基于高分一号卫星遥感数据提取城市建设用地方法研究

大城市城市蔓延与收缩现象严重制约区域协调发展。通过遥感方法提取城市建筑物边界进而辅助政府政策决议、协调区域发展刻不容缓。本文选取监督分类、支持向量机分类和植被指数分类,基于高分一号卫星遥感影像提取城市建设用地,通过精度检验探讨适合高分一号遥感影像的建设用地提取方法。结果表明,支持向量机分类对高分一号影像提取建设用地的效果最佳,监督分类的提取效果一般,植被指数分类的提取效果较差。

基于生态足迹视角的长江流域生态补偿额度测算

随着我国城市化进程的加快,导致的生态问题日益严重,发展与保护的矛盾日渐突出,如何客观定量地对生态环境受到破坏的区域进行补偿,发展与环境健康并行是生态建设中面临的重要任务之一。以长江流域的十九个省级行政区作为研究对象,基于“省公顷”模型,对均衡因子及产量因子进行修正,计算生态足迹及生态承载力,利用GIS平台进行并对其进行空间分析;结合生态系统服务价值,建立了动态化长江流域的生态补偿标准模型;对长江流域各行政区生态补偿额度进行测算,并基于流域尺度、城市群尺度、省级尺度进行差异化分析。研究结果表明:(1)在2015—2017年,长江流域的生态足迹与生态承载力无明显变化,三年内基本持平。长江流域省级行政区的生态安全指数均大于1,表明整个流域处于不安全状态,需要对其进行补偿。(2)对于长江流域整体而言,生态补偿额度三年平均为1169.11亿元。(3)流域尺度上,上游、中游、下游的生态补偿额度呈现逐渐升高的趋势;城市群尺度上,成渝城市群最低,长江三角洲城市群最高;省级尺度上,上海最高,西藏最低。本文通过生态足迹及生态承载力计算得到的生态安全指数,可对生态环境所处的状态进行定量补偿及分析,并对生态补偿区域的确定提供指导性建议。

重庆市渝东北生态红线区域生态环境质量评估

划定生态红线是我国生态环境保护的重要措施之一。对重庆市渝东北生态红线区域生态环境质量进行分析与评价,借助ArcGIS软件,通过构建生态环境质量评估指标体系,耦合集对分析与NPP定量指标法进行评估,弄清影响区域生态环境质量的胁迫因子,探讨区域生态环境未来保护方向。结果表明:北部生态红线区域的生态环境质量为良;南部、中东部生态红线区域的生态环境质量为中;渝东北中部生态红线区域的生态环境质量为差;农作活动强度等10个关键指标对研究区域生态环境质量具有重要影响;未来,梁平生态红线区等8个地区的生态环境质量有向好发展的趋势,万州生态红线区等3个地区生态环境质量有下降的趋势;研究区域生态环境质量与生态系统功能在不同地区呈现出对立和同一关系。该耦合集对分析方法与NPP模型对区域生态环境质量与生态功能服务重要性进行了评价和预测,评价结果符合区域生态环境特征,对典型区域生态环境质量的研究与改善具有一定的参考意义。

重庆市生态风险预警等级划分及演化趋势模拟

生态风险预警等级评估和演化趋势模拟,可为生态风险管理提供可靠的辅助决策。以重庆市为研究对象,基于驱动力-压力-状态-影响-响应模型,构建重庆市生态风险预警指标体系,采用正态云模型和集对分析法,定量分析重庆市生态风险时空分异特征和演化趋势。研究结果表明:(1)2013—2019年,重庆市生态风险值呈“上升-下降”的波动趋势,综合生态风险隶属于重警等级,生态风险综合值从0.295下降到0.278,生态环境逐年好转;(2)重庆市生态风险有下降、不变、先上升后降低、先降低后上升以及一直升高5种演化趋势,分别占比39%、16%、5%、21%、24%;(3)重庆市生态风险转移分为两个方向,2013—2016年生态风险空间分异性增大,中警、轻警和无警风险等级不断向东北、东南和西部四周分散转移;2016—2019年生态风险分布格局变化较小,重警风险区在东部聚集;(4)演化趋势模拟结果表明,未来重庆市生态风险降低的区县有13个,占比34%,生态环境有向好发展的趋势;生态风险上升的区县有25个,占比66%,生态环境会有所恶化,但是恶化程度较低。将生态风险等级划分与预警演化趋势相结合,能为城市生态风险管理提供科学依据。

城乡二元结构地区生态服务价值变化分析

城乡二元结构下生态环境的协调发展对区域发展具有重要影响。笔者基于3S技术,借助Landsat影像解译结果,采用市场价值法、动态分析法、敏感性分析法,研究重庆市巴南区不同城镇化率地区2005—2015年生态服务价值变化。研究结果表明:生态系统服务价值定量评估方面,研究期内核心区生态服务价值小幅增长,由24.53亿元升至25.03亿元,涨幅是2.04%,边缘区生态服务价值大幅减少,由63.20亿元降至57.99亿元,降幅是8.98%,2个区域生态服务单项功能变化不同,但水源涵养服务价值均呈下降态势;生态服务价值动态变化方面,研究期内边缘区的生态系统服务功能效益先上升后下降,核心区则先下降后上升。

重庆市生态保护红线内的生态系统服务动态变化评估

采用生态系统服务评估与权衡(InVEST)模型分别计算2015年和2018年重庆市生态保护红线区域的固碳功能、水源供给功能、土壤保持功能这3大生态系统服务。研究结果表明:①2015—2018年重庆市生态保护红线区域碳储存量增加,2015年的碳储存量为6.8×10^(7) t,2018年碳储存量上升至7.1×10^(7) t,变化率为+3.54%;②2015—2018年期间水源供给量略有降低,从2015年的2.8×10^(10) mm下降至2018年的2.6×10^(10) mm,变化率为-7.70%;③2015—2018年土壤保持量减少,从2015年的9.7×10^(10) t降低到2018年的7.8×10^(10) t,变化率高达-19.74%;④研究区域的综合生态系统服务功能降低,2015年生态保护红线生态系统服务综合评估得分为6.02分,2018年得分为5.57分。