1990—2018年杞麓湖流域景观格局时空演变及其生态系统服务价值响应

杞麓湖流域地处生态安全战略格局的南方丘陵山地带西缘,生态区位极为重要。保障杞麓湖流域的生态安全也极为重要。本研究通过利用ArcGIS和当量因子法,分析杞麓湖流域近30年间的景观格局随时空演变产生的特征及其对生态系统服务价值产生的影响。结果显示:(1)近30年间,杞麓湖流域景观类型以耕地、乔木林地、灌木林地和湖泊为主。灌木林地面积大幅度降低,城乡居民建设用地面积大幅度增长,耕地面积显著增长。景观结构转移最频繁的为灌木林地,共转出9397.80 hm^(2)。(2)近30年间,总ESV与蔓延度呈正相关,与其他景观指数呈负相关。生态系统服务价值高的区域分布与湖泊、人工湿地和沼泽湿地分布相一致。(3)水体、林地等景观类型的生态系统服务价值较高,在调整杞麓湖流域土地结构,优化土地配置时应得到充分重视。

典型高原湖泊流域生态安全格局构建——以杞麓湖流域为例

以"源"和生态环境保护为目标,引用最小累积阻力模型(MCR)对杞麓湖流域生态安全格局进行定量研究.结果表明:杞麓湖流域平均生态安全指数为2.59,生态安全以较低安全为主,占流域总面积的36.33%,中度安全和不安全次之,分别占流域总面积的23.36%和22.53%,高度安全面积最少,仅占17.77%.较低安全区主要分布在西北部、东南部和西南部,应加强对这些地区的生态环境保护建设.此外,以天然林地、重要水库和湖泊缓冲区100m以内区域作为生态源,选取坡度、海拔、植被覆盖度、土地覆盖类型、距水体距离、距建设用地距离、距居民点距离、距道路距离等8个阻力因子,结合MCR模型与GIS的cost-distance分析模块,生成最小累积耗费距离表面,划分5个阻力等级;依据累积阻力值频率变化特点及生态服务功能,确定了生态缓冲区、生态过渡区、生态边缘区、农业耕作区和人类活动区共5个生态功能区.杞麓湖流域生态源总面积为126.87km^2,占流域总面积的35.74%,生态源在面积、数量和空间分布上都存在较大的差异,呈四周连片集中,中部分散破碎的分布格局,生态廊道呈四周连续紧凑,中部分散破碎的空间格局.生态节点的空间阻力值存在较大差异,部分生态节点累积阻力比较大,位于流域景观累计阻力值最大区,对生态流的流通安全性具有较大影响.基于最小累积阻力面,结合GIS的Hydrology模块,构建了由生态源与19个生态节点、23条生态廊道共同组成的具有结构性的流域景观生态安全格局,并提出了相应的建议,对高原湖泊流域研究及生态环境保护具有一定的参考价值.

杞麓湖流域生态安全性及在各因子中的变化特征

以杞麓湖流域主要生态环境问题为出发点,利用综合指数法、熵值法和GIS技术,选取坡度、海拔、植被覆盖度、土地覆盖类型、距水体距离、距其他建设用地距离、距居民点距离、距道路距离8个生态安全评价指标,对流域生态安全进行了评价,并分析了各单因子对生态安全影响的空间变化特征与形成机理。结果表明:(1)杞麓湖流域平均生态安全指数为2.59,生态安全以较低安全为主,占流域总面积的36.33%,中度安全和不安全次之,分别占流域总面积的23.36%和22.53%,高度安全面积最少,仅占17.77%。较低安全区主要分布在西北部、东南部和西南部,应加强对这些地区的生态保护建设;(2)通过对流域生态安全性及在各因子中的变化特征研究,表明在坡度较小和海拔较低区域以较低安全为主;有林地主要以高度安全为主,建设用地区不安全面积比例最大;距其他建设用地距离、距居民点距离和距道路距离越近生态不安全区面积越大,生态安全性越低;(3)流域生态安全性受多种因素综合影响,各因子间存在相互促进与相互抑制关系,植被覆盖度、土地覆盖类型、距其他建设用地距离、距居民点距离和距离道路远近因子对流域生态安全性有较大影响。

