基于生态足迹模型的喀斯特高原山地生态系统健康评价研究

依据生态赤字占人均生态足迹比率,建立了基于生态足迹的喀斯特高原山地生态系统健康评价标准。以毕节地区为例,通过生态足迹的需求和生态承载力的计算得出,在考虑化石燃料情况下,毕节地区人均生态足迹需求为2.970 3hm2,区域发展的人均生态足迹供给为0.267 9hm2,人均生态赤字为-2.702 3,人均生态赤字与生态足迹比率为-0.877 9,反映了毕节地区生态系统整体处于病态状态。在不考虑化石燃料消耗对生态系统健康产生的后果前提条件下,毕节试验区及所属8个县市均为亚健康状态和欠健康状态。在空间格局上,毕节地区的生态系统健康状况由西北向北部、南部和东部地区逐渐变差;在不考虑化石燃料的条件下,生态系统健康状态的空间变化也大致从中心向周围方向变差。化石燃料、经济发展状况、人口密度大小及喀斯特出露面积(人地矛盾)对毕节喀斯特高原山地生态系统影响较大。     

基于三角模型的喀斯特地区土地利用系统健康评价

喀斯特地区作为一种典型的土地生态环境区域,对其土地利用系统健康状态和趋势进行评价是诊断由人类活动引起的土地利用系统破坏和退化程度的重要手段。该文在界定土地利用系统健康评价概念的基础上,通过土地利用系统的结构性指数、功能性指数和效益指数构建评价指标体系,建立土地利用系统健康评价的三角模型,并对2005-2012年贵阳市土地利用系统的健康状态和趋势进行了分析和评价,提出了优化土地利用系统健康状态的路径。结果表明：贵阳市土地利用系统的健康水平先后经历了不健康、亚健康、初级健康和中级健康4个状态阶段,具有逐渐向高级健康状态发展的趋势,在未来应该优化土地资源配置,提升经济建设基础保障水平并结合自然优势,充分利用土地发展绿色生态经济,充分利用先进信息技术水平,建立土地利用系统健康状态预警系统以优化土地利用系统的健康水平。该研究能够为生态脆弱区的土地利用及保护提供理论和实践参考。     

喀斯特退化山地生态系统不同恢复模式生态经济效益综合评价

对重庆南川石漠化治理示范区8种恢复治理模式下垫面土壤物理性质指标、水土保持指标和经济收益指标进行了观测。并采用灰色关联度分析法对各恢复治理模式的生态经济效益进行了评价。评价结果表明,在给评价指标不同权重比例下,紫花苜蓿种植和退耕还林柏木和自然撂荒等恢复模式的生态经济效益均较高,其中中草药（金银花）种植模式的经济效益表现突出,而传统农耕种植模式综合效益最差。说明该区传统种植模式不利于生态环境保护,应调整种植结构,积极推广生态和经济效益均较高的优化种植模式,推动区域农村经济与环境协调发展。     

石漠化综合治理对喀斯特高原山地土壤生态系统的影响

为研究石漠化综合治理对喀斯特高原山地土壤生态系统的影响,以贵州省毕节鸭池示范区石桥小流域为例,结合石漠化综合治理工作的开展,对小流域内的土壤侵蚀状况、土壤理化性质和土壤呼吸强度等进行动态监测,探讨土壤生态系统的演变规律。结果表明:通过采取一系列的生物工程措施,小流域内土壤侵蚀得到控制,各种水土保持措施减沙效果明显,从而减少负熵的输出,使系统向"有序"状态发展;通过对不同等级石漠化土壤有机质及C/N比值的研究,得出土壤有机质与全氮含量呈显著相关性(P<0.01),随着石漠化综合治理的开展,土壤肥力结构得到优化;土壤呼吸强度在某种程度上也可以作为反映石漠化综合治理综合效应的间接指标,但这种相关性还有待进一步论证。通过以上研究旨在提高生态监测整体能力,为喀斯特石漠化综合治理提供决策支持。     

基于模糊数学综合评价法的喀斯特生态系统健康评价

通过定性和定量分析建立了一套相对完整的评价指标体系.采用因子分析法进一步筛选评价指标,应用熵权法赋予指标权重,采用模糊数学方法构建评价模型,并对毕节地区喀斯特生态系统健康状态进行了实例研究.结果表明,毕节地区喀斯特生态系统在结构功能方面属于亚健康,可持续利用能力方面属于不健康状态,动态变化方面属于健康状态.以桂林、昆明作为参比地区进行了对比评价,得出3个喀斯特生态系统整体健康状况排序为:桂林>昆明>毕节地区.通过此评价.明确了毕节地区喀斯特生态系统健康的状况及其影响因子,了解其与其它2个喀斯特地区的健康差距,为喀斯特生态系统的保护提供科学依据.     

