基于RSEI模型的开封市生态环境质量变化动态分析

生态环境质量评估监测是联合国可持续发展目标中的重要内容。本文利用2005年、 2014年和2022年,共3期遥感影像数据,应用主成分分析法,将绿度、湿度、干度和热度等4个指标耦合成遥感生态指数（RSEI）,对开封市2005～2022年的生态环境质量进行动态分析。结果表明：干度是对生态环境质量影响最大的指标,而热度的影响相对较小;RSEI能够较好地反映开封市的生态环境质量状况;开封市的生态环境质量在研究期间持续改善,RSEI的平均值从0.576增加到0.643,增幅达11.63%,约44.63%的区域生态环境质量得到改善,主要表现为一个等级的提升;生态环境质量分布格局发生较大变化,生态环境等级为良、优的区域大幅增加,主要分布在除开封市主城区西北部以外地区。     

基于改进型遥感生态距离指数的秀山县生态环境质量评估

快速准确评估区域生态环境质量与变化对于喀斯特石漠化地区的生态监测具有重要意义。通过选取重庆市秀山县为研究区,以1990年、2002年和2016年Landsat5/8影像为主要数据源,提取石漠化指数(RI)、建筑裸土指数(NDSI)、湿度指数(WI)、植被指数(NDVI)建立改进型遥感生态距离指数(MRSEDI),对秀山县生态环境质量及变化进行评估。结果发现:①秀山县1990年、2002年和2016年MRSEDI均值分别为0.617、0.665和0.748,呈现上升趋势;②秀山县1990—2016年间生态环境质量优良等级区域面积呈现上升趋势,优良等级区域面积从1990年的55.94%增加到2016年的82.67%;③26 a间,秀山县大部区域生态环境质量变化情况为变好和不变,其中变好区域占全县面积的54.01%,不变区域占全县面积的34.49%。秀山县生态环境质量较好,且生态环境呈现继续变好趋势,秀山县26 a间一系列生态环境保护措施具有一定成效。     

西北地区生态干旱脆弱性评估

为了解西北地区生态干旱脆弱性的空间分布和演变趋势,从暴露度、敏感性以及影响力三方面提出了生态干旱脆弱性的概念及定量表征方法,利用熵权法构建生态干旱脆弱性指数,采用莫兰指数评估脆弱性指数的空间相关性和脆弱性局部空间聚集情况,分析了西北地区1985—2014年的生态干旱脆弱性区域分布、脆弱性程度及趋势。结果表明:西北地区生态干旱高脆弱区主要分布在天山山脉、青海南部、青海湖附近、甘肃中部、陕北以及陕西中部等地区,其余地区均处于中等及以下脆弱性等级；生态干旱脆弱性指数局部空间分布相对聚集,呈现出“大聚集、小分散”的空间分布格局；生态干旱脆弱性在研究时段呈现先升高后降低的趋势,伊犁盆地、吐鲁番盆地和河西走廊地区脆弱性改善效果明显,但青海南部、陕北等局部地区脆弱性仍有升高趋势,未来需要加强这些地区的生态保护工作。     

江西省生态服务价值时空特征研究

生态服务功能价值评估可以为生态系统的良性开发利用,尤其是土地利用规划、管理和决策提供科学依据。基于江西省2015～2018年土地利用数据,开展了土地利用转型空间格局分析,采用空间修正的当量因子法估算生态服务价值,并结合空间冷热点分析,进一步探究了江西省生态服务价值的时空变化特征。研究表明:江西省耕地、林地面积逐年有所减少,城镇扩张区域主要集中在中部及北部,水域扩张区域主要分布在鄱阳湖周围。同时,废物处理服务价值有所上升,其余各单项生态服务价值及总生态服务价值有所下降,整体呈现东、西、南侧高,中部、北侧低的空间格局。研究还发现江西省生态服务价值空间冷热点集聚性较明显,热点区以林地、水域为主,冷点区主要分布在耕地、建设用地。根据江西省生态经济发展相对不协调问题的分析,分区提出协调土地保护和开发利用的建议。研究成果对于维护江西省生态环境安全,推动长江大保护以及长江经济带高质量发展具有重要意义。     

