基于景观结构的生态移民安置区生态风险评价——以宁夏红寺堡区为例

以宁夏自治区红寺堡区为例,以1995年、2000年、2005、2010年和2015年5期遥感影像为数据源,综合运用景观格局指数、生态风险指数、空间分析法以及地理探测器等多种研究方法,研究了移民安置区生态风险时空特征。结果表明:1995—2015年研究区景观格局发生了较大的变化,草地面积减少了2.97×10~4hm^2,耕地、林地、建设用地分别增加了1.90×10~4hm^2,0.42×10~4hm^2和0.43×10~4hm^2;在研究期间景观整体斑块数不断增加,其景观整体破碎度随之变大;研究区生态风险主要以较低风险和中风险为主,其中建设用地、沙地和未利用地生态风险值较高,在研究期间生态风险平均值由0.166降低至0.154,研究区生态风险值呈降低趋势。通过地理探测器诊断得出景观斑块数、景观破碎度、景观优势度、景观损失度、斑块密度等因素是安置区生态风险的主要影响因素。

基于PSR模型的青铜峡市土地生态安全评价与预测

[目的]通过研究宁夏自治区青铜峡市的土地生态安全发展状况,为该市的土地生态安全及其可持续发展提供科学的参考依据。[方法]综合运用熵权法、P-S-R模型、综合指数法、地理探测器和GM(1,1)预测模型等方法对该区域土地生态安全、安全等级以及影响土地生态安全的主要因子进行评价研究,并对其未来9a的土地生态安全状况进行预测。[结果](1)青铜峡市土地生态安全综合指数在研究期间整体呈现出先下降后上升的变化趋势。2006—2009年土地生态安全指数呈现波动下降的态势,由2006年的0.446 3下降到2009年的0.419 1;2009—2016年青铜峡市土地生态安全综合评价值不断上升,由2009年的0.419上升到2016年的0.505 1,其安全等级始终保持为临界安全,研究期间青铜峡市土地生态安全整体水平不断提高和改善。(2)通过地理探测器诊断得出人口密度、农用化肥使用量、废水排放量、万元GDP能耗、工业固体废物产生量、建成区绿化覆盖率、水利、环保设施投资占GDP的比率等要素是青铜峡市土地生态安全的主要影响因素。(3)利用GM(1,1)预测模型对青铜峡市未来9a土地生态安全发展水平进行预测,结果表明2017—2025年该区域土地生态安全水平不断上升,但其安全等级不高,仍处于临界状态,有待于提高和改善。[结论]研究期间青铜峡市土地生态安全波动变化明显,但总体上呈上升趋势,土地生态安全得到明显提升和改善。

基于PSR模型的生态移民安置区土地利用系统健康评价——以红寺堡区为例

以我国最大的生态扶贫移民集中区——宁夏红寺堡区为研究对象,构建基于PSR模型的土地利用系统健康评价指标体系,综合运用熵权法、综合指数法、灰色关联度模型等方法对红寺堡安置区土地利用健康状况进行了评价。结果显示:2009—2015年红寺堡生态移民安置区土地利用系统健康评价指数呈现出逐年上升的变化趋势,由2009年的0.310 9增加到2015年的0.692 7,其健康等级由不健康上升至亚健康状态;研究期间土地利用系统压力指数变化比较稳定,状态指数和响应指数呈现上升趋势;各乡镇由于自然生态环境和社会经济发展水平存在较大差异,研究期间土地利用系统健康水平空间格局变化明显,且存在较大差异;人口自然增长率和人口土地负荷量以及城市绿地覆盖率、空气质量状况、城市污水处理率和垃圾无害化处理率以及环保投资额等指标与土地利用系统健康性评价综合指数的关联度较高,表明研究区土地利用健康状况与人口数量以及生态环境质量密不可分,因此在提高研究区土地利用效益和制定相关土地规划和政策时,应注重人口和生态对土地利用可持续发展的影响。

