基于GIS的呼包鄂城市群生态安全空间格局研究

发布时间：2017-09-21 20:18

  本文关键词：基于GIS的呼包鄂城市群生态安全空间格局研究

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【摘要】：呼包鄂城市群是祖国北方重要的生态屏障,也是内蒙古经济腾飞的引擎,但同时经济的发展也面临着工业污染、矿产资源过度开发和城市扩展过快等问题。因此掌握呼包鄂城市群生态安全空间格局的变化特征,对其可持续发展和制定有效地生态环境保护措施具有重要意义。本文以GIS为技术平台,结合2000、2005、2010和2013年的遥感影像、景观指数、社会经济、水资源、地形地貌以及土壤等数据,经过栅格图之间的相关计算,指标标准化和空间主成份方法确定各指标的权重,且通过ArcGIS里的地图代数得到研究区的生态脆弱性指数(EVI),并运用MODIS-NDVI指数和SOFM神经网络加以验证。最后,以生态脆弱指数为基础,根据研究区的实际生态状况设定生态安全等级阈值。生态安全等级依次分为：理想安全(I级)、较安全(II级)、临界安全(III级)、不安全(IV级)和很不安全(V级),并定义生态安全I级最高,V级最低,且主要结论如下：(1)利用MODIS-NDVI对生态脆弱性指数结果进行检验,2000、2005、2010和2013年生态脆弱性指数(EVI)与NDVI的相关关系分别为0.7015、0.6451、0.6851和0.6974,且相关系数通过p0.01的显著性假设检验,由EVI与NDVI构造一元回归方程,得到回归方程分别为y=-0.348x+0.636,y=-0.252x+0.584,y=-0.326x+0.595,y=-0.319x+0.625。生态脆弱性指数的空间分布基本与研究区植被覆盖的程度相吻合；运用自组织特征映射(SOFM)神经网络对研究区内随机采集的10000个样点进行分类,聚类的结果与运用GIS的空间主成份方法评价的生态脆弱性指数分布结果极为相似。(2)从时间特征来看,2000-2013年生态不安全(IV级)所占面积均最大,占研究区面积比例分别为49.5%、49.1%、55.6%和43%。理想安全(I级)面积均最小,所占面积比例分别为8.1%、10.6%、9.9%和10%。根据生态安全等级转移矩阵得到：2000-2005年稳定,发展和逆转的生态安全面积分别占研究区总面积的81.9%、10.3%和7.8%。2005-2010年稳定、发展和逆转的生态安全面积分别占总面积的81.3%、5.8和12.9%。2010-2013年稳定、发展和逆转的生态安全面积占总面积的82.4%、15.4,和2.2%。2000-2013年稳定、发展和逆转的生态安全面积占总面积的82.6%、13%和4.4%。(3)2000-2013年,呼和浩特市各地区生态安全等级总体均呈上升趋势。包头市除东河市和固阳县生态安全等级下降外,其余均呈上升趋势。鄂尔多斯市除乌审旗和鄂托克旗生态安全等级下降外,其余均呈上升趋势。(4)从呼包鄂城市群整体空间格局来看,生态安全的分布的整体趋势在各时段大体一致,空间上均为由西南向东北方向逐步递增；以地域来划分,东北部的呼和浩特和包头市区生态安全等级较高,西南部的鄂尔多斯高原、中部的土默特平原和北部的达尔罕茂明安联合旗的生态安全等级较低；以地形地貌划分,研究区东北部的山地、丘陵等海拔较高的地区生态安全等级较高,中部的平原地区生态安全等级较低,西部的沙地和荒漠地区生态安全等级最低。(5)从呼包鄂城市群各区域空间格局来看,生态安全等级最低的是鄂尔多斯市,其次是包头市,呼和浩特市最高。具体到各地区生态安全最低的是鄂尔多斯市的鄂托克前旗,最高的是包头市的石拐区。
【关键词】：生态脆弱性 生态安全 空间格局 GIS 呼包鄂城市群
【学位授予单位】：内蒙古师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：P208;X321
【目录】：