基于生态足迹的澧水流域生态补偿研究

以澧水流域为研究对象,通过生态足迹的方法,实现生态系统服务价值与补偿量之间的转化,结合地区社会经济发展水平,测算了研究区域的生态补偿额度。研究表明:（1）从2001—2013年澧水流域各县（市、区）生态系统服务价值变化率来看,降幅最大的是澧县,其次是临澧县;增幅最大的是武陵源区,其次是桑植县。（2）2013年澧水流域的人均生态足迹为3.203 6 hm²,而实际生态承载力为0.600 0 hm²,人均可利用生态承载力为0.528 0 hm²,则人均生态赤字为-2.675 6 hm²。（3）计算出了澧水流域各县（市、区）的生态补偿标准,其中澧县需要支付的生态补偿量最高,为26.97亿元;其次是石门县和临澧县,分别为8.87亿元和6.44亿元。研究结果将为澧水流域生态补偿机制的建立提供参考。     

基于遥感影像的黄土高原沟壑区生态效应评价

水土流失和生态退化是当今黄土高原面临的主要生态问题,已严重制约区域经济发展。该文基于Landsat TM和OLI数据,估算了黄土高原沟壑区的遥感生态指数(remote sensing ecological index, RSEI),定量分析了2002、2009、2017年甘肃、陕西、山西3个主要塬区的生态安全特征,并指出了需要重点治理的区域。研究结果表明:与2002年相比,2017年甘肃塬区的遥感生态指数呈微弱增长(增加0.04),陕西塬区总体呈现改善的趋势,遥感生态指数由0.45(2002)增加至0.56(2017),山西塬区遥感生态指数由0.54(2002)减少至0.46(2017)。与2002年相比,2017年甘肃塬区中生态条件差、较差区域减少,良好、优秀的区域增加;陕西塬区中生态条件差、较差区域减少,中等、良好的区域增加,优秀的区域保持稳定;山西塬区中生态条件差、较差和中等的区域增加,良好、优秀的区域减少。甘肃塬区的蒲河和洪河流域,陕西塬区的沮河、三水河、泔河和漆水河流域以及山西塬区的州川河和鄂河流域目前的生态环境仍呈现退化趋势。3个塬区中,甘肃、陕西塬区生态条件得到不同程度的改善,山西塬区生态条件虽有下降,但生态条件改善趋势已初现端倪,随着各项水土保持和生态恢复措施不断实施深入,3个塬区生态环境将会有效改善。该研究结果对黄土高原塬面地区生态恢复、水土流失综合治理具有重要指导意义。     

喀斯特高原山地土壤抗冲性与土壤物理性质的关系

为探究喀斯特高原山地不同土地利用类型土壤抗冲性及其与土壤物理性质的关系,以马尾松人工林地(PMP)、桂花人工林地(OFP)、天然乔灌混交林地(ASL)、天然草地(NGL)、撂荒地(AL)、农地(CL)为研究对象,采用原状土水槽冲刷试验法,根据研究区地形及气候特点,设置3个坡度(5°,15°,25°),3个冲刷流量(3.2,4.8,6.4 L/min),冲刷时间均为15 min,结合土壤物理性质(容重、孔隙度、水稳性团聚体、机械组成等),定量分析不同土地利用类型下土壤抗冲性及其与土壤物理性质的关系。结果表明:(1)在原状土冲刷试验过程中,各地类初始径流含沙量较高,但随着冲刷时间的延长,径流含沙量呈先降低后趋于稳定趋势,且随着坡度和冲刷流量的增大,径流含沙量趋于稳定的时间有所提前;(2)土壤抗冲系数随坡度和冲刷流量的增大而减小,且坡度对土壤抗冲性的影响比冲刷流量更明显。在同等条件下,各地类土壤抗冲系数依次为NGL＞PMP＞ASL＞AL＞OFP＞CL,土壤抗冲系数分别为13.44~87.84,[JP]8.14~93.15,2.93~45.36,1.21~10.01,1.25~5.48,0.17~1.27(L·min)/g;(3)土壤抗冲性与土壤容重、砂粒含量、水稳性团聚体含量呈极显著正相关(P＜0.01),与总孔隙度、黏粒含量呈显著负相关(P＜0.05),其关系均可用幂函数表示(R²＞0.78)。研究结果可为喀斯特区土壤侵蚀研究和水土保持防治提供科学依据。     

