基于VORS模型的黄河流域生态系统健康评估与预测

黄河流域水资源短缺、水土流失严重、生态本底脆弱,科学评估黄河流域生态系统健康对于防范和化解流域生态风险,保障黄河安澜,促进流域生态保护和高质量发展具有重要意义。以黄河流域为研究区,构建活力-组织力-弹力-服务(VORS)评估框架,探讨2000-2020年生态系统健康时空分异,并耦合GMOP与PLUS模型预测2030年多情景下生态系统健康动态演变。结果表明:2000、2010和2020年,黄河流域生态系统活力均值分别为0.435、0.437和0.436,整体较为稳定,呈西高东低的空间分布特征;生态系统组织力指数均值分别为0.593、0.603和0.629,呈中部向四周递减的特征;生态系统弹力指数均值分别为0.507、0.511和0.505,东部低,其余地区较高;生态系统服务指数均值分别为0.402、0.398和0.390,呈由北向南递增的趋势;生态系统健康指数分别为0.419、0.423和0.425,呈中部高、东部低的空间分布特征。2030年,各情景下活力、弹力和生态系统服务无显著差异,而生态保护(EP)和综合发展(CD)情景下组织力显著提高。2030年,各情景下生态系统健康空间分布均呈中部较高,东、西南部较低的特征,但EP和CD情景下生态系统健康水平略高于自然发展(ND)和经济发展(ED)情景,且CD情景下生态系统健康I级城市数量最多,因此CD情景可以在满足经济发展需求的前提下确保生态系统健康水平最高,为相对优选情景。该研究以VORS为基础,耦合GMOP-PLUS模型测度黄河流域生态系统健康水平,研究结果可以为流域生态系统科学管理、协同流域经济发展与生态保护提供决策依据。

浙江省钱塘江源区域山水林田湖草生命共同体健康评价

[目的]分析浙江省钱塘江源区域山水林田湖草生命共同体健康状况,为国土空间规划和生态管理提供科学参考。[方法]基于生命共同体理论与活力—组织力—恢复力(vitality-organization-resilience,VOR)生态模型理论,构建生命共同体健康评价指标体系。利用3S技术和社会经济统计资料,以县域为评价单元,对钱江源区域山水林田湖草生命共同体的健康状况进行评价和分级。[结果]①2020年,钱江源区域的淳安县处于生命共同体健康状态,建德市、开化县、常山县生命共同体均为亚健康状态。②2015—2020年4个县(市)生命共同体健康指数总体呈上升趋势,健康指数上升趋势大小依次为:建德市>常山县>淳安县>开化县。③2020年,4县(市)中山水林田湖草子系统健康状态最好的为常山县,最差的为淳安县;生态系统健康状态最好的为淳安县,最差的为常山县。④钱江源区域林、田子系统结构及其生态服务功能有待提升优化。⑤生态修复试点工程对于提升钱江源区域生命共同体健康状态在一定程度上起到了积极的推动作用。[结论]钱江源区域山水林田湖草生态修复工程取得了阶段性成果。4县(市)接下来应针对山、水、林、田、湖等子系统的不同问题开展相关修复工作,同时进行统筹规划与生态整治,实现山水林田湖草生命共同体系统的统筹共治、健康管理与持续经营。

基于活力-组织力-恢复力的黑河源区高寒湿地景观生态健康评估

黑河源国家湿地公园作为典型高寒河源湿地,其生态系统健康状况是衡量高寒湿地当前及未来发展状态的重要依据。本研究基于土地利用数据,引入景观生态脆弱性指数,从生态系统活力、组织力、恢复力和生态系统服务价值4个方面构建高寒湿地生态健康综合评价体系,定量评估2014—2021年黑河源区生态健康时空变化特征。结果表明:(1)草地是黑河源区最主要的土地利用类型,高、中和低覆盖度草地呈镶嵌式分布;其次是未利用地,主要分布在河流两岸及西北部。(2)黑河源区以低脆弱区和较低脆弱区面积为主,整体景观生态脆弱性较低。(3)黑河源区以健康和中等健康为主,整体生态环境健康水平较高。综合来看,黑河源区2014—2021年生态系统较为健康,今后黑河源区应该以生态功能为主,兼顾牧业生产,保证生态系统朝着“生态和谐”的健康方向发展。

