RS和GIS支持下的国家重点生态功能区县生态功能区划分方法研究——以四川宝兴县为例

生态功能区划作为区域生态—经济—社会为一体的复合生态系统空间异质性的直观反映,是生态环境承载力分析、生态保护建设的重要科学依据。目前我国生态功能区划分更多的是区域尺度上的,针对县域尺度的生态功能划分尚少。本文依托先进的RS监测调查技术和GIS空间分析技术,以国家重点生态功能区县中的四川省宝兴县为例,建立了生态功能区划生态环境敏感性分析指标体系,开展生态环境敏感性分析,利用景观格局空间分析生态环境主导功能,根据生态环境相似性和差异性,划分县域生态功能区划,形成了适合于国家重点生态区县的生态功能区划分方案。     

基于RS和GIS的山区重要生态服务功能区划定方法

重要生态服务功能区划定与保护是社会经济可持续发展的重要基础。随着遥感(remote sensing,RS)与地理信息系统(geographic information system,GIS)技术的发展,对大区域生态环境的监测与生态服务功能快速评估技术日益成熟。提出生态保护效益计算方法,分析不同分割阈值情景下的生态保护效益系数,当得到最大生态保护效益系数时,划定重要生态服务功能区。将方法应用于典型的山地区域四川省万源市,对其进行3项生态服务功能(生物多样性保护、水土保持和水源涵养)快速评估,在归一化评估结果的基础上计算分析生态保护效益系数,最后在最优生态保护效益系数的情况下划定重要生态服务功能区。结果显示,研究区重要生态服务功能区划定面积为2 651. 99 km2,占总面积的65. 4%;其中主要集中分布在海拔高于800 m,坡度范围为[15°,35°)的区域,管理部门应加大该区域的保护力度。该方法可为山地区县级重要生态服务功能区与生态红线划定提供技术参考。     

基于地理国情数据的常州市生态空间质量指数研究

选取江苏南部常州市为研究区,利用2016-2018年基础性地理国情监测数据,根据市级主体功能区规划,以常州市域及按主体功能区分组的镇(街道、开发区)为研究单元,分析常州市地表覆盖三类空间面积组成与变化,构建生态状况、生态压力等指标,综合各指标建立生态空间质量指数,进行精细化的生态空间质量评价,并针对主体功能区规划提出政策建议。研究表明:常州市农业空间在三类空间中占比最高,生态空间其次,建设空间最低;优化提升区域、适度发展区域、重点拓展区域、限制开发区域生态空间质量指数依次升高,与主体功能区定位较为一致,但内部结构仍有提升空间;未来各区应对照各自功能需求,明确发展方向,实施重点保护,推进形成人口、经济和资源环境相协调的国土空间开发格局。     

基于主体功能区划的内蒙古自治区近30年国土空间演化遥感监测与分析

本文基于高精度地理国情信息和30 m分辨率土地利用数据,利用数据融合方法系统开展近30年(1990—2020年)国土空间开发强度和格局的变化分析,对比分析了主体功能区实施前后的变化轨迹,并评价了主体功能区实施对其主体功能的影响。研究表明,内蒙古国土空间格局开发强度呈现由1990—2010年的加速增强到2010—2020年增速放缓的趋势。近30年人工建设用地面积增加了42%,人工建设用地和农业用地增加导致自然生态用地大面积减少。自主体功能区规划实施以来,重点开发区内的人工建设用地仍持续增长,农产品主产区内的农业用地面积由增长转向小幅减少,重点生态功能区内的自然生态用地减少幅度显著下降。研究结果对于地区生态文明建设和“美丽内蒙古”目标愿景的实现提供了重要参考。     

基于生态足迹的格网化生态承载力评价——以衡水市为例

针对行政单元生态承载力评价不能精细反映区域内部生态状况的差异和局部细节特征的问题,难以满足精细管控生态承载力的需要,本文提出了格网化生态承载力评价方法。基于生态足迹模型,结合人口空间分布模型,借助GIS空间分析技术,从格网角度对生态足迹和生态承载力进行定量估算与空间格局分析,并以衡水市为例进行试验验证。结果表明,格网尺度生态承载力评价方法与区域生态承载力评价方法相比更符合真实情况。从格网尺度看,衡水市生态足迹分布圈层特点,生态承载力呈离散分布特征。生态赤字状况表现出明显的异质性,沿滏东排河和滏阳河两侧呈条带状分布。衡水市大部分地区处于生态赤字临界状态,生态状况亟须得到保护。     

