植被覆盖度对生态脆弱性动态演变的影响——以河北省张家口为例

[目的]研究区域植被覆盖度变化对生态脆弱性时空格局演变的影响可为地区生态保护、资源合理开发利用、土地格局优化和可持续发展提供科学依据和有益借鉴。[方法]以张家口地区为例,首先采用序关系法、CRITIC法和博弈论组合赋权法等方法探究张家口地区生态脆弱性时空演变特征,然后在此基础上探求了植被覆盖度变化对生态脆弱性动态演变的影响。[结果]2010—2019年,张家口地区生态脆弱性先升后降,脆弱性较高地区集中在北部坝上和中西部地区,脆弱性较低地区分布在东部和南部地区,且空间集聚效应明显。9年间植被覆盖度由低向高转变,植被改善区面积增加了7807.77 km^(2),恶化区面积减少了3433.14 km^(2)。植被恶化区主要分布在张家口中部城区和东部区域,其余大部分地区均为植被改善区。植被改善区、恶化区与生态脆弱性升高、降低区域的变化趋势和空间分布格局基本一致。[结论]张家口地区植被覆盖度与生态脆弱性关系密切,二者之间呈现负相关关系,区域植被覆盖度的增加能够降低其生态脆弱性。

河北省2010—2020年生态产品价值空间演变特征及其影响因素

[目的]评估河北省生态产品价值(EPV),探索其空间演变背后的驱动因子,为构筑京津冀生态安全屏障,加快生态文明建设提供科学依据。[方法]基于当量因子法核算2010,2015,2020年河北省168个县区的EPV,利用全局莫兰指数、高/低聚类指数、热点分析法分析其空间分布演变和聚类演变特征,并借助地理探测器探测其主要驱动力。[结果]①2010—2020年河北省EPV均突破3.80×10^(11)元,整体上大幅提高,呈先平稳后急速上升的态势,到2020年突破4.20×10^(11)元;林地EPV最高,始终是所占比例最大的生态产品类型,水域次之且始终是变化量和变化率最大的类型。②2010—2015年EPV空间分布呈现出北高南低,西高东低的特征,高值集中于北部的燕山、坝上高原地区和西部的太行山地区,低值集中于东南部的河北平原地区;2015—2020年呈现出北高南低,东西高,中部低的特征。③2010—2020年空间聚类表现为显著高值集聚,冷热点分布呈现与空间分布相似的规律。④从单因子探测看,CO表面浓度、O_(3)浓度、年均气温是EPV空间演变的主导因子,人均GDP次之,社会因子的解释力相对最弱;从双因子交互探测看,3期中起主导作用的组合因子分别是人均GDP∩NO_(2)表面浓度、高程∩O_(3)浓度和人均GDP∩CO表面浓度,其解释度(q值)分别为0.71,0.73,0.66。[结论]林地和水域对提高生态产品价值具有重要作用,但空间上差距较大,为使其产生更加积极变化,不仅要考虑生态单因子的强大驱动力,也应充分认识驱动力来源的复杂性和非线性。

“三生空间”视角下城市人居环境质量时空演变及障碍因子诊断——以河北省为例

提高城市人居环境质量是促进城市可持续发展、提升民众生活幸福感的重要基础和手段。本文利用2010—2020年河北省11地市面板数据,从“三生空间”视角构建评价指标体系并采用熵权TOPSIS法对城市人居环境质量进行测算,并综合运用标准差椭圆分析、变异系数和障碍因子诊断模型探讨城市人居环境质量的时空演变特征并诊断其障碍因子。结果发现:(1)研究时段内城市人居环境质量整体呈上升趋势,各地市间差距逐渐缩小,呈现以石家庄、唐山和廊坊3市为主的高质量核心区域,以沧州、邯郸、保定、张家口、承德和秦皇岛6市为主的过渡区域,以邢台,衡水3市为主的低质量边缘区域。(2)在空间上呈“核心集聚,局部连片”的分布格局,整体表现为冀中>冀北>冀南的空间格局。(3)各地市间城市人居环境质量差距不断缩小,其中高水平区域内部差异明显缩小,中等区域内部差异呈现波动上升变化,而低水平区域内部差异则基本保持稳定。(4)影响河北省城市人居环境质量的主要障碍因子为人均GDP、GDP年增长率、城镇居民人均消费支出、PM2.5浓度、污水处理率。

