基于GIS干旱区绿洲县域土地利用变化生态风险分析——以新疆泽普县为例

为揭示土地利用结构变化对新疆典型干旱区绿洲县域的影响,以新疆泽普县为研究对象,在ArcGIS技术支持下,以2006年和2013年两期遥感影像和土地利用数据为信息源,构造了综合性生态风险指数(ERI)并进行空间插值,分析了泽普县土地利用生态风险动态演变和空间分异特征。结果表明:(1)2006—2013年,泽普县其他用地和林地面积呈减少趋势,其中其他用地面积减少了1 072.95hm^2,其次是林地面积减少了165.8hm^2,草地面积几乎未发生变化,耕地面积和建设用地呈增长趋势,分别增长了183.56,1 069.66hm^2;(2)泽普县2006—2013年生态风险指数由2006年0.088上升到2013年0.112。整体呈现由中等风险向高等风险转化的趋势。综上所述,研究区的生态环境状况在2006—2013年趋于恶化状态,需引起政府及有关部分的重视。

干旱区绿洲县域土地利用规划中土地生态安全预测——以新疆阿瓦提县为例

土地生态安全是土地资源可持续利用的核心和基础。通过运用土地利用变化、生态风险空间分析方法,基于阿瓦提县土地利用总体规划(2010—2020年),根据规划基期年及期末年土地利用结构特征,测算了土地利用生态风险指数。并运用ArcGIS 10.0对生态风险采样结果进行半变异函数分析和空间插值,分析阿瓦提县土地利用生态风险动态演变和空间分异特征。结果表明,阿瓦提县土地利用总体规划对全县土地利用空间结构进行了较大调整,阿瓦提县土地生态风险有明显区域性,生态安全状况由南向北逐渐加重,且北部较高风险区域有向西北和西南方向蔓延趋势。在未来土地利用变更中应加强生态环境保护意识,在阿瓦提绿洲构建良好的生态用地格局,提高全县生态系统服务功能。

新疆渭干河-库车河绿洲生态安全及障碍因素分析

对新疆渭干河-库车河绿洲的生态安全水平进行客观评价,为制定和实施干旱区可持续发展措施提供科学依据.基于"经济发展-社会进步-生态保护"协调发展的理念建立生态安全指标体系,采用TOPSIS方法计算生态安全的发展水平,并结合障碍度模型对生态安全发展的障碍因子进行客观评价.结果表明,渭库绿洲的生态安全水平呈稳步增长的趋势,安全等级经历了"不安全-较安全"的演变过程.经济粗放式的快速发展对自然生态系统造成巨大压力,生态系统结构需要进一步调整优化.

基于生态系统服务功能的新疆绿洲生态安全格局识别及优化策略——以拜城县为例

识别生态保护关键区域,优化新疆县域生态空间结构,对促进绿洲区域经济与生态环境和谐发展,提升人类福祉具有重要意义。以拜城县为研究区,通过生态系统服务价值综合评定结果确定生态保护的核心“源”区,利用最小阻力模型,结合GIS空间分析技术及CA-Markov模型,识别拜城县生态安全格局,分析其发展变化趋势,探究生态空间布局调整策略,完善县域生态空间网络体系,结果表明:(1)研究期内,拜城县生态系统服务价值总量逐年上升,其中水源涵养、废物处理价值量增长最高,不同服务类型增长率差异较小。(2)分析2009、2016、2019拜城县生态安全格局特征发现,县域生态安全布局整体存在“源”地分布不均、廊道结构破碎且网络化程度低、生态脆弱区面积较大的现状特征。(3)基于2009、2016、2019年生态保护格局,同时依据生态“源”地及生态保护重要性用地的变化趋势,模拟2029年生态“源”地及其重要性等级区域分布,结合县域自然地理特征及总体发展规划,提出构筑“两带、三功能、四区、多中心、十廊道”的拜城县生态空间布局体系,为绿洲地区生态安全及区域生态文明建设提供参考。

