基于GIS和RS榆林地區(qū)生態(tài)安全動態(tài)綜合評價.pdf

1、生態(tài)安全是國家安全的基礎(chǔ)，也是國家安全的有機(jī)組成部分。對其研究是國際前沿領(lǐng)域研究內(nèi)容之一。但目前研究中其理論與方法仍在不斷進(jìn)行探索和實(shí)踐中，榆林地區(qū)不僅是農(nóng)牧交錯區(qū)，也是沙漠與黃土高原的過渡區(qū)。該地區(qū)生態(tài)環(huán)境問題眾多，不僅存在嚴(yán)重的土地荒漠化和水土流失等環(huán)境問題，也存在由礦產(chǎn)資源開發(fā)所帶來的一系列新的環(huán)境問題，對榆林生態(tài)安全進(jìn)行綜合評價不僅具有重要的理論意義，同時也對區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展也具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。 本研究在地域分異規(guī)律、生態(tài)

2、系統(tǒng)服務(wù)、系統(tǒng)論、可持續(xù)發(fā)展和系統(tǒng)安全等理論的指導(dǎo)下，結(jié)合國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(40371003)，以榆林地區(qū)為例，基于遙感影像、DEM和部分的調(diào)查數(shù)據(jù)，在野外實(shí)地調(diào)查驗(yàn)證和問卷調(diào)查的基礎(chǔ)上，利用地理信息系統(tǒng)(GIS)和遙感技術(shù)(RS)，開展了5個方面的研究內(nèi)容：(1)基于GIS平臺，建立了生態(tài)安全數(shù)據(jù)庫并進(jìn)行系列制圖；(2)利用遙感影像開展了主要生態(tài)安全因子動態(tài)分析，主要包括土地利用變化、植被覆蓋度、土地沙漠化、水土流失等； (3)基

3、于“狀態(tài)-壓力-響應(yīng)”模型建立了區(qū)域生態(tài)安全評價指標(biāo)體系，并進(jìn)行動態(tài)評價； (4)基于土地利用變化特征測評了其生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值動態(tài)； (5)在問卷調(diào)查的基礎(chǔ)上對生態(tài)安全感知作了研究。 通過深入科學(xué)、綜合研究得到以下重要成果和結(jié)論： (1)綜合數(shù)據(jù)庫構(gòu)建在非監(jiān)督分類的基礎(chǔ)上采用監(jiān)督分類的方法，實(shí)現(xiàn)了人機(jī)結(jié)合的遙感解譯，該方法提高了遙感影像的解譯精度，為實(shí)現(xiàn)生態(tài)環(huán)境安全動態(tài)分析提供了基礎(chǔ)。對柵格數(shù)據(jù)以30×30m柵格為單元，

4、對矢量數(shù)據(jù)以鄉(xiāng)鎮(zhèn)為最小單元，利用GIS技術(shù)、通過圖層運(yùn)算、插值、轉(zhuǎn)繪以及直接添加屬性值等方法，建立了榆林地區(qū)生態(tài)安全動態(tài)綜合評價數(shù)據(jù)庫。并在此基礎(chǔ)上制作了榆林地區(qū)系列圖件。 (2)主要生態(tài)安全因子變化特征1988～2002年14年榆林地區(qū)各土地利用類型中除牧草地和建設(shè)用地持續(xù)增加外，其他類型均出現(xiàn)不同程度的減少，其中耕地面積減少最大，減少了352350hm<'2>，其次是未利用地，減少285765 hm<'2>。 榆林地

5、區(qū)高覆蓋植被所占比例由1988年的8.99％上升到2002年的11.45％：中高覆蓋度面積上升幅度最小，2002年比1988年增加0.6％；中覆蓋度在1988年其面積是1131230.88hm<'2>，2002年達(dá)到1520082.63hm<'2>，所占百分比上升了9.04％；低覆蓋度面積2002年比1988年降低7.17％；極低覆蓋度面積在1988年所占比例是19.49％，到2002年降低到14.73％，降低了4.76％?？傮w在近14