人工干预下河北省淤泥质海岸岸线演变及其环境效应分析

以多期地形图、海图,多时相航空影像图、卫星遥感数据,多年实测数据为主要数据源,综合运用GIS软件室内判读与野外实地调查相结合的技术方法,系统分析了人工干预下河北省淤泥质海岸岸线近50 a(1956～2006年)来演变过程、动因,深入探讨了海岸岸线演变特征及其对周边岸滩产生的环境效应。结果表明:河北省淤泥质海岸岸线演变动因由自然演化转变为人类影响占主导地位;变化类型由以盐田开发为主,演变为盐田、养殖池塘并重,继而以养殖池塘变化占主体,最终为养殖池塘、港口变化为主导;开发热点区域因时间不同而有所差异,南段岸线重点开发区域逐渐南移,而北段岸线则呈现不断西移的特点。黄骅港岸线变化对周边产生的环境效应表现为:改变沿岸流流向,并在航道外形成沿堤流及环流;改变滩面相对平衡状态,航道以北重塑均衡剖面;改变局部流场,近岸区高浓度泥沙沿防波堤两侧向外运动;改变岸滩沉积物类型,北滩粉沙层的规模和粒径均小于南滩。曹妃甸港岸线变化对周边产生的环境效应主要表现为:阻断东西向的浅滩潮流,对曹妃甸外缘潮流系统造成影响;南堡西侧海滩不断淤积、附近海岛、沙坝出现不同程度的淤积。本研究对于合理利用海岸带资源,科学规划海岸带发展方向,实现区域环境和经济的可持续发展具有重要的现实意义。

河北省生态环境质量变化及影响因素分析

生态环境质量评价研究是目前地理学热点研究领域之一。河北省是典型的复杂生态区,资源环境具有多样性和复杂性,且生态问题突出,建立具有层次结构的生态环境评价指标体系,采用层次分析法(AHP)分别对河北省内三个生态区及河北省整体生态环境质量进行度量,结果表明:1)2006—2014年,河北省生态环境质量处于较差水平,但综合得分呈波动上升趋势,生态环境状态逐步好转;2)河北省生态环境质量存在较明显的空间差异,坝上高原区生态环境质量得分较高,山地生态区次之,平原生态区承受生态压力较大,人地相互作用强度较高,生态环境状态最差;3)三个生态区生态环境时间特征明显,从生态系统、自然资源、生物多样性、生物灾害、食物保障度以及社会生态系统六个方面分析了生态环境质量的变化原因。

河北省生态环境质量评价研究

本文以河北省为例探讨了复杂生态区生态环境质量评价方法。评价程序包括生态环境要素质量评价、各生态区生态环境质量评价以及复杂生态区生态环境质量评价等三个层次。评价结果表明:2006～2008年,河北省生态环境质量指数分别为:3.6926、3.6673、3.8452,生态环境质量"较差"。

河北省主要农作物虚拟水含量时空格局分析

基于CropWat模型计算河北省1995-2015年主要农作物的虚拟水含量,并分别从省域、区域和县域尺度分析其时空分布格局.研究结果表明:河北省主要农作物需水量总体呈下降趋势,与降水量的变化趋势相反.1995-2015年河北省农作物虚拟水含量最高为棉花,其次为小麦、玉米和蔬菜,4种农作物虚拟水含量总体呈波动降低趋势,其中棉花波动幅度最大,小麦和玉米变化趋势相似,蔬菜变化幅度最小.从空间格局变化看,1995-2015年不同区域主要农作物虚拟水含量变化特征存在差异,整体减少较为明显.县域尺度上虚拟水含量变化均呈减少区多于增加区的特征,且存在高值与低值集聚区.从虚拟水含量视角对农作物耗水量进行分析,可为河北省农业种植结构优化与水土资源可持续利用提供决策依据.

