基于基线遥感生态指数的鄂尔多斯市生态质量分析

鄂尔多斯市是黄河流域重要的草原荒漠过渡带和农牧交错带,研究其生态质量变化对支持黄河流域生态保护和高质量发展具有重要意义。以MODIS遥感影像为数据源,通过改进常规归一化及主成分方法,计算鄂尔多斯市基线遥感生态指数（Baseline remote sensing ecological index,B＿RSEI）,分析该区域2001—2019年的生态质量时空变化特征。结果表明：（1）B＿RSEI具有稳定的方向性和整体性,能更好地反映生态质量长时序变化,2001—2019年鄂尔多斯市B＿RSEI呈现起伏增长和东高西低的空间分异性。（2）地表含水量指数是促进B＿RSEI的主要因素,是解释B＿RSEI分布的主要单因子,地表温度是抑制B＿RSEI的主要因素,其交互作用最大。（3）鄂尔多斯生态质量以改善为主,占总面积的67.13%,准格尔旗、康巴什区、伊金霍洛旗地区生态治理效果显著。研究表明鄂尔多斯市生态质量整体改善,B＿RSEI有利于分析生态质量年际变化,为鄂尔多斯市生态治理和黄河流域高质量发展提供参考依据。     

基于遥感生态指数的吐哈地区生态环境变化研究

以吐鲁番市和哈密市（简称吐哈地区）为研究对象,基于MODIS多光谱传感器2000、2006、2012年和2018年的遥感数据,采用4个表征湿度、干度、热度和绿度的指数,建立和绘制吐哈地区多个时期的遥感生态指数（Remote sensing ecology index,RSEI）,并对该地区的生态环境质量及土地利用转换情况进行了定量分析。结果表明：近20 a来,吐哈地区的绿度指数平均增加0.0244,热度指数平均降低0.0241,而湿度和干度指数整体的变化接近于0;其中,热度指数与RSEI具有负相关性。总体而言,2000—2018年吐哈地区的生态环境质量表现为略微下降的趋势;其中,吐鲁番市的鄯善县RSEI变化幅度最大,环境质量表征数据在区域下降幅度中排列首位,哈密市的巴里坤哈萨克自治县环境质量减少的幅度最小。近20 a来,吐哈地区的草地面积有明显增加,但需控制草地开垦及过度放牧,防止区域生态环境恶化。     

拉萨城市圈1994—2017年生态质量的时空动态监测及驱动力分析

拉萨城市圈是西藏自治区生态环境与城镇化作用突出的区域,近年来已经出现草场退化、土壤沙化等生态环境问题,对该区域生态质量状况的监测迫在眉睫,但目前又缺少对该区域精细尺度的生态质量状况研究。鉴于此,论文利用Google Earth Engine遥感大数据平台的并行计算优势,基于Landsat TM/ETM+卫星影像,通过遥感生态指数(remote sensing ecological index,RSEI)方法监测了拉萨城市圈1994—2017年生态质量的时空变化,深入分析了生态质量变化的气候驱动因子和土地利用转移因子,探索了气候综合驱动的时空分布特征及其变化。结果表明：① 在1994—2017年期间,拉萨城市圈的生态质量良好,在空间上呈现自西南向东北逐渐降低趋势,生态质量整体有改善趋势,改善比重为45.98%;② 热度是RSEI的内部主控因素,对RSEI产生负向影响,体现了气候变暖对研究区生态质量的抑制作用;③ 蒸汽压亏缺、气候水分亏缺是生态质量变化的主要气候驱动因子,草地向其他用地的转移是主要的土地利用驱动因子;④ 气候综合驱动在研究期间整体有减弱趋势,分布格局自西南向东北逐渐增强。论文对拉萨城市圈生态质量状况的监测及其驱动力的深入研究,能够为高原生态环境的保护和西藏地区城镇化的健康发展提供科学指引。     

