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。     

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。     

石羊河流域生态系统的气候变化脆弱性评估

选取石羊河流域生态系统作为研究对象,简要分析影响其生态系统气候变化脆弱性的主要因子。在此基础上,选取4类共13项指标,构建了生态系统脆弱性评价指标体系。通过层次分析法确定了指标权重,最后采用综合指标分析方法,对石羊河流域生态系统气候脆弱性现状进行了定量评价;结合气候变化情景,定量分析了未来该流域的脆弱性变化趋势,并给出减缓不利影响的对策和建议。     

陕北黄土高原生态质量评价研究

根据陕北黄土高原特殊的生态背景,并咨询专家意见,选取具有代表性的、可以综合反映该区域自然条件、人类活动干扰影响的指标来构建评价体系,并通过层次分析法计算各指标权重。通过对研究区生态质量背景、生态脆弱度、人类干扰度和人类适宜度的计算分类,最终算出研究区各县的生态质量综合评价值,并归为不同评价等级。以期为黄土高原区的可持续发展提供有益参考。     

松嫩平原湿地生态环境退化机制探讨

随着人类活动对生态环境干扰的增强 ,生态环境的退化日益加剧。为避免人类活动的盲目性 ,有必要深入分析和研究生态环境的退化机制。本文界定了生态环境脆弱性的概念 ,探讨了松嫩平原湿地生态环境脆弱性的成因和湿地生态环境退化的机制 ,指出湿地退化的前提是湿地生态环境存在脆弱性 ,干扰因素是人类活动。研究结果可为人类活动提供指导 ,减少盲动性 ,以利于合理开发、利用湿地资源和保护湿地生态环境。     

基于生态足迹的吉林省生态脆弱性分析

提出运用生态足迹的方法对区域生态脆弱性进行评价的观点,并对吉林省2007年的生态足迹进行了计算。结果表明:生态足迹为1.805975hm2/人,可利用的生态承载力面积为0.663971hm2/人,前者是后者2.72倍,表现为较强的脆弱性。其中,化石燃料的用地需求为1.041998hm2/人,占总需求的57.7%,超出了总的生态承载能力,城市生物资源消费产品的生态足迹为0.464208hm2/人,农村生物资源消费的生态足迹为0.431932hm2/人,前者略高于后者。另外,根据吉林省生态脆弱性的评价结果,提出了本区提高生态承载力,降低生态足迹的具体措施。最后,总结了生态足迹分析方法的优势以及进一步研究的方向。     

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...     

人类活动影响下的地下水脆弱性演变特征及其演变机理

由于人类活动的累计影响,地下水脆弱性不仅在空间上变化,在时间上也发生变化。本文从三个阶段对滹沱河流域地下水脆弱性进行了评价,证明了地下水脆弱性随时间的变化,并分析了其演化趋势和演化特征以及演变机理。结果表明:由于地下水的长期大量开采,使地下水脆弱性影响因素(如,地下水位埋深、包气带厚度和降雨入渗系数等)发生了变化,而使地下水脆弱性发生变化。     

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。     

中国北方草原区县域气候变化脆弱性评价指标体系构建和分析

我国北方草原是重要的可更新资源,是维护国家和区域生态安全,促进地区经济发展、农牧民增收的重要物质基础。近百年来,特别是近50年以来,在全球气候变化和人为等复杂因素的多重影响下,过牧超载与垦殖,导致草原生态系统受损严重,自然灾害频繁发生,是气候变化影响的脆弱和敏感地区。笔者兼顾多方面因素,在设定多层次体系的基础上,运用专家咨询法,筛选与气候相关性强的35个关键指标,其中敏感性指标20个,适应性指标15个,初步建立了中国北方草原区县域气候变化脆弱性评价指标体系,并对各指标的选择依据进行了描述。     

吉林省松花江流域景观格局脆弱性变化及其驱动力

本文以吉林省松花江流域为研究区,以1995年、2005年和2015年3期Landsat TM/ETM影像为数据源,对吉林省松花江流域景观格局、生态脆弱度的时空分布和变化特征及驱动力进行研究,结论如下:①流域不同时期气候变化存在差异,景观优势类型以耕地和林地为主,城乡用地和草地稳定增长,林地、耕地、水域呈减少趋势。②流域脆弱度以较低脆弱区和中度脆弱区为主,低脆弱区和中度脆弱区主要分布在流域中游和下游较发达地区,高脆弱区主要分布在流域东南地区和下游西北荒漠化及林草地破坏区域。③流域脆弱度总体相对稳定,呈略微上升和两极分化的趋势;脆弱度与人为活动密切相关,与地形有一定相关性,受气候变化影响并不显著,但仍能反映部分问题。     

基于景观格局的新疆生态脆弱性综合评价研究

以新疆土地资源为研究对象,选取分维倒数、破碎度两个景观格局指数以及沙漠化敏感性、盐渍化敏感性和土壤侵蚀敏感性3个生态系统敏感性指数构建景观类型脆弱度和区域生态脆弱度模型,利用连续覆盖全区的格网进行空间系统采样,生成生态脆弱度空间分布图,从景观格局与生态系统敏感性相结合并利用GIS技术对新疆的生态环境进行综合定量的分析和评价.结果表明:(1) 未利用地和农用地的景观脆弱度指数较高,草地、林地其次,建设用地和水域最小;(2) 相关分析显示,破碎度、盐渍化敏感性、沙漠化敏感性和土壤侵蚀敏感性与景观类型脆弱性间存在着显著的正相关关系,能较好反映区域生态环境问题; (3) 区域生态脆弱度的空间格局与研究区实际吻合良好,表现为水平方向上环两大盆地分布,离沙漠腹地距离越近脆弱度越高;垂直方向上生态脆弱度具有随海拔增高坡度变大而增大的趋势; (4) 结合研究区实际可知,气候、地形地貌、土壤结构、水资源等自然因素为新疆的生态环境提供背景基础,而人类活动则是重要的调控因素.     

