,艾比湖流域生态安全指数由0.2309增加至0.7556,流域生态环境呈现良性发展趋势,生态安全状况有所好转。当地政府通过提高森林覆盖率、增加草地面积以及治理水土流失等措施,不断改善了该流域的自然生态环境。     

基于生态安全格局的干旱内陆河流域土地利用优化配置分区

为提高干旱内陆地区土地利用效率,促进土地资源可持续利用,该文以典型干旱内陆河流域石羊河为例,将GIS技术和土地利用优化空间配置模型应用到该流域土地利用优化配置研究中,提出了一种基于生态安全格局的土地利用优化配置新方法,并借助1986年、2000年和2014年3期土地利用数据对石羊河流域生态安全格局情景、耕地保护情景和自然发展情景3种模式下2030年的土地利用结构和布局进行了优化配置研究。研究结果表明：在生态安全情景下2030年耕地面积减少314.41 km2（5.32%）,但林地和草地面积分别增加1424.17 km2（33.85%）和1485.13 km2（12.05%）,同时未利用地也有较大幅度减少;而耕地保护情景则以土地开发和整治及宅基地还耕为主要目标,使得耕地到2030年增加5.85%（386.53 km2）,林地和草地分别增加7.61%（229.38 km2）和0.77%（84.58 km2）,而未利用地则减少3.91%（789.92 km2）;自然发展情景下其耕地、林地和草地到2030年均有减少,建设用地则有较大幅度增长。通过对3种综合考虑石羊河流域社会经济、生态及耕地保护等多方面的因素,研究结果认为耕地保护情景更为合理,既能保持耕地面积不减少,又能兼顾考虑生态恢复和城镇发展等方面的需求,而其它2种可为耕地保护情景进行补充和局部修正。     

基于GIS和RS的土地利用变化趋势研究——以铜梁县张家沟流域为例

采用GIS和RS技术,对1957年至1998年期间铜梁县双山乡张家沟流域土地利用变化的时空过程进行历史形态分析,并结合相关统计资料,揭示了土地利用变化的规律,找到了土地利用变化的主要因素。     

基于生态安全格局的国土空间生态修复关键区域定量识别——以贵州省为例

为揭示贵州省生态安全格局空间分布特征并识别其国土空间生态修复关键区域,通过生态敏感性评价结合自然保护地识别生态源地,基于最小累积阻力模型和电路理论提取生态廊道,构建生态安全格局后由电流密度诊断生态障碍区并制定生态修复策略。结果表明:(1)研究区识别生态源地26 017.90 km²,其中大型生境斑块主要分布在贵州省东部; 生态阻力面呈“西聚集东分散,由市中心向外扩散”的特征。(2)构建了生态廊道1 414条,长34 765.84 km,主要分布在河流廊道、林地丰富和较平坦地区。(3)诊断出生态障碍区1 374处,面积3 903.04 km²,集中分布在研究区西部及西北部,其他区域较零散,主要为耕地和林地。(4)基于构建的生态安全格局,强化生态源地保护,修复生态障碍区且对不同生态景观提出具有针对性的修复策略并联动各类各级修复工程。研究可为贵州省生态安全格局优化提供理论指导,为国土空间生态保护修复提供参考。     

基于RS和GIS的黄河三角洲土地利用变化及生态安全研究——以东营市为例

基于RS和GIS技术,以东营市为例,研究黄河三角洲的土地利用变化及其结构特征,确定综合土地生态风险指数,然后通过系统采样、变异函数分析及空间插值对土地生态风险指数进行变量空间化．生成1996和2005年土地生态风险演变规律分布图。研究结果表明：近10年来东营市土地利用变化剧烈,居民工矿用地大幅增加,次生盐碱地所占比重较大,油田生产建设和生态环境保护矛盾比较突出;近10年来,生态风险重心已经由南部的广饶地区转移到中部的东营地区,生态风险有进一步恶化的趋势,区域内土地生态风险分布极其不平衡,具有明显的区域性特征。高风险区域为居民及工矿用地密集区,主要分布在中部的东营区;中风险区域主要分布在南部的广饶地区和土地盐碱化严重地区;低风险区主要分布在北部的河口区和垦利县的东部。最后针对土地生态风险分布格局,提出了生态环境安全的政策建议及改造措施。     

