基于GIS的伊犁河流域生态环境质量评价与动态分析

生态环境质量评价是一项综合性、系统性研究工作,是合理开发利用资源、制定经济社会可持续发展规划和生态环境建设与保护对策的前提和基础。借助GIS技术,以县级行政区划为单元,利用2002和2004年遥感监测数据,运用综合指数评价法,从生物丰度、植被盖度、水网密度、土地退化和污染负荷5个方面,对伊犁河流域8县1市的环境质量现状进行了评价,结果表明:各县级行政区生态环境质量总体较为均衡,均处于一般等级水平,其中流域上游的新源县、巩留县和特克斯县相对较好。在此基础上探讨了生态环境质量综合评价指标体系在干旱区的适用性,比较分析2年期间不同生态环境质量等级的土地覆盖变化,数据表明伊犁河流域生态环境质量呈现"局部有所改善、总体缓慢退化"的趋势,并分析了研究区生态环境质量变化的内在原因。     

共和盆地生态环境遥感评价及驱动力分析北大核心CSCD

科学评估区域生态环境质量是实现可持续发展的前提。基于2000—2020年Landsat遥感影像,构建遥感生态指数(RSEI)分析青藏高原典型高寒沙区共和盆地近20年的生态环境质量时空变化特征,并使用地理探测器量化该区生态环境的主要驱动因子。结果表明:(1)共和盆地RSEI均值在2000—2020年呈增加趋势,平均增幅为7.5%/10a,空间上呈东高西低、南北高中间低的分布特征;(2)2000—2020年,共和盆地生态环境改善区域占比为66.55%,主要分布在中部和东南部,保持不变的区域占比33.15%,退化区域占比0.29%;(3)降水是影响生态环境质量的关键因子,因子交互作用对生态环境质量的解释力更强,合理的土地资源配置能显著促进生态改善。     

农牧交错区生态环境质量遥感动态监测——以宁夏盐池为例

以26 a（1989-2015年）4期Landsat TM/OLI遥感数据为基础,提取不同年份的湿度指数、植被指数、地表温度以及土壤指数,利用主成分分析法,构建盐池县4个时期遥感生态指数（RSEI）和生态环境质量综合指数（ESI）,对其生态环境质量进行了评价,探讨区域生态环境的时空变化特征。结果表明：（1）湿度、绿度对区域生态环境质量起正面作用,而热度和干度则起负面作用,其中代表绿度指标的植被覆盖度（NDVI）对生态指数的贡献最大。（2）1989-2015年间,4个年份RSEI均值分别为0.41、0.54、0.51、0.57,生态环境质量呈上升-下降-上升且整体变好的特征。26 a间研究区生态环境明显转好的面积约占全县面积的20.01%,而生态环境质量中明显变差的面积仅占全县面积的1.64%。改善区域主要分布在研究区北部的盐池县城-高沙窝镇-王乐井乡以及惠安堡镇以南-麻黄山地区,中部的冯记沟乡生态环境质量有所变差。（3）盐池县生态环境质量受气候影响明显,退耕还林还草、草地禁牧以及禁止乱砍乱伐等措施对生态环境质量的提升起到了重要的促进作用。     

基于遥感和GIS的流域自然生态环境质量监测与评价——以无定河流域为例

遥感与GIS技术的发展,为大区域自然生态环境质量的监测与评价提供了低成本、高效率的先进技术手段。基于2000、2004、2008、2012年和2016年共5期MODIS数据,结合地形数据,提取植被覆盖度、土壤指数、坡度等关键生态因子,并基于归一化的生态因子,建立生态环境评价模型,对无定河流域的自然生态环境质量的时空动态变化进行分析和评价。研究结果表明：无定河流域近16 a来自然生态环境质量总体上呈改善趋势,其西北区域受荒漠化影响较为严重,生态质量相对较差。研究结果为正确地认识和评价流域内的生态环境质量,把握不同时期生态环境质量的差异,为生态环境质量的治理、改善提供重要参考。     

