兰陵溪小流域生态系统健康评价研究

论文摘要

流域生态系统健康与社会经济、人类、生态环境等密切相关。近年来,随着流域生态问题的日益突出,如何评价流域生态状况正成为水利科学、环境科学和生态学领域研究的热点之一。本文以兰陵溪小流域为研究对象,以联合国经济合作开发署提出的P-S-R（压力-状态-响应）模型为框架,基于遥感影像、DEM和调查统计数据,运用“3S”技术,建立了化肥施用强度、农药施用强度、人口密度、人为干扰指数、NDVI、高质量植被重要值、景观破碎度、生态弹性度、物质生产、土壤侵蚀度、土地垦殖指数、人均年收入12个评价指标的基于100 m×100 m网格评价单元的空间数据库,运用相对综合评价法,获得了兰陵溪小流域2002年和2007年生态系统健康的评价结果,并进一步分析了该流域生态系统健康的时空分布特点及与压力的关系。结果表明：1.小流域生态系统健康综合评价指数平均值从2002年的0.531提高到2007年的0.781；小流域2002年生态系统健康综合评价指数分布范围为0.177—0.788,呈正态分布；2007年生态系统健康综合评价指数分布范围为0.325—1,成偏正态分布。2.在空间分布方面,小流域的生态系统健康具有一定的地理地带性特点：水平方向,生态系统健康状况西南部好于东北部和中部；垂直方向,随着海拔的升高,生态系统健康状况逐步好转。3.在时间变迁方面,从2002年至2007年,5年间,小流域生态系统健康状况得到了显著改善。健康状况好转的网格区域占区域总面积的94.444%,其中,显著好转的占63.270%,明显好转的占19.778%；健康状况恶化的网格区域占区域总面积的2.024%,其中显著恶化的只占0.034%；健康状况无明显变化的网格区域占区域总面积的3.531%。4.从小流域压力统计结果中可以得到,2007年,压力严重超出流域承受范围的区域已经从2002年的3.711%下降到0%；超出流域承受范围的区域也由2002年的6.544%下降到了0.135%；压力几乎没有的区域则从2002年的59.137%上升到了90.609%。总体来说,小流域承受压力大为降低,区域生态环境得到了明显改善。另外,从2002年和2007年的压力分布及变迁的统计结果中得出,压力与小流域生态系统健康状况呈反比,小流域所承受压力的区域面积在减少,但压力分布的区域主要都是在东北部、中部及东南部生态系统健康较差的地方。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 研究背景与意义
• 1.2 研究目的与技术路线
• 1.2.1 研究目的
• 1.2.2 技术路线
• 2 流域生态系统健康评价研究综述
• 2.1 流域生态系统健康评价的基础理论
• 2.1.1 关于评价理论
• 2.1.2 关于流域及小流域的界定
• 2.1.3 生态系统健康相关研究
• 2.1.4 网格GIS与生态评价
• 2.2 流域生态系统健康评价
• 2.2.1 流域健康概念的建立
• 2.2.2 流域生态系统健康评价研究进展
• 2.2.3 流域生态系统健康评价体系研究进展
• 3 研究区域概况
• 3.1 地理位置
• 3.2 地形地貌
• 3.3 气候特征
• 3.4 土壤植被状况
• 4 小流域生态系统健康评价方法体系的建立
• 4.1 评价体系的建立
• 4.1.1 评价体系建立的原则
• 4.1.2 评价体系
• 4.1.3 各评价指标的含义及计算方法
• 4.2 评价方法的选择与模型的建立
• 4.2.1 关于相对评价法
• 4.2.2 综合评价模型
• 4.2.3 评价指标权重的确定
• 4.3 评价单元与评价标准的的确定
• 4.3.1 评价单元的分析
• 4.3.2 评价标准的确定
• 4.3.3 评价数据标准化处理方法
• 5 基础信息提取与空间数据库的建立
• 5.1 基础数据与信息
• 5.1.1 数据源与数据平台
• 5.1.2 数据预处理
• 5.1.3 小流域边界的自动提取
• 5.1.4 土地利用/覆盖信息的提取
• 5.1.5 NDVI数据的提取
• 5.2 基于fishnet网格的评价指标空间数据库的建立
• 5.2.1 统计数据网格化
• 5.2.2 面状矢量数据网格化
• 5.2.3 栅格数据网格化
• 6 小流域生态系统健康评价
• 6.1 小流域生态系统健康的综合评价
• 6.1.1 评价指标标准化处理
• 6.1.2 各评价指标权重的确定
• 6.1.3 综合评价结果
• 6.2 小流域生态系统健康评价结果分析
• 6.2.1 小流域生态系统健康等级分布统计
• 6.2.2 小流域生态系统健康空间分布特点
• 6.2.3 小流域生态系统健康时间变迁分析
• 6.2.4 压力与小流域生态系统健康分析
• 6.3 小流域生态系统健康管理建议
• 6.3.1 积极响应国家政策,把国家部署实施的环境治理工作做到位
• 6.3.2 加强小流域环境监测及研究,为小流域开发和保护提供科学服务
• 6.3.3 加强宣传教育及技术指导,提高居民素质
• 6.3.4 正确引导区域经济发展方向,逐步提高居民收入
• 7 结论与讨论
• 7.1 结论
• 7.2 讨论
• 参考文献
• 附录
• 致谢