滦河流域生态系统健康评价研究

总结了国内外对流域生态系统进行健康评价的实践,以生态系统健康理论和“压力—状态—响应”模型为基础,构建了滦河流域(内蒙古山区部分)的生态系统健康评价指标体系。采用层次分析法进行的综合评价结果表明:滦河流域生态环境健康状态得分为0.82,健康指数为0.48。滦河流域应加强水土保持,减少土壤侵蚀;加大围栏育草、禁牧、休牧、轮牧等力度,治理沙化草场,恢复植被;降低单位面积农药施用量,以减少流域非点源污染;减少对流域内湿地的围垦和破坏;有计划地恢复河滨湿地生态系统,促进河流生态功能恢复。     

喀斯特山地城市群生态系统服务价值演变及影响因素

[目的]研究喀斯特城市群城镇化背景下的生态系统服务价值（Ecosystem service value, ESV）演变及影响因素,为区域生态环境保护、生态功能区划和生态补偿决策提供科学依据。[方法]基于黔中城市群2000—2020年土地利用数据,从自然和社会经济角度选取16个土地利用变化驱动因子,构建Markov-FLUS模型模拟自然发展和生态约束情景下的2030年土地利用格局,然后采用修正的ESV系数评估ESV时空演变规律,利用地理探测器分析ESV空间分异影响因素。[结果]（1） 2000—2020年人造地表对耕地（53%）、林地（12%）和草地（10%）侵占严重;生态约束情景下重要自然保护区得到有效保护,人造地表增加5.55万hm²,增速有所放缓。（2） ESV整体呈现先升后降的趋势,其中调节服务（71.08%）>支持服务（23.59%）>文化服务（4.51%）>供给服务（0.82%）;自然发展情景下2030年ESV值为592.11亿元,生态约束情景下ESV值为589.06亿元。（3） ESV空间分异因子解释力分别为区县面积（0.79）>农林牧渔增加值（0.51）>第一产业增加值（0.50）>GDP（0.41）>人均GDP（0.30）>建成区面积（0.09）>常住人口（0.04）,区县面积、农林牧渔增加值和第一产业增加值与ESV呈显著正相关,人均GDP与ESV呈显著负相关关系,影响因素的交互对于ESV具有非线性增强和双因子增强的解释作用。[结论]区域生态系统服务类型主要为调节服务,水域与林地生态系统对于整体ESV的影响较大,是区域环境保护与生态建设的重心。     

基于RS和GIS的陕北黄土高原退耕还林区土壤侵蚀定量评价

[目的]分析陕北黄土高原退耕还林区2000,2007和2012年土壤侵蚀量时空变化特征,为该地区开展退耕还林(还草)工程提供参考。[方法]在GIS和RS的技术支持下,以陕北黄土高原退耕还林区为研究区域,应用美国通用土壤流失预报方程(RUSLE模型)为评价模型,利用ArcGIS 9.2的栅格数据空间分析功能,对研究区域2000,2007和2012年土壤侵蚀强度进行了估算,在此基础上分析了其时空变化特征。[结果]陕北黄土高原退耕还林区2000—2012年土壤侵蚀量呈下降趋势,2012年较2000年下降了1 162t/(km2·a);以子长县为例,2000年土壤侵蚀模数在2 500t/(km2·a)以下的面积仅占区域总面积的0.1%,2012年上升为55.2%;2000年研究区主要土壤侵蚀强度为中度侵蚀,2012年为轻度侵蚀,变化剧烈的区域主要集中在黄土高原丘陵沟壑区的子长、安塞、志丹等县。[结论]植被覆盖因子是影响区域内土壤侵蚀的最主要因素,由此可见大力开展退耕还林(还草)工程可以有效抑制区域内土壤侵蚀状况。     

