基于变异系数法的三峡库区消落带生态敏感性评价研究

三峡库区消落带是典型的生态脆弱区,对其生态环境的敏感性评价可为区域生态风险管控与生态安全保障提供决策依据。本研究以遥感数据为基础数据,结合三峡库区消落带生态环境特点,选取生物多样性指数、土壤侵蚀指数、生境敏感性指数、地形敏感性指数和土壤盐渍化指数共5类具有代表性评价因子对三峡库区消落带生态敏感性进行综合评价。结果表明:研究区高度生境敏感区域面积最大,为209.77km 2,整体的生境敏感性偏高;研究区土壤侵蚀敏感性、生物多样性敏感性和地形敏感性程度均为中度偏轻水平,面积占比分别为63.47%、66.88%和72.04%;库区消落带综合生态敏感程度整体中度偏低,生态保护维持较好,但库首消落带生态敏感性极高,需注意该区域相关生态环境问题。本研究结果可为三峡库区消落带生态修复区域的优先级识别带来一定参考价值。

基于RSEI的三峡库区重庆段水土保持生态功能区生态环境质量动态监测

集成绿度、湿度、热度和干度共4个指标构建遥感生态指数(Remote Sensing Ecological Index, RSEI),可快速定量评价区域生态环境状况,客观反映生态环境的变化过程。以1994年、2000年、2007年、2013年、2019年Landsat TM/OLI影像为数据源,采用遥感生态指数评价了三峡库区重庆段水土保持生态功能区生态环境质量状况,并预测2025年研究区生态环境质量。结果表明:构建的RSEI指数能够反映三峡库区重庆段水土保持生态功能区的生态环境质量状况,1994—2019年RSEI值由0.525上升至0.653,上涨幅度达24.38%,生态环境质量改善面积为6 265.673 km2,所占比例为59.78%,退化区域面积为604.789 km2,面积占比为5.77%,生态环境总体质量改善效果明显并趋于稳定;从空间分布来看,研究区改善区域较广,主要集中于奉节县和云阳县全境;而退化区域集中于研究区主要的城市建成区和管辖范围内具有一定规模的村镇,以及巫山县北部和东南部地区,研究区整体改善明显;预测的2025年RSEI仍持续上升,但上升速率明显放缓,因此研究区在后续的生态环境建设中,仍应进行持续性生态治理及保护。研究结果实现了水土保持生态功能区生态环境质量的快速监测,可为其生态治理提供科学依据。

基于VOR模型的三峡库区消落带2010-2020年生态系统健康评价

健康的生态系统可保障人类社会的可持续发展,三峡库区作为我国重点生态环境保护区域,其生态系统健康状况是判断库区可持续发展的重要指标。为综合诊断全面蓄水后三峡库区消落带的生态系统健康状况,研究以景观生态学理论和遥感影像数据为基础,从生态系统活力、组织力和恢复力3个方面构建VOR模型,定量评价消落带10年间的生态系统健康状况。结果表明:(1)VOR模型可适用于三峡库区消落带生态系统健康评价,具有快速、高效等特点;(2)10年间研究区生态系统健康水平总体保持良好状态,其中改善型健康特征总面积占比最大,为44.47%,消落带健康状况呈现逐年稳定并改善趋势;(3)空间分布上,健康水平数量结构呈“凸”形分布态势,库腹消落带生态系统健康状况好于库首和库尾;(4)库首消落带生态系统活力值偏低,低值面积占库首消落带面积比超过60%,需要重视。综上,通过评价消落带的生态系统健康状况,可为三峡库区消落带生态系统保护与修复提供参考和决策支持。

三峡库区消落带生境质量时空演变特征及其地形梯度效应研究

基于2010年、2014年、2018年、2020年的土地利用数据,采用InVEST模型对这四期生境质量指数进行计算,引入地形位指数,从时空维度分析其地形梯度效应。结果表明:(1)总体上看,库区消落带生境质量呈略微波动的总体上升趋势,生境质量指数上升幅度为0.02;(2)生境质量指数在空间分布上总体保持稳定并略微上升,呈现“库首稳定—库腹波动—库尾下降”的空间格局;(3)11年间研究区生境质量在不同地形梯度等级上的变化基本一致,先下降后上升,其中上升幅度随梯度等级增加而变大,生境质量上升平均值为0.03,整体变化状态呈先下降后上升的趋势。

