1991-2021年南渡江流域生态环境质量时空动态及影响因素探究.pdf
《1991-2021年南渡江流域生态环境质量时空动态及影响因素探究.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《1991-2021年南渡江流域生态环境质量时空动态及影响因素探究.pdf(14页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、水利水电技术(中英文)第 54 卷 2023 年第 9 期Water Resources and Hydropower Engineering Vol.54 No.9张祥永,曹阳,吴文飞.19912021 年南渡江流域生态环境质量时空动态及影响因素探究J.水利水电技术(中英文),2023,54(9):156-169.ZHANG Xiangyong,CAO Yang,WU Wenfei.Spatiotemporal variation of ecological environmental quality and its response to different driv-ing factor
2、s in the Nandu River Basin from 1991 to 2021J.Water Resources and Hydropower Engineering,2023,54(9):156-169.19912021 年南渡江流域生态环境质量时空动态及影响因素探究张祥永1,曹 阳1,吴文飞2(1.海口经济学院 人居工程学院,海南 海口 571127;2.北京师范大学 水科学研究院,北京 100875)收稿日期:2023-06-21;修回日期:2023-07-24;录用日期:2023-07-27;网络出版日期:2023-08-10基金项目:海南省自然科学基金项目(423MS058
3、)作者简介:张祥永(1982),男,副教授,硕士,研究方向为地景与生态规划、景观水文。E-mail:zxy20200520Q 通信作者:曹 阳(1972),女,副教授,硕士,研究方向为环境规划与设计。E-mail:caoyang2021 Editorial Department of Water Resources and Hydropower Engineering.This is an open access article under the CC BY-NC-ND license.摘 要:【目的】城市化建设的持续推进给南渡江流域生态带来的压力日益增加,但目前关于南渡江流域生态环境质量变
4、化特征及不同环境因子变化对其影响情况仍未达成共识。基于综合指标评价南渡江流域生态环境及其驱动因子对维护南渡江流域经济发展生态环境平衡的决策制定至关重要。【方法】采用耦合了区域绿度、湿度、干度和热度特征的遥感生态指数(remote sensing ecological index,RSEI)探究了 19912021 年南渡江流域生态环境质量时空动态,并分析了不同环境因子、地形因子和土地利用变化对南渡江流域生态环境质量的影响情况。【结果】结果表明:(1)南渡江流域 19912021 年间生态环境质量均呈上升趋势,2005 年为突变年,且上游增加最快,中游次之,下游最慢。19912005 年和 20
5、122021 年生态环境质量呈下降趋势的面积显著大于呈上升趋势的面积,20062011 年两者面积相差不大。(2)未来一段时间内南渡江流域除儋州市和定安县部分区域生态环境质量以改善趋势为主,其它区域生态环境质量将以下降趋势为主。(3)2005 年之前和 2012 年之后的 RSEI变化主要由热度指数变化引起,但在 20062011 年间主要由热度指数和干度指数变化引起,绿度和湿度指标对其影响较小。(4)海拔对生态环境质量变化速率随地形因子变化无显著变化,但其变化的波动性随海拔和坡度的增加均呈增加趋势,且上游最敏感,中游次之,下游最后。【结论】南渡江流域在生态环境维持与治理方面政策的大方向是有效
6、的,绝大部分区域生态环境质量都在提升,少部分地区略有降低,应有针对性地进行政策调整,改善生态环境质量。关键词:南渡江流域;生态环境质量;遥感生态指数 RSEI;土地利用DOI:10.13928/ki.wrahe.2023.09.014开放科学(资源服务)标志码(OSID):中图分类号:Q948文献标志码:A文章编号:1000-0860(2023)09-0156-14Spatiotemporal variation of ecological environmental quality and its response to different driving factors in the Na
7、ndu River Basin from 1991 to 2021ZHANG Xiangyong1,CAO Yang1,WU Wenfei2(1.Department of Habitat Engineering,Haikou College of Economics,Haikou 571127,Hainan,China;2.College of Water Sciences,Beijing Normal University,Beijing 100875,China)651水利水电技术(中英文)第 54 卷 2023 年第 9 期Water Resources and Hydropower
8、Engineering Vol.54 No.9Abstract:ObjectiveThe continuous promotion of urbanization has brought increasing pressure on the ecology of Nandu River Basin,but there is still no consensus on the change characteristics of ecological environment quality in Nandu River Basin and the impact of different envir
