基于风险-质量的高原湖泊流域生态分区构建--以滇池流域为例

随着人类足迹不断延伸,高原湖泊流域人地系统三生空间冲突显著。以滇池流域为例,顾及流域三生空间冲突风险,基于三生空间景观格局和生态环境质量的变化,尝试引入四象限模型,结合热点分析,划分风险-质量综合生态环境分区。结果表明:(1)滇池流域三生空间冲突风险类型以较强为主,冲突曲线指数呈现倒“U”型,较强冲突比重不断下降。三生空间类型转换明显,生活空间共增长了312.23km^(2),主要是由于高原湖泊流域的快速城镇化使得生活空间大量挤占了生产和生态空间。(2)滇池流域生态环境质量总体呈现下降趋势,空间上以滇池为中心呈现高-低-高的分布特征。较高质量和高质量区面积减少了136.66km^(2);低质量区和较低质量区由699.65km^(2)上升到930.51km^(2),约占流域总面积的1/3。(3)基于三生空间冲突风险和生态环境质量两个维度将生态分区分为综合生态环境优质、良好、一般、劣质四类,四类区的空间分布连续性相对较好,尤以劣质区面积连续扩展的态势最为典型。针对不同生态分区提出差异化管理措施,为流域人地协调发展提供实践指导。

城市化背景下粤港澳大湾区生态风险时空演变及生态分区识别研究

为揭示粤港澳大湾区城市群30年间土地利用类型转移变化规律,基于1990—2020年共4期Landsat遥感影像,分析研究区生态系统服务价值(ESV)及生态风险值时空演变特征并构建生态功能分区。结果表明:30年间,粤港澳大湾区建设用地面积累计增加5616 km^(2),增幅达179%,主要源于林地和耕地的转移变化;ESV在时间上总体呈先增加后减少趋势,在空间上呈中部低、四周高特征;生态风险在时间上呈不断增加趋势,风险等级向中高风险类型转移,在空间上呈中部高、四周低分布特征且表现出一定的空间集聚现象;根据ESV与生态风险值分布,可将研究区划分为严格管控区、重点管控区、一般管控区与生态保护区4种功能生态分区,其中严格管控区面积呈扩大趋势,重点管控区面积呈先增后减趋势,而生态保护区面积呈持续缩小趋势。

基于“EVI-ESV”伊犁河谷生态环境评估及生态分区构建

矿山开采为中国经济发展做出贡献的同时也带来一系列生态问题,对区域生态环境进行实时、客观、准确的动态评价显得尤为重要。以伊犁河谷为例,基于2013、2015、2017、2019、2021年的Landsat8遥感影像、夜光遥感数据、土地利用数据和统计年鉴数据从生态脆弱性和生态系统服务价值两方面综合构建伊犁河谷生态分区,避免从单一角度考虑区域生态环境的不足,同时分析自然因素和社会因素对高脆弱-高供给和低脆弱-低供给区域的相关性,探究该区域的主要影响因子,为西北干旱区环境治理及合理利用自然环境的社会供给价值提供科学依据。结果表明,1)2013-2021年伊犁河谷矿区生态环境明显改善,极度脆弱区从2013年的6%下降到2021年的3%,整体逐渐转为微度和轻度脆弱的面积占谷地总面积的30%。2)在整个研究期内耕地、林地、裸地、人造地表生态系统呈上升趋势,这些大部分来源于草地。草地在所有土地利用类型中占比最高且生态供给值最高,均达到51%以上。3)高脆弱-高供给区(Ⅰ)生态分区呈带状分布于南部和东部地区,呈减小发展趋势,低脆弱-低供给区(Ⅲ)生态分区主要分布在北部和中部部分区域,该区域逐年递增且增加的区域大部分来源于第Ⅱ生态分区的转化。4)植被覆盖度、人均生产总值、牧羊单位密度是Ⅰ分区的主要影响因素,Ⅲ分区的主要影响因素为土地利用类型、植被覆盖度、湿度。以Ⅰ、Ⅲ分区的研究结果作为参考,对伊犁河谷的各种影响因素进行调控,生态环境将会得到明显改善。

郑州黄河湿地省级自然保护区河道演变监测与生态分区研究

郑州黄河湿地省级自然保护区在保护生物多样性、维护生态平衡和促进可持续发展方面发挥着重要的作用,其内部河道的变迁会影响保护区内生态环境的稳定性。本研究以湿地生态保护和修复为出发点,基于Landsat卫星影像数据,对研究区内河道变化进行动态监测。通过研究2001—2020年湿地内河道历年来的动态变化,重点探究了其时空分布特征及演变规律。同时,根据河道的变迁划定出易变动区域,分析了自然保护区生态环境动态变化的原因。研究发现:①研究区域内河流面积扩大,河道走向变化较小;②2001—2020年,黄河河道的部分河段面积总量发生波动,河流主体南北偏移范围为0.8~5.3km;③易变动区域主要集中在河道东部及中部区域。本研究可为郑州黄河湿地省级自然保护区的生态分区管控提供有效依据,有利于该区域实施科学、可行的保护措施。

