气候变化和人类活动对中国生态敏感性的影响分析与改善路径——基于响应曲面法

生态敏感性是指生态系统对外界干扰的反应程度。随着气候变化和人类活动日益加剧,二者分别以单独和交互作用的方式影响生态敏感性,进而暴露出整体或区域性的人口、资源与环境问题。因此,厘清气候变化和人类活动对生态敏感性的影响程度,并分级进行改善,有利于提升地区生态环境的韧性和可持续发展水平。该研究以中国31个省份为研究对象,基于2001—2020年的气象、遥感和统计数据,构建气候变化、人类活动和生态敏感性指标体系,运用主成分分析提取气候变化和人类活动的影响因子,利用响应曲面法(response surface methodology,RSM)分析各地区气候变化和人类活动单因子及交互作用对生态敏感性的影响,并以包含生态和气候敏感性的复合敏感值为依据,划分优化区、管控区和治理区,探究了敏感值较高的治理区的改善路径。结果表明:(1)中国生态敏感值在时间上呈波动下降态势,2001—2020年总体下降了2.2%;空间上呈现出“西高东低、北高南低”的空间布局,与2001年相比,2020年重度敏感及以上的省份数量减少了7.1%。(2)经济发展、气候变化、人口规模对不同省份生态敏感性的影响存在差异,受单因子影响的省份占比分别为77.4%、67.7%和54.8%;因子交互作用中,负交互效应占比为69.6%,说明大部分因子对另一因子影响生态敏感性的效应产生反向作用。(3)为减少气候变化对生态敏感性的负面影响,针对治理区内自然条件和发展速度不同的区域,需要有针对性地协调经济发展或人口增长,以确保在生态承载范围内推动经济社会可持续发展。

秦巴山片区生态敏感性评价及地形梯度特征

[目的]秦巴山片区不仅是我国重要的生态功能区,也是国家集中连片特困区,加强生态敏感性评价,揭示其地形梯度特征,对于山区生态红线划定和生态高地建设具有重要价值。[方法]借助GIS技术,以土地利用/覆被、气候、地形和土壤等数据为基础,综合采用线性加权求和法、熵权法、空间叠置法等,评价区域生态敏感性,并进行敏感性功能区划。[结果](1)2000-2018年秦巴山片区生态敏感性呈现波动性变化,2010年以后生态敏感性有所降低;(2)水平方向上呈现南高北低的格局,巴山山区县生态敏感性高于秦岭山区县;(3)垂直方向上,随着地形的增加,生态敏感性呈现“先增加后降低再增加”的态势;在海拔900 m附近最高;重度以上生态敏感性在地表切割深度75~200 m和坡度15°~25°分布面积最广;(4)基于生态敏感性评价结果,将秦巴山片区分为重点建设区、适度开发区、水土保持区、一般生态区和重要生态功能区,归纳各功能区土地利用和生态敏感性特征,并提出生态保护对策。[结论]未来要持续优化土地利用格局,加强坡度15°以上和中低地形位区域的山水林湖田草综合整治与生态修复。

基于GIS的大汶河流域生态敏感性研究

生态敏感性评价在推进区域经济高质量发展、制定区域生态环境政策和地区城乡规划布局中扮演重要角色。以黄河下游山东省大汶河流域为研究区域,依据气象因素、地形因素和社会经济因素三个层面选取了12项敏感指标因子构建了大文河流域生态敏感评价体系,并利用地理信息技术软件GIS与层次分析法对其进行生态敏感性综合评价。研究表明:大汶河流域气象敏感性主要表现为中高敏感度,地形敏感性主要表现为中低敏感度,社会经济敏感性主要表现为中高敏感度;综合敏感性评价中,大汶河流域极低度敏感区和低敏感区面积为3024.35 km^(2),占全流域面积的27.24%,适宜进行高强度的土地开发;中度敏感区面积为2738.76 km^(2),占全流域面积为24.67%,可适度开发利用土地;极高敏感区和高度敏感区面积为5319.07 km^(2),占全流域面积为47.93%,不适宜对土地进行开发利用。