新疆克里雅河绿洲经济增长与生态环境的耦合协调发展研究

克里雅河绿洲在空间分布上几乎与于田县行政区划中的人居区域相吻合。利用于田县经济增长和生态环境数据,构建绿洲经济增长和生态环境的指标体系,运用熵权法得到绿洲经济增长综合指数和生态环境综合指数,通过相关系数分析和耦合协调度模型对绿洲经济增长与生态环境耦合协调进行分析。结果表明:1)克里雅河绿洲经济增长和生态环境综合指数都呈上升的趋势,但经济发展综合指数的增长趋势大于生态环境综合指数的增长趋势。2)克里雅河绿洲经济增长和生态环境综合指数的关系相对密切,经济增长和生态环境的协调度C围绕起均值0.4954上下波动,调和指数T和耦合协调度D总体呈上升趋势。3)耦合协调度变化量ΔD和环比增长率r在小波动中呈现增长趋势。

基于遥感生态指数的渭库绿洲生态环境质量监测

渭库绿洲是塔里木盆地北缘的重要生态屏障,为客观、全面地评价其生态环境质量,分别对绿洲内2010年、2014年、2018年以及2021年6—9月的Landsat5(TM)和Landsat8(OLI)高质量卫星影像进行数据分析与整理,并以此为基础通过Landsat8卫星影像的波段间不同特性计算该区域遥感生态指数(RSEI),评估了绿洲的生态环境质量时空变化规律。结果表明,2010—2021年渭库绿洲内RSEI均值由2010年的0.2545减少至2021年的0.1817,生态环境质量总体呈下降趋势。从空间上来看,生态环境质量较好的区域主要集中在渭库绿洲内、塔里木河沿岸以及北部山区,生态质量较差的区域主要集中在绿洲外围的沙漠和荒漠交错带上。通过RSEI变化监测分析可知,渭库绿洲2010—2021年生态环境没有发生变化的区域占比均在85.00%以上,生态环境显著恶化区域占比均小于0.15%,生态环境显著改善区占比均小于0.30%,生态环境轻微恶化区域占比的平均值为6.25%,生态环境轻微改善区域占比的平均值为5.80%,轻微改善区域面积小于轻微恶化区域面积,这表明渭库绿洲生态环境有向轻微恶化方向发展的趋势。

新疆渭干河库车河绿洲人口-经济-环境耦合协调发展研究

渭干河-库车河绿洲（渭库绿洲）在我国西北干旱区绿洲中具有一定的代表性。文章在阐述人口、经济与环境相互协调发展的机理上,建立渭库绿洲人口-经济-环境耦合协调发展指标体系,并引入耦合协调度模型对该绿洲1995-2012年人口-经济-环境耦合协调进实证分析。研究结果表明：（1）经济综合得分和人口综合得分呈上升趋势且经济综合得分增长速度远大于人口综合得分增长速度,环境综合得分则呈下降趋势。（2）1995-2007年发展类型为经济滞后型,其中仅1995年、2003年、2005年人口发展超前。2008-2009年人口效益滞后,2010-2012年环境效益滞后。（3）耦合协调度呈持续上升的趋势,低水平耦合水平转为颉颃耦合,耦合协调类型经历了由中度失调衰退类-轻度失调衰退类-濒临失调衰退类的转化历程。虽然协调度和耦合协调度都有所改善,但是耦合协调程度都较低。通过对人口-经济-环境耦合协调的研究以期为提高绿洲发展质量、协调区域经济发展与绿洲生态环境的保护提供参考。

昆仑山北麓克里雅绿洲生态服务价值对土地利用变化的响应

基于1991、2002与2008年卫星遥感资料,采用中国陆地生态系统的服务价值测算方法,分析克里雅绿洲土地利用变化对生态系统服务价值与结构的影响。研究表明:①研究区生态服务价值从1991年的144 224.8万元降到2008年的128 716.3万元,生态服务价值损失10.8%,每年净损失生态服务价值达24.2元/hm2。生态服务总价值的减少主要是由湿地、水域总面积的减少而导致的;②研究区各生态服务功能对区域总生态服务价值贡献率由高到低依次为:废物处理、土壤形成、生物多样性保护、水源涵养、气候调价、气体调价、食物生产、娱乐休闲和原材料;③研究区生态服务价值对生态服务功能指数缺乏弹性。