三峡库区生态系统服务时空变化及权衡与协同关系研究

科学探讨区域生态系统服务的权衡与协同关系,对高效配置环境资源和指导生态环境管理具有重要意义。基于土地利用、气象观测、土壤和社会经济统计数据,分别计算并识别了三峡库区2000、2010和2018年水源涵养、土壤保持、碳固持和生物多样性维持4种生态系统服务及其时空变化,并从全域和基于热点区的综合分区2种尺度分析了生态系统服务之间的权衡与协同关系。结果表明:(1)2000—2018年,三峡库区水源涵养和土壤保持服务数值先降低后上升,空间格局变化明显;碳固持服务数值逐年上升,过去19 a共提高11.45%;生物多样性服务空间格局基本保持不变,但2018年出现轻微下降,需警惕生态退化风险。(2)三峡库区非热点区、2类热点区和4类热点区面积占比呈先上升后下降趋势;1类热点区和3类热点区面积占比呈先下降后上升趋势。(3)三峡库区全域尺度下,各种生态系统服务均表现为协同关系;受区域土地利用类型和自然资源的影响,综合分区尺度下不同热点区生态系统服务之间的相关系数与全域尺度下相比存在明显差异。

基于电路理论的特大山地城市生态安全格局构建--以重庆市都市区为例

为保障山地城市区域生态安全和实现可持续发展,以重庆市都市区为研究区,采用2018年土地利用现状数据和遥感数据,构建了生态服务重要性与生态敏感性评价体系,通过粒度反推法测算最优条件的栅格粒度,从而综合确定生态源地;以坡度、起伏度、土地利用类型确定阻力值,采用电路理论构建生态廊道,最终形成了重庆市都市区生态安全格局。结果表明:(1)200粒度下连通性最优,此粒度下的生态源地面积为1616.98 km^(2),占研究区总面积的29.76%,在空间分布上呈现六纵分布态势。(2)生态源地之间存在生态廊道共计29条,关键廊道22条,总长度约为50.83 km,潜在廊道7条,总长度约为108.21 km。(3)生态源地与生态廊道构成了“一圈两带两中心”的生态安全格局。可见,必要的设置生态提升带,切实保护了区域内的生态空间。

基于LECI的三峡库区重庆段景观生态敏感性分析及关键修复区识别

景观生态环境状况好坏是景观生态系统对自然环境变化和人类活动干扰程度及生态环境问题发生可能性大小的一种反映。基于景观功能和景观格局组成要素,构建了包含11个指标的景观生态状况评价模型,采用景观生态状况指数(LECI)及景观生态敏感性指数(LESI),揭示了2002—2017年三峡库区重庆段景观生态状况时空变化特征,识别了景观生态关键修复区。结果表明:(1) 2002—2017年,研究区景观生态状况空间分布具有较好的一致性,等级值呈现从东到西逐渐减小趋势。2012年是三峡库区重庆段景观生态环境状况变化的转折点,此后景观生态环境状况逐渐变好;(2) 2002—2007年景观生态敏感性以微负敏感为主,占研究区的49.843%。2007—2012年和2012—2017年景观生态敏感性以中性敏感为主,分别占研究区的47.426%,98.208%。研究年限内区域整体生态在向好的方向转变;(3)近15年,研究区东部景观生态敏感性等级波动变化主要为波动增强型,南部主要为持续稳定型,西部主要为持续弱化型,北部主要为波动弱化型。研究区整体景观生态稳定性较低,西部及北部区域需警惕景观生态退化风险;(4)识别研究区生态修复关键区域面积共999.83 km^(2),占研究区总面积的2.17%,同时提出了生态修复策略以治理区域环境及保护景观生态。本研究丰富了区域景观生态评价方法,也对生态敏感区和修复区的评估具有一定的借鉴意义。

基于最小累积阻力模型的三峡库区重庆段生态安全格局构建

三峡库区是长江上游生态环境集敏感、脆弱、复杂为一体的地区,其生态安全格局的构建对维护区域生态安全、实现区域可持续发展具有重要作用。以三峡库区重庆段为研究区,采用2018年土地利用现状数据和遥感数据,构建生态服务重要性与生态敏感性评价体系,综合确定生态源地;以坡度、起伏度、土地利用类型确定阻力值,采用最小累积阻力模型构建生态廊道,最终形成三峡库区重庆段生态安全格局。研究结果表明:三峡库区重庆段生态源地面积13660.80 km^(2),占研究区总面积的29.61%,主要分布于巫溪、奉节、石柱、开州等区县;生态廊道连接生态源地,共81条,总长度为3069.29 km,廊道呈树状辐射分布,呈现"东北-西南"树状分布的空间格局;生态源地与生态廊道共同形成三峡库区东北生态城镇圈、三峡库区西南都市生态圈以及连接两圈的三峡库区中部走廊的"一廊两圈"生态安全格局。研究结果对保障三峡库区生态安全具有重要意义,可为三峡库区生态环境环境保护提供科学依据。