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。     

Spatial-temporal variations of ecological vulnerability in the Tarim River Basin,Northwest China

As the largest inland river basin of China, the Tarim River Basin (TRB), known for its various natural resources and fragile environment, has an increased risk of ecological crisis due to the intensive exploitation and utilization of water and land resources. Since the Ecological Water Diversion Project (EWDP), which was implemented in 2001 to save endangered desert vegetation, there has been growing evidence of ecological improvement in local regions, but few studies have performed a comprehensive ecological vulnerability assessment of the whole TRB. This study established an evaluation framework integrating the analytic hierarchy process (AHP) and entropy method to estimate the ecological vulnerability of the TRB covering climatic, ecological, and socioeconomic indicators during 2000-2017. Based on the geographical detector model, the importance of ten driving factors on the spatial-temporal variations of ecological vulnerability was explored. The results showed that the ecosystem of the TRB was fragile, with more than half of the area (57.27%) dominated by very heavy and heavy grades of ecological vulnerability, and 28.40% of the area had potential and light grades of ecological vulnerability. The light grade of ecological vulnerability was distributed in the northern regions (Aksu River and Weigan River catchments) and western regions (Kashgar River and Yarkant River catchments), while the heavy grade was located in the southern regions (Kunlun Mountains and Qarqan River catchments) and the Mainstream catchment. The ecosystems in the western and northern regions were less vulnerable than those in the southern and eastern regions. From 2000 to 2017, the overall improvement in ecological vulnerability in the whole TRB showed that the areas with great ecological improvement increased by 46.11%, while the areas with ecological degradation decreased by 9.64%. The vegetation cover and potential evapotranspiration (PET) were the obvious driving factors, explaining 57.56% and 21.55% of the changes in ecological vulnerability across the TRB, respectively. In terms of ecological vulnerability grade changes, obvious spatial differences were observed in the upper, middle, and lower reaches of the TRB due to the different vegetation and hydrothermal conditions. The alpine source region of the TRB showed obvious ecological improvement due to increased precipitation and temperature, but the alpine meadow of the Kaidu River catchment in the Middle Tianshan Mountains experienced degradation associated with overgrazing and local drought. The improved agricultural management technologies had positive effects on farmland ecological improvement, while the desert vegetation in oasis-desert ecotones showed a decreasing trend as a result of cropland reclamation and intensive drought. The desert riparian vegetation in the lower reaches of the Tarim River was greatly improved due to the implementation of the EWDP, which has been active for tens of years. These results provide comprehensive knowledge about ecological processes and mechanisms in the whole TRB and help to develop environmental restoration measures based on different ecological vulnerability grades in each sub-catchment.     

西安市地下水污染敏感性分析研究

从"污染源排放→包气带传输→地下水污染"的系统概念出发,提出了地下水污染广义敏感性和狭义敏感性的概念,并构建了相应相对完善的评价指标;在广泛水文地质调查和污染源调查的基础上,以GIS空间分析为手段,完成了西安市地下水污染敏感性分析试验。结果显示:从纯水文地质条件出发,西安市地下水污染的狭义敏感性,以主河道、漫滩阶地、一级阶地和人工填土区最为敏感,与中心城区地下水污染的实际分布状况有较大偏离;考虑人类活动及污染源分布,广义敏感性为,西安市地下水污染的敏感性以建城区和北郊污灌区最为敏感,与地下水污染的现实分布格局相一致,但在广阔的农业区,使得敏感性等级不甚明显。进而得出,地下水污染狭义敏感性评价适合大尺度区、人类影响小或影响均一区的评价;广义敏感性评价适合小尺度区、人类影响大、影响不均一区的评价。本研究为地下水污染敏感性分析及西安市地下水污染防治提供了新的信息。     

民勤绿洲生态环境脆弱性模糊物元分析评价

针对民勤绿洲水资源、环境和土地利用现状,利用定量分析方法对民勤绿洲生态环境脆弱性进行总体评价.在分析影响民勤绿洲生态环境因素的基础上,将模糊理论、层次分析法和物元可拓集合有机结合起来,建立了民勤绿洲生态环境脆弱性评价的模糊物元模型.该模型充分考虑水资源、环境、土地资源和人工干预等指标.计算结果表明:民勤绿洲生态环境脆弱性状况总体评价为Ⅲ级,即非常脆弱.该方法简捷、易于计算编程,为西北旱区生态环境脆弱性评价提供了一种新的思路.     

大型能源开发前后区域生态环境脆弱度变化研究——以陕西省榆林市为例

榆林市煤炭、石油、天然气以及岩盐、石英等资源储量巨大,其中尤以煤炭、石油储量最为丰厚,是我国能源重点西移地接续地。20世纪80年代中后期以来,大规模掠夺式能源开发使得榆林市原本脆弱的生态系统负熵流动减少,系统脆弱性增加,导致榆林市生态、经济、社会价值损失巨大。因此,急需在该市能源矿产资源开发过程中实施开发与保护双措并举的开发方针,以防不合理的开发方式导致区域生态环境持续恶化。通过对比评价大规模能源开发前后研究区生态环境脆弱度变化情况,证实了二十来年粗放型的能源开发方式加剧了先天体弱的榆林市生态环境脆弱形势。据此结合榆林实际提出了应对策略,以期对研究区能源开发实施优化调控、区域社会经济及生态环境可持续发展提供参考。