国内外水生态分区研究进展

水生态分区研究自开展以来已有半个世纪的历史,取得了大量的研究成果,发展出为不同管理目标服务的多种类型、指标体系和研究方法。总结了国内外关于水生态分区研究的概念框架以及中国、美国和欧洲水生态分区的研究概况,综合阐述了典型水生态分区的指标体系和常见研究方法如生物评价法和统计分析法等,最后概括分析了当前国内外水生态分区在水环境管理应用中存在的普遍问题和困难。

广东省生态系统服务特征及生态分区优化研究

本研究关注广东省生态系统服务的特征分析和生态分区优化,采用InVEST模型和CASA模型,结合多尺度地理加权回归(MGWR)模型,对2018年广东省的生态系统服务进行深入评估。研究结果表明,广东省的生态系统服务在空间上呈现显著异质性,特别是在北部的丘陵和山地地区,生态服务能力较强,而珠三角等南部沿海平原地区则相对较弱。通过生态系统服务之间的权衡关系分析,本研究识别了各类生态服务之间的复杂相互作用,揭示了生态保护和经济发展之间的潜在冲突。利用“三维魔方”模型对广东省进行生态分区管控,划分出不同类型的生态区域,如北部的重点生态保护区和南部的城市生态优化区。本研究为广东省的生态系统管理和规划提供了科学依据,对促进区域生态文明建设和可持续发展目标的实现具有重要意义。

中美生态分区及其分级体系比较研究

生态分区及其分级体系越来越多地用于环境保护政策的制定和管理决策,尤其是在自然资源管理、保护和评价方面。目前世界上有许多生态分区及其分级体系,不同的生态分区与分级体系使用不同的生态分区方法和各种指标。如何正确评价和选择这些生态分区及其分级体系进行自然资源管理和环境决策,已经成为管理者和研究者的一个难题。概述了近20a来生态分区分级研究现状与国际进展,重点比较、分析了美国主要生态分区及其分级体系与中国生态功能分区之间的差异。结果表明,在生态分区的分区单元内涵、侧重点以及分区角度3个方面,中美之间有显著的不同。美国的生态分区及其分级体系多注重自然生态系统,尤其在其评价指标中,人类在生态系统中的地位与生态系统内其他生物相平等。而中国的生态功能分区,则更加突出人类在生态系统中的地位以及生态系统为人类社会提供的生态服务功能。这些体系各有优点和缺陷。通过这些体系的比较研究,可为中国后续水生态分区研究和改进中国生态功能分区提供参考和建议。

辽河流域水生态分区研究

依据河流生态学中的格局与尺度理论,对流域水生态分区的内涵进行辨析,从理论上对区划方法进行了研究.通过对辽河流域自然要素及水生态特征的分析,建立了辽河流域水生态分区体系.明确了各级分区的主要内容与分区依据,提出了各级分区的特征指标,从而建立了流域水生态分区的指标与方法体系.结果表明,辽河流域包括2级水生态区,一级区可根据流域水资源空间特征差异进行划分,其目的是反映大尺度水文格局对水生态统的影响规律,二级区是根据地貌、植被、土壤和土地利用等自然要素进行划分,目的是反映流域尺度的地形、地貌及植被对河流栖息地环境特征的影响.在GIS技术支持下,采用多指标叠加分析和专家判断方法,将辽河流域划分为3个一级区、14个二级区,对不同分区的水生态系统特征及其所面临的生态环境问题进行了总结.对水生态分区在流域管理中的应用进行研究,提出了基于水生态区的环境管理技术支撑体系.

基于浮游植物功能类群的广东省大型水库生态分区初探

2012年1月和7月通过对广东省境内10座供水水库进行水生态调查,采集48个站点的浮游植物样品,对其进行浮游植物功能类群的划分及聚类分析.调查区共鉴定出8门104属207种浮游植物,主要分属于30个功能类群.聚类分析将这10座水库聚合为4个类型区,第一生态类型区包括南水和新丰江水库,以适应低营养环境的功能类群为主;第二生态类型区包括飞来峡、白盆珠和新丰江水库,主要以中营养型和广谱型为优势功能类群;第三生态类型区和第四生态类型区包括高州、公平、大水桥、鹤地和汤溪水库,其中高州和公平水库主要以富营养型和广谱型为优势功能类群,其它水库则以适应富营养环境的功能类群为绝对优势类群.上述4个类型区浮游植物优势功能类群差异较大,且与水质营养状态有良好的响应关系.