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。

基于VOR模型的阿尔泰山林区森林生态系统健康评价

【目的】在了解基本情况的基础上,2019年在阿尔泰山林区选取了185个样地,记录样地信息及其中乔木的情况,对阿尔泰山林地进行健康评价.【方法】将阿尔泰山林地分为阿勒泰林地、布尔津林地、福海林地、富蕴林地、哈巴河林地、两河源林地和青河林地7个部分.运用VOR综合指数模型从不同角度对阿尔泰山林地健康状况进行评价,并运用单因素方差分析和指数多重比较分析了不同林地的健康状况的差异性.【结果】样地综合平均值为0.78,属于健康级别;所有样点中不健康和亚健康样地占38.4%,健康和优质健康样地占61.6%,阿尔泰山林地总体质量有待提高;在7个林场中,哈巴河林区林地生态系统处于不健康状态;阿勒泰、布尔津和青河林地生态系统存在由健康状态向非健康状态转化的危险;阿尔泰山不同林区生态系统健康以及各项指标随海拔变化不明显.【结论】对7个林区林地生态系统健康等级排序依次为:两河源林区、阿勒泰林区、富蕴林区、福海林区、布尔津林区、青河林区、哈巴河林区;阿尔泰山林场整体属于健康等级,但各个林区有很大差异;根据评价结果应对哈巴河林区进行林地修复,对阿勒泰、布尔津和青河林地进行重点关注;海拔对阿尔泰山不同林区生态系统健康以及各项指标的影响不大.

基于VOR模型的广西2014与2019年生态健康时空变化特征研究

基于MODIS数据,利用VOR(Vigour-Organization-Resilience)生态评价模型对广西2014年及2019年的生态系统活力、组织力、恢复力3个评价指标进行计算,综合3个评价指标得到广西生态系统健康等级空间分布。综合城市化进程、工业发展等因素对广西地区生态环境变化进行分析,结果表明,2014—2019年,广西生态系统健康状况整体呈下降趋势,生态系统健康及以上区域由2014年的80.06%下降至2019年的74.79%,而病态区域由2014年0.54%上升至2019年2.65%。广西南部地区(北海、钦州等地)生态环境恶化较为严重,主要受地区城市化进程及工业发展等人类活动影响。研究结果提供了科学的数据支撑,验证了VOR生态评价模型在广西地区的可行性。

石羊河下游不同林龄梭梭(Haloxylon ammodendron)群落特征及健康度分析

【目的】调查和评价石羊河下游梭梭(Haloxylon ammodendron)防风固沙林的群落特征及其健康度,为防护林健康评价提供依据。【方法】选择30 a、20 a和10 a的梭梭林,调查高度、基径、冠幅、新枝长、密度、幼苗数、地面结皮等指标,分析Margale丰富度指数、Simpson指数等,应用专家打分和层次法确定指标权重,借鉴VOR模型的指标体系,分析HI健康指数。【结果】随着林龄增加,3种梭梭林的密度和优势度分别降低76%和62.19%,物种多样性和土壤结皮面积分别增加1.79倍和5.70倍。梭梭林健康指数表现为:30 a>20 a>10 a,差异性不显著(P>0.05);10 a林与30 a林的活力指标差异显著(P<0.05),其余指标差异不显著。10 a林的恢复指标较低,结构指标大于20 a和30 a的。【结论】随着林龄增加,梭梭林的种群退化,群落多样性增大,但健康度差异不显著,10 a林龄是管理的关键时期。

近20年桂西南生态系统健康时空变化及其驱动因素分析

探究桂西南生态系统健康状况,可为区域可持续发展提供理论依据。本文通过构建“活力(Vigor)-组织力(Organization)-恢复力(Resilience)-服务力(Services)”(VORS)模型分析区域生态健康,借助地理检测器探讨影响生态系统健康的驱动因素。结果表明:①20年间桂西南生态系统健康指数均值由2000年的0.446增加至2020年的0.478,整体上呈改善趋势,这得益于退耕还林、水土保持、石漠化治理等一系列生态修复工程的实施。②在空间分布格局上,桂西南生态系统健康总体上西北部及中部地区优于东南部地区,西北部及中部区域以亚健康状况为主,而病态和不健康状况则分布在东南部南宁市主城区。③土地垦殖率、平均海拔、夜间灯光强度、人口密度、坡度是影响区域生态系统健康的主要因子,其解释力均大于或等于0.45;与单因子相比,自然因子和人文因子的交互作用对区域生态系统健康的解释力更强。在今后发展中应加强协调区域生态环境保护与经济高质量发展,提高区域生态系统健康水平。

不同管理措施下高寒退化草地恢复效果评估

为了科学评估不同管理措施下退化高寒草地生态治理的综合成效,该研究采用VOR及CVOR生态系统健康评价模型,对甘肃省玛曲退化高寒草甸实施2a的围封、划破、施肥、补播和综合措施等五种不同生态恢复措施,以及自由放牧下的草地生态系统健康状况进行了评估。根据两种模型测算结果,用VOR指数评价综合生态恢复措施的效果大致为:综合措施、施肥>划破、补播、围封>放牧,用CVOR指数评价综合生态恢复措施的效果:综合措施>划破>施肥、补播、围封>放牧。综合措施在2种评价体系下均显著优于各单一处理措施,实施2a后其CVOR数值处于健康范围,高达0.917,且放牧导致高寒草甸生态系统健康趋于警戒水平,健康指数值为0.572。结果表明,VOR及CVOR指数模型应用于生态恢复管理措施的效果评价,可反映出不同措施实施后的具体量化效果,可进行更广泛适用。在退化严重亟需生态恢复的草地,可通过综合生态恢复措施的实施,以达到全面迅速恢复草地生态系统健康的目的。此外,需具体考量每种措施的经济学和生态学双重效益,利用更全面的CVOR指数模型评价草地健康状况,因地制宜地制定和实施管理措施。