基于GIS的植被空间格局特征与地形因子的相关关系--以陕西省耀县为例

以陕西省耀县为例,通过GIS空间分析方法,分析了耀县植被空间分布格局与地形因子(高程、坡度和坡向)的关系,研究了植被指数随地形的变化趋势。研究结果表明,植被空间分布与地形因子关系密切,并呈现一定的规律性。     

基于流域的山区景观格局分析和分区研究--以山东省栖霞市为例

本文以位于胶东半岛中部山区的栖霞市为例,在对整个研究区进行流域提取的基础上,分别统计各流域内的景观指数,并通过聚类分析对整个栖霞市的山区景观进行分区。首先解译2010年Thematic Mapper(TM)遥感影像数据,获得栖霞市景观格局图,以1︰25 000地形图为基础数据源,建立DEM模型,利用ArcGIS水文分析模块将研究区划分为300个子流域。然后根据常用景观格局指数所反映的生态学意义和景观特征信息,并结合研究区内的具体景观结构,选择边缘密度(ED)、多样性指数(SDI)、斑块大小变异系数(PSCOV)、面积加权平均分维数(AWMPFD)和核心区密度(CAD)5个景观指数,并结合各流域的平均高程与空间分布对每一个子流域进行景观格局分析,探讨各子流域景观格局的空间差异,揭示人类活动、自然干扰等各种景观生态机制对区域景观生态的影响。研究结果为:ED值和CAD值随着海拔的增加而逐渐变大,垂直分异特征明显;SDI值呈现出由低海拔向高海拔逐步减少的趋势;PSCOV值随海拔的增加呈现出类似倒"U"形曲线;AWMPFD值不具有明显的垂直分异特征。最后将这5个指数进行聚类分析,同时利用流域主体景观类型对栖霞市进行景观格局分区,各土地利用类型被划分为3个景观生态类型区。研究结果为:一类区面积最小(10.14%),该区域是农作物种植的稳定农业区,景观结构和规模都很稳定,需要继续保护;二类区面积最大(50.93%),各种景观类型呈现空间交错分布,斑块形状复杂,属于自然景观和人文景观的过渡区域,需要加强该区域的土地规划和产业合理布局;三类区面积较大(35.92%),主要集中在中高海拔区域,林地和草坡地居多,开垦难度较大。分区结果能够较好地反映研究区景观生态结构的显著特征与空间分异状况,对栖霞市的土地管理和规划具有一定的指导意义。     

结合空间句法的流域生态网络构建——以滇池流域为例

[目的]识别滇池生态廊道并识别生态节点及障碍点,进而优化流域生态网络,为滇池流域生态迁徙廊道维护和提升生态功能提供借鉴。[方法]以滇池流域为例,结合MSPA和电路理论识别研究区内的生态源地以及夹点、障碍区并构建生态网络,同时引入空间句法量化道路网对电阻力面进行优化,并与优化后电阻力面以及生态网络进行对比探究道路网对生态网络的影响。[结果](1)研究区整体生态源地面积比例相对较高,提取17处生态源地面积101 248 hm²占研究区总面积的34.7%,主要位于北部山地以及中部环滇池区;(2)优化后的电阻力面高阻力区由四周向主城区转移,并且廊道由35条增加至41条,总长度由185.9 km增加至216.2 km,网络闭合度、连接度、连通率分别提高0.20,0.35,0.13;(3)通过廊道宽度阈值分析将廊道宽度确定为600 m,并提取生态夹点15 116 hm²和生态障碍区71 875 hm²共同组成滇池流域生态安全网络。[结论]滇池流域生态斑块形体破碎化明显,其分布呈现出北部生态源地密集、南部稀疏的特点。高等级、流量大的道...     