生态敏感性约束下的国家公园游憩适宜性评价研究——以南山国家公园为例

生态敏感性和游憩适宜性双评价体系是通过测算区域生态环境问题发生的可能性大小,进而评估其发展生态旅游的适宜程度。论文通过建立生态敏感性和游憩适宜性的双评价指标体系,结合层次分析法和GIS空间分析法,研究南山国家公园游憩适宜性的空间分布特征,研究发现:(1)南山国家公园的游憩适宜性以轻度不适为主。(2)游憩适宜度较高的区域在空间上多呈带状分布,集中分布在白云湖景区等区域;游憩适宜度较低的区域主要呈现聚集型面状分布,集中分布在湖南舜皇山自然保护区等区域;余下的区域主要呈现小面积点状空间,分散分布在南山国家公园内部。(3)水环境和地势起伏导致的水土流失是影响南山国家公园生态系统稳定性的关键因素,旅游交通和核心保护区两因素导致的游憩成本增加是限制国家公园旅游发展的主要原因。(4)从是否适宜发展旅游的角度,将研究区域划分为低利用生态游憩区、密集性休闲游憩区和分散性观光游憩区。

黄河流域生态敏感性评价研究

以黄河流域为研究对象,依据地形条件、自然环境和人类活动3个方面,选取了7个指标,构建了生态敏感性评价体系,采用AHP层次分析法确定各指标权重,运用GIS加权叠加法对黄河流域生态敏感性进行综合评价。结果表明:黄河流域生态敏感性的空间分布存在显著差异,呈现出中上游高、下游低的分布格局,整体上中敏感区占主导地位,面积达33.59万km^(2),占流域总面积的42.25%,高敏感区和极高敏感区面积17.37万km^(2),占流域总面积的21.85%。

祁连山国家公园肃南片区生态敏感性评价

生态敏感性评价是反映国家公园生态问题与保护利用关系的重要手段,对国家公园规划建设具有一定的理论和实践指导意义。文章以祁连山国家公园肃南片区为例,基于现存主要生态问题,采用层次分析法(AHP)确定评价因子权重,并运用ArcGIS空间分析方法完成了肃南片区的生态敏感性综合评价。结果表明,祁连山国家公园肃南片区的综合生态敏感性总体处于中等偏高的水平,中等敏感性以上地区占总面积的78.90%;空间分布呈现由东北至西南逐渐增加的趋势。根据祁连山国家公园肃南片区综合生态敏感性评价结果,针对不同敏感性级别的区域提出了差异化的保护管理模式。

基于GIS模型的岳阳市生态敏感性分析

城乡的快速发展使得自然生态遭受破坏,城区的扩张加速了生态斑块的破碎化进程,因此缓解发展与自然的矛盾、保护地区生物多样性、维持生态环境稳定是非常有必要的。本研究以GIS为技术支撑,对岳阳市的地形地貌、水文、植被等进行综合分析,进而对岳阳市的生态敏感性进行科学研究。结果表明,岳阳市内极敏感地区占比17.67%,主要位于岳阳市东南地区,需严格保护此地域内的生态环境,高度敏感区占比21.3%,中度敏感区占比19.9%,低度敏感区占比32.52%,不敏感区占比8.61%。通过深入分析生态敏感性及其空间格局分布,可为今后岳阳市绿色发展,包括产业布局发展与生态环境保护提供参考依据。

基于GIS和AHP的洛阳市龙门风景名胜区生态敏感性评价

随着旅游业的快速发展以及风景区的无节制开发,风景区生态环境遭到严重威胁。以洛阳市龙门风景名胜区为例,选取9个生态敏感性因子,利用GIS法和AHP法,进行生态敏感性单因子等分析。结果表明,龙门风景名胜区整体生态敏感性中,不敏感区面积为462.29 hm^(2),占比14.58%;低敏感区面积为921.23 hm^(2),占比29.05%;中敏感区面积为787.69 hm^(2),占比24.84%;高敏感区面积为635.74 hm^(2),占比20.05%;极敏感区面积为363.86 hm^(2),占比11.48%,高敏感性和极敏感性区占比较高。通过量化分析,得出区域各因子对生态敏感性影响等级,并在生态敏感性评价的基础上,探讨风景名胜区可持续发展思路。