基于RSEI的黄河上游流域生态环境质量变化分析

黄河上游流域作为黄河的水源地是中国重要的生态功能区,分析黄河上游流域的生态环境质量变化对于黄河流域的生态保护和经济高质量发展具有重要意义。本文基于Google Earth Engine平台,通过遥感生态指数（Remote Sensing Ecological Index,RSEI）对2000—2021年黄河上游流域的生态环境质量进行动态分析。结果表明：（1）黄河上游流域RSEI呈提升态势,并且具有阶段性的特点,2000—2005年为生态环境质量恶化阶段,2006—2021年为生态环境质量改善阶段。生态环境质量总体处于较差和中等水平,占区域总面积的64.78%。（2）不同河段生态环境质量存在显著的空间异质性,其中河源段的生态环境质量最好,冲积平原段的生态环境质量最差。（3）黄河上游流域生态环境质量空间集聚特征显著,高-高集聚区稳定分布于河源段附近,低-低集聚区分布在人类活动强度较大的峡谷段和冲积平原段。（4）绿度、湿度、热度和干度均对黄河上游地区生态环境质量产生显著影响,其中绿度为主导驱动因子,干度为次要驱动因子。植被覆盖度的增加、气候调节和人类活动对黄河上游流域生态环境改善有明显的促进...     

2000—2018年克孜河流域生态系统脆弱性、服务功能价值及风险评价

在人类活动强度不断增加的情境下,掌握区域生态环境质量现状,可为区域生态风险防范提供科学支持。基于2000、2010、2018年遥感影像数据,采用主成分分析方法、生态系统服务功能价值及生态风险模型,探究克孜河流域生态脆弱性、服务功能价值及风险的时空分异特征。结果表明：（1）克孜河流域重度脆弱区面积明显增长,18年增长204.78%,空间分布由高到低分别为中游区域、下游区域及上游区域。（2）18年生态系统服务功能价值减少65.20%。其中作为生态服务主要贡献者的天然林草价值下降43.05%;生态系统服务功能价值空间分布呈现由西向东,由绿洲向荒漠递减的分布趋势。（3）生态风险空间分布由高到低分别为流域中游、下游及上游区域;流域高风险区面积18年增长112.48%,整体分布已由以低风险为主转变为低风险与中、高风险各占约50%,说明流域生态环境受损严重。     

干旱区绿洲城市生态环境时空变化特征分析 ——以克拉玛依市为例

干旱区绿洲城市生态环境极为脆弱,准确了解生态环境时空变动情况具有重要意义。选择典型的干旱绿洲城市克拉玛依市为研究对象,分别选取2001、2006、2011年和2016年4个时期的遥感影像,通过计算遥感生态指数表征生态环境质量状况,从变化趋势、空间分布、等级划分、变动特征及重心转移等方面进行分析。结果表明:(1)研究区遥感生态指数呈现波动性变化,整体水平不高,均维持在0.35上下波动,其中主要以低、较低等级的生态指数为主。(2)研究区生态指数等级变化主要表现为一个等级的变化,越级变化的较少,不同等级遥感生态指数区域面积在不同时间段的变化量、动态度差异显著。(3)低生态指数到高遥感生态指数的生态位表现为明显的上升趋势,生态位数值均较小,最大值仅0.3677,不同等级生态指数生态位的提升还有很大空间。(4)不同等级遥感生态指数的重心都出现了不同程度的偏移,其中高生态指数区域的空间移动性大,平均距离为42.60 km,低生态指数区域在空间上相对稳定。该研究探寻了人类活动过程中生态环境的时空变动规律,对干旱区绿洲城市的可持续发展具有一定的现实意义。     

长白山自然保护区生态环境质量的遥感评价

人类的生存质量与生态环境密切相关,利用遥感技术可快速地进行生态环境质量评价,为区域生态环境的治理、改善以及发展规划提供重要参考。本文以长白山自然保护区为例,选取1995、2007年Landsat5 TM影像和2015年Landsat8 OLI影像,反演得到能反映生态环境的绿度、湿度、热度和干度等指标,利用主成分分析法,依据新型遥感生态指数RSEI对长白山自然保护区1995-2015年的生态环境进行评价,结果表明：①绿度、湿度指标对区域生态环境起正向作用,热度、干度指标对区域生态环境起负向作用,且湿度对生态环境影响较大;②该区域1995、2007、2015年生态指数优良等级所占比例依次为49.520%、66.508%、76.189%,同时RSEI等级变差、不变、变好的比例分别为3.945%、55.598%、40.457%。生态环境质量整体不断改善,说明长白山自然保护区的天然林资源保护工程以及一系列生态保育措施起到了一定作用;而天池周边生态环境质量有所下降可能与旅游活动的快速发展有关;③逐步回归分析的结果表明,所选的各指标均为指示生态环境质量的关键指标;而裸露、干化地表的治理则是改善生态环境质量的关键。     