河北省生态环境安全评价及可持续发展对策

在构建河北省生态环境安全评价指标体系的基础上,根据生态环境安全评价原则,运用层次分析法,结合定性、定量分析对河北省2005—2014年生态环境安全进行评价,分析生态环境安全变化的影响因素。结果表明,2005—2014年河北省生态环境安全指数为3.40~3.68,平均值为3.55,随年份增长呈小幅波动、总体下降趋势;河北省生态环境安全等级为4级,总体处于较安全状态,但存在退化现象,生态环境安全形势严峻;河北省生态环境安全变化是由自然因素和人为因素共同作用,相互影响。

河北省土地利用变化及其生态环境影响

土地利用变化对生态系统环境的影响以及确保生态环境安全意义重大。基于地理信息系统(GIS)技术,利用河北省1985、2000、2015年的土地利用数据,分析土地利用时空变化特征及其生态环境效应。结果表明,研究期间,建设用地、水域和林地面积增加;耕地、草地、未利用地面积减少;从单一土地利用动态度可见,不同土地利用动态度变化从大到小依次为建设用地、未利用地、耕地、水域、草地;生态环境质量指数和生态价值均呈下降趋势,一般减少区分布最广;采用生态环境质量指数和生态价值2种方法,从不同角度分析生态环境效应,以县级行政区为基本单元,探讨不同县域生态价值的时空分异,为土地利用和调控提供一定参考。

七里海泻湖湿地演变过程及其生态环境效应分析

以河北省秦皇岛市昌黎县七里海泻湖湿地为研究区,选取1919～2005年间的4幅地形图和1987年以来的10景landsat TM(ETM)遥感影像为数据源,运用遥感和地理信息系统技术,研究了七里海泻湖湿地近百年的时空演变过程,分析了泻湖湿地演变的影响因素与生态环境效应。结果表明,近百年来,七里海泻湖面积发生明显变化,由1919年的711.1hm2缩减为2005年的279.1hm2;1919年泻湖周边沼泽湿地面积为2263.3hm2,2005年泻湖周边的沼泽湿地已经基本消失;1956年以前,泻湖湿地以自然演变为主,主要受雨量充沛、入湖河流径流量丰富的影响,泻湖水面面积呈逐年增加趋势,1956以后,受流域开发治理工程、围垦和水产养殖等人类活动的影响,泻湖及周边湿地水动力条件发生改变,泻湖周边天然湿地逐渐为人工湿地所代替,泻湖水面面积减小,淤积加重,湿地生态系统受到极大干扰,呈现出生物多样性降低、景观单一化、湿地效应减弱等生态环境恶化的特征。

河北省武安市生态人口承载力动态变化及其驱动力

基于生态足迹理论,设计出了河北省武安市生态环境人口承载力评价指标体系。应用生态足迹模型对2000—2010年武安市生态环境人口承载力进行了研究,并通过SPSS软件对结果数据采用相关分析法和回归分析法,进行了可持续状态分析和驱动因素分析。研究表明,武安市2000—2007年生态足迹与生态承载力矛盾较为突出。2007年以后武安市加强转变经济增长方式,提高了对自然资源的利用率,使生态足迹和生态承载力之间的矛盾逐步缓和,开始向可持续的方向发展。该市人均化石燃料足迹强烈影响着可承载人口数量,是影响武安市生态承载人口动态变化的主要因素。