宁夏中部干旱带生态移民过程生态风险时空分异——以红寺堡区为例

生态移民过程具有规模性、集中性等特点,其对安置区土地利用产生最直接的变化,理论上具有显性或潜在的生态风险。以我国最大的生态扶贫移民集中区—宁夏红寺堡区为例,以1995年、2005年和2015年三期遥感数据为基础,综合运用景观格局指数、生态风险指数、空间分析法构建生态风险指数,利用Arc GIS空间分析功能对研究区生态风险的时空变化特征进行分析。结果表明:1995—2015年间安置区景观格局发生较大的变化,草地面积减少29 744.04 hm^2,耕地、林地、水域以及建设用地面积分别增加了18 979.73、4 167.343 6、672.193 3、4 314.280 6 hm^2,沙地和未利用地变化幅度较大,但其研究始末面积变化不大。研究区景观生态风险空间分布变化明显,且呈现出由集中连片式分布转向零散式的多核地域分布的变化格局,其中高度风险区主要分布在柳泉乡的东北角、小罗山西麓地区以及大河乡的中部和西南部,较高风险区在安置区北部地区以及大河乡的中西部地区分布较为广泛,较低和低度风险区则主要分布在罗山周边地区、柳泉乡的东南部、太阳山镇的西南部以及红寺堡镇的南部等地区。研究期间安置区高生态风险区面积大幅度减少,较高风险区和低度生态风险区面积不断增加,因此生态风险总体呈减弱趋势。安置区生态风险值呈现出显著的空间正相关关系,在空间上存在着空间集聚效应,说明安置区生态风险时空分布与人类活动、土地利用强度之间关系密切。

基于能值分析的宁夏生态经济系统可持续发展评价

为了定量分析宁夏生态经济系统的发展水平及其可持续发展状况，运用能值理论对2010--2015年宁夏生态经济状况进行分析。结果显示：2010--2015年间宁夏生态经济系统总能值使用量由148．75×10 2 sei增加至208．67×10 21 sej，在总能值使用量中93％以上为不可更新资源能值，说明宁夏生态经济的快速发展取决于对本地不可更新资源的开发和利用；宁夏生态经济系统的能值自给率高达97％以上，而其外部输入能值却严重不足，对本地不可更新资源的开发和利用虽使经济得到发展，但长此以往必将导致不可持续的发展；宁夏生态经济系统的环境负荷率较高，经济发展对生态环境的压力较大。

基于RS与GIS的沙坡头区生态系统服务价值研究

以宁夏自治区沙坡头区为例,以2000年、2007年、2013年3期TM影像为数据源,综合运用土地利用动态度、GIS空间分析法以及中国陆地生态系统服务价值估算法对沙坡头区土地利用变化状况及其生态系统服务价值变化进行了分析研究。结果表明:2000—2013年沙坡头区土地利用变化显著,耕地和未利用地面积分别减少了39 951.90,241 289.24hm^2,而其他土地利用类型面积逐年增加,其中草地面积增幅最大,年变化率高达10.58%;研究期间沙坡头区生态系统服务价值呈增加趋势,草地和林地面积的增加起到了主导作用;从沙坡头区生态系统服务价值构成来看,草地和林地两者的生态系统服务价值占比在67%~87%,是生态系统服务价值的主要构成部分;各单项生态功能服务价值中土壤形成与保护、废物处理和生物多样性保护占研究区生态系统服务价值的比重最大,三者之和占生态系统服务总价值的55%以上;各土地利用类型生态系统服务价值敏感性指数均小于1,说明沙坡头区生态系统服务价值对生态服务功能价值系数缺乏弹性,研究结果可信。

干旱地区生态移民土地利用变化生态风险——以宁夏红寺堡区为例

以全国最大的移民安置中心——红寺堡区为研究对象,基于1995、2000、2005、2010年和2015年五期遥感数据,采用RS和GIS技术,选取土地利用程度、耕地垦殖指数、景观多样性指数和景观破碎度等指数构建生态风险指数模型,并运用生态风险模型和空间分析方法对红寺堡区1995—2015年的土地利用变化及其生态风险的时空分布特征进行分析。结果显示:研究时段内草地面积下降明显,共减少29 494 hm^2,耕地、林地、水域和建设用地面积呈上升趋势,其中建设用地面积增幅最大,而未利用地面积虽波动明显,但研究时段始末变化不大; 1995—2015年研究区生态风险不断下降,生态风险指数由1995年0.3972下降至2015年的0.3235;红寺堡生态移民安置区各乡镇生态风险空间分布变化较大,不同类型区间均有转换,且不具有规律性,1995—2005年间以最高风险区和较高风险区为主,2005—2015年间以中等风险区和较低风险区为主。通过地理探测器对影响红寺堡生态移民安置区生态风险因子进行探测发现,林地、草地和植被覆盖度等指标因子对安置区生态风险具有较大影响,因此在通过扬黄灌溉工程和基本农田建设,增强农田生产能力,保障生态移民安置区经济发展和生态安全的同时,应注重安置区生态用地面积的增加与建设,以此来增加安置区植被覆盖度和降低其生态风险程度;生态保护、摆脱贫困和经济发展是生态移民的主要方向,因此红寺堡安置区在发展过程中在追求经济实力提升的同时,也要注重生态安全的保障,将生态安全放在全区发展的重要位置。