以公共价值为基础的水环境治理项目绩效评价——以云南省杞麓湖流域为例

通过对云南省杞麓湖流域的实地调研考察,基于以公共价值为基础的核心框架,构建实施过程子系统与环境结果子系统的水环境治理项目绩效评价体系,辅以层次分析法对云南省杞麓湖流域3个水环境治理项目绩效值进行评估。结果表明:(1)村落环境治理、农田废水循环以及河口湿地建设项目综合绩效分别为0.8010,0.7802,0.4989,对应项目绩效评价分别为优秀、良好、一般。绩效评价结果与实际情况相一致,说明该绩效评价方法的可行性。(2)公平性与可持续性的缺失是造成3个水环境治理项目综合绩效显著差异的主要原因,而如何体现政策的民主价值、构建可持续运行管理监督体系是改善政策绩效的根本途径。以公共价值为基础框架的水环境治理项目绩效评价不仅涵盖了不同行为主体对不同利益与目标的追求,而且修正了单一环境结果绩效评价造成的误差,使绩效评价更加符合客观现实,并为水环境污染治理绩效评价提供了新视角、新尝试。

云南高原杞麓湖流域的景观格局与水质变化

由于人类活动日益增强,高原湖泊杞麓湖景观格局和湖泊水质发生较大改变,探究其变化关系可为湖泊生态系统保护和流域管理提供科学参考。采用2005年、2010年和2015年遥感影像的解译结果,结合RS/GIS技术和Pearson相关统计方法,分析了10年间景观格局变化、湖泊水质变化及其相关性。结果表明：（1）2005-2014年杞麓湖水质偏差,其中总氮、高锰酸盐指数、生化需氧量和叶绿素a呈显著增长趋势,氨氮、总磷和透明度波动较大,2015年整体水质有所改善,但仍为劣Ⅴ类水。（2）杞麓湖流域主要景观类型是林地和耕地,占流域总面积的74%以上,10年间建设用地面积增加较快（＋876.42hm^2）,水域（-1 281.42hm^2）和耕地（-794.61hm^2）缩减较多,后5年湖滨湿地大量出现（＋1 432.08hm^2）;景观格局聚集程度增加,异质性略有减弱,破碎化程度降低,多样性和均匀程度变化不大,人类活动对景观格局影响强烈。（3）水田、旱地和建设用地聚集程度增强及破碎化程度降低与氨氮外的其它水质指标呈正相关,水域面积与氨氮和高锰酸盐指数呈负相关,水田与建设用地是杞麓湖水质退化的主要污染源。

结合G1法与变权理论的杞麓湖流域生态用地分析

杞麓湖流域作为典型高原湖泊流域之一,生态极易遭到破坏。选取高程、坡度、人口密度、道路缓冲区、居民点缓冲区、水域缓冲区来构建生态敏感性评价的指标体系,并结合G1法、变权栅格理论确定各指标权重,进行杞麓湖流域生态敏感性评价和流域生态用地分析。结果表明:①引入变权栅格理论可有效避免因子之间的相关干扰;②高、中、低度敏感区分别占流域总面积的3.66%、71.08%、22.83%,不敏感区占比为2.44%;③93.81%的林地、99.22%的水域以及79.52%的其他用地处在高度敏感区和中度敏感区,63.02%的建设用地和54.79%的耕地处在低度敏感区与不敏感区。开展流域内的生态用地分析,为推动可持续土地资源利用开发和生态环境保护提供了重要依据。