生态敏感性评估研究进展评述

生态敏感性评估是对区域生态系统的生态环境问题、生态潜在风险进行的预测与分析,是区域生态安全评价和生态保护的重要依据。以“生态敏感性”和“ecological sensitivity”为关键词进行文献检索,采用CiteSpace软件进行分析,系统梳理了生态敏感性评估研究进展和应用案例总结,讨论现阶段研究存在的问题与不足,并对未来生态敏感性研究提出展望。结果表明:生态敏感性从20世纪90年代提出以来,已形成了较成熟的生态敏感性评价指标体系,并在不同尺度生态敏感性评估与时空演变格局2方面取得较大进展;生态敏感性被广泛应用到生态安全格局构建、生态区划、生态修复、城市开发边界划定等规划设计与生态保护实践。未来研究需重点加强生态敏感性影响因子遴选、不同尺度评价方法以及敏感性分区阈值方法的研究。

基于生态敏感性的刘河镇生态空间规划研究

以河南省荥阳市刘河镇为基址,在自然地理、生态资源和社会经济3个方面选取具有代表性的7个生态敏感性评价因子,建立生态敏感性评价指标体系,确定研究区域不同层次生态敏感性的生态空间,采用“生态模型—生态要素—生态格局”的评估方法构建“一轴、一心、两区、多廊道、多节点”的区域生态安全格局。

GIS支持下太湖县生态敏感性分析

为了维护人类社会与自然环境的平衡,更有效对区域生态环境进行规划和管理,以太湖县为研究对象进行生态敏感性分析,选取5个生态评价因子,采用GIS空间分析方法与层次分析法,综合评价太湖县生态敏感性。结果表明:1)在所选的评价因子中,水域缓冲区对太湖县的生态敏感性影响程度最大,坡度对其影响程度最低,二者的权重分别为0.4和0.07。生态敏感性影响从小到大排序依次为坡度、高程、土地利用、植被覆盖度、水域缓冲区。2)太湖县的整体生态敏感性较高,其中高敏感区和极高敏感区占比分别为29.23%和4.45%,中敏感区占比为29.93%,低敏感区和极低敏感区占比分别为26.19%和10.19%。3)太湖县的生态敏感性在空间上分布差异明显,表现为西北部地区生态敏感性较高,东南部地区较低。

甘肃石佛沟国家森林公园生态敏感性分析

研究选取高程、坡度、坡向、植被覆盖度、道路缓冲区、土地利用类型6个影响因子,采用Arc GIS空间分析技术对石佛沟国家森林公园单因子进行综合分析,根据现状有针对性地提出对策与建议。结果表明,石佛沟国家森林公园极度敏感区、高度敏感区、中度敏感区、轻度敏感区、极低敏感区分别占总面积的9.19%、24.89%、20.28%、27.19%、18.45%。极度敏感区和高度敏感区主要分布于公园的西部、东部和南部,其海拔高、坡度大、土地利用多为林地、植被覆盖度较低;中度敏感区在公园零散分布,其海拔较高,土地利用以灌木林地和草地为主;轻度敏感区和极低敏感区集中分布在有耕地和乡村建设区等开发建设程度较高的区域。研究区主要集中在轻度敏感到高度敏感范围。

咸丰县域生态敏感性空间格局分析

选取地形地貌因子(主要包括高程、坡度、坡向)、水体缓冲区、NDVI、土地利用类型四大类指标,综合单因子分析及多因子加权叠加的方法,利用ArcGIS分析技术和层次分析法对咸丰县生态敏感性的空间格局进行分析,得出各单因子及多因子综合性评价图。结果表明:咸丰县综合生态敏感性强度整体上由西北和东南向中部降低,研究区的极低敏感区、轻度敏感区、中度敏感区、高度敏感区和极高敏感区面积占研究区总土地面积的比重依次为0.87%、14.96%、27.89%、35.51%、20.77%。