6、年極高覆蓋度、高覆蓋度和中覆蓋度面積都有一定的增加，而其他各類型的植被覆蓋面積呈下降態(tài)勢，該區(qū)植被覆蓋度仍然以中低覆蓋度為主。在14年中沙漠化面積在逐步減少，在1999年之前，發(fā)展區(qū)的面積比逆轉(zhuǎn)區(qū)的面積多63921.0hm<'2>，1999年之后，發(fā)展區(qū)的面積比逆轉(zhuǎn)區(qū)的面積小808615.0hm<'2>。其中輕度和潛在沙漠化的面積在大幅度的降低，但中度以上的沙漠化面積仍然在緩慢擴(kuò)展。 研究時段內(nèi)，榆林地區(qū)強(qiáng)度以上侵蝕面積在不斷減

7、少。其中劇烈侵蝕面積降低到0.02％：極強(qiáng)度侵蝕面積降低了0.3％；強(qiáng)度侵蝕面積減少了95907hm<'2>；中度侵蝕面積降低了2.51％。而中度以下侵蝕面積仍在增加，中輕度侵蝕的面積增加了37719.6hm<'2>；微度侵蝕的面積共增長4.19％，2002年其面積為2917410hm<'2>。 (3)生態(tài)安全時空差異特征從“狀態(tài)-壓力-響應(yīng)”三個方面建立了生態(tài)安全評價指標(biāo)體系，并通過層次分析法確定了各因子權(quán)重，利用評價動態(tài)模型

8、評價認(rèn)為榆林地區(qū)整體生態(tài)環(huán)境較差，生態(tài)環(huán)境整體處在一般狀態(tài)(中警)。變化特征為1988年榆林地區(qū)的生態(tài)安全指數(shù)為0.502， 1999年0.497，2002年為0.513，生態(tài)安全在波動上升。從空間分布上表現(xiàn)為北部沙漠化區(qū)域生態(tài)安全程度最低，其次是南部水土流失嚴(yán)重的地區(qū)。 (4)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值測評基于土地利用變化數(shù)據(jù)，在建立單位面積生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值的基礎(chǔ)上，對榆林地區(qū)土地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值進(jìn)行測評，計算得到2002年生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)

9、價值為171099億元，比1999年和1988年分別增長47.95億元和21.34億元，該數(shù)據(jù)間接的反映榆林地區(qū)生態(tài)環(huán)境整體在向良性方向發(fā)展。 (5)生態(tài)安全感知研究提出了生態(tài)安全感知的概念。認(rèn)為生態(tài)安全感知是指人們對生態(tài)安全在心理、生理以及行為等方面發(fā)生的一系列變化，主要包含對生態(tài)安全的認(rèn)識，態(tài)度、行為等。從這三方面進(jìn)行了生態(tài)安全感知分析并在區(qū)域評價中給予充分考慮。 本論文在以下幾個方面有一定的進(jìn)展和創(chuàng)新：①采用監(jiān)督分

10、類和非監(jiān)督分類相結(jié)合的方法，實(shí)現(xiàn)了人機(jī)結(jié)合的遙感解譯，并對其分類精度進(jìn)行評價，該方法提高了遙感影像的解譯精度，為實(shí)現(xiàn)生態(tài)環(huán)境安全動態(tài)監(jiān)測提供了基礎(chǔ)。采用遙感技術(shù)，野外調(diào)查和問卷相結(jié)合等多方法的方法，從不同方面研究了區(qū)域生態(tài)安全。②對榆林地區(qū)土地利用、水土流失動態(tài)評價、沙漠化和生態(tài)安全等內(nèi)容進(jìn)行動態(tài)研究。成功實(shí)現(xiàn)了利用GIS技術(shù)進(jìn)行區(qū)域大范圍的生態(tài)環(huán)境動態(tài)分析。③應(yīng)用“狀態(tài)-壓力-響應(yīng)”模型，建立了榆林地區(qū)的生態(tài)安全評價指標(biāo)體系，并結(jié)合生