杞麓湖流域废菜叶污染调查及资源化利用

杞麓湖流域终年进行蔬菜种植,有大量废菜叶产生。调查了杞麓湖流域废菜叶污染现状及其入湖比例,对废菜叶污染成分含量进行了测试,并估算了进入杞麓湖的废菜叶的污染负荷产生量,结果表明,杞麓湖流域每年约有38万t废菜叶产生,其入湖比例约为20%;入湖废菜叶产生的有机质、N、P分别为3 782.52、192.20、20.37 t/a。因此,利用微生物发酵技术将流域内废菜叶转化成生物发酵饲料是提高流域废菜叶资源化利用水平和改善杞麓湖水质的关键。

杞麓湖流域景观时空格局演变及其对景观生态风险的影响

持续的干旱致使杞麓湖水面大幅萎缩、生态系统不断退化,由经济规模和土地利用扩张造成的生态压力和风险日益增大。为探析景观格局演变及其对景观生态风险的影响,以杞麓湖流域为研究区,基于1985年、2000年和2015年3期Landsat卫星影像,建立了杞麓湖流域景观结构类型矢量数据库,分析了区域景观结构的组成及其转化。应用景观生态风险评价理论及景观格局指数构建景观生态风险评价模型,对219个生态风险采样小区和流域生态风险的等级空间分布特征进行了分析。结果表明:(1)研究期间景观格局变化明显,主要特征为建设用地和湿地为转入变化,面积显著增加,水体为转出变化,面积显著减少,缩小了近50%,耕地、林地和未利用地一直处于双向转化,但面积均有所减少。(2)流域景观破碎度小于0.1,景观破碎化程度较轻,耕地和林地的景观优势明显,占流域的主导地位,湿地的干扰度最大,最易受到外界环境变化的影响。(3)样区生态风险值大多介于0.5~1.0,流域主要处于较低生态风险等级,但低和较高生态风险正向更高等级的生态风险转化,流域生态趋于恶化;流域生态风险空间分布的区位性和异质性特征明显,低生态风险主要位于流域中的平原地带,高生态风险集中于杞麓湖,较低和中生态风险绕湖盆和湖泊分布,较高生态风险分布比较零散。

高原湖泊流域生态环境空间管控研究:以杞麓湖流域为例

文章以杞麓湖流域为研究区域,在环境功能分区基础上,以流域资源环境承载能力为约束,对流域实施生态环境空间管控,提出了强化底线管控、实施流域生态环境准入、优化国土空间布局、优化调控经济社会发展规模等4方面的空间管控对策,以期为高原湖泊流域生态环境空间管控提供参考。研究结果表明:(1)划分了自然生态保留区、生态功能保育区、农业安全保障区、聚居发展维护区等4类环境功能一级区,4类区域面积占比分别为18.62%、32.73%、37.40%、11.25%。(2)结合流域"一湖、一环、两屏、五廊、多节点"的生态安全格局,划定64.82 km^2的生态保护红线,并明确到2030年,流域生态空间面积增加至187.85 km^2。(3)定量流域化肥施用量与蔬菜播种面积规模,2020年,3类水环境重点管控区化肥施用量不得超过38422.81 t,蔬菜种植面积不得超过10021.12 hm^2,并均保持逐年降低趋势。(4)流域农业空间应逐年减少,2030年较2020年减少11.14 km^2,城镇空间也应呈轻微减少趋势。(5)为保证流域可持续发展,2030年流域总人口、GDP需分别控制在29.95万人、252.00亿元左右。

杞麓湖流域点源污染分析及控制策略

收集1994—2013年杞麓湖流域内各乡镇和街道统计年鉴、宾馆餐饮统计表、环境统计报告、污水处理厂处理情况统计表等资料,辅以现场调查,结果显示:1994—2013年杞麓湖流域点源污染物产生量和排放量总体均呈增长趋势;近5a杞麓湖流域点源污染以城镇生活污染为主,其次是城市地表径流污染,工业污染占比最小。针对流域点源污染的特点及存在的问题,提出了相应的控制策略。