黄土高原生态分区探讨

生态分区是生态系统和自然资源合理管理及持续利用的基础,合理的生态分区可为生态环境建设和环境管理政策的制订提供科学依据。在综合分析黄土高原生态环境特点的基础上,阐明了本区的生态地位及存在的主要生态问题。综合考虑黄土高原自然生态特点及其所构成的空间组合的相似性和异质性,提出了黄土高原生态分区的原则、依据及指标系统。通过对气候、土壤、植被等生态系统要素和社会、经济因素进行聚类分析,将黄土高原划分为七个一级生态类型区,并讨论了各区建设生态屏障的区域布局、建设途径及任务。

流域环境要素空间尺度特征及其与水生态分区尺度的关系--以辽河流域为例

指标体系构建是流域水生态分区技术框架中的一项重要内容。目前提出的指标体系尚缺乏一定的科学理论支持,如所选指标的生态尺度与各级分区大小之间的对应关系。生态学研究认为,不同尺度上的生态过程和格局不同。以辽河流域为例,对影响水生态系统的几个大尺度环境要素(降水、地形和植被)的空间尺度特征进行分析,得出了各要素空间变异最为显著的尺度。其中,降水的空间尺度约为75 km,地形要素和指标均大致存在16 km、32 km、64 km和128 km多个景观特征尺度。在界定水生态一、二级分区范围基础上,讨论了各环境要素作为水生态一、二级分区指标的适用性,以期为辽河流域水生态分区指标选取提供一定科学依据,同时希望能为其他流域提供一定参考。

上海城市生态分区与城市森林布局研究

城市作为人口主要集中居住的地区 ,其生态环境的日益恶化已经受到普遍关注。建立人与自然和谐共处、健康、安全和可持续发展的现代化城市是全球人类的共同理想。通过建设城市森林来改善城市环境 ,维持和保护城市生物多样性 ,提高城市综合竞争力 ,促进城市走可持续发展道路 ,是现代城市生态环境建设的重要内容和主要标志 ,城市森林是城市有生命的基础设施之一 ,对城市生态环境改善具有重大意义。本文从上海市的自然生境条件、环境质量状况、生态敏感区的分布、城市化程度等方面进行城市生态分区 ,同时根据水系及道路交通系统的等级 。

阿拉善荒漠区的景观生态分区

本文是国家自然科学基金重点项目 :“阿拉善荒漠区生态系统受损机制与重建研究”中的一项基础性研究内容 ,在全面进行景观生态考察 ,运用 TM卫星遥感信息编制景观生态系列图 ,并对景观生态条件和景观类型进行分析的基础上制订了阿拉善荒漠区的分区方案 :首先划分出阿拉善中东部的沙质、沙砾质荒漠区和阿拉善北部到额济纳的石质、砾质荒漠区。前者又分出 :腾格里沙漠区、乌兰布和沙漠区、巴丹吉林沙漠区、贺兰山区、贺兰山西麓山前平原区、沙尔札—雅布赖低山残丘区、龙首山及山前区。后者分为 :外阿尔泰地区、额济纳绿洲区、弱水古洪积平原区、包尔乌拉—马鬃山区。

湖北省湖泊营养物生态分区技术方法研究

提出一种基于主成分分析、聚类分析、判别分析和空间自相关的分区模型,用于对湖北省湖泊营养物生态分区的尝试.运用主成分分析法对众多指标进行降维处理,产生彼此互补又能综合反映湖区情况的新指标,构建了湖北省湖泊营养物生态分区指标体系.在此基础上,根据各区域新指标值结合聚类模型进行湖泊流域的初步分类,利用判别分析完成非湖泊流域的类别归属判别,运用空间自相关分析方法对区域各因素的空间分布格局进行量化分析,以揭示零散分类区块在空间地域分布上的关联和差异,最后根据关联结果确定边界完成分区并进行特征描述.结果表明,利用该分区技术方法体系可以尽量避免人为因素干扰,得到更为客观的分区结果,具有良好的适应性和可行性.