基于景观格局的承德市武烈河流域生态安全分析

人类的经济开发活动主要是在景观层次上进行,景观也是区域生态环境管理的基础单元之一,采用景观方法研究生态安全,可揭示不同景观类型间的迁移转化特征并进一步识别区域生态环境的变化趋势及其内在因素,对区域生态建设和资源开发具有指导意义。基于GIS技术支持以1980年和2000年遥感影像为基本信息源,在承德市武烈河流域景观格局分析的基础上,采用破碎度、分离度、优势度等景观格局指数和景观类型脆弱度为评价指标研究流域景观生态安全。与1980年相比,2000年武烈河流域景观的破碎化程度加剧,景观优势度下降,多样性和斑块分维数增大。1980年-2000年研究区除了耕地以外,其他景观类型的干扰程度均有所增加。总体来说,20年来研究区整体景观生态安全度呈现上升趋势。     

基于生态足迹的区域生态环境可持续发展研究——以大连市旅顺口区为例

为全面、定量评估区域生态可持续发展状况,本研究首先应用生态足迹分析方法对大连市旅顺口区2000--2007年的生态足迹和生态承载力进行计算,结果显示该区域人均生态赤字情况逐年加重,由2000年0．9511hm2增加到2007年1．1129hm2,其生态足迹已经严重超出了生态系统的承载能力。然后根据生态足迹和生态承载力计算结果,分别计算研究区8年的生态足迹指数、生态压力指数和生态协调度,从生态环境可持续发展状况、生态安全状况及区域发展与生态环境协调性三个方面综合评价该区域生态环境可持续发展状况。确定生态环境可持续发展及生态安全等级。结果显示,旅顺口区生态安全等级为极不安全,其经济发展与生态环境不协调,目前处于严重不可持续发展状态。     

基于RSEI的张掖市甘州区生态环境质量动态评估

基于甘州区1991—2020年7期Landsat遥感影像提取绿度、湿度、干度、热度并构建RSEI指数，考虑数字高程数据及人口数据，利用景观格局指数、空间自相关等分析甘州区生态环境质量时空变化特征，通过地理探测器对甘州区生态环境质量变化的影响因子进行探究。结果表明：1991—2020年甘州区RSEI从0.306 9上升到0.368 0,生态环境质量稳中有升；生态环境质量整体空间布局较稳定，但中部绿洲向外扩展的同时内部破碎化程度加剧，南端花寨乡和安阳乡生态环境质量极不稳定；生态环境质量空间聚类特征明显，高-高聚类区集中分布在中部绿洲，低-低聚类区主要分布在北部和南部；30 a内甘州区生态环境质量改善面积大于恶化面积，生态环境质量整体好转；从影响因子来看，所有因子的影响均显著，多因子交互作用明显，主导因子为绿度和干度，人口密度的影响力在逐渐提升。     

基于MRSEDI与CA-Markov的延河流域生态环境质量评价及预测

为探索快速准确评价和预测生态环境质量的普适方法，以延河流域为例，采用1998年、2004年、2010年、2016年6—9月的Landsat TM/OLI遥感影像数据，选取土壤侵蚀指数SEI、建筑裸土指数NDSI、湿度指数WI、植被指数NDVI计算改进型遥感生态距离指数MRSEDI,对1998—2016年生态环境质量进行评价，并采用CA-Markov模型对生态环境质量进行模拟预测。结果表明：(1)改进型遥感生态距离指数MRSEDI能够综合多指标信息、较为准确地反映延河流域生态环境状况，可作为生态环境质量评价的指标；CA-Markov模型兼具CA模型模拟复杂系统空间变化的能力和Markov模型长期预测的功能，可用于模拟预测流域生态环境质量。(2)延河流域生态环境质量在空间上具有西北低、东南高的特征，1998—2016年负向指标SEI和NDSI均呈下降趋势、正向指标WI和NDVI均呈上升趋势，MRSEDI流域均值从0.873提高到1.376,流域生态环境质量整体上明显上升，但存在局部生态环境质量退化现象。(3)未来延河流域生态环境质量将整体持续上升，但流域北部和中部生态环境极度脆弱区生态环境...     