黄土区退耕背景下的土地利用适宜性评价——以安塞县马家沟流域为例

 采用坡度、土壤侵蚀强度和地貌部位等指标,对黄土丘陵区马家沟流域1990年和退耕后近10年的2008年的土地利用情况进行适宜性评价。结果表明:1)退耕还林作用影响下,1990—2008年间,流域中农用地减少了11.74%,林地增加了11.54%,园地增加了1.82%,主要发生在>15°陡坡地段;2)马家沟流域土地利用相对合理指数由1990年的0.64变为2008年的0.67;3)2008年农、林、草主要地类占流域面积分别为21.17%、19.57%和56.62%。农用地类型中,高适宜性地类(适宜性指数A>0.8)和中适宜性地类(0.5≤A≤0.8)面积分别为1.31%和21.27%,低适宜性地类(A0.7)、中(0.5≤A≤0.7)、低适宜性(A0.7)和中适宜性(0.4≤A≤0.7)地类面积分别占24.87%和75.13%。     

黄土高原上黄试区土地利用适宜性评价

针对黄土高原上黄试区自身特点,结合专家评议,建立了该区土地利用适宜性评价指标体系.采用专家打分法对各指标进行量化分级与权重确定.运用ArcView 3.2软件将该流域划分为185个地块,并建立各地块的空间和属性数据库.利用软件的空间叠加分析功能与综合指数法研究了各地块土地利用的适宜程度.结果表明:上黄试区宜牧地面积最大,约为419.04 hm2 (52.31％);宜农地次之,约为195.35hm2(24.39％);宜林地面积最小,仅为46.8 hm2 (5.84％);宜林牧土地面积约为139.86 hm2 (17.46％).评价结果可为上黄试区最佳土地利用方案的确定提供数据基础.     

陕西黄土高原15时段降水特征分析

采用陕西黄土高原区38个气象站近几十年的时段降雨量数据,分析了15个时段降水量的分布、变化特征。得到时段降雨量的变化周期、趋势等。对当地农业、水土保持等工作有参考作用。结果表明:陕西黄土高原15个时段最大降水量变幅明显,同时段降水最大值与最小值之间相差11.6～18.5倍之多。最大降水强度为0.2～4.4 mm,曲线呈指数分布,时间越短,降水强度越大。15个时段最大降水量以盛夏的7—8月居多,一日内12:00—20:00出现次数在70%以上。两个或以上县的各时段降水极值很少出现在同一次降水过程中,说明陕西黄土高原高强度降水范围较小,以影响1个县为主。各站降水累积距平变化趋势不相同,但近几年普遍有增强趋势。存在突变的县比较少,淳化在2004年出现突变。降水序列具有3 a,6～8 a,16 a的周期变化现象。     

基于生态足迹模型的河北省土地利用总体规划实施评价

为了证实河北省土地利用总体规划（2006—2020年）确定的土地利用结构调控指标是否科学与合理,根据1999—2008年的统计数据,运用改进的生态足迹模型计算并预测河北省2010年、2020年人均生态足迹、人均生态承载力,将预测结果与河北省土地利用总体规划（2006—2020年）确定的土地利用结构调整目标测算的人均生态承载力进行比较。结果表明:（1）河北省人均生态足迹1999—2008年共增加0.218 1 hm²,增长率达到32.18%,人均生态承载力共增加0.019 8 hm²,增长幅度为28.09%,人均生态赤字由2006年增长到最大值0.450 2 hm² 后回落至2008年的0.418 8 hm²,表明河北省正朝着降低生态赤字,提高生态承载力的方向进行。（2）根据预测值与规划确定值相比较可知,2010年人均生态承载力的实际发展将会比规划预期增加0.16%,人均生态赤字减少0.18%,2020年人均生态承载力的实际发展将会比规划预期增加18.41%,人均生态赤字减少6.29%,说明本轮规划的预计生态供给均可实现。河北省土地利用总体规划（2006—2020年）的实施将会降低人均生态赤字,体现了规划确定的土地利用结构调控指标的科学与合理性,一定程度上遏制了土地生态环境的恶化趋势,促使生态环境向有利的方向发展。     