基于生态足迹模型的河北省土地利用总体规划实施评价

为了证实河北省土地利用总体规划(2006—2020年)确定的土地利用结构调控指标是否科学与合理,根据1999—2008年的统计数据,运用改进的生态足迹模型计算并预测河北省2010年、2020年人均生态足迹、人均生态承载力,将预测结果与河北省土地利用总体规划(2006—2020年)确定的土地利用结构调整目标测算的人均生态承载力进行比较。结果表明:(1)河北省人均生态足迹1999—2008年共增加0.218 1hm2,增长率达到32.18%,人均生态承载力共增加0.019 8hm2,增长幅度为28.09%,人均生态赤字由2006年增长到最大值0.450 2hm2后回落至2008年的0.418 8hm2,表明河北省正朝着降低生态赤字,提高生态承载力的方向进行。(2)根据预测值与规划确定值相比较可知,2010年人均生态承载力的实际发展将会比规划预期增加0.16%,人均生态赤字减少0.18%,2020年人均生态承载力的实际发展将会比规划预期增加18.41%,人均生态赤字减少6.29%,说明本轮规划的预计生态供给均可实现。河北省土地利用总体规划(2006—2020年)的实施将会降低人均生态赤字,体现了规划确定的土地利用结构调控指标的科学与合理性,一定程度上遏制了土地生态环境的恶化趋势,促使生态环境向有利的方向发展。

河北省陆域经济发展与海洋环境耦合关系研究

纵观历史,沿海地区一直是经济发展的前沿地带。21世纪以来,世界各国将眼光纷纷投向海洋,一方面,沿海地区依靠海洋资源取得了经济上的快速发展;另一方面,不合理的开发利用也给海洋环境带来了负面影响。因此,寻求两者的协调发展成为人们关注的热点。研究河北省陆域经济与海洋环境的耦合关系旨在了解陆域经济与海洋环境协同发展状况,为合理调整陆域和海洋产业布局,促进资源有效利用及推动沿海经济持续发展提供重要科学依据。在已有研究成果的基础上,以河北省经济和生态环境2001—2013年的相关统计数据为依据,运用主成分分析法对河北省海洋生态环境进行综合评价,运用容量耦合系数模型,计算河北省陆域经济与海洋环境之间的耦合度。分析结果表明:两个系统基本上处于低水平耦合和拮抗两个阶段,即前期河北陆域经济发展水平较低,海洋环境生态系统承载力强,而后期则处于经济快速发展,海洋环境承载力逐渐下降阶段。

基于可持续发展视角的河北省武安市生态承载力研究

以生态承载力和可持续发展理论为基础,采用综合分级评价模型,构建了河北省武安市生态承载力评价指标体系,从生态弹性力、资源环境支撑力和生态环境承载压力三方面对武安市生态承载力及其影响因素做出了评价,得知武安市22个乡镇的生态弹性力、资源环境支撑力和生态环境承载压力存在空间分异特征和不平衡性,生态承载力有两极分化的趋势。根据相关性分析,得出生态承载力与人均水资源占有量、植被覆盖度呈显著正相关关系,与水资源开发利用率、工业用地比重呈显著负相关关系,并将22个乡镇分为生态承载力有较大的支撑空间、生态承载力尚有一定的支撑空间、生态承载力极为有限三大类。

河北省山区生态安全预警及调控对策——以燕山东段为例

针对河北省山区的自然和社会经济特点,采用层次分析法构建了基于人口、自然资源、生态环境和社会经济状况4个层次17项指标的预警评价体系;运用多目标模糊优选决策模型对燕山东段山区的生态安全状况进行了综合评价,从时间、空间两个尺度分析了区域警级变化的情况,寻找警情出现的原因,提出了可行性的调控对策,以期对河北山区生态安全系统整体定量研究提供参考,为山区生态环境管理与可持续发展提供决策依据。

