基于GIS和RS榆林地区生态安全动态综合评价

发布时间：2020-08-28 04:48

【摘要】： 生态安全是国家安全的基础，也是国家安全的有机组成部分。对其研究是国际前沿领域研究内容之一。但目前研究中其理论与方法仍在不断进行探索和实践中，榆林地区不仅是农牧交错区，也是沙漠与黄土高原的过渡区。该地区生态环境问题众多，不仅存在严重的土地荒漠化和水土流失等环境问题，也存在由矿产资源开发所带来的一系列新的环境问题，对榆林生态安全进行综合评价不仅具有重要的理论意义，同时也对区域协调发展也具有重要的现实意义。本研究在地域分异规律、生态系统服务、系统论、可持续发展和系统安全等理论的指导下，结合国家自然科学基金项目(40371003)，以榆林地区为例，基于遥感影像、DEM和部分的调查数据，在野外实地调查验证和问卷调查的基础上，利用地理信息系统(GIS)和遥感技术(RS)，开展了5个方面的研究内容：(1)基于GIS平台，建立了生态安全数据库并进行系列制图；(2)利用遥感影像开展了主要生态安全因子动态分析，主要包括土地利用变化、植被覆盖度、土地沙漠化、水土流失等；(3)基于“状态—压力—响应”模型建立了区域生态安全评价指标体系，并进行动态评价；(4)基于土地利用变化特征测评了其生态系统服务价值动态；(5)在问卷调查的基础上对生态安全感知作了研究。通过深入科学、综合研究得到以下重要成果和结论： (1)综合数据库构建在非监督分类的基础上采用监督分类的方法，实现了人机结合的遥感解译，该方法提高了遥感影像的解译精度，为实现生态环境安全动态分析提供了基础。对栅格数据以30×30m栅格为单元，对矢量数据以乡镇为最小单元，利用GIS技术、通过图层运算、插值、转绘以及直接添加属性值等方法，建立了榆林地区生态安全动态综合评价数据库。并在此基础上制作了榆林地区系列图件。 (2)主要生态安全因子变化特征1988～2002年14年榆林地区各土地利用类型中除牧草地和建设用地持续增加外，其他类型均出现不同程度的减少，其中耕地面积减少最大，减少了352350hm~2，其次是未利用地，减少285765 hm~2。榆林地区高覆盖植被所占比例由1988年的8.99％上升到2002年的11.45％；中高覆盖度面积上升幅度最小，2002年比1988年增加0.6％；中覆盖度在1988年其面积是1131230.88hm~2，2002年达到1520082.63hm~2，所占百分比上升了9.04％；低覆盖度面积2002年比1988年降低7.17％；极低覆盖度面积在1988年所占比例是19.49％，到2002年降低到14.73％，降低了4.76％。总体在近14年极高覆盖度、高覆盖度和中覆盖度面积都有一定的增加，而其他各类型的植被覆盖面积呈下降态势，该区植被覆盖度仍然以中低覆盖度为主。在14年中沙漠化面积在逐步减少，在1999年之前，发展区的面积比逆转区的面积多63921.0hm~2，1999年之后，发展区的面积比逆转区的面积小808615.0hm~2。其中轻度和潜在沙漠化的面积在大幅度的降低，但中度以上的沙漠化面积仍然在缓慢扩展。研究时段内，榆林地区强度以上侵蚀面积在不断减少。其中剧烈侵蚀面积降低到0.02％；极强度侵蚀面积降低了0.3％；强度侵蚀面积减少了95907hm~2；中度侵蚀面积降低了2.51％。而中度以下侵蚀面积仍在增加，中轻度侵蚀的面积增加了37719.6hm~2；微度侵蚀的面积共增长4.19％，2002年其面积为2917410hm~2。 (3)生态安全时空差异特征从“状态—压力—响应”三个方面建立了生态安全评价指标体系，并通过层次分析法确定了各因子权重，利用评价动态模型评价认为榆林地区整体生态环境较差，生态环境整体处在一般状态(中警)。变化特征为1988年榆林地区的生态安全指数为0.502，1999年0.497，2002年为0.513，生态安全在波动上升。从空间分布上表现为北部沙漠化区域生态安全程度最低，其次是南部水土流失严重的地区。 (4)生态系统服务价值测评基于土地利用变化数据，在建立单位面积生态系统服务价值的基础上，对榆林地区土地生态系统服务价值进行测评，计算得到2002年生态系统服务价值为171099亿元，比1999年和1988年分别增长47.95亿元和21.34亿元，该数据间接的反映榆林地区生态环境整体在向良性方向发展。 (5)生态安全感知研究提出了生态安全感知的概念。认为生态安全感知是指人们对生态安全在心理、生理以及行为等方面发生的一系列变化，主要包含对生态安全的认识，态度、行为等。从这三方面进行了生态安全感知分析并在区域评价中给予充分考虑。本论文在以下几个方面有一定的进展和创新：①采用监督分类和非监督分类相结合的方法，实现了人机结合的遥感解译，并对其分类精度进行评价，该方法提高了遥感影像的解译精度，为实现生态环境安全动态监测提供了基础。采用遥感技术，野外调查和问卷相结合等多方法的方法，从不同方面研究了区域生态安全。②对榆林地区土地利用、水土流失动态评价、沙漠化和生态安全等内容进行动态研究。成功实现了利用GIS技术进行区域大范围的生态环境动态分析。③应用“状态—压力—响应”模型，建立了榆林地区的生态安全评价指标体系，并结合生态经济价值测评进行实证分析。
【学位授予单位】：陕西师范大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：X171;X826
【图文】：

范围图,定边县,清涧,绥德县

图3.1.研究区范围图本研究所选取的研究范围为榆林市所辖榆阳区、神木县、府谷县、横山县、靖边县、定边县、绥德县、米脂县、佳县、吴堡县、清涧县和子洲县一区n县县区，112镇，110个乡(2004年，数据来源，陕西省统计年鉴，2005年)，区域面积43070km，，总人口为336.7889x10‘人，其中非农人口55.9955x10‘人，占

榆林市

但是，由于丰富的矿产资源与干旱、风沙、严重的水土流失并存，且呈异向关系，正是多种过渡区的叠加，决定了该区生态复杂性和脆弱性，历来生态问题比较突出，近年来，随着区内煤发和能源基地建设的快速发展，小城镇的建设加速，人类对土地，产生了一系列新的环境冲突，成为区域可持续发展的重要障碍区的可持续发展，甚至对整个黄土高原乃至黄河中下游地区的因此，对本区的生态安全研究就有着特别的意义。榆林地区区域特征1自然条件自然条件是生物的立地条件，也是影响生态安全的关键因素之一主要影响因素包括地质构造，地貌特征，地表组成物质，生态群况等因子。其中前四种因子是基质因素，是生态环境构成的物质则是功能因素，是生态环境形成演变的能量基础。

地势图,地势图,榆林市

是以强劲的风力作用为主，在现阶段的地貌特征形成中起主导作用。长城以北、窟野河以西为风沙滩地:长城以南为黄土丘陵沟壑区。本区地势西高东低，靖、定白于LIJ区平均海拔1600~1800m，地面相对高差300一400m(图3.3和3.4)，其中定边魏梁海拔1907m，是本区最高点，长城沿线地区是凹陷低谷湖盆，地形平缓，平均海拔1000~1300m，沙丘绵延，海子、滩地、黄土筛相间分布。在地质构造上，本区属鄂尔多斯高原南部凹地，在距今5亿年前，早古生代

【引证文献】