基于土地生态敏感性评价的生态产品价值分区实现研究——以阿勒泰市为例

良好的生态环境是维持人类生存与发展的基础,是国家生态文明建设的重要前提。利用GIS技术对阿勒泰市的生态环境进行敏感性评价。结果表明:(1)阿勒泰市生态环境敏感性影响程度由大到小排序为:土地利用类型>植被覆盖度>河流缓冲区>道路缓冲区>高程>坡度>坡向。(2)阿勒泰市生态敏感性总体偏高,极度敏感和高度敏感等级区域占研究区总面积的42.45%,在北部山区、中部丘陵区,以及南部额尔齐斯河两岸均有分布;不敏感等级和低度敏感等级区域主要分布在中部丘陵和山间冲积平原区。(3)基于生态敏感性评价结果将阿勒泰市分生态保护区、生态提升区以及生态防护治理区3个区域,并根据区域特点提出完善生态补偿、特色生态旅游、生态农业、开展生态治理与修复等生态产品价值实现模式,为阿勒泰市生态产品价值实现提供实践参考。

生态脆弱区公路选线优化及生态敏感性研究——以贵州省黔东南州玉屏至镇远公路为例

大规模交通基础设施的快速发展加剧了生态风险,尤其是生态脆弱区的公路建设,易对沿线生物多样性及生态系统构成重大威胁,如何填补这一空白,更好地优化公路选线仍缺乏普遍研究。本研究以贵州省黔东南州玉屏至镇远公路选线为例,采取客观、定量的评价方法分析公路沿线生态稳定性,通过构建公路生态敏感性评价体系,运用层次分析法(AHP)及ArcGIS空间加权叠加分析,指导其在生态脆弱区的选线优化,有效防止生态系统的进一步破碎和丧失。结果表明:1)从高程(B1)、坡度(B2)、坡向(B3)、水源保护(B4)、土地利用现状(B5)、风景名胜资源保护(B6)、植被覆盖度(B7)、景观破碎度(B8)、地质灾害(B9)9个指标进行评价,权重值由大到小为B7>B1>B4>B8>B5>B2>B9>B6>B3,表明植被覆盖度对公路生态敏感性影响最大,坡向影响最小。2)玉屏至镇远公路生态敏感性分值为1.60~5.62,高敏感区和中敏感区分别占10.72%和25.84%。3)对传统公路选线(B线)与基于生态敏感性选线(K线)指标对比,K线生态敏感性(4.34)低于B线(4.58),提出了不同路段工程建设适宜性与生态恢复策略。本研究为生态脆弱区公路选线提供了科学依据,并可推广至其他领域绿色基础设施的规划与实践。

黄河流域甘肃段生态敏感性评价研究——以广河县为例

为探究适用于黄河流域甘肃段生态环境的保护理论与方法,解决该区域生态环境保护与社会经济发展的矛盾问题,选取适合黄河流域甘肃段生态敏感性评价因子,利用层次分析法和GIS空间分析方法,定量评价广河县生态敏感性,并选取GDP、人均GDP、人口密度等6项社会经济指标,结合耦合度模型和耦合协调度模型,分别探究生态敏感性与其的耦合协调关系。研究表明:(1)水体、土壤可蚀性、植被覆盖与土地利用类型对广河县生态敏感性影响较强烈。(2)生态敏感性子系统与各社会经济指标子系统呈现出较强的空间相关性,互相依存关系明显,耦合度水平均处于较高状态。(3)耦合协调度研究中生态敏感性子系统与人均GDP、矿产资源指标子系统处于协调发展状态,生态敏感性子系统与GDP、人口密度、工业指标与养殖业指标子系统处于拮抗发展状态。研究生态敏感性与社会经济发展的相关性,为该区域提供差异化的发展与保护协调路径,并为同类型区域提供借鉴。