考虑地质条件进行土壤生态分区的原则、方法探讨

土壤生态特征与地质环境之间具有密切的成生联系 ,以地质构造和地貌条件划分土壤生态区、亚区 ,以土壤类型、母质、微地形、土壤资源评价等级 ,社会经济条件划分土壤生态片 ,从而建立了多层次、系统化的土壤生态信息库 ,为优化土地利用结构提供了可靠的依据。

定量化方法在生态分区过程中的应用及案例研究

该文在总结国内外有关生态分区研究的基础上,针对目前研究中存在的主观性强、专家选取对分区结果影响大的问题,在生态分区过程的两个关键点引入定量方法。应用主成分分析方法,确定各指标权重,筛选生态分区划分指标,确定各级生态分区的指标。应用系统聚类方法,确定各生态分区的最终边界。以辽河流域为例,选取降雨量、地势地貌、植被类型以及土壤类型等指标,应用定量化方法进行生态分区的划分,共划分一级生态分区3个,二级生态分区9个。该文旨在为生态分区的划分提供更为客观、科学的方法,从而为环境与资源的研究、评估、监测和管理提供适宜的空间分析框架,为生态管理和相关政策的制定与实施提供科学、合理的依据。

基于营养盐的中国湖泊生态分区框架与指标体系初探

湖泊营养盐水生态分区是湖泊营养盐基准和富营养化控制标准制定的基础,是对湖泊富营养化进行综合评估、预防、控制和管理的科学基础和重要手段.本文通过对生态分区、水生态分区概念内涵的辨析,生态分区划分依据的探讨,及营养盐生态效应在空间表征、驱动因子、响应模式上的分异分析,剖析了基于营养盐的湖泊水生态分区概念内涵,提出了中国湖泊实行"分区、分类、分级"的三级划分框架;指出以气候带、地形地貌、流域水系等地带相似性为分区的依据,以区域内地形地貌、土壤营养吸附量、土地利用格局、湖盆形态(水深、面积、岸线发育)、水文特点(交换周期、水位变动、矿化度)等方面的差异为主要分类指标,以营养盐浓度、初级生产者(浮游藻类、周丛藻类和水生维管植物)生物量、单位营养盐浓度下的初级生产者生物量、初级生产者优势种群类型等为分级指标的划分依据;以发生学、等级性、相似性、分异性、完整性、综合性等为分区原则,初步构建了湖泊水生态分区的指标体系,为中国基于营养盐的湖泊水生态分区做了奠基性的准备工作.

基于水生态分区的太子河流域水生态承载力研究

为实现太子河流域水生态系统的分区保护,采用系统动力学方法,建立了基于水生态分区的水生态承载力模型,模拟了太子河流域水生态系统的动态变化。结果表明:太子河流域各水生态分区的水生态承载力各不相同。通过对8种情景下水生态承载力的比较分析,认为集产业结构调整、适度经济发展速度、节水及控污于一体的综合方案使各分区水生态承载力的提高效果最为显著。针对各分区面临的不同承载压力,提出相适应的水生态承载力改善措施,为流域水生态系统的可持续发展提供科学依据。

生态分区的原则、方法与应用——内蒙古自治区生态分区图说明

区域分异原则是生态学中的重要原理之一。任何陆地生态系统都具严格的区域特点,因此对土地资源的利用必须因地制宜。而生态分区就是正确认识草地资源区域特征的重要手段。本文以内蒙古自治区生态分区图说明为例,提出3个分区等级(生态区、生态亚区和生态小区)及其概念,并结合分区对内蒙古土地资源的管理和利用提出建议,以建立稳定的粮油糖生产基地。

耦合InVEST-HFI-PLUS模型的生态分区规划与动态评估——以博尔塔拉蒙古自治州为例

生态分区规划是平衡区域生态保护与发展建设,促进区域可持续发展的重要手段。以博尔塔拉蒙古自治州为例,通过耦合InVEST-HFI-PLUS模型,在评估研究区生境质量与人类足迹指数的基础上,进行生态分区规划。利用2005年与2020年两期土地利用数据,借助PLUS模型模拟自然发展与规划保护两种情景下研究区2035年的土地利用状况,并动态评估不同情景下的生态系统服务水平,对比分析不同情景的实际效益。结果表明:(1)研究区整体生境质量较好,有56%的区域生境质量等级为高;研究区人类足迹指数呈现四周低、中部高的分布格局。(2)综合生境质量与人类足迹指数,可以将研究区划分为重点保护区、重点修复区以及适度开发区三个生态管制分区,其中重点保护区面积占比为52.8%,重点修复区面积占比为42%,适度开发区面积占比为5.2%。(3)对2035年两种情景下的土地利用模拟与生态系统服务价值评估表明,规划保护情景下生态系统服务总价值较自然发展情景下提升4.16亿元,研究区生态条件有明显改善。