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。     

塔里木河流域水储量变化及绿洲生态安全评估

绿洲是干旱、半干旱地区最具生态敏感性和独特性的景观类型,是维系人类生存和社会经济发展的重要区域。然而,在气候变化与人类活动双重影响下,干旱区水资源及其绿洲生境正发生剧烈变化。基于2000—2020年MODIS、GRACE卫星数据、土地利用数据和气象观测资料,通过计算植被覆盖度,估算植被初级生产力(NPP)和遥感生态指数(RSEI),系统分析了过去20 a塔里木河(简称塔河)流域陆地水储量和绿洲的动态变化并完成了绿洲区生态安全评估。结果表明：(1)2002—2020年塔河流域陆地水储量以0.27 mm·月^-1的速率减少,空间上塔河流域陆地水储量在北部和西部区域显著减少,而在南部区域显著增加。(2)2000—2020年塔河流域绿洲面积显著增加,面积增加6.49%(0.42×10⁴km²)。塔河流域整体生态环境呈转好趋势,生态等级由较差级别转为中等级别,生态改善区占总流域面积的69%,而生态退化区面积不足5%。塔河流域归一化植被指数(NDVI)由2000年的0.13增至2020年的0.16,近20 a植被覆盖度增加36.79%...     

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...     

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。     

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。     

基于遥感生态指数的广东石门台国家级自然保护区生态环境质量评价

基于遥感生态指数（RSEI）定量评估了1997—2021年石门台自然保护区的生态环境质量变化,探究该自然保护区建立与管控级别提升前后的生态环境质量变化情况,并运用随机森林算法和相关性分析方法探讨演变的原因。结果表明：石门台自然保护区RSEI值从1997年的0.637动态上升到2011年的0.714,随着自然保护区从省级升至国家级,生态环境质量稳步提高,2021年RSEI达到0.788;保护区生态环境质量变好的区域占比高达64.5%,其中,缓冲区改善较为明显,变差的区域主要集中在实验区人类活动频繁地区以及核心区高海拔山脊地带;RSEI对高程的响应最为明显,300～600 m生态环境质量最好,300 m以下和超过900 m生态环境质量相对较差;当土壤酸碱度为5.3、有机碳质量分数为4.1%、黏土质量分数为32%时,RSEI最高;居民活动从外向内（即实验区-缓冲区-核心区）对生态环境质量的影响程度逐渐降低且带来负面影响;时间上,RSEI与降水呈现正相关性,有23.6%的区域通过显著性检验（P<0.05）,局部年份受降水的影响较大。总体上,石门台自然保护区生态环境质量变好趋势明显,今后应...     

基于MODIS的2006-2016年西藏生态质量综合评价及其时空变化

针对缺少基于遥感数据产品的西藏地区植被生态参数筛选及综合评价的研究现状,以2006年和2016年西藏地区MODIS卫星遥感产品反演得到的植被覆盖度、叶面积指数、植被总初级生产力、区域热度与改进的湿度5项指标为基础,提出了基于主成分分析法的西藏植被生态环境质量评价方法,并探索了其时空变化规律及机理。结果表明：① 西藏地区植被生态质量整体较为脆弱,且区域差异明显,呈现东南优、西北差的分布格局。② 2006-2016年间西藏地区植被生态质量总体呈现变好的趋势。在时间序列上,2006-2016年间改善、退化的区域占比分别为31.88%和4.13%;在空间分布上,变好的区域分布在西北、中部和东部,变差的区域集中在东南部。③ 水热状况改善特别是降水量的增加和人为保护政策使得研究区西部和中部地区生态质量有所提高。社会经济活动加强是研究区东南部生态质量变差的主要原因。     

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...     

干旱区生态移民空间迁移特征与生态影响——以甘肃省古浪县为例

生态移民是西部乡村振兴及区域生态保护与修复的有效途径之一,探究生态移民空间迁移特征与生态影响,有助于区域减贫和生态文明建设。以典型的西北干旱生态移民搬迁区域为例,从县域空间视角出发,通过计算土地利用转移矩阵、动态度、利用归一化植被指数（Normalized difference vegetation index,NDVI）和植被恢复度（Vegetation restoration degree,VRD）等方法,系统分析2010—2018年古浪县生态移民空间迁移和植被恢复的时空变化特征。结果表明：（1）2010—2018年生态移民空间迁移特征表现为地势由高到低、坡度由陡到缓,交通导向和空间聚集,共计移民6.24×104人,占全县常住人口的20.20%。（2）2010—2018年研究区NDVI在时空上呈现南部迁出地持续增长,北部迁入地先降后升的“V”型趋势。整体移民区NDVI最小值从0.10增至0.15,增加50.00%、NDVI最大值从0.52增至0.72,增加38.46%;移民安置区NDVI最小值从0.10减至0.09,减少10.00%、NDVI最大值从0.66增至0.72,增加9.0...     