基于RULSE的江淮生态经济区水土流失量分析

江淮生态经济区拥有独特的生态资源优势,是江苏省"1+3"重点功能区战略的重要组成部分,且在新时期,江苏发展中的地位不断凸显,作为省级生态重点建设区,了解区域内的水土流失状况至关重要.本文基于修正通用水土流失方程RULSE,结合地理国情数据,从时空视角对2015—2018年江淮生态经济区的水土流失情况进行评估分析,得到以下主要结论:1)近几年来,江淮生态经济区西部地区水土流失强度高于东部地区,但整体上处于微度和轻度侵蚀状态;2)2015—2018年,江淮生态经济区微度侵蚀水土流失面积增加,轻度侵蚀以上水土流失面积减少,除宿豫区外,其他区县中度侵蚀以上水土流失面积均呈减少状态,总体上呈现好转的趋势.     

我国生态文明评价指标体系综述

在推进生态文明建设的背景下,构建生态文明评价指标体系对生态文明发展状况进行监测和预警,为生态文明建设提供决策支持,具有十分重要的意义.本文根据生态文明的本质内涵,回顾了可持续发展概念自提出以来生态文明评价指标体系的发展历程,对我国生态文明建设相关的评价指标体系进行归纳和总结;重点以政府管理实践中的生态文明评价指标体系为例,分析了我国生态文明评价指标体系的特征与存在的问题.     

生态安全视角下的生态保护红线成效评估研究

针对现有生态保护红线内生态保护成效动态评估案例较少,不利于及时掌握管控区域生态状况,对国家生态保护综合管理决策支撑不足的情况,该文围绕生态保护红线“功能不降低、面积不减少、性质不改变”的管控目标,以生态系统类型构成、生态系统服务功能、生态系统质量为主要评价内容,通过时空尺度拓展,耦合分析生态保护红线区内外、实施前后的生态状况变化,评估生态保护红线对保障区域生态安全、改善区域生态系统自我调节能力的贡献,评价相关政策实施对保护成效的影响。结果表明,生态保护红线的划定和实施,对保障京津冀地区自然生态空间、改善区域生态系统质量、提升区域生态系统服务功能,均发挥着重要的作用。     

焦作北部山前地带土地生态安全评价

土地生态安全是区域生态系统健康和可持续发展的重要保障,科学地进行土地生态安全评价,对于形成生态安全格局具有重要意义。本文综合应用焦作北部山前地带的遥感影像与数字高程模型建立土地生态安全评价指标体系,运用加权指数模型对研究区1995年、2006年和2016年的土地生态安全状况进行了分析与评价。实验结果表明,1995年、2006年和2016年焦作北部山前地带土地生态安全等级分别为较不安全、临界安全和较安全,整体生态安全状况呈上升趋势。     

一种土地生态敏感性评估的加权聚类方法

针对土地生态敏感性评价工作中,传统的分区评价方法多依赖于专家经验、主观性强且区域适用性差而导致评价结果差异性的问题,该文提出一种结合变异系数(CV)和自组织映射神经网络(SOM)相耦合的客观加权聚类评价方法.以长江经济带中游城市黄冈市为研究区,以土地生态敏感性为研究目标,从遥感、地形和土壤等多源数据中提取因子建立"目标-准则-指标"三层评价指标体系,构建CV-SOM耦合模型进行实验开展评价研究.研究结果表明,相较于传统的综合指数评价方法,CV-SOM模型的评价结果呈现出了更好的空间分区特性和区域连续性.同时,对生态敏感性的空间分布和特定影响因素进行了特征分析,以期为政府国土空间规划和土地环境保护提供理论支持和决策参考.     