生态移民安置区景观格局的尺度效应分析——以红寺堡区为例

景观尺度效应是景观生态学的研究重点,通过尺度推绎可以研究不同尺度下景观格局的变化。以景观生态学为理论基础,在ArcGIS,Fragstats 3.4和GS+等软件的支持下,以红寺堡区2015年30 m的Landsat/TM数据为数据源,选用景观多样性指数和斑块密度指数,利用半变异函数分析和克里金插值等方法,研究了景观格局指数对幅度变化的响应。得出以下结论:(1)不同幅度下,景观多样性指数和斑块密度指数的空间异质性和空间格局发生了变化。(2)景观多样性指数和斑块密度指数空间变异具有尺度依赖性。随着幅度的增加,空间自相关部分贡献率上升。(3)指数大小的空间分布不均,与人类的活动有关,土地开发强度大的地方,指数也比较大。(4)随着幅度的增加,空间格局的局部规律逐渐被掩盖,宏观规律凸显。(5)综合考虑,认为3km幅度是研究红寺堡区一个比较合适的幅度。

基于能值分析的宁夏各市生态经济系统研究

利用能值分析法对宁夏各市的生态经济系统进行对比研究。结果表明,宁夏各市的生态经济发展的空间差异明显;在经济上极大地依赖本地资源,环境负载率较高,对环境造成严重污染。宁夏各市应在优化产业结构,提高资源利用效率的同时,加大招商引资和对外开放的力度,合理开发旅游资源,以增加外部能值输入的比率,从而不断提高自身的可持续发展能力。

基于土地利用变化的生态移民安置区生态风险评价

在RS和GIS技术支持下,采用土地利用生态风险强度模型、土地利用综合指数模型、空间自相关等方法,以1995、2000、2005、2010、2015年5个时段的遥感影像为数据源,分析宁夏红寺堡区土地利用生态风险的时空分布特征.结果表明:(1)在研究期内红寺堡区土地利用类型发生了错综复杂的变化;(2)土地利用生态风险强度在1995—2000年上升,2000—2005年下降,2005—2010年持续上升,生态风险主要集中在建设用地和耕地集中分布的地方,说明随着移民迁入土地利用广度和深度增加,生态系统遭到破坏;(3)土地利用生态风险整体空间分异性不断增加,局部呈现高-高集聚和低-低集聚;(4)土地利用生态风险综合指数随着土地利用的变化波动,且与土地利用生态风险强度模型结果趋于一致.

宁夏沿黄经济区县域经济发展实力研究

以宁夏沿黄经济区为例,运用主成分分析、聚类分析、空间分析法等多种方法对其经济发展实力进行研究。结果显示:宁夏沿黄经济区县域经济发展存在明显的空间差异,银川市、灵武市以及石嘴山市经济实力最强,利通区、平罗县、沙坡头区次之,青铜峡市、中宁县、贺兰县、永宁县经济实力较为落后。最后根据不同等级的县域经济发展状况提出相应的发展建议。

移动窗口法在生态移民安置区景观异质性研究中的应用——以彭阳县为例

在研究区域景观异质性时,特征尺度的选择尤为重要.文章以彭阳县2015年的遥感数据为数据源,利用ARCGIS、GS+、Fragstats等软件,采用半变异函数和移动窗口相结合的方法 ,确定研究区的特征尺度,并在该尺度下,选取了东北-西南和东南-西北两条样线进行景观异质性的空间梯度分析.得出以下结论:(1)彭阳县土地利用类型主要以林地、耕地和草地为主,三者面积所占比超过了90%,其中林地比例最大(39.597%),荒漠与裸露地表所占比例最小(0.012 2%).(2)景观指数在1 500 m左右时开始趋于稳定,说明1 500 m是彭阳县景观格局的理想分析尺度.(3)在特征尺度下,彭阳县南部河谷平原所在地,人为干扰剧烈,景观类型多样化,景观较破碎;中部黄土丘陵区,干扰次之;西南部土石质山地,人为干扰最小,生态环境良好.本研究结果可为生态移民安置区及同类地区景观异质性的研究尺度、景观格局优化和土地的有效管理提供依据.