图们江下游地区湿地生态评价

根据对图们江下游地区典型湿地的实地调查,借鉴国内外湿地生态评价的指标和方法,结合本区的实际情况,选用反映湿地生态保护功能和服务功能的13项指标,运用层次分析法对图们江下游地区湿地进行生态评价。先确定评价指标的权重、序次,再对生态评价因子进行等级化处理,然后为评价因子赋分,计算综合的评价指数(CEI)。评价结果显示,图们江下游地区湿地大部分区域生态环境较好,该湿地的主要功能是生态服务功能;根据综合评价指数CEI,将图们江下游地区湿地的生态质量分化为3个等级,CEI在(0.7,1]之间为生态质量较好的湿地区域,共有5处,依次是图们江流域,龙山水库区域,五道泡南—龙山水库西侧沼泽湿地,圈河流域和五道泡区域;CEI指数在(0.5,0.7]之间为生态质量一般的湿地区域,共有3处,依次是鲁田地区(Ⅺ)、三道泡区域(Ⅲ)、人工水田区(Ⅹ);CEI指数在(0,0.5]之间为生态质量较差的湿地区域,共有3处,依次是头道泡区域(Ⅰ)、四道泡区域(Ⅳ)、二道泡区域(Ⅱ)。     

甘肃中部地区景观生态格局与土地利用变化研究

采用1986~2000年TM和ETM+影像数据,计算景观生态指数得出整个地区景观生态空间格局,通过对土地利用/覆盖变化的时空变化分析,实现空间格局和地理时间变化过程的小尺度区域有机结合,对干旱半干旱脆弱生态环境下城镇较为密集地区的人地关系研究具有典型意义。研究表明：低、中覆盖度草地构成本地区基质,沟谷河谷与交通通道是联系乡村和城市的主要廊道,本地区属于人类影响渐强区,在干旱半干旱自然条件下,城镇用地扩张是整个地区土地利用变化主要因素,农业结构调整在空间上改变着空间格局。     

厦门市同安区生态安全格局构建

以厦门市同安区为例,运用遥感生态指数开展生态质量评价,并基于多期数据判断生态质量稳定性,识别生态源地;选取土地覆被、植被覆盖、地形坡度和距水域距离等因子构建生态阻力基面,并采用夜间灯光数据修正人类活动对生态阻力值的影响;进而运用最小累积阻力模型构建生态阻力面,识别生态缓冲区、廊道和节点,构建城市生态安全格局。研究表明：1）2006、2010和2015年同安区RSEI指数分别为0.577 3、0.664 8和0.632 9,生态质量均处于良等,但在2006—2015年间出现先上升后略微下降的变化。2）同安区生态安全格局由生态源地高、中、低3级缓冲区,44条源间廊道和20个生态节点组成。其中,生态源地总面积为293.19 km2,占全区总面积的44.12%。高、中、低3级缓冲区面积分别为478.81、99.52和83.36 km2,分别占全区面积的72.36%、15.04%和12.60%。3）提出以生态安全格局为基础构建“生态安全屏障—廊道—基质”的生态保护框架,为城镇开发提供参考。基于遥感生态指数综合识别的生态源地,具有高生态系统服务价值和高生态敏感性,分布与重要生态功能区基本一致,可为生态安全格局源地识别方法提供参考。     