基于PSR模型的湄洲岛2010—2019年生态安全演变评价

以湄洲岛为例,基于“压力-状态-响应”(PSR)模型构建海岛生态安全发展的评价指标体系,选取新型生态指数(RSEI)、近岸海域水质达标率、水产品产量等19个评价指标,结合综合指数法和熵权法对2010—2019年湄洲岛的生态安全状况进行综合评价,然后对近岸海域水质后引入协调度函数、障碍度模型对影响湄洲岛生态水平的主要障碍指标进行深层次分析。研究结果表明,近10年湄洲岛的生态安全度呈现逐年上升趋势,2019年生态安全指数为0.606,处于生态较安全水平,同年的PSR生态系统协调度值为1.691,达到了协调水平,近十年压力指数有所缓减,状态指数呈上升趋势,可持续发展能力逐渐变强。     

基于状态空间法的长江中游城市群区域生态承载力评价

采用状态空间法构建了长江中游城市群生态承载力评价指标体系,对该区2001、2007和2013年3期生态承载力进行了定量评价,并对其时空分异特征和影响机制进行了探讨。结果表明:1)2001~2013年期间,长江中游城市群各市生态承载现状均超过了生态承载力,但生态承载压力总体趋向减轻;2)长江中游城市群区域生态承载状况空间分异明显,襄荆宜城市带最优,环长株潭城市群次之,武汉城市圈和环鄱阳湖城市群较差。武汉、长沙等区域中心生态承载状况相对良好,周边地区生态承载压力较大,尤其天门等市,整体呈现出"中心轻、边缘重"的区域生态承载格局;3)长江中游城市群各市压力因子水平较为均衡,变化趋势一致,但承压和潜力因子水平极不均衡,是影响"中心轻、边缘重"格局和次区域生态承载差异的主要因素;4)随着社会经济的快速发展,长江中游城市群既存在经济持续增长、人口增加、资源环境条件约束趋紧等造成的生态超载问题,同时,也激发了环境投入、科技研发、区际交流等因素,缓解了生态压力,区域生态超载状况趋于改善。     

基于三维模型框架的承德市域生态功能区划研究

运用三维模型框架分析承德市域生态、经济、社会特征,并在此基础上进行承德市域生态功能区划。采用定性与定量分析相结合的方法,结合承德市可持续发展的总体部署、经济和社会发展的现状评价和定位,对承德市域进行生态功能区划。     

应用遥感生态指数评价生态环境质量

遥感生态指数(RSEI)是一种可靠、高效的城市生态质量评价方法，本文利用Landsat8卫星数据提取湿度、绿度、热度以及干度信息，构建遥感生态指数评价模型，对宁波市生态质量进行研究。结果显示，宁波市2015、2017和2020年RSEI均值分别为0.84、0.83和0.78,评级在一般及以上的面积比例对应为85.94%、85.66%、85.19%,说明2015—2020年宁波市生态质量变化总体较为稳定，略微呈下降的趋势，RSEI类型变化检测以不变为主，变差为次。     

青海省生态服务功能评价研究

采用定量指标法和模型法研究了青海省水源涵养、生物多样性、土壤保持、防风固沙生态服务功能。不同模型下的服务功能利用GIS进行空间叠加处理,得到青海省生态系统服务总值。对青海省净初级生产力(NPP)分析发现,水、光、热条件较好的区域植被覆盖较好,而定量指标法评价因子少、相关数据易获取,但是评价结果只是定性分析;模型法评价因子多、相关数据不易获取,但是评价结果为定量分析、极小区域评价与实际相符。基于两种模型的特点,本文采用"定量指标法"得出防风固沙功能评价数据与"模型法"得出的水源涵养、土壤保持功能评价数据进行叠加分析,即"综合法"。该方法较为客观地评价了青海省生态服务功能,也为下一步青海省生态保护红线的划定提供了有力的科学依据。     

基于生态敏感性的区域环境时空变化及其驱动因素探究——以定安县为例

生态敏感性是分析区域生态环境稳定性的主要方法之一,其评价结果对于区域生态保护和决策制定具有重要意义。本文以定安县为研究区域,从土壤侵蚀、生境、地形、水资源4个方面选取了9个敏感指标构建生态敏感性评价体系,结合层次分析法(AHP)和熵权法进行组合赋权,分析2013和2021年两个时期生态敏感性时空分布与变化,以及空间集聚性、生态敏感性区域变化,并利用地理探测器分析其主要驱动因素。结果表明：2013—2021年,定安县生态敏感性均是南高北低的分布格局,且整体生态敏感性程度呈下降趋势;生态敏感性空间集聚效应显著,但随着时间推移,空间聚集性降低,高值聚集区和低值聚集区均有收缩的趋势;生态敏感区转移主要发生在中敏感区和高敏感区,变化等级以一级递增、递减为主;土地利用和植被覆盖度较其他敏感指标对生态敏感性的驱动力较大,且随着时间推移,土地利用与植被覆盖度对生态敏感性的驱动力呈主导作用趋势。     