基于土地差别化供给视角的资源环境承载力评价——以河北省为例

随着城镇化进程的加速,土地供给和土地需求间矛盾日益凸显,土地差别化供给是解决当前土地供给和土地需求矛盾的重要手段。从土地差别化供给角度对河北省资源环境承载力进行了研究,确定了水资源承载力、环境质量、自然灾害危险性3个领域层、8个指标层的评价指标体系,运用综合评分法评价出河北省各县域的资源环境承载力水平,将149个评价单元的资源环境承载力划分为高水平区、中高水平区、中低水平区和低水平区4个等级,并结合评价结果对河北省土地差别化供给从供给量和供给结构两个方面提出了实施建议。

河北省平山县水帘洞遗址地质地貌环境初探

水帘洞遗址位于河北省平山县西南部沕沕水生态风景区九天沐雨瀑布之后的水帘洞内。在古人类活动留下的灰烬层中发现了大量动物骨头化石和石器。根据地貌发展阶段、动物骨骼化石和石器特征,初步推测古人类生存的时代为30kaB.P.左右的旧石器时代晚期。孢粉分析结果反映古人类生存时期的气候条件比较温和。沕沕水地区地质地貌调查和洞穴发育研究表明,水帘洞形成于中晚更新世构造稳定期,为古人类生存活动提供了良好场所,早全新世受构造活动影响,洞穴遭到破坏,古人类迁徙它处。

淤泥质潮滩剖面冲淤演变数值模拟分析--以河北省沧州市为例

为全面剖析淤泥质潮滩变化规律及演变特征,运用修改后的输沙公式建立了淤泥质潮滩演变数值模型。经2000,2007年野外实测数据验证,表明该模型各参数设置准确,较真实地反演了滩涂剖面变化过程,可用于淤泥质潮滩的模拟计算。根据数值模型计算结果得出如下结论:1987—2010年河北省沧州市淤泥质潮滩坡度不断增大,但增长速率变化不大,为0.002×10-3。0m等深线上部坡度逐渐变缓,年均降低0.021×10-3;下部坡度不断变陡,年均增长0.022×10-3。研究区潮滩未达平衡状态,其坡度将进一步变陡。该输沙模型及研究结论对淤泥质潮滩的保护具有重要的理论指导意义,为其科学开发管理提供实际参考依据。

河北省县域农田生态系统供给功能的健康评价

引入"生态系统服务功能"理论,构建县域农田生态系统供给功能健康评价指标——农田生产力稳定系数,该指标被定义为:一定时期内(若干年),县域自然生态系统第一性生产力波动系数与县域农田生态系统第一性生产力波动系数的平均比值;并构建了评价指标与人类福利指标(用县域人均耕地纯收入表征)关系模型,作为评价指标的阈值判定方法。通过河北省136个县的实证研究表明,农田生产力稳定系数对农田生产力稳定性和农田生产力高低具有综合性指示作用;人类社会对生态系统反馈影响的忍受界限对评价指标阈值的确定非常关键;1991—2000年和2001—2009年两个阶段中,河北省县域农田生产力稳定系数整体呈上升趋势,空间格局较为一致,农田生产力稳定系数较低、农田供给功能健康状况较差的县域集中分布在冀北生态脆弱地区;农田生态系统供给功能健康状况与县域贫困状况形成紧密的空间耦合关系。

河北省曹妃甸近岸海域春季生态系统健康现状评价

基于2014年5月的现场调查,从水质、底质和生物三个方面构建了曹妃甸近岸生态系统的健康评价指标体系,利用模糊综合评价法评价曹妃甸近岸海域各站点健康水平和综合健康水平。评价结果显示:底质优于水质和生物,综合健康评价结果为亚健康。采用反距离权重(IDW)空间插值法绘制的水质、底质和生物的健康状况空间分布图以及综合健康水平空间分布图。水质、底质和生物的健康水平空间变化趋势差别较大,综合健康分布图反映出研究区西侧比东侧污染更为严重的现状。