山地城市扩展及生态变化遥感分析

城市化进程使植被和水体等生态资源用地日渐缩小和破碎。遥感技术由于具有宏观、快速、准确认知对象的优势在城市生态环境变化监测中发挥着日益重要的作用。本研究采用Landsat系列遥感数据,选择EIBI建筑指数提取城市建筑用地扩展信息,并运用遥感生态指数(RSEI)对龙岩市生态质量变化进行遥感评估。结果表明:1)增强的指数型建筑指数(EIBI)可有效抑制裸土信息,增强建筑用地信息,使用EIBI提取建筑用地的精度可达90%以上;2)2002—2014年为龙岩市快速发展期,建成区面积增幅达50%;生态退化面积大大超过生态改善面积;整体生态指数均值自0.684降至0.636,降幅达7.02%,建成区生态指数均值自0.370降至0.351;3)造成龙岩市生态质量退化的主要因素包括:一是城市建筑用地扩展,二是采矿工程建设和地表开挖工程建设。     

海岛型城市扩展的生态效应分析——以厦门岛为例

利用Landsat卫星影像,采用新型遥感生态指数(RSEI)对海岛型城市厦门在不同时期的生态变化进行研究,以期揭示城市的快速发展对城市生态质量的影响。研究结果表明,1993~2009年,厦门岛的城市建筑用地虽经过大幅扩张,但并没有造成生态质量的大幅下滑,其RSEI生态指数值仅略为下降。分析表明,这主要是得益于厦门城市发展的科学规划。但是厦门岛西北部的生态较差,是今后进一步改善生态的重点地区。     

基于生态恢复的阿克苏河流域生态输水调度优化研究

生态输水调度是生态保护和恢复最有效的措施之一,实施生态输水对恢复干旱半干旱地区天然生态系统、维护绿洲生态系统健康具有重要意义。结合阿克苏河流域生态输水现状,在识别自然植被重点区和估算生态需水的基础上,建立了基于生态恢复目标的流域生态输水调度优化框架。首先采用高分系列影像识别自然植被信息,建立阿克苏河流域2015—2020年自然植被数据集,逐像元统计自然植被出现频次确定了艾希曼湖湿地区、第一师边缘胡杨林区、五团边缘胡杨林区3个自然植被重点区,面积达1257.69 km2;借助面积定额法和水量平衡法估算3个自然植被重点区的生态输水量分别为1.53×10⁸m³、2.73×10⁸m³、1.14×108m³;确定了流域生态输水的最佳时间为5—9月,单次或2次进行生态输水,建议单次生态输水量大于0.2×10⁸m³且输水天数大于10 d;渠系网络分析显示3个自然植被重点区设置的8个输水口可以作为今后生态输水路径的参考。研究结果对阿克苏河流域生态输水...     

基于 SRP 概念模型的祁连山地区生态脆弱性评价

基于生态敏感性-生态恢复力-生态压力度（SRP）概念模型,从地形、气候、植被和社会经济 因子选取 8 个评价指标,利用遥感和 GIS 技术,采用主成分分析方法求取权重,对祁连山地区启动 水源涵养区生态环境保护和综合治理规划研究前后近 10 a 的生态脆弱性程度进行系统、定量地评 估,旨在揭示生态脆弱性的分布特征、时空演变及动因,为区域生态保护、资源利用和可持续发展 提供参考。结果表明：（1）从研究区生态脆弱性分布来看,祁连山地区主要以轻度和重度脆弱为 主,脆弱性程度从西北向东南地区逐渐减弱,西北地区植被覆盖度小,海拔高,生态环境较为恶劣 是导致脆弱性程度较高的原因;（2）祁连山地区 3 期生态脆弱程度呈逐渐下降趋势,综合指数分别 为 3.307、3.118 和 3.103;2005 年 生 态 脆 弱 性 较 高 ,极 度 脆 弱 面 积 为 28 610 km²,2010 年 下 降 为 11 723 km²,2015 年降低为 6 174 km²,极度脆弱面积逐渐减少;（3）从祁连山地区生态脆弱性演变动 因来看,8 个指标对生态脆弱性影响均较为显著,但在不同的时间影响程度各不相同,2005—2015 年 3 期数据中对生态脆弱性影响最大的均为植被指数,降水次之,地形因子影响最小。总体来看, 近年来祁连山地区生态脆弱性程度有所降低,但仍然需要加强保护力度,促进生态环境可持续 发展。     

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。