灞河中上游流域景观变化特征及生态健康评价

发布时间：2020-04-28 00:55

【摘要】：灞河是发源于秦岭蓝谷的一条河,是“八水绕长安”中的八水之一。灞河既是重要的生态河道,文化廊道,也是西安东部的生态屏障。作为陕西省关中境内的一条城市河流,灞河流域的生态健康与人类息息相关。近些年,随着经济的快速发展和人口增多,灞河流域承受的压力也逐渐增大。尤其是灞河流域的上、中游地区,具有较强的生态敏感性,易对下游、渭河流域等造成威胁,引发生态安全问题。因此,本课题以灞河中上游流域为研究对象,在景观尺度下,分析其景观格局演变特征及发展趋势,并依据相关理论、经验,结合研究数据,建立了流域生态系统健康评价体系,评价了灞河中上游流域生态系统健康,对其存在的生态问题进行了探究,并提出了建议,对于流域生态学、景观生态学等方面的研究有重要的实证意义。研究结论如下:在ENVI软件和Arc GIS软件的支持下,基于2007年与2016年两期遥感影像提取归一化植被指数(NDVI)、归一化水指数(NDWI)和垂直植被指数(PVI),并与遥感影像原本具有的波段融合为多源数据,运用决策树分类法进行遥感解译。最终获得了草地、林地、耕地、建设用地、水域和未利用地六种景观类型,两期分类总精度均在83%以上。通过对灞河中上游流域类型水平和景观水平演变特征分析可得:2007年至2016年,林地在整个景观中占据优势地位,且破碎度较低,相比其余景观类型来说更为健康。草地的面积减少4368 hm2,景观聚集化且规则化。建设用地面积增加了18%,向破碎化程度加深的方向发展。耕地的面积减少6896 hm2,结构较为松散,有土地面积小而斑块块数多的趋势。未利用地的面积有所减少且形状趋于复杂化。水域基数较小,面积与各景观指数的变化都不大,但亦可看出它有破碎化的趋势。就整体景观而言,各斑块连接度变高,格局分布较为合理,景观类型所占比例差异较大,景观的破碎化程度变低。整体景观格局走向聚集、健康的状态。利用GIS空间分析技术可得,草地减少的面积主要转化给林地,耕地面积的减少是因为转化给林地、建设用地,未利用地减少的面积大都转化为耕地和建设用地。基于马尔可夫模型(Markov)预测可知,灞河中上游流域从2025年到2043年中,草地、耕地和未利用地面积分别减少3756 hm2、3590 hm2和81hm2。林地面积有了显著增加,变化值为7958hm2。水域体现出缓慢下降趋势,建设用地面积也呈现出一定的增加趋势。基于压力—状态—响应(PSR)模型,对灞河中上游流域的生态系统健康进行综合评价可得,2007年和2016年的综合健康值分别为为0.5208,0.6138,健康等级由三级升到二级水平。说明2016年流域生态系统具有比较强的活力和比较合理的结构,因此生态系统相对比较稳定。但2016年的生态健康值刚刚达到二级标准(0.4~0.6)的范围,生态并未完全恢复健康,因此仍需重视灞河中上游流域生态功能的保护和恢复。
【图文】：

模型框架

观空间动态分析夫（Markov）过程是一种特殊的随机运动过程，其过程特统在T+1时刻的状态只和T时刻的状态有关，而和以前的状初始状态概率向量为 P(n -1)，并引入转移概率矩阵 Pij，向量 P(n) :P(n)=P(n-1)Pij。可以利用马尔可夫模型对景观定区域内，不同土地利用类型之间具有相互转化性，而且包含较多难以用函数关系准确描述的事件。因此，本研究对土地利用转移概率加以计算，并确定土地利用变化的理态健康评价模型的构建在生态评价领域应用较多。该模型特点在于“原因效应响，对我们探讨、研究人类与环境作用，有重要意义。流域较强的因果联系，如图1-1。具体表现为：人对环境施加压化，人类社会采取必要的反应，为避免环境退化，采取一研究围绕PSR模型，通过对灞河中上游流域生态系统与人构建出具有目标层、准则层和指标层的综合评价体系。

灞河,位置图

2 研究区概况灞河是环绕长安的八水（泾、渭、灞、mP、丰、镐、潦、oO）之一，发源于秦岭北麓的西安市蓝田县蓝谷，全长109 km，最终流入渭河。如图2-1所示，灞河中上游流域位于蓝田县，因此，本文研究范围为灞河中上游流域蓝田县行政区。图 2-1 灞河中上游流域地理位置图Fig. 2-1 Geographic location map of Bahe Middle-up River Basin2.1 自然环境条件2.1.1 地理位置蓝田县地处秦岭北麓，关中平原东南部，位于东经 109°07′~109°39′，北纬33°50′~34°19′之间，属西安市郊县，该县和市区的距离大约为 22 km。该县的东南以秦岭为界，分别和华县、商州市、柞水县等相接；西以库峪河为界，与长安区、灞桥区毗邻；北以骊山为界，，与临潼区、渭南市接壤。在古时候，蓝田是秦楚大道，经由关中，去往东南诸省
【学位授予单位】：陕西科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TU984.18;X826

【参考文献】