长寿区长时序生态质量评价及影响因素分析

分析长寿区生态质量时空演变过程和影响因素对三峡库区生态建设及恢复具有重要意义。选取长寿区为研究区，以2002—2021年多景Landsat-5 TM影像和Landsat-8 OLI影像构建遥感生态指数(RSEI),从时间和空间两个维度研究生态质量演变过程，并通过随机森林模型分析生态质量和影响因子之间的关系。结果表明：(1)长寿区RSEI均值由2002年的0.642 7降低到2006年的0.566 5,2010年以后RSEI均值稳步增加，生态质量呈“先恶化后好转，整体向好发展”的趋势；(2)生态质量较好的区域集中在高程较高的区域，较差的区域集中在长江两岸的工业园区、化工园区、城镇居民居住区；(3)2002—2021年长寿区生态质量改善面积为628.838 km²,占比44.16%;退化面积为183.269 km²,占比12.87%,改善效果明显；(4)随机森林模型分析发现高程和人口密度是影响RSEI空间变化的主要因子，人类活动和地形因素对区域生态质量变化起主导作用。利用RSEI和随机森林模型可以对长寿区及三峡库区内其他相似区域进行生态质量评价。     

德日苏宝冷水库生态环境质量时空演变特征分析

文章通过遥感生态指数(RSEI)、净初级生产力(NPP)和综合营养状态指数(TLI)对2000—2022年德日苏宝冷水库项目区的生态环境质量、生态条件和水体营养化程度进行动态分析。分析结果表明：(1)项目区生态环境质量总体平稳，流域下游在水库建设完工后出现明显的恢复态势。(2)项目区生态条件大幅提升，并呈显著增长趋势，其中水库建设工程对生态条件的改善做出了重要贡献。水库建设完工后，流域整体NPP有显著提升，并长期维持在较高水平，河流附近区域的NPP提升幅度最为明显。(3)项目区水体营养化程度呈持续上升的趋势，但总体仍维持在贫营养水平，蓄水工程对流域内水体面积和生态系统的营养状况产生了重要影响，造成了上下游TLI的空间分布的显著差异，下游水体营养化程度高于上游，值得注意的是2018—2022年水体营养水平出现明显波动，部分水体营养化程度上升至中营养水平，水体面积显著扩张。     

基于PSR模型的准格尔旗生态安全评估研究

准格尔旗地形地貌复杂,受气候干旱、过度放牧、过度开发矿产资源等自然因素和人类活动影响,准格尔旗生态环境脆弱,是黄河流域内蒙古段典型生态脆弱区。利用准格尔旗2000—2019年的社会统计数据、landsat TM/OLI遥感影像数据,采用PSR模型建立准格尔旗生态安全评价指标体系,采用灰色关联度模型筛选出影响准格尔旗生态安全的主要驱动因素,并进行了准格尔旗生态安全预测。结果表明：准格尔旗生态安全综合指数呈增大趋势,生态安全程度为临界安全,说明生态安全状况得到改善;生态安全状况变化与区域第二产业占比、年均气温、城市面积、人口规模及恩格尔系数的变化密切相关;准格尔旗生态安全预测显示2020—2029年生态安全状况将有所改善。     

黑河中下游土地覆被变化与驱动力分析

黑河流域自2000年实施水资源统一调度以来,土地利用发生了显著变化。利用2000年、2011年两期TM和ETM+遥感影像,解译获取了干流中下游地区土地利用变化数据,并基于GIS空间分析与数理统计方法进行了定量分析。运用区域生态环境质量指数和区域土地利用变化类型生态贡献率,对研究时段内土地利用变化的生态环境效应进行了分析与评价。结果表明:(1)2000—2011年流域土地利用变化主要表现为耕地、建设用地、水体增加,未利用地减少;(2)中游地区土地利用变化主要发生在山丹县的马营河灌区和张掖绿洲的边缘区域,下游地区土地利用变化主要发生在沿河区域、额济纳核心绿洲区和古日乃地区的边缘区域;(3)中游地区2000年、2011年的区域生态环境质量指数分别为0.190 8、0.196 0,下游地区分别为0.047 8、0.055 6;(4)局部地区生态环境呈恶化趋势,其中草地退化及围水造田对区域土地利用/覆被变化产生的影响最为明显。     