太行山区生态环境质量时空变化与演变趋势

人类活动不可避免地会对区域生态系统造成一定程度影响。客观评价生态环境质量，是有效控制改善生态环境质量，实现可持续发展的前提。生态环境质量变化是多因素共同作用结果，相比于其他研究方法，利用遥感数据评估生态环境的遥感生态指数(RSEI)可以快速、全面、高效地监测生态环境状态。太行山脉是华北平原与黄土高原的分界线，受到自然环境变化以及人类活动影响，植被一度大幅减少，水土流失严重。本研究以2001—2021年Landsat遥感影像为数据源，采用RSEI为计算指标，结合Mann-Kendall趋势分析与Moran’s I指数，基于GEE云平台开展太行山生态环境质量的时空格局以及变化趋势研究。研究结果表明：(1)2001—2021年RSEI均值为0.519,时间上呈现先下降后增加趋势，空间上呈中间高四周低的分布特征；(2)太行山地区生态环境质量有明显的空间自相关性，生态环境质量高-高聚类多集中于山区的林地、草地，而低-低聚类多集中于平原的人造地表以及耕地；(3)研究区域生态环境质量改善地区多位于西部，而东部地区存在持续性退化区域。整体上，未来生态变化趋势主要以改善提升为主，但仍有21.49%的区域...     

土地利用变化及其区域生态环境响应:以中国江苏省为例（英文）

以中国江苏省为例,利用1985、2008年的两期遥感影像解译获取的土地利用变化数据,按照"三生"土地利用主导功能分类,通过空间热/冷点布局的分析、区域生态环境质量指数、土地利用变化类型生态贡献率和完全分解法,定量研究近30年来江苏省土地利用变化特征及其苏南、苏中、苏北三大区域生态环境响应规律。研究表明:1)1985–2008年间江苏省土地利用变化主要表现为生产用地面积的减少,生态用地、生活用地面积的增加,苏南土地利用变化最为剧烈。2)1985年–2008苏南、苏中地区农业生产功能不断弱化,苏北的工矿生产功能比较优势明显,苏南城镇生活服务功能不断增加,苏北农村生活服务功能在弱化。3)1985–2008年间江苏省及其三大区域生态环境质量均稍有下降。苏南地区对全省生态环境变化的贡献率来的最大,苏中贡献率最小。苏南、苏中地区生态环境质量恶化主要是因为土地利用变化的驱动因子是城乡建设用地规模增加。苏北地区生态环境质量恶化主要是因为土地开发整理。三大区域农业生产用地(耕地)转换为水域生态用地(水库坑塘)是区域生态环境改善的主要因素。     

黄河流域生态环境综合评价及其演变

在定性分析黄河流域自然生态环境特点的基础上，针对黄河流域不同的地理特征与生态环境特征，从气候环境、水文环境、土地覆盖、土壤侵蚀、土地利用和地形地貌等方面选择评价指标，在遥感与地理信息系统技术支持下，首先通过一系列的模型计算与遥感影像解译，分别生成黄河流域1980年代末期与1990年代末期数值型的生态环境背景因子，而后应用主成分分析法对生态环境质量进行了综合评价，得出了不同空间尺度下的反映黄河流域1980年代末期与1990年代末期生态环境质量的分级图，并对黄河流域近10年间的生态环境演变进行了分析。     

基于“三生空间”的土地利用转型与生态环境效应——以长江三角洲核心区为例

以长江三角洲核心区为例,利用1990、2000、2010年3期遥感影像解译获取土地利用变化数据,按照“生产-生态-生活”土地利用主导功能分类,通过土地利用转移矩阵、生态环境质量指数、土地利用转型的生态贡献率等方法,定量分析长江三角洲地区土地利用转型、时空格局特征与生态环境效应。结果表明：① 1990~2010年,长三角地区基于“三生用地”的土地利用转型表现为生产用地减少,生态用地稳定,及生活用地快速增加。② 长三角地区生态环境质量指数从1990年的0.470持续降至2010年的0.444,整体质量有所恶化,较高质量区和高质量区面积与比重保持稳定。③ 1990~2010年,长三角地区同时存在生态改善和恶化的两种趋势,生态环境改善小于环境恶化的趋势。城镇和农村生活用地、工矿生产用地对农业生产用地的挤占则是导致生态环境质量恶化的重要原因。     