基于LUCC的渭干河—库车河三角洲绿洲水文及生态特征

高强度的人类活动促使LUCC对水圈和生物圈产生了巨大的影响,以塔里木盆地北缘典型绿洲渭干河—库车河三角洲绿洲为研究区,采用1989年、1998年以及2013年多期遥感影像,利用最大似然的方法对影像进行分类并统计出研究区耕地、林地、盐渍地、水体以及裸地的变化,讨论LUCC对水文及生态特征的影响。结果表明:(1)从水文特征方面来看,由于人类活动强度加强导致渭干河—库车河三角洲绿洲的LUCC大幅度的改变。自1989—2013年这25a间,耕地面积总共增加2.408×103km2。而由于耕地面积的增加,促使用于灌溉等用水量大量增加,加上修建渠道、水库等活动促进地表径流量有所增加,导致研究区年径流量呈现出缓缓上升趋势。因为随着灌区排水系统的完善,疏干了低洼地的积水,降低了相应地域的地下水位,从而造成地下水位呈现出逐年下降的趋势。(2)从生态特征方面看,人类活动作为主导因素所导致的LUCC通过与气候变化交互作用,引起温度、湿度以及蒸发量发生变化;耕地面积的大范围增加,导致草地、林地等自然栖息地破碎化和丧失,加之25a间由于人为饲养家禽种类的简化、数量的大幅度增长,在综合作用结果下,最终导致生物多样性简化、单一性愈发显著。因此,本研究为系统开展LUCC对生态环境影响的趋势和机制方面有较高的科学价值。

新疆丝绸之路南线生态安全及障碍度分析

以新疆丝绸之路南线17个县市为研究靶区,构建基于EES的生态安全评价指标体系,运用三角模型和障碍度模型,对新疆丝绸之路南线生态安全进行分析评价,并进一步剖析其障碍因子。结果表明:(1)2004-2013年生态安全水平在微小波动中有所提升,总体由2004年的不安全到2013年的较安全状态;(2)生态安全大体呈现2种发展趋势:一是弱安全到一般安全的趋势(T1-T4,T3-T4,T3-T6),并且一般安全趋势总体水平持续提升,二是不安全到弱安全(T4-T5);(3)障碍因子主要表现在城镇化发展水平、社会效益、人口和耕地面积等方面。在"丝绸之路经济带"战略带动发展下,通过研究新疆丝绸之路南线生态安全,以期为新疆丝绸之路经济、社会和生态的持续发展提供参考。

干旱区河谷城市土地利用生态风险动态预测——以新疆伊宁市为例

土地利用规划和土地生态安全是土地资源可持续利用的基础和核心。基于伊宁市土地利用总体规划(2010—2020年),依照规划基期年及末期年土地利用结构特征,借助土地利用变化、土地利用类型动态度和生态风险空间分析方法,测算了土地利用生态风险指数。并通过运用ArcGIS 9.3对生态风险进行了系统采样、半变异函数分析及空间插值,研究伊宁市土地利用生态风险动态演变和空间分异特征。结果显示:伊宁市土地利用总体规划对全市土地利用空间结构进行了较大调整,土地生态风险具有明显的区域性,生态安全状况由北向南逐渐加重,且高、较高风险区在南部区域呈圆环式蔓延趋势。在未来土地利用变更中应加强生态环境保护意识,在伊宁市河谷构建良好的生态用地格局,提高土地利用的综合效益。

新疆城镇化与生态环境耦合协调度及其空间特征分析

随着新型城镇化的推进,城镇化发展过程中面临着严重的生态环境胁迫压力,开展城镇化与生态环境耦合协调度研究,对新疆的可持续发展提供理论与方法支撑.基于熵值法与层次分析法构建新疆城镇化指数和生态环境指数,然后基于耦合协调度模型定量分析新疆各地、州、市城镇化与生态环境的耦合协调度,最后分析新疆城镇化与生态环境耦合空间分布特征.结果表明:1)2014年新疆城镇化与生态环境综合指数为0.29和0.42,总体水平较低;2)2014年新疆14个地、州、市城镇化与生态环境发展耦合协调度在0.41~0.64之间,跨越低、中2个级别,分别占地、州、市数量的46.7%和53.3%;3)从空间分布看,2014年新疆14个地、州、市城镇化与生态环境发展的耦合度存在地域差异性,表现为北疆优于东疆,南疆最低.