基于土地利用的陕西省生态风险分析

土地利用变化对陆地生态系统产生了很大的影响。利用陕西省土地和社会经济环境资料,分析了土地利用变化趋势。采用层次分析法与综合指数法,建立了自然压力、社会环境压力、经济压力生态风险指标体系,估算了耕地、林地、牧草地、水域等土地利用结构生态风险以及综合风险。结果表明,绝对数量变化幅度最大的是耕地和林地,而且耕地生态风险最大,水域变化生态风险最小,不同土地利用类型生态风险指数大小顺序为：耕地〉林地〉居民点及工矿用地〉牧草地〉未利用地〉交通用地〉水利设施用地。土地生态压力风险中,以经济压力生态风险最大,其次是自然压力生态风险,社会环境压力生风险相对较小,土地生态综合风险呈增加趋势。生态风险变化与土地利用结构的不合理,人口增加,水资源量减少以及自然灾害增加密切相关。     

黄土高原坡面集水工程的抗旱造林技术研究

选取4种不同的坡面集水处理（有机硅、拍光、地衣和草坡）措施,探讨抗旱造林的坡面集水技术对降雨集水量、集水率的影响,以及坡面集水处理对林木生长的影响,旨在为黄土高原地区生态建设提供了基础理论依据和具体抗旱节水造林方案。结果显示,集水量和集水率最大的是有机硅处理面,而后依次是水泥处理面,地衣处理面,拍光处理面和荒草面,从生态角度考虑,地衣处理面最佳。拍光面和地衣面促进林木生长的效果远大于普通面,地衣面促进林木生长的作用大于拍光面的作用。选取了6种造林密度条件下刺槐林地的水分利用效率、降水生产效率、蒸散水分生产效率和蒸腾水分生产效率进行对比分析,结果为随着刺槐造林密度的降低,其4种效率均得以提高。     

陕北黄土高原区生态服务价值对土地利用变化的响应

为了给陕北黄土高原区生态恢复工程的经济效益评估提供科学数据和参考依据,基于遥感图像解译的土地利用变化数据,运用单位面积价值当量法,剖析了区域的生态系统服务价值对土地利用变化的响应。结果表明:(1)1997—2018年,土地利用格局的变化主要表现为农田向林木和草地转化,未利用地向草地、林木和农田转化; 这些转化同时促使研究区生态系统服务价值增加357.56亿元,增幅33.28%,其中榆林市增量最大,铜川市最小; 除食物生产功能价值量有所减少外,其他服务价值均在增加; 调节服务价值增加量最大,文化服务价值增幅最大。(2)研究区32.93%的区域生态服务价值增加,主要集中退耕还林区和防风治沙区; 农田向林木和草地的转化是价值增加的主要驱动力,促使服务价值增加363.64亿元,占总增加量的95.68%; 未利用地的转化是服务价值增加的另一贡献因子,促使价值量增加16.42亿元,占比4.32%。研究区5.92%区域生态服务价值减少,集中在西部风沙区和南部残塬区; 大型集中农场的修建导致林木和草地向农田转换,促使服务价值损失70.17亿元,占总损失量的93.08%。(3)榆林市辖区43.24%的区域生态服务价值在增加,延安市23.37%增加,铜川市仅11.51%。(4)在不同地物类型中,林木的生态服务价值增加最大,草地次之; 农田生态系统服务价值减少最多。以上监测结果说明,研究区生态恢复工程的实施使其土地利用结构发生变化,随之促使生态服务价值显著增加,生态恢复工程取得了一定的经济效益。     

3S支持下的陇中黄土高原生态系统健康评价--以甘肃省榆中县为例

利用遥感影像、DEM和调查数据,在野外调查的基础上,利用3S技术,生成各参评因子的专题栅格图层.运用层次分析法,从影响生态系统健康的自然和人文因子的角度出发,选择活力、组织结构、负荷能力、恢复力、生态系统功能维持、外部投入及人群健康状况作为研究区生态系统健康评价的7个要素,构建生态系统健康评价指标体系.健康等级划分为:很健康、健康、中度健康、一般病态和疾病5级.研究结果表明,该县生态系统健康状况处于中等偏下水平,一般病态面积占到45%～50%,而且从1991年-2002年-2006年病态面积逐年增加,健康面积逐步缩小,反映出榆中县2006年生态系统健康状况较2002年和1991年有所下降.