9、onmental factors on it.It is very important to evaluate the ecological environment of Nandu River basin and its driving factors by using comprehensive indexes for the decision making of maintaining the balance between economic development and ecological environment of Nandu River Basin.MethodsTheref
10、ore,this paper used the remote sensing ecologi-cal index(RSEI)coupled with regional greenness,humidity,dryness,and heat characteristics to explore the spatial-temporal dynamics of ecological environment quality in Nandu River Basin from 1991 to 2021.The effects of different environmental fac-tors,to
11、pographic factors,and land use change on the ecological environment quality in Nandu River Basin were investigated.ResultsThe result showed as follows:(1)The ecological environment quality of the Nandu River Basin showed an increasing trend from 1991 to 2021.The year of 2005 was a sudden change year
12、,and the increase was the fastest in the upper reaches,fol-lowed by the middle reaches,and the slowest in the lower reaches.During 19912005 and 20122021,the area with declining trend was significantly larger than that with increasing trend,and there was no significant difference between the two area
13、s during 20062011.(2)In the future,except Danzhou City and Dingan County,the ecological environment quality in some regions of Nandu River Basin will mainly improve,while the ecological environment quality in other regions will mainly decrease.(3)The changes of RSEI before 2005 and after 2012 were m
14、ainly caused by the changes of heat index,but the changes of heat index and dryness index during 20062011 were mainly caused by the changes of greenness index and humidity index.(4)Elevation has no significant change in the rate of change of eco-environmental quality with the change of topographic f
15、actors,but its fluctuation trend increases with the increase of elevation and slope,and the upper reaches are the most sensitive,followed by the middle rea-ches,and the lower reaches are the last.ConclusionThe policy direction of ecological environment maintenance and manage-ment in Nandu River Basi
16、n is effective,and the ecological environment quality in most regions is improving,while a few regions are slightly decreasing.Targeted policy adjustments should be made to improve the ecological environment quality.Keywords:Nandu River Basin;ecological environmental quality;remote sensing ecologica
17、l index;land use0 0 引引 言言 海南省南渡江是我国南方地区重要的生态屏障和生物多样性保护的优先地区,但近几十年来在城市化进程持续推进的影响下,区域农业污染、生活废水过度排放、非法开采、森林砍伐、草原开垦、湿地复垦等问题成为南渡江流域目前面临的重要生态环境问题 1-2。海南省要把生态文明建设作为重中之重,促进生态、经济、民生协调发展3-4。因此,定量描述和评价城镇化和气候双重影响下南渡江生态环境质量的时空动态变化及其变化的主要驱动因子对指导当前生态文明建设工作具有重要作用,是评估南渡江经济-生态耦合发展的一个紧迫科学问题。目前国内外学术界对南渡江生态环境监测与评估的研究中,一