滇中地区社会-生态-水资源系统耦合协调发展评价

探讨滇中地区社会、生态与水资源三者的耦合协调关系,对滇中地区及云南的可持续发展具有重要意义。基于能值分析与二元水资源可持续发展理论构建区域社会-生态-水资源系统能值评价指标体系,利用耦合协调度模型探讨2006—2020年滇中地区系统发展指数及耦合协调度。结果表明：近15 a来,滇中地区社会经济发展较快,水资源与生态环境发展相对较慢,复合系统耦合度高于协调度,且耦合协调度呈整体正向发展态势,多数地区为IV级以上。2006年耦合协调度空间分布呈北高南低趋势,北边六州市、南边红河分别处于初级、勉强耦合协调发展阶段;2015年呈西高东低走势,均达到初级协调发展阶段及以上,丽江变化较大,为中级耦合协调发展阶段;2020年呈四周高中间低分布,丽江仍处于中级耦合协调发展阶段领先位置,其余州市均处于初级耦合协调发展阶段。     

基于遥感的河岸带生态修复效应定量评估—以辽河干流为例

物理结构完整性(PSI)是河岸带生态系统的基础特征。通过定量分析PSI的动态变化,可以有效评估河岸带生态修复效应。以辽河干流河岸带为研究对象,选取植被覆盖率、河宽比和人工干扰程度等作为监测指标,利用遥感(RS)和地面实测方法分别评价2010年和2016年的PSI,将其作为评价指标对河岸带生态修复效果进行定量评估。同时,利用Getis-Ord Gi*统计量对PSI值进行空间自相关分析,通过冷点与热点的空间分布来识别河岸带稳定及脆弱区域。研究结果表明,基于RS的河岸带物理结构评价方法与地面实测的结果一致,河岸带生态修复前后的PSI平均值由63.47提升至72.07,处于亚健康状态的河岸减少了189.5 km(97.1%)。辽河干流27.5%河岸带的修复效应显著,结构稳定性状况得到明显改善,整体上达到了生态修复的预期目标。修复后的PSI存在5个统计学意义上的显著热点和冷点,局部空间自相关性较强,其中冷点为低值聚集的河岸带脆弱区,与河岸带生态修复效果不理想的区域在空间上存在一致性。研究结果在评估河岸带生态修复效应的同时指明下阶段治理工作的方向,为我国北方平原河流的生态修复评估提供科学参考,尤其对于缺少实测资料的修复工程具有重要的应用价值。     

晋西黄土丘陵区土地利用变化及生态效应分析

晋西黄土丘陵区是黄河流域水土流失严重区和重点治理区,也是国家重点生态功能区,揭示其土地利用变化及生态环境变化趋势,对黄河流域生态保护和高质量发展特别是水土保持、植被恢复策略的调整优化具有重要的参考价值。利用1980年、2000年、2010年、2018年土地利用/覆被数据,对晋西黄土丘陵区各类土地增减转移、动态变化程度进行分析,并采用土地覆被状况指数、生态环境质量指数及土地转型的生态贡献率等指标,分析了土地利用类型变化的生态环境效应。结果表明:1980年以来土地利用变化较为显著,耕地面积减少497 km²,林草地小幅增长,建设用地成倍扩张;土地利用类型转移较为频繁,山地丘陵是土地转型热点区域,耕地向草地转化为主流;近40 a来综合土地利用动态度为0.15%,2000—2010年土地利用类型变化相对剧烈;土地覆被状况指数和生态环境质量指数均有所提高,整体向好发展,各类用地转为高覆盖度草地和林地是促进生态环境改善的主要因素。     