黄河流域旅游经济发展与生态环境压力的时空特征及动态解耦过程

区域旅游经济与生态环境之间存在压力与响应关系。以黄河流域9个省区为研究对象,以2004—2018年为考察时段,运用旅游经济发展指数、生态环境压力指数和动态变动指数对旅游经济发展和生态环境压力的时空特征进行分析,并借助解耦分析模型对两大系统的解耦过程给予动态研究。结果表明：（1）在空间上,旅游经济发展在黄河流域呈东高西低、南高北低的空间分布特征。生态环境压力则具有显著的河段差异性特征,上游省区生态环境压力较小,而中下游省区环境压力较大且生态治理形势严峻。（2）在时间上,青海、甘肃和宁夏旅游经济呈起点较低但发展较快的特征,而河南与山东起点较高但变化不大。生态环境压力变化并未呈现显著的空间分布规律,山西为生态环境压力变动低等级省区。（3）多数省区旅游经济发展与生态环境压力两大系统2004—2018年呈由扩张性耦合到弱解耦、由弱负解耦到强解耦状态转变,解耦关系趋向良性方向发展。最后,从发展生态旅游经济、注重生态环境治理、建立系统解耦机制等方面提出黄河流域旅游经济与生态环境的系统解耦与响应策略。     

青海省巴音河流域LUCC遥感调查及驱动分析

利用1988年、2006年的LandSat-TM遥感数据及气候因子数据,用灰色关联度法分析了青海省巴音河流域土地利用/土地覆盖现状、18 a来的变化趋势及其气候驱动,并定性分析了社会驱动。结果表明,1980-2007年间年降水量以12.9 mm/10a的幅度波动增加;日照时数以83.3 h/10a的幅度减少;年平均气温、地温分别以0.6 ℃/10a和0.8 ℃/10a的幅度波动升高。在这样的气候背景下,未利用土地分布最广,占面积的71.43%。1988年至2006年间,土地利用/土地覆盖变化为城镇用地、农业用地和天然草地面积增加;未利用土地面积也增加,其中裸岩、荒地、盐碱地、沙地面积明显增加,分别增加6.28 km2·a-1、5.82 km2·a-1 、2.76 km2·a-1 和0.21 km2·a-1;而不同类型的湿地生态面积呈退缩趋势,其中冰川、湖泊、苇地、沼泽、河流的面积退缩明显,分别减少12.13 km2·a-1、0.43 km2·a-1、0.41 km2·a-1、0.27 km2·a-1和0.21 km2·a-1。可以看出,生态环境呈退化趋势。日照时数和降水与各类型生态面积的关联度变化大,分别在0.667～0.997和0.668～0.986之间,气温次之,关联度在0.669～0.835之间,地温最小,在0.667～0.856之间。大部分类型的生态面积变化其驱动因素主要为降水,其次为日照时数,气温和地温影响较小。不合理的社会用水促进了土地的荒漠化。     

石羊河流域水资源利用和生态环境保护对策

石羊河流域是我各国西北干旱地区的一个重要流域,由于流域水资源的过度开发利用与不合理配置,造成下游地区植被衰败,沙漠化问题十分突出,流域整治和生态环境保护迫在眉睫。本文通过对石羊河流域水资源利用、地下水位下降、土壤盐渍化、植被衰退和土地沙漠化之间的相互作用关系的分析,提出了保证石羊河流域生态用水以防止生态环境劣变和促进流域生态系统良性循环的水资源管理的具体对策建议。     

北方农牧交错带土地利用变化 及其生态环境效应 ——以陕北榆林市为例

基于1985~2000年间的高分辨率土地利用/土地覆盖数据,对位于农牧交错带的陕北榆林市土地利用变化及其区域生态环境效应进行定量分析。结果表明：1985~2000年,榆林市土地利用变化区域差异明显,土地利用变化多分布在北部风沙滩地区,表明这些地区的土地利用变化过程相对活跃。生态环境质量总体上得到改善,但局部地区恶化也相当严重,且在县级尺度上表现出明显的区域分异特征。在大的区域尺度上北部风沙滩地区的生态环境质量的改善程度强于南部丘陵沟壑区。导致生态环境变化(改善和退化)的主导因素是林地、草地与其它土地利用/土地覆盖类型之间的转变,其中治沙种草与防护林体系建设对该市生态环境质量改善的贡献率最高,达到74.8%。     

长三角城市群城镇化与生态环境质量优化研究

以2003—2016年的长三角城市群26个城市为研究对象,分析长三角城镇化和生态环境的时空变化特征,运用STIRPAT模型探讨城镇化对生态环境影响。结果表明:① 2003—2016年,长三角城镇化与生态环境质量均有提升,且城镇化水平的地区差异大于生态环境质量。长三角形成以上海、南京和杭州为中心的城镇化水平高值集聚,生态环境质量整体提升明显且空间差异小。② 长三角城镇化明显改善本城市生态环境质量,对相邻城市的生态环境质量有一定的负面影响。对本城市而言,多维的城镇化从人口、经济、土地、社会层面疏解生态环境压力,加强生态环境治理,优化提升生态环境质量。以人口集聚和结构优化为特征的人口城镇化,促进消耗集中、排放集中,提升了资源使用效率和污染治理效率。以产业集聚和经济发展为特征的经济城镇化,通过产业集中布局和创造经济效益,在资源配置和污染治理上发挥集聚效应,并为生态环境改善提供资金支持。对相邻城市而言,城市的城镇化“虹吸效应”大于“扩散效应”,城市的产业转型和环境规制会使污染向相邻城市转移,从而对相邻城市生态环境质量有一定的负面影响。     