渭干河-库车河绿洲土地生态安全物元分析评价

针对综合评价研究中存在信息不相容的问题,尝试采用物元分析法对渭干河-库车河绿洲(以下简称渭库绿洲)土地生态安全进行评价。通过构建土地生态安全的经济-环境-社会评价指标体系,建立土地生态安全评价的物元模型,揭示单个评价指标的分异信息和综合评价结果。结果表明,1)农民人均纯收入、耕地粮食单产、有效灌溉面积、土地垦殖率、农业机械总动力、城市化水平等指标出现不同等级的上升趋势,以上指标对土地生态安全水平的提升有重要贡献。但单位耕地化肥负荷、森林覆盖率、灾害指数、盐渍化程度、人口密度等指标的安全等级下降,而且盐渍化治理率和人口密度的安全状态均在较不安全等级以下,成为该绿洲土地生态安全的关键制约因素。2)1995—2010年,渭库绿洲土地生态水平等级经历了安全—较安全—安全—较安全的演变历程,但不完全符合安全与较安全的标准,水平等级不稳定。为了促进绿洲土地生态安全等级不断提升,需要转变经济发展方式,降低经济增长对土地资源的消耗,大力发展特色农业、节水农业,合理施用农药、化肥,加大环境治理力度,有效控制土壤盐渍化程度,以实现土地资源利用的可持续发展。

伊犁河流域绿洲城市土地资源利用的生态风险评价:以伊宁市为例

为伊犁河流域土地资源的合理利用及土地利用总体规划提供参考,根据伊宁市2009—2013年的土地利用变化数据,建立土地利用生态风险评价指标,以1km×1km的单元网格进行系统采样,借助GIS技术与半方差分析方法,对区域土地利用变化的生态效益风险及其社会影响进行综合评价,并对2013年土地利用/覆盖现状存在的生态风险进行空间量化分析。结果表明:1)2013年,伊宁市土地利用/覆盖存在风险集中在耕地、牧草地和城乡建设用地,三者比例占全区总面积的83.14%;2)土地利用结构与数量变化复杂,耕地、园地向建设用地转换是主要土地利用变化形式,突出表现为耕地锐减与建设用地大幅扩展;3)土地利用程度指数逐年上升,不断推进土地利用的广度和深度;4)伊宁市土地利用生态风险时空分异显著,伴随建设用地扩展,高生态风险区由北向南逐渐转移,人类活动在一定程度上增加了区域潜在的生态风险。

基于TOPSIS法新疆生态文明发展水平测度评价

对新疆生态文明发展水平进行客观评价可为制定、实施干旱区可持续发展措施提供科学依据。秉持资源禀赋、环境保护、经济发展、社会保障的理念建立生态文明评价指标体系,采用TOPSIS方法计算生态文明的发展水平,并结合障碍度模型对发展过程中的障碍因子进行客观评价。结果表明,2000年以来新疆的生态文明水平总体上逐年升高,2013年生态文明综合指数是2000年的5.23倍,且14年间新疆生态文明经历了两个阶段的转变,2000-2006年属于生态文明沉睡阶段,2007-2013年属于生态文明觉醒阶段。整个生态文明系统下,4个分类子系统整体保持逐年上升的发展趋势。其中资源子系统和环境子系统稍有微小波动变化,但整体的生态文明状况都向着良好的方向发展。

吐鲁番绿洲水资源利用与生态系统响应关系研究

吐鲁番绿洲区是新疆水资源严重匮乏的地区之一,水资源紧缺已成为制约这一地区社会经济发展的瓶颈。通过对吐鲁番绿洲水资源变迁,用水量,气候因素及其对生态系统的响应的分析,对吐鲁番绿洲地下水位、水质的变化等因素进行研究。结果表明:气候因素对吐鲁番绿洲生态系统影响显著;随着吐鲁番人口的不断增加,绿洲地表水资源分配不均,水资源开采过度,地下水位急剧下降,导致生态系统进一步恶化。吐鲁番绿洲地区经济因素促进社会因素的变化,社会因素的变化导致自然环境的变迁。社会、经济、自然诸因素相互作用,通过水资源的变化驱动对吐鲁番绿洲生态系统的变化。