长江经济带城市土地利用效率的影响因素及其空间溢出效应研究

在人多地少的基本国情下,提高城市土地利用效率是促进区域可持续发展和建设生态文明的内在要求。本文在对2009-2016年长江经济带108个地级及以上城市土地利用效率的研究基础上,采用空间相关性研究方法分析了时空分布格局,通过构建空间杜宾模型(SDM)对其空间溢出效应进行分析。研究结果表明:1)2009-2016年长江经济带城市土地利用效率整体呈现稳定上升趋势;基本呈现以上海、南京、武汉等不同城市群中心城市向外逐步降低的“中心-外围”的分布格局。2)通过构建空间杜宾模型分析发现,经济发展水平、产业结构有显著为正的直接效应和溢出效应;土地市场化水平有显著为正的溢出效应;城市固定资产投资对城市土地利用效率具有正的直接效应和负的溢出效应;政府财政支出水平则对城市土地利用效率的直接效应和溢出效应均不明显。3)不同影响因素对经济带上中下游城市土地利用效率的空间效应存在一定差异性。     

滇东南岩溶区土壤侵蚀敏感性分析及其空间分异特征

以滇东南岩溶区独特的地理环境作为研究对象,根据《生态功能区划暂行规定》和国内外已有的土壤侵蚀敏感性的研究成果,选择地形起伏度(LS)、植被覆盖度(C)、土壤质地(K)3个自然因子作为滇东南岩溶区土壤侵蚀敏感性评价的指标,在GIS时空分析功能支持下,以《生态功能区划暂行规定》的敏感性等级标准为依据,分析各个因子对土壤侵蚀敏感性的影响,并结合研究区域实地情况对各个因子分别进行土壤侵蚀敏感性的评价。在各因子单独分析的基础上运用GIS的空间分析功能,根据这些敏感因子对侵蚀敏感性影响程度的不同分配、不同权重,进行综合分析评价,得到不同敏感程度区域的面积和空间分异特征。     

生态红线划定的技术方法研究——以鄂州市为例

在分析鄂州市生态环境矛盾和生态服务需求的基础上,根据生态红线原理和目标,提出较为完整的生态红线划定方法,保障生态系统完整性及连续性,维护区域生态系统安全。从生态环境敏感性评价、生态服务功能重要性评价、生态灾害危险评价等3方面构建生态适宜性评价体系,展开生态适宜性分析。在GIS与RS支持下,创建了鄂州市网格空间属性数据库,采用层次分析法确定指标权重,运用叠加分析、空间分析等技术方法最终完成生态适宜性评价,将鄂州市划分为红线、黄线、蓝线、绿线等4个区域,同时,叠加整合已有的重要生态功能区,并将红线区划分为一级管控区和二级管控区,明确重点保护方向,确定生态红线管控体系。     

基于Google Earth Engine的巢湖流域生态环境质量时空动态变化及影响因素分析

本文以巢湖流域为研究区,基于2000—2020年Landsat TM/OLI系列遥感数据,通过Google Earth Engine云计算平台构建遥感生态指数(RSEI),采用空间自相关与地理探测器等方法对巢湖流域生态环境质量进行大尺度、长时序动态监测分析与评价。结果表明：(1)研究区RSEI均值由2000年的0.70提升至2020年的0.74,整体上呈现改善趋势,研究区生态环境等级以优、良为主。(2)研究区全局Moran’s I指数均大于0,巢湖流域生态环境质量在全局自相关上呈现聚类趋势,具有显著的空间正相关性,20年间“低-低”聚集区呈现先增加后减少趋势。(3)研究区生态环境受多因子影响,其中人为因素对2010年巢湖流域生态环境影响较大,进而导致生态环境质量下降。