基于RSEI模型的滨海围垦区生态环境动态变化分析——以杭州湾南岸为例

滨海围垦区是人类与自然相互作用的最前沿地带,围垦活动对滨海自然生态环境的改变是显著的。本文基于Landsat系列遥感影像,构建表征区域生态环境质量的遥感生态指数模型(RSEI模型)对杭州湾南岸围垦区2000-2020年的生态环境质量进行动态监测。结果表明:2000-2020年区域生态环境指数RSEI从0.610下降至0.457,下降趋势明显,高质量面积占比从55%下降至11%,主导类型由高变低,高质量和低质量的分布重心在西北—东南方向上摆动;生态环境因子中绿度和湿度与RSEI呈正相关,干度和热度呈负相关,区域生态环境剧烈变化主要由绿度和热度引起;早期围垦形成的耕地能有效提高区域的绿度,对生态环境的提升有一定的促进作用,后期农用地转变为建设用地则会使区域热度上升,最终导致生态环境的恶化。     

基于RSEI的库车县林果特色种植区生态环境质量时空变化分析研究

快速准确地掌握某一地区生态环境质量及变化分布对区域生态环境监测与治理、优化土地利用结构、合理配置利用土地资源等问题具重要参考价值。以库车县林果特色种植区2009、2019年2期遥感影像为基础,采用新型遥感生态指数RSEI评价模型,定量地对区内生态环境质量时空变化进行快速评价及分析。结果表明:基于湿度、绿度、干度和热度4个自然指标建立的RSEI指数可快速较好地反映库车县林果特色种植区生态环境质量状况及时空变化。2009—2019年,库车县林果特色种植区生态环境质量总体正向着好的方向发展,但生态环境质量"不变"的区域仍居于主导地位,且生态环境质量变好的区域远大于生态环境质量恶化区域。土地利用变化对生态环境质量影响呈改善与恶化并存趋势,但改善明显大于恶化。     

兰州市生态环境评价与预测

遥感生态指数能对区域环境进行快速监测和评价,可实现对区域生态环境变化的可视化、时空分析及变化趋势预测。为评价兰州市生态红线保护区的生态保持和恢复情况,本文以兰州市2014—2017年的数据为研究对象,研究了兰州市在未划定生态红线保护区前的生态环境状况;又以兰州市生态红线保护区划定年2018年为起始,研究了兰州市2018—2021年的生态质量,计算结果显示,未划定生态红线保护区前,兰州市生态归一化指数均值为0． 34,系统较稳定,环境整体质量较差;2018年以来,兰州市生态归一化指数均值为0． 36,环境整体质量仍然处于较差的水平,但是生态系统的变化开始变得剧烈且往好的方向发展。通过构建灰度理论模型分析发现,兰州市未来几年内环境质量不断好转,预计2023年生态质量评级达到良好。     

赣南于都县遥感生态指数与地质建造空间相关性研究

地质建造是生态环境的基础,地表信息是生态环境的直接表现,研究地质建造与地表信息之间的空间关系对了解和评价区域生态环境质量具有重要意义.本文首先对赣南于都县三期遥感影像进行遥感生态指数(RSEI)提取,再利用Moran's I分析RSEI的空间自相关性,同时引入信息熵研究地质建造与RSEI之间的空间相关性,最后详细分析各类地质建造中RSEI变化情况.研究结果表明:于都县RSEI存在显著空间自相关性,地质建造与RSEI之间存在一定的空间相关性,其中中生代红色碎屑岩建造、第四纪松散堆积建造、新元古代变质碎屑岩建造、晚古生代碎屑岩建造、早古生代变质碎屑岩建造中的RSEI稳定性较差,易发生变化;晚侏罗世花岗岩建造、南华纪变质岩建造、晚古生代碳酸盐岩建造中的RSEI稳定性较好,在三个时期基本无变化.     

基于栅格空间信息定量化的湖南西部地区生态环境综合评价

以湖南西部地区为研究区域,采用遥感影像作为主要数据源,针对区域主要生态问题,利用栅格数据结构为主的数字环境模型,建立了生态环境质量综合评价模型. 对区域生态环境质量的空间分异格局进行了研究,通过将评价结果与数字高程模型迭加分析,研究了生态环境质量的垂直地带性分布规律,探索适合以山高坡陡为主要地貌特征的山区生态评价方法,结果显示,湖南西部地区生态环境综合指数呈正态分布,大部分地区环境质量属一般. 总体环境状况东南部好于西北部,河谷盆地优于山地. 研究表明,利用遥感和地理信息系统技术进行区域生态环境评价,具有数据采集快速、客观,评价和制图自动化,评价结果空间定位精度高,直观性与实用性强等优点.     