丝绸之路经济带发展协调度与生态承载力响应的时空分析——以新疆南疆县域为例

以丝绸之路经济带涵盖的南疆县域为研究靶区,利用协调度函数和生态承载力响应模型,对南疆县域2003—2013年经济、社会、资源和环境协调发展度及其生态承载力响应进行分析。结果表明:(1)时序变化上,2003年以来区域经济、社会、资源和环境协调度与其生态承载力响应变化趋势大体趋同,大致呈现波动上升态势;(2)空间变化上,协调度空间分布是西南部高于北部和东部,生态承载力响应等级空间分布较分散,持续超载区主要集中在南疆地州的人口密集区域;(3)协调度的高低一定程度上影响着生态承载力响应状态,二者等级变化在县域时间与空间分布上基本一致。

基于耦合模型的新疆旅游业-新型城镇化-生态环境协调关系量化分析

基于系统耦合的作用机理,以2006-2015年新疆旅游业、新型城镇化及生态环境发展相互作用为研究对象,运用变异系数法,确定了三大系统9个方面的37个指标权重,并构建新疆旅游业-新型城镇化-生态环境发展耦合关联模型,定量分析了三者相互作用的协调程度.结果表明:(1)旅游业、新型城镇化、生态环境各子系统综合评价指数在2009年前发展较慢,之后发展水平快速上升;(2)三大系统耦合协调度由2009年前的失调发展转为协调发展;(3)三大系统协调发展类型由旅游业超前发展转为新型城镇化,而后相继转换,并且在2011,2012及2015年出现旅游业或新型城镇化发展超出生态环境承载力范围.在此研究结果上提出促进新疆旅游业、新型城镇化及生态系统协调发展建议:(1)紧跟国家"一带一路"战略,优化新疆产业结构;(2)打造具有新疆民族文化底蕴的旅游特色小镇;(3)走绿色可持续的旅游业及新型城镇化发展道路.

干旱区绿洲城市生态文明建设公众参与意识研究——以“一带一路”沿线城市乌鲁木齐为例

生态文明是人类文明发展的新阶段,其强调人与自然的协调发展。基于公众科学理论框架,采用模型模拟方法、实地问卷调查、多元回归方法,分析了乌鲁木齐居民参与城市生态文明建设的自我感知、满意程度、参与意愿,并构建了结构方程模型(SEM),探讨了居民参与城市生态文明意愿的可行路径,分析了居民参与城市生态文明建设的意愿与其相关因素间的关系,揭示了居民参与城市生态文明建设主要限制因素。结果表明:(1)居民自我感知与城市生态文明建设参与意愿呈显著正相关,满意程度与参与意愿呈显著负相关;(2)45.36%的受访者表示非常愿意参与城市生态文明建设;(3)居民主体意识和支持度占比分别为72.92%、72.04%,生态认知、生态关注及参与信心占比分别为43.08%、64.33%和55.14%;(4)受访者对城市生态文明建设状况满意度的平均偏效应为2.32,各项满意度均值情况为:城市绿化状况(2.51)>政府环境信息公开程度(2.41)>城市空气状况(2.35)>城市垃圾处理与分类状况(1.99)。研究成果以期为建立和推进城市生态文明建设提供科学参考。

干旱绿洲区土地利用生态风险分析及预测——以沙雅县为例

利用沙雅县2008、2013年的遥感影像数据,并通过空间马尔科夫模型预测2020年土地利用结构变化规律,讨论由土地利用结构变化引发的生态风险。通过对生态风险指数进行分类,将整个研究区域生态风险划分为低风险区、较低风险区、中等风险区、较高风险区和高风险区5类。其次对沙雅县生态风险指数进行采样,通过半变异函数分析和空间插值,从而揭示沙雅县土地利用生态风险的时空差异。结果发现:2008—2013年间沙雅县林地面积、其他用地面积有所减少,草地面积和水域面积几乎未发生变化。通过预测分析得到2020年沙雅县各土地要素面积较2013年发生变化,林地与其他用地面积明显减少,水域和草地面积几乎为发生改变;耕地面积和建设用地面积都在增加;在整个研究期内,沙雅县生态系统风险值出现变化。总体来说,沙雅县生态环境状况在2008—2013年生态指数由0.018到0.021趋于恶化状态,2013—2020年生态指数由0.021到0.011恶化状态有所缓解。