基于耦合协调度模型的城市扩张生态环境效应研究——以重庆市为例

城市化与生态环境之间存在复杂的相互耦合关系,开展城市扩张的生态环境效应研究是厘清"社会经济发展-土地利用-生态环境"协调发展机制的有效手段。以5期连续遥感解译的土地利用数据为基础数据源,借助"P-S-R"模型构建评价指标体系,综合分析2011～2015年重庆市城市扩张的生态环境效应时空分异特征,运用耦合协调模型及其分类原则揭示二者协调发展格局。研究结果表明:①重庆市城市扩张的社会经济压力和土地状态指数总体较低,生态环境响应指数维持在中等水平。②重庆市城市扩张的生态环境综合效应总体处于较低水平。综合效应指数总体轻微下降,整体和局部变化幅度均不超过10%,且空间差异不显著。原因在于经济社会压力、土地利用状态和生态环境响应三者效益叠加,相互制约和促进。③全市"社会经济-土地-生态"耦合度和耦合协调度皆呈波动下降态势,协调度均值在0.543～0.581之间,处于勉强协调阶段。④主城九区及涪陵、万州、永川城市扩张属于经济先行型发展模式,土地利用严重滞后是制约其系统协调发展的主导因素;除城口外其余25个区县属于生态先行型发展模式,其中渝东南和渝东北经济发展水平严重滞后是导致系统失调的重要因素,主城东和主城西社会经济发展和土地利用均相对滞后的是制约其协调发展重要原因。     

黑河流域景观生态多源空间数据综合评价

利用TM影像、水文地质数据、DEM数据及气象资料,选取湿润指数、大于6 m/s大风日数、土壤质地、植被覆盖度、蒸发量/降雨量、地下水矿化度、地形、降水侵蚀力、土壤结构、地形起伏度、植被类型等11个指标建立景观生态综合评价模型,评价了黑河流域景观生态质量.结果表明:①黑河流域景观生态综合指数平均值为5.870,以3级和4级景观生态区为主体,其占总面积的68.65%,景观生态质量一般.②景观生态质量水平分布表现出明显的区域差异,流域上游最好,中游次之,下游最差;从行政范围来看,民乐县、山丹县、甘州区、祁连县和肃州区生态质量较好,额济纳旗、金塔县、嘉峪关市等较差.     

汉江生态经济带气象干旱特征及其对生态环境影响分析

为揭示汉江生态经济带气象干旱的时空特征,基于标准化降水蒸散指数(SPEI)分析其气象干旱趋势、频率和强度。结果表明,汉江生态经济带年SPEI以0.021/10a的速度降低,春、秋季整体呈下降趋势,夏季呈略上升趋势,冬季整体变化很小;年气象干旱情况中部地区干旱化、南部和西部地区湿润化,干旱频率各区域差异较小,干旱强度中部高、东西低;各季气象干旱区域分布具有一定的差异性。这些特征直接影响汉江生态经济带的生态环境。研究结果可为汉江生态经济带应对干旱风险提供一定的技术支撑。     

浙江省苕溪流域生态指标变化趋势分析

以浙江省苕溪流域为研究区,采用1998、2003、2008年盛夏TM遥感影像,计算了整个流域的林草覆盖率、生物丰度指数、水面率、水土流失强度、景观指数、生态系统服务价值六大类别共8项指标,并分析了各指标随时间的变化趋势.结果表明:苕溪流域内林草覆盖面积、水域面积不断减少;水生、陆生动植物栖息环境正逐渐萎缩;生态环境受到人类干扰程度增大;生态指标变化趋势处于不健康状态.结合流域实际情况提出了相应的治理措施和建议.     

基于URI指数的海绵城市热岛效应评价方法构建与应用

采用遥感解译的方式开展海绵城市热岛效应监测,以热岛比例指数(URI)计算城市热岛强度,与历史同期相比或与同期相邻地区相比研究区域URI值呈下降趋势。以咸阳市主城区为对比区域,通过对2015-2017年度研究区夏季卫星遥感影像进行地温反演,评价了沣西新城海绵城市建设进程中热岛效应的变化趋势。结果表明:3年建设期内,沣西新城海绵城市建设区域热岛效应缓解作用明显,同时也佐证了海绵城市建设对城市热岛的缓解效应。