新疆则克台堰塞湖地区生态环境质量变化分析

利用遥感影像,结合地形、气象及土壤质量等数据,基于综合指数法,分析了2000—2014年则克台堰塞湖地区生态环境质量及其变化情况。结果表明:(1)近15年,则克台堰塞湖地区生态环境质量一般,总体呈下降趋势,生态环境质量下降区域随时间由研究区东北部向西南部迁移;(2)滑坡泥石流等地质灾害为该地区生态环境质量变差的主要原因;(3)该地区生态环境在遭到破坏后,通过自我调节或可在3年内得到明显改善。本文依据则克台堰塞湖地区生态环境背景建立了适用于当地的生态环境质量评价指标体系,为生态环境修复及防灾救灾提供理论依据。     

遥感与GIS技术支持下的湖北省生态环境综合分析

在遥感与地理信息系统技术支持下，应用主成分分析法对湖北省全省生态环境质量状况进行了综合评价，得出了湖北省全省生态环境质量状况分级图。在定义生态环境背景指数和土地资源利用程度指数的基础上，通过生成生态环境背景图和土地利用程度图，分析了生态环境背景与土地利用程度的关系，通过相关分析证明土地资源利用程度与生态环境背景有着明显的相关关系，生态环境的好坏决定了土地资源利用程度的高低。同时，对湖北省生态环境演变机制及其驱动因子进行了一些探讨。     

基于灰色聚类与3S耦合方法的生态环境质量变化趋势研究——以吉林省大安市为例

以松嫩平原西部生态环境脆弱的典型区域大安市为研究对象,根据生态脆弱带的特点,借助3S技术对1989、2000和2004年遥感影像数据进行处理,获取空间信息指标,建立基于空间和非空间数据的由21项因子组成的生态环境指标体系,运用灰色聚类动态模型对吉林省大安市的生态环境质量进行评价,利用Arcmap软件绘数字化图。结果表明,大安市1989—2004年各乡镇的生态环境质量呈现不断恶化趋势,到2004年已有近1/3的乡镇处于Ⅴ级(劣),气候、地质条件、人类对资源过量开发是其重要原因。     

基于生态环境状况指数的兰州市生态环境质量评价

为评价兰州市的生态保持和恢复情况,本文以兰州市地理数据库、遥感影像、行政区划数据为基础,依托遥感数据处理技术手段重点对兰州市植被、水域、农田、建筑用地、大气环境等生态因素进行监测和评价,并形成城市生态环境定期监测,为政府部门制定生态环境决策提供依据。对兰州市2018—2020年生态环境状况进行评价与分析,结果显示：监测期间兰州市生态环境指数由42. 47增长到46. 78,兰州市环境质量有逐渐变好的趋势;生物丰度、植被覆盖、水网密度值都得到了提升;污染负荷指数则呈现小幅度下降的趋势,表明兰州市环境污染得到了一定的改善。     

近20年来长江经济带生态环境变化

长江经济带发展战略实施以来,长江上、中、下游地区经济快速发展,与此同时,生态系统不可避免受到扰动,长江经济带生态环境状况面临压力,亟需开展长江经济带生态环境质量评价。本文选取2001年和2020年MODIS和Landsat遥感影像计算湿度、绿度、干度、热度4个评价指标,通过主成分分析方法计算遥感生态指数RSEI,对长江经济带11省(市)生态环境现状及变化进行定量分析评价。结果表明长江经济带整体生态环境等级为较优,2001—2020年保持总体向好态势。空间分布上,生态环境优等区域主要分布于武夷山、罗霄山、雪峰山、武陵山、巫山、大巴山、大别山、西双版纳等山地丘陵一带,生态环境较差及差等区域主要分布于大中小城镇等人类聚集地、川西横断山区。时空变化上,生态环境等级下降区域主要集中在长三角太湖周边、江汉平原、洞庭湖周边、安徽西北部、湖南南部及四川盆地等人类聚集地周边,生态环境等级上升区域主要集中在四川盆地大部、重庆山区及三峡库区、贵州大部、云南东南部、安徽中部及北部、江苏北部等地区。     