汶川地震重灾区恢复期生态系统健康评价

2008年的汶川地震对区域生态系统造成了显著破坏。为了解震后区域生态系统恢复情况,从而为震区生态恢复策略提供科学依据,利用遥感数据研究了四川省汶川地震重灾区39区县2010—2015年的生态系统类型及活力变化,并运用In VEST模型评估了震区土壤保持、水源涵养、生境质量等生态系统服务能力,最后基于VOR模型并耦合关键生态系统服务定量评估了震区生态系统健康状况。结果表明:2010—2015年间震区湿地和城镇面积有所增加,植被和农田有不同程度的减少,但是Ⅹ—Ⅺ地震烈度等级区域内森林面积增加1309.77 hm2;震区生态系统活力均值明显上升,Ⅹ—Ⅺ地震烈度级别区生态系统活力增幅最明显,分别为14.84%、12.47%;水源涵养能力稍有降低,减幅0.46%,土壤保持服务增幅1.26%,生境质量指数无明显变化;生态系统健康指数(EHI)均值有小幅度提升,从0.6761上升到0.6853,增幅1.36%,Ⅹ—Ⅺ地震烈度级别区EHI增幅比其他地区明显,增幅分别为4.01%、3.48%,表明受灾最严重的地区生态恢复比较显著。但是,由于震区重建开发导致局部区域如宝兴、汉源、石棉、涪城、广汉、汶川西北部和震区北部部分区域EHI下降。未来应继续保持Ⅹ—Ⅺ地震烈度级别区良好的生态恢复趋势,同时也要重视震区中部平原地区的基本农田保护和南部、北部地区的自然生态空间保护工作,维持震区生态系统健康和区域可持续发展。

近14年广西生态系统健康时空变化特征

基于活力-组织力-恢复力(VOR)模型构建广西生态系统健康评价体系,对2006—2019年间的生态系统健康进行评价与分析。结果表明:近14年间研究区生态系统健康状况总体呈先下降后上升趋势,生态状况为健康的区域消失殆尽,但生态系统健康状况良好的地区环境有明显向好趋势,所占面积比年均上升0.7%,而生态系统健康状况一般的区域面积占比呈轻微下降趋势,年均下降0.39%。空间分布上表现为研究区生态系统健康状况总体呈现北部生态系统健康状况要优于南部地区。研究区生态系统健康状况由最开始较大程度下降后小幅度上升,生态系统健康状况向良好趋势发展,但环境问题仍应引起足够重视。

草地健康评价方法研究综述

草地健康是指维持草地土壤和生态过程完整性的程度,主要反映草地的健康状况以及生产能力。评价草地健康程度对生态系统稳定发展具有重要意义。草地健康评价方法有很多,各有优缺点,目前系统性介绍草地健康的评价方法及其适用性的综述性文献较少。基于此,本文归纳了包括VOR指数评价模型、CVOR指数评价模型、主成分分析法、层次分析法、聚类分析法、灰色关联法、压力-状态-响应评价模型、模糊综合评价法、草地健康综合评价模型以及利用遥感技术的评价模型在内的10种草地健康评价方法,并评述了这些评价方法各自的优缺点和适用性,以期为后续针对不同情境遴选较为合适的草地健康评价方法提供科学依据。

基于生态系统健康的国土空间生态修复分区——以长江中游城市群为例

高强度社会经济活动造成了河湖湿地萎缩、景观破碎化与生物多样性减少等生态问题,实施国土空间生态修复成为生态环境治理的必然途径。以长江中游城市群为研究区,基于网格单元构建“生态系统活力—生态系统组织力—生态系统弹性—生态系统服务力”(VORS)模型,评价2010年和2020年的生态系统健康水平。通过自然断点法和智能化修正等方法,自下而上地开展国土空间生态修复分区,并提出相应的生态修复措施。研究结果表明:2010—2020年长江中游城市群耕地面积有所减少,建设用地扩张明显;生态系统健康状况较为稳定,但是存在明显的空间差异;生态系统活力和服务力提升明显,生态系统组织力和生态系统弹性呈下降趋势。根据分区结果,将研究区划分为生态系统保育区、生态系统提升区、生态系统缓冲圈、生态系统改良圈和生态系统重塑圈“两区三圈”的修复区域,并提出生态修复对策。