回族聚居地区新建型城镇空间增长格局研究——以宁夏吴忠市红寺堡镇为例

回族聚居地区新建型城镇一般是指西北民族地区在扶贫工程、生态移民工程、大村庄合并等补齐短板的小康社会建设中,在适宜生产生活区域建设的回族人口占比较大的新城镇,其受政府行为和城镇规划影响深刻,与普通城镇的空间自组织与他组织相结合增长过程有着明显区别。以宁夏中部扬黄新灌区吴忠市红寺堡镇为例,利用2005年、2010年和2016年3期遥感影像,运用土地利用动态度模型、空间自相关模型和核密度估算等方法,探讨回族聚居地区新建城镇的空间增长格局特征。结果表明:(1)红寺堡镇从早期居住用地占主体的用地模式逐步转变为居住—工矿仓储—公园绿地为主导的复合型用地模式,红寺堡镇作为新建城镇,城镇空间增长初期主要以公共服务与基础设施用地、商服用地、城市院落用地为主形成城市核心区,呈星型原始增长模式;随着城镇人口的增多,城镇空间增长速度加快,空间呈现轴带状及跳跃式的混合拓展增长,在城镇规划引导下,用地类型中公园与绿地等生态用地、以高层建筑为主的住宅小区和工矿仓储用地占比显著上升,用地模式逐渐向复合型用地模式转变。(2)Global Moran’s I指数研究显示,经过近10多年的城镇建设,尤其是在科学合理的城镇规划作用下,各用地类型的空间自相关在逐渐增强,空间格局呈现集聚态势;基于3次城镇规划及土地利用规划,以功能性用地的混合布局为特征,城镇用地的总体格局没有发生剧烈变化,仅在原有基础之上进行了微调,城镇空间增长趋于稳定,用地类型、用地结构比例趋于合理,新型小城镇建设成效初见端倪。(3)作为回族聚居小城镇,红寺堡镇区清真寺空间分布格局变化较小,总体呈现西南部相对密集,东北部相对稀少的特征,与各个时段内农业聚落大范围分布有密切关系;近些年镇区出现清真寺由低密度蔓延态势向高密度蔓延转变,这种变化主要受教派体系较多的回族文化特征影响,空间分布与各教派教众人口分布的随机性有较高的一致性。

旱区生态移民空间冲突的生态风险研究——以宁夏红寺堡区为例

生态移民过程是各种空间要素在迁入区地域范围内重新组合与再结构化过程。理论上,这种区域空间重构过程客观存在空间冲突及生态风险。旱区生态系统十分脆弱,系统开展该类型区生态移民空间冲突的生态风险问题的研究,有利于为空间冲突生态风险突发危机状态下区域可持续发展提供调控科学方案。本文以宁夏红寺堡生态扶贫移民安置区为例,采用该区域1995、2000、2005、2010和2015年五期遥感影像,通过构建空间冲突模型,测算空间冲突水平,探测了空间冲突的生态风险及其主导因素与机制。结果表明:总体上,在1995—2015年生态移民大规模集中安置过程中,红寺堡区生态移民空间冲突指数均值呈前高后低的特点,分别为0.617、 0.625、 0.454、0.476和0.459,属可控范围,生态风险程度较低,其中稳定可控区的面积比例增加2.1倍。但不同土地利用类型的空间冲突水平差异较大,其中的水域、林地、耕地、草地的空间冲突程度较低,而未利用地、沙地和建设用地的空间冲突程度相对较高。地理探测显示,该地区的景观脆弱度指数、面积加权平均斑块分维数指数、斑块凝聚度指数、聚合度指数和斑块密度指数是影响区域空间冲突的主要因素。

中国生态移民村社会空间的生产分析——以宁夏固原市典型生态移民村为例

生态移民村是一种特殊的乡村类型。运用空间生产理论,以宁夏固原市"十二五"7个生态移民村为例,采用2018年高分二号遥感影像,参考谷歌地球2010年数据和第二次全国土地调查数据(2010年),并通过参与式农村评估法(PRA)获取社会空间数据,通过土地利用转移矩阵、三元空间辩证耦合协调度模型、地理探测器等综合方法,剖析生态移民村空间的表征、空间的实践和表征的空间及其耦合特征。结果显示:①生态移民村空间的表征是政府、社会组织、村委会、农户(搬迁户)和原住民及其相互作用。②生态移民村空间的实践表现为迁入区宅基地、道路、学校、卫生室、文化广场、村委会、蔬菜大棚、养殖场、耕地、草地、园地、水域等土地利用类型的转移,其中房屋建筑区面积增量最多,二营村33.22 hm^2、闫堡村26.03 hm^2、沟圈村25.52 hm^2、田坪村12.30 hm^2、串河村10.82 hm^2、兰大庄9.68hm^2和红土村2.19 hm^2。③生态移民村表征的空间出现搬迁前后农户类型、消费行为和社会关系的显著变化,"熟人社会"结构的打破和"空心化"现象对生态移民村的振兴提出了规划预警。④生态移民村空间生产耦合度居于0.3~0.5之间,总体耦合处于轻度失调和濒临失调之间,其中田坪村(0.49)>闫堡村(0.48)>串河村(0.47)>沟圈村(0.46)>二营村(0.39)>红土村(0.36)>兰大庄(0.34)。表征的空间在三元空间耦合中贡献最低。