2000-2014年人类活动对贵州省植被净初级生产力的影响

利用MODIS实际净初级生产力数据与CASA模型估算得到的潜在净初级生产力,建立贵州省2000-2014年人类活动相对贡献指数(RCI),并依据各县喀斯特地貌面积和等级比例探究其年际变化及空间分布特征,再通过相关分析辨析选定的人类活动因子对其的影响。结果表明:(1)贵州省RCI均小于-0.5,人类活动促进了植被净初级生产力的增加,以2007年为转折点,影响程度先增强后减弱;(2)贵州省东北部、中部及西部地区的RCI多大于0,人类活动对生态环境有负面干扰作用;东南部及北部边缘地带的RCI多小于-1,人类活动的正面影响较强;(3)贵州省中部、北部大部分地区的RCI缓慢下降,人类活动对植被的正面影响增强;东南部部分区域的RCI由负转正,人类活动负面干扰作用增强;西南边界地区的RCI呈上升趋势却仍为负值,人类干预程度呈减弱趋势;(4)贵州省农业活动在人类活动的负面影响中有重要作用;城镇化与经济发展对生态环境既有正面影响,也有不可避免的负面干扰。     

山西城市生态环境质量评价

本文以城市生态位理论为依据，对山西省辖市以及行署所在城市的生产位、生活位、环境位三个评价体系参数进行选择和评价。     

基于植被区划和生态敏感性的中国煤矿生态恢复策略

煤炭是我国的主要能源,也是我国长期以来发展的最重要驱动力,并且在未来很长一段时间内将继续作为我国社会与经济发展的主要能源。但我国长期的煤炭开采活动已经对生态环境造成严重破坏,亟待进行全面生态恢复。目前,我国煤矿生态恢复大多局限于一处或几处矿区这类小尺度范围,缺乏国土空间层面的生态修复规划,相应的生态恢复策略也仍待明确。煤矿生态恢复是一项全国性系统生态工程,应以“借自然之力恢复自然”为理念,以当地生态敏感性问题为依据,以停止破坏自然生态系统并且继续提供生态系统服务为宗旨,以改善矿区人居环境质量为出发点。全国煤矿生态恢复策略的制定基于以下4个方面:第一,以我国植被区划为基础,因地制宜地选择潜在植被类型;第二,计算归一化综合生态敏感性(NIES)用以表征煤矿生态恢复紧迫性,再借助空间自相关性分析判断不同NIES煤矿的聚集关系与模式;第三,对煤矿和当地人口分布情况进行缓冲区分析,得到煤矿生态恢复的获益人口;第四,将煤矿的NIES和煤矿恢复获益人数进行聚类分析,判断煤矿生态恢复的优先区域。综合上述结果,根据我国煤矿的空间分布情况分区域制定相应的生态恢复策略。      

基于Landsat时序数据的高潜水位煤矿区植被扰动分析

我国东部矿区是重要的煤粮生产复合区,由于境内地势平坦,地下潜水位高,采空区形成的沉陷大多常年积水或季节性积水,所引起的土地、生态、环境问题尤为严重。植被作为矿区生态环境的重要组成部分,因外界干扰和环境要素的变化而具有动态特征。归一化差值植被指数(NDVI)是植被生长状况遥感监测的常用指示因子,基于NDVI时间序列数据的分析可以有效揭示植被的扰动效应。以安徽淮南顾桥矿为研究对象,基于2007—2018年Landsat NDVI时间序列数据的分级统计,以及热点分析、聚类与异常值分析和剖面线分析,研究NDVI值的时空变化特征,探讨煤矿开采沉陷对周围植被的扰动效应。研究表明:2007—2018年间顾桥矿植被生长状况整体良好,但植被覆盖离散程度在增大;NDVI分布具有明显的空间聚集特征,均为“高–高”聚类和“低–低”聚类,无异常出现;受煤炭开采影响,热点区减少,冷点区增加,热点向冷点的转化主要发生在沉陷积水区、德上高速和永幸河附近;沉陷积水区周围一定范围内存在明显的植被扰动,开采初期扰动较小,随着积水区范围的增长和时间的推移,扰动范围逐渐增大,最后趋于稳定,具有时序滞后性和时空累积性。研究成果为采煤沉陷区生态影响范围的确定及生态环境的恢复治理提供了参考。      