18、部分研究学者使用单因素变化分析南渡江流域与生态环境密切相关的因素变化2-9。如刘少军等5基于植被净初级生产力探究了海南省生态环境状况,发现海南省植被净初级生产力整体呈微弱上升趋势,且气候和人类活动是影响其变化的主要因素;唐怡等6基于土地利用均衡度探究了海南省土地空间配置情况及开发强度。然而,对于复杂的生态系统,特别是城乡复合生态系统,很难使用仅反映生态系统一个方面特征的单一生态指数/指标来衡量和量化生态环境的质量10-13。因此,另一部分学者基于多因素变化综合探究了南渡江流域生态环境质量,如曹灿等8基于 SWAT 模型探究了南渡江流域不同土地利用/覆被区域径流量变化情况反映区域生态水文效应;宋
19、沛林等9基于 GIS 技术以地形、土壤侵蚀、土地覆盖、降雨侵蚀力和植被覆盖度为生态敏感性评价指标,探究了南渡江流域生态环境遭到破坏的程度状况;梁栩等2也基于系统动力学模型对南渡江流域水资源脆弱性进行了评价。与单因素分析相比,多因素综合分析能更全面、更准确地反映区域生态环境质量状况7-10。但以上这些多因素综合分析法通常面向某些生态相关主题(如植被覆盖度、土地利用/覆被、水资源),通常集中在环境条件的一个方面和一个环境方面2-10。基于此,徐涵秋等14于2013 年通过主成分分析(principal components analy-sis,PCA)方法整合绿色、湿度、干度和热度,提出了遥感的生
20、态指数(remote sensing ecological index,RSEI),RSEI 不仅可以反映区域植被覆盖、土壤湿度状况,还可以反映地表干旱程度和地表热度情况,能对区域生态环境状况进行客观定量评价,成为区域生态环境质量监测和评估的新方法14-19。如 NIU 等17751张祥永,等/19912021 年南渡江流域生态环境质量时空动态及影响因素探究水利水电技术(中英文)第 54 卷 2023 年第 9 期应用 RSEI 对中国东南地区生态环境质量变化进行了评估;YANG 等13基于 RSEI 对长江流域生态环境质量时空动态进行了评估;杭鑫等16也基于 RSEI 指数对南京市生态环境质
21、量动态变化进行监测;徐栋等18通过对 RSEI 改进提出的 RSEI-2 制作了 20012019 年间 1 km 的中国高分辨率生态环境质量数据集(CHEQ)。以上研究均表明 RSEI 指数能较好地综合各分量指标信息全面准确反映区域生态质量状况14-19。但目前基于 RSEI 指数的南渡江流域生态环境质量的研究较少,且南渡江流域生态环境质量监测是生态系统动态监测的一项长期性、经常性的监测任务之一,亟需持续关注。鉴于以上原因,本文基于 Google Earth Engine(GEE)平台提供的 Landsat5、Landsat7 和 Landsat8 数据提取了 19912021 年南渡江流域
22、 30 m 的 RSEI 指数数据,并基于 CHEQ 本文的 RSEI 指数进行精度验证。然后基于 RSEI 指数探究了近 31 a 南渡江流域生态环境质量时空动态及热度、湿度、干度和绿度因子、地形因子和人类活动对其影响情况,旨在为未来南渡江流域生态环境保护战略与经济发展战略的协调发展提供理论依据。1 1 材材料料与与方方法法1.1 研究区域南 渡 江(18 56 N20 05 N,109 12 E1035E)是海南岛上最大的河流(见图 1),其主要支流有龙州河、大塘河、腰子河等,发源于海南省白沙黎族自治县南开乡南部的南峰山,在海口市进入琼州海峡,海峡宽阔,有许多沙洲、丘陵和浅滩。南渡江流域总
23、面积 7 033 km2,农田分布较多,涉及人口225.6 万。流域上游为高山丘陵,地形起伏较大,中下游地势平缓。年平均气温 23.5,年平均降水量1 935 mm,主要土壤类型有山地黄土、山地红土、红土、砂土、水稻土等。流域森林资源丰富,有针阔叶树 1 200 多种,乔木 700 多种。植被类型以常绿阔叶林为主,林下有各种热带灌木、藤本、草本等1-2。1.2 数据源及预处理(1)Landsat 数据:RSEI 指数构建需要绿度(nor-malized differential vegetation index,NDVI)、干度(nor-malized difference bare soil
24、 index,NDBSI)、湿度(wet-ness index,WET)和热度(land surface temperature,LST)。本文基于 GEE 平台提供的具有 30 a 时长的Landsat 系列数据(C01/T1_SR)构建了 RSEI 指数,具体 构 建 代 码 见 https:/code.eartheng-ine.google.图 1 南渡江流域 DEM 空间分布Fig.1 DEM Spatial Distribution Map of Nandu River Basincom/1efd66b541396324d203f34a112271b6。在构建 RSEI 过程中,为了
25、避免季节差异造成的影响,选择每年的510 月份的数据构建每年的 RSEI,因为该阶段能更好地体现 RSEI 指数的特性。其中,使用 Landsat 5 提取了 19912011 年的 RSEI,基于 Landsat 7 提取了2012 年的 RSEI,基于 Landsat 8 提取了 20132021年的 RSEI 数据。(2)19902020 年的土地利用数据(LUCC):LUCC 数据源于 CLCD(China Land Cover Dataset)数据集,总体准确率达 80%,将土地利用类型划分为耕地、林地、灌木、草地、水体、冰/雪、荒地、不透水面和湿地 9 大类。南渡江流域土地利用类型
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 1991 2021 年南渡 江流 生态环境 质量 时空 动态 影响 因素 探究
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【自信****多点】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【自信****多点】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。