• 中文摘要3-5
• ABSTRACT5-10
• 1 综述10-17
• 1.1 研究背景与研究意义10-11
• 1.2 研究进展11-13
• 1.2.1 国外研究进展11-12
• 1.2.2 国内研究进展12-13
• 1.3 生态脆弱性的概念及特征13-14
• 1.3.1 生态脆弱性的概念13-14
• 1.3.2 生态脆弱性的特征14
• 1.4 研究思路14-17
• 1.4.1 研究方法14-16
• 1.4.2 论文框架16-17
• 2 研究区概况17-21
• 2.1 自然环境17-19
• 2.1.1 地形地貌特征17-18
• 2.1.2 气候特征18
• 2.1.3 水文特征18-19
• 2.1.4 土壤特征19
• 2.1.5 植被特征19
• 2.2 社会经济状况19-21
• 3 呼包鄂城市群脆弱性指标体系建立及地理建模21-45
• 3.1 数据源与数据处理21-22
• 3.1.1 数据源处理平台21
• 3.1.2 数据源21
• 3.1.3 数据处理21-22
• 3.2 脆弱性评价指标选取原则22-23
• 3.3 脆弱性评价指标的选取23
• 3.4 脆弱性评价指标的构建23-34
• 3.4.1 自然环境指标体系23-26
• 3.4.2 景观指数指标体系26-30
• 3.4.3 社会经济指标体系30-33
• 3.4.4 水资源指标体系33-34
• 3.5 脆弱性评价模型构建34-38
• 3.5.1 指标标准化处理34-35
• 3.5.2 空间主成份指标权重的确定35-37
• 3.5.3 生态脆弱性模型计算37-38
• 3.6 生态脆弱性指数计算验证38-43
• 3.6.1 MODIS NDVI生态脆弱性检验38-40
• 3.6.2 SOFM神经网络生态脆弱性检验40-43
• 3.7 脆弱性结果分析43-45
• 4 呼包鄂城市群生态安全空间格局时空变化特征45-59
• 4.1 生态安全等级划分45-46
• 4.2 呼包鄂城市群生态安全时间序列变化46-49
• 4.2.1 研究区生态安全总体变化46-47
• 4.2.2 区域生态安全时间序列变化47-49
• 4.3 呼包鄂城市群生态安全空间格局特征分析49-59
• 4.3.1 生态安全总体空间格局变化49-51
• 4.3.2 生态安全区域差异空间格局特征分析51-59
• 5 结论与讨论59-62
• 5.1 结论59-61
• 5.2 讨论61-62
• 参考文献62-67
• 致谢67

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 李苒;;基于InVEST模型的榆林市土壤保持生态效益研究[J];干旱区研究;2015年05期

2 郭宾;周忠发;苏维词;陈全;魏小岛;;基于格网GIS的喀斯特山区草地生态脆弱性评价[J];水土保持通报;2014年02期

3 Jing ZHANG;JianMing NIU;Tongliga BAO;Alexander BUYANTUYEV;Qing ZHANG;JianJun DONG;XueFeng ZHANG;;Human induced dryland degradation in Ordos Plateau,China,revealed by multilevel statistical modeling of normalized difference vegetation index and rainfall time-series[J];Journal of Arid Land;2014年02期

4 刘纪远;匡文慧;张增祥;徐新良;秦元伟;宁佳;周万村;张树文;李仁东;颜长珍;吴世新;史学正;江南;于东升;潘贤章;迟文峰;;20世纪80年代末以来中国土地利用变化的基本特征与空间格局[J];地理学报;2014年01期

5 包刚;包玉海;覃志豪;周义;Shiirev-Adiya;;近10年蒙古高原植被覆盖变化及其对气候的季节响应[J];地理科学;2013年05期

6 穆少杰;李建龙;陈奕兆;刚成诚;周伟;居为民;;2001-2010年内蒙古植被覆盖度时空变化特征[J];地理学报;2012年09期

7 胡文杰;李跃进;刘洪波;张昊;蒙荣;芦永兴;;土默川平原土壤盐渍化与盐生植物分布及盐分离子特征的研究[J];干旱区资源与环境;2012年04期

8 李丹;陈宏伟;李根前;杨斌;孟梦;史富强;;我国天然林与人工林的比较研究[J];林业调查规划;2011年06期

9 魏淑珍;王菲凤;张江山;;基于SOFM网络法的天然草地分类[J];草业学报;2011年01期

10 董锁成;李雪;石广义;金贤锋;李泽红;王丽丽;;宁蒙陕甘沿黄生态经济带建设构想[J];地理研究;2010年02期

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本文编号：896647