采煤对浅层地下水环境的影响及矿井水生态利用分析

黄河流域中上游矿区煤?水矛盾突出,煤炭开采对地下水环境造成一定的破坏。基于此,以鄂尔多斯盆地北部侏罗纪煤田榆神府矿区为研究区,在野外调查、数据分析、室内测试的基础上,分析研究区矿井水的量质特征,揭示煤炭高强度开采对地下水环境的影响,并开展矿井水生态利用研究。结果表明:研究区矿井富水系数在0.23~2.28,平均为0.91,评估2020年区内矿井排水量高达4.70亿m3,受采掘活动影响,浅埋煤层开采区地下水位下降趋势明显;区内矿井水出现不同程度的污染组分超标现象,主要超标指标为化学需氧量(COD)、Na+、SO₄ 2?、溶解性总固体(TDS),未处理的矿井水外排将会污染区内地下水环境;研究区浅层地下水超限的水质指标主要为NO₃-N,与矿井水超限水质指标差别较大,反映出浅层地下水水质受采矿活动影响较小;提出矿井水浅层回灌和矿井水生态灌溉2种模式开展研究区矿井水的生态利用,矿井水回灌对矿井水中的溶解性有机碳、色度具有较好的去除效果,回灌后出水满足Ⅲ类地下水限值;浅埋煤矿矿井水具有作为矿区生态修复灌溉用水的较好潜力,中深埋煤矿和深埋煤矿矿井水不适宜作为灌溉用水。研究结果为我国西部煤矿区水资源保护和生态修复提供重要依据。      

基于CASA模型的2005—2019年云南断陷盆地NPP时空变化研究

净初级生产力(NPP)是研究生态系统中物质和能量流动的基础,NPP的空间分布与区域植被生长状况、地形、气候等因素息息相关,其变化可以反映一个地区生态环境质量状况.岩溶断陷盆地是新生代断裂活动及溶蚀作用共同形成的山间盆地的一种类型,由于其地形复杂、气候反差大且土地抗干扰能力差,石漠化现象极为严重且治理难度大.断陷盆地主要分布在云南东部、四川攀枝花西昌及贵州西部,经过近年来石漠化治理、陡坡地生态治理等为代表的生态环境建设综合治理工作,生态文明建设成效显著,为了进一步探究NPP对生态环境变化的响应,研究了云南省断陷盆地所在县域NPP时空变化情况,利用MODIS影像数据和CASA模型估算了其2005、2010、2015、2019年的NPP值并利用GIS进行分析.结果显示:从时间尺度来看,2005—2019年间云南省断陷盆地NPP平均水平呈现先下降后上升再下降的趋势.从空间上来看,NPP平均值自东向西、自南向北递减.东部、南部地区如师宗县、丘北县、马关县等NPP平均值较高,而西、北部昆明西山区、昆明盘龙区、澄江县、呈贡县等NPP平均值较低,不同地区间差异较大.结合石漠化治理情况来看,石漠化面积变化显著的地区NPP变化也较大,NPP均值在石漠化变化率下降较大的地区有明显升高.NPP的动态变化,说明了云南省断陷盆地近年植被有所恢复、石漠化治理工程取得了一定成效,但仍不够稳定,生态治理仍将是一项长期工程.     

山底河流域煤矿酸性矿井水野外监测

酸性矿井水在我国鲁西南、山西、内蒙、云南和贵州等煤矿区普遍存在,酸性矿井水其pH往往在2~5之间,高SO₄2?、HB、TDS、Fe、Mn。这些物质进入地下水、地表水或土壤后,会对其造成严重危害。文章选择山西阳泉市典型废弃煤矿区山底河流域为研究区,通过水文地质调查,水文地质钻探,水文地质剖面等方法阐述山底流域地层岩性,水文地质条件概况,得出受煤矿开采影响,与天然条件下相比山底河流域的地表水和地下水的补给、径流、排泄条件均发生了根本变化。补给通过破坏产生的导水裂隙带运移,以垂向运动为主;径流通过坑道,导水裂隙带运移,以横向运动为主;排泄以矿坑排水和泉水溢出方式为主。并简述山底河流域煤矿酸性矿井水试验站观测站分布情况与水化学特征。      

榆神府矿区综合地质环境现状与预测

榆神府矿区由于特定的自然地理及地质背景,生态环境、地质环境十分脆弱,加之采矿工程引起地下水位下降,新增土地沙漠化和新增水土流失等环境地质问题。本次研究利用先进的神经网络模型对矿区综合地质环境现状进行了评价,并对在采煤条件下的发展趋势进行了预测,神府矿区地质环境质量现状以差为主,榆神矿区以中等为主,采煤后总体上矿区的地质环境质量有所下降。      

大同矿区水资源现状及开发利用对策研究

从根本上改变大同矿区供水紧张状况的引黄入晋工程及治理桑干河流域、改善大同生态环境，保证桑干河水质达到适宜地面引水的远、近期对策尚需一定时间实现的情况下，根据大同矿区的水文地质特征及矿区的水资源现状，提出了解决矿区水资源供需之间矛盾的现期对策，即对现有的水资源地实行保护性开采、控制小煤矿的无序开采、实行矿区内的排供结合及水质控制优化管理、加快矿井水回用方案的研究、开发新的水源地等措施。