城市公园的生态设计问题再认知——基于生态敏感性与人群活动的叠合分析实验

文章以南京市玄武湖公园为实证对象、清凉山公园为对照实验对象,在进行基地生态环境调查基础上,借助ArcGIS的空间分析功能,选取了高程、坡度、坡向、归一化植被指数、土地利用类型5个生态因子,利用层次分析法完成单因子生态敏感性分析,再通过加权叠加法获取综合生态敏感性布局图。将公园的生态敏感性布局与人群活动分布进行叠合分析,两者高度重合的结果表明人群活动使得在综合性公园、社区公园、游园等一般意义上的城市公园中维护生态敏感性不具有现实可行性,且城市公园的生态设计问题并非一个简单应用景观生态学理论的问题,进而从城市绿地系统景观格局、公园内部整体或局部生态过程、专类公园中的“自然公园”3个方面讨论了城市公园生态设计的实践范畴。

退圩还湖背景下的区域生态敏感性变化研究——以兴化市为例

本文以江苏省兴化市为例,探究退圩还湖工程对区域生态敏感性的变化影响。基于AHP层次分析法,利用德尔菲法确定各评价因子权重,对退圩还湖前后兴化市生态敏感性进行单因素和多因素叠加分析。结果表明:①退圩还湖前后区域综合生态敏感性均值分别为2.37和2.43,标准差分别为1.18和1.28,生态敏感性提高,各敏感等级空间分布更加离散;②退圩还湖对水域缓冲区、土地利用和植被覆盖度敏感性影响较大,对高程、坡度、坡向敏感性影响较小,与里下河地区平原水网特征相关;③兴化市生态综合敏感性影响因素权重由大到小分别为:土地类型、植被指数、水域缓冲区、高程、坡度、坡向,各敏感等级的空间分布与前3项指标相似,呈现西北高于东南、郊区高于城镇的特征。本文可为退圩还湖后地方发展方向及生态评价提供科学指导。

城市工业遗址公园的生态敏感性分析

生态敏感性分析可表明场地内不同区域抗干扰能力,可为区域内景观开发设计与场地利用提供数据支持与理论参考,对改善区域周边环境、提高地方生态系统稳定性有着重大意义。以大庆林源工业遗址公园为研究对象,使用GIS软件以及运用层次分析法、加权叠加法等方法,经一致性检验确定规划中生态敏感性影响因子及其权重,并进行生态敏感性综合分析。结果表明,高程、坡向、潜在水网为规划中生态敏感性影响因子,各因子所占权重分别为0.210 9、0.084 1、0.704 9;规划范围里高敏感范围占比18.84%,低敏感区域占比62.32%,不敏感区域占比18.84%:研究区生态敏感性相对适中,适宜进行一定程度的景观设计与开发。

基于生态敏感性评价的山水型旅游度假区保护性开发建设与调控对策——以南京市国家级老山森林公园东区为例

旅游度假资源保护性开发建设是国家生态文明建设的基本要求。以南京市国家级老山森林公园东区为研究对象,提供旅游度假区生态绿色发展的方向与对策。基于GIS空间分析,构建由地形地貌、土地利用、森林生态系统、湿地生态系统、生物多样性等5个要素组成的生态敏感评价指标体系,以30 m×30 m网格评价单元,开展单项因子和综合的生态敏感性评价。结果表明:研究区域生态敏感性整体上较高;单因子生态敏感评价中,土地利用结构和开发强度以及森林生态系统的林木斑块面积与数量对生态敏感程度的影响较为明显。综合生态敏感性评价中,极敏感区和高度敏感区共占研究区域面积的44.79%,中度敏感区约占17.20%,轻度敏感区和不敏感区各占17.16%和20.85%;极敏感区、高度敏感区分布在老山国家级森林公园的生态保育区和核心景观区域、老山南北山坡和山顶及佛手湖等水源涵养区域。构建开发与保护协调的空间格局,提出禁止、限制、管控和支撑5项对策建议。