挠力河流域耕地水分盈亏时空变化特征及趋势模拟

为揭示挠力河流域耕地资源水分盈亏态势,以遥感影像、DEM数据和气象台站数据为基本信息源,基于遥感和GIS技术,对流域1990-2014年间耕地水分盈亏时空变化特征进行研究,并运用情景模拟技术模拟未来水分盈亏态势。结果表明：24 a间流域耕地面积增长放缓,1990-2002年水田急剧增加,旱地轻微上升,2002-2014年水田增长速度急剧下降,旱地面积减小;耕地水分盈亏程度变化明显,各等级耕地空间分布差异大,1990-2002年以中度和重度缺水变化为主,基本不存在严重缺水区,2002-2014年,轻度缺水区面积变化最大,重度缺水区缓慢下降。正常缺水是3期面积最大的缺水等级;模拟显示未来流域水分亏缺态势将更加严峻,高MPLD指数区分布更为集中,局部高水分亏缺区面积会进一步扩大,除轻度缺水区逐渐减少外,其余4种类型缺水区均保持增加,其中重度缺水区将大量增加。该研究结果可为挠力河流域农田灌溉方案的制定提供借鉴和参考。     

黄河三角洲“三生”用地转型的生态环境效应及其空间分异机制

“三生”用地转型的生态环境效应及其空间分异特征是指导区域国土空间开发与生态环境保护的重要依据。基于1998年、2008年和2018年3期土地利用遥感解译数据,构建黄河三角洲“三生”用地分类体系,通过土地利用转型图谱、生态环境质量指数、重心转移和地理探测器等方法定量分析研究区“三生”用地转型特征、生态环境效应及其空间分异性的主要影响因子。结果表明：① 1998—2018年黄河三角洲“三生”用地转型表现为生产用地占比大幅增加（+13.50%）,生态用地占比大幅减少（?17.19%）,生活用地占比小幅增长（+3.69%）。1998—2008年,“三生”用地转型以生态用地向生产用地转型为主。2008—2018年,无绝对优势转型类型,转型过程复杂化。② 1998—2018年,黄河三角洲生态环境质量整体向好,指数由0.390升至0.395,较高质量区与高质量区占主体地位。研究区中部及黄河入海口区域生态环境质量不断提升,东南及东北沿海地区生态环境质量有所降低。③ 植被覆盖度、微地貌类型、土壤类型是研究区生态环境质量空间分异的主导因子。区位因子与社会经济因子对生态环境质量空间分异的贡献率随生态环境质量的提升而降低,生态保护因子对生态环境质量空间分异的贡献率呈上升趋势。     

基于PLUS和InVEST模型的渭河流域土地利用与生境质量时空变化及预测

生境质量是关系人类福祉和实现可持续发展的重要基础,对区域生态保护和土地资源可持续利用具有重大意义。以渭河流域为研究对象,基于2000、2010年和2020年的土地利用数据,应用斑块生成土地利用变化模拟（Patch-generating land use simulation,PLUS）模型、生态系统服务和权衡的综合评估（Integrated valuation of ecosystem services and trade-offs,InVEST）模型预测并评价了土地利用与生境质量时空变化特征。结果表明：（1） 2000—2020年渭河流域建设用地和草地面积逐年增加,林地面积略微增长,耕地面积持续减少;2020—2050年土地利用变化趋势同2000—2020年基本一致但剧烈程度显著下降,建设用地扩张趋势减缓,耕地减少幅度下降,草地面积占比超过耕地跃居流域第一。（2） 2000—2020年流域内生境质量两极分化趋势明显,低生境质量和高生境质量区域面积有所增加,中等生境质量的面积减少,整体生境质量水平呈上升趋势;2020—2050年生境质量水平继续保持逐年上升趋势但增幅放缓,生境质量变化强度下降,低生境质量区域面积逐渐减少,中等生境质量面积保持稳定,高生境质量面积有所增长。研究结果可为渭河流域土地资源可持续利用和高质量发展提供相应科学依据和决策参考。