基于DPSIRM和PLUS模型的秦岭北麓生态敏感性评估

秦岭北麓地区地势复杂、气候多变,生态环境丰富多样,是中国独特的生态宝库之一。而随着经济发展和人口增加,其生态环境也面临着严峻的挑战,保护其生态环境已成为当前亟待解决的问题。为此,该研究提出了一种结合“驱动力-压力-状态-影响-响应-管理”（driving-force-pressure-state-impact-response-management,DPSIRM）和斑块生成土地利用变化模拟（patch-generating land use simulation,PLUS）模型来评价秦岭北麓生态环境的方法。首先,基于DPSIRM模型,选取了17个指标对2010、2015、2020年的秦岭北麓生态环境状况进行生态敏感性评价,其次在此基础上运用PLUS模型预测不同情景下2020–2030年秦岭北麓土地利用空间布局情况,最后利用预测的土地利用类型数据作为影响生态环境的因子,预测研究区的生态敏感性空间分布特征。结果表明：秦岭北麓生态敏感区主要分布在中心城区周围,距城区越远,抗干扰能力越强;2010–2020年非敏感性区域逐步增多,从9%增加到了26%,2010年低敏感区占比最多（38%）,2015年中敏感区占比最多（28%）,2020年低敏感区占比最多（30%）,极高敏感区整体占比不高且相差不大（5%～10%）,表明随着时间的变化研究区生态环境已得到初步改善且总体状态向好发展;2020–2030年3种不同情景下土地利用类型主要以耕地、林地、草地为主,模拟预测发现以生态保护为前提的保护与开发是较为适应当前可持续发展战略的情景。研究结果可为研究区生态环境保护和可持续土地利用提供科学依据。     

基于生态安全格局的喀斯特地区自然资源空间精准分区与管制方法研究——以广西壮族自治区柳州市为例

[目的]以典型岩溶地貌及全国南部生态廊道相对发育与密度较高的柳州市为例,对自然空间进行精准分区并提出管制办法,为其他喀斯特地区研究提供科学参考.[方法]基于空间叠置法、INVEST模型与最小累积阻力模型,提取全域尺度生态廊道,构建区域生态安全格局,实现自然资源空间精准分区.[结果]①生态源区以大型林地为主,面积达3 5...     

基于RS和GIS的黄河三角洲土地利用变化及生态安全研究——以东营市为例

基于RS和G IS技术,以东营市为例,研究黄河三角洲的土地利用变化及其结构特征,确定综合土地生态风险指数,然后通过系统采样、变异函数分析及空间插值对土地生态风险指数进行变量空间化,生成1996和2005年土地生态风险演变规律分布图。研究结果表明:近10年来东营市土地利用变化剧烈,居民工矿用地大幅增加,次生盐碱地所占比重较大,油田生产建设和生态环境保护矛盾比较突出;近10年来,生态风险重心已经由南部的广饶地区转移到中部的东营地区,生态风险有进一步恶化的趋势,区域内土地生态风险分布极其不平衡,具有明显的区域性特征。高风险区域为居民及工矿用地密集区,主要分布在中部的东营区;中风险区域主要分布在南部的广饶地区和土地盐碱化严重地区;低风险区主要分布在北部的河口区和垦利县的东部。最后针对土地生态风险分布格局,提出了生态环境安全的政策建议及改造措施。     

基于GIS的次降雨分布式土壤侵蚀模型构建——以晋西王家沟流域为例

利用野外试验小区观测与人工模拟降雨资料,在定量分析羊道沟小流域坡面—沟坡—沟道侵蚀产沙关系基础上,建立了羊道沟小流域侵蚀产沙模型。借助GIS技术,将王家沟小流域划分为40个沟间地、40个沟坡地及它们组成的40个子流域和一个输水输沙通道。通过对比分析每个子流域降雨、地貌、治理、植被覆盖、耕作措施和土壤6个主要侵蚀产沙影响因子与羊道沟小流域各因子的关系,得到王家沟各子流域相对于羊道沟小流域侵蚀产沙模型相应参数的修正系数,结合王家沟流域主沟道泥沙输移关系,建立了王家沟流域次降雨分布式侵蚀产沙模型。利用王家沟流域1963-1968年22次天然降雨资料,对模型进行检验,结果较为理想,预测精度达到55％。