地理科学 ›› 2012, Vol. 32 ›› Issue (8): 928-935.doi: 10.13249/j.cnki.sgs.2012.08.928
收稿日期:
2011-06-24
修回日期:
2011-09-05
出版日期:
2012-08-20
发布日期:
2012-05-28
作者简介:
作者简介:吕建树(1986-),男,山东莱芜人,博士研究生,主要研究方向为土地利用生态安全、海岸海洋科学。E-mail:
基金资助:
Jian-shu LU1(), Quan-yuan WU2(
), Zu-lu ZHANG2, Yang LIU3
Received:
2011-06-24
Revised:
2011-09-05
Online:
2012-08-20
Published:
2012-05-28
摘要:
在RS/GIS技术的支持下,选择南四湖流域典型市域——济宁市为研究区,基于多源数据,揭示了研究区1987~2008年的土地利用时空变化特点,进一步构建“隐患-状态-免疫”的生态安全评价指标体系,采用组合赋权法确定指标权重,应用改进TOPSIS模型实现了100 m×100 m栅格水平上的生态安全综合评价。结果表明:研究区土地利用变化较为剧烈且具有独特的区域特色,其总体特征为耕地、林地、草地和未利用地的面积持续下降,建设用地急剧扩张,水域面积则先降后升;20 a来,研究区生态安全状况经历了先恶化后改善的变化趋势,南水北调工程的实施、环境治理和生态建设加大是2000年后研究区生态安全好转的主要驱动力;研究区生态安全状态空间差异明显,东部山地丘陵区和南四湖区最好,中部和西北部地区最差,其余区域基本处在预警状态。研究结果可为研究区生态建设和土地生态安全格局的制定提供依据。
中图分类号:
吕建树, 吴泉源, 张祖陆, 刘洋. 基于RS和GIS的济宁市土地利用变化及生态安全研究[J]. 地理科学, 2012, 32(8): 928-935.
Jian-shu LU, Quan-yuan WU, Zu-lu ZHANG, Yang LIU. Land Use Change and Ecological Security Assessment in Jining City Based on RS and GIS[J]. SCIENTIA GEOGRAPHICA SINICA, 2012, 32(8): 928-935.
表1
济宁市生态安全评价指标体系"
目标层 | 综合层 | 要素层 | 指标层 | 指标来源 | 权重 | 标准值 | 标准值来源 | |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
安全值 | 不安全值 | |||||||
生态安全 综合评价 (U) | 隐患 (U1) | 环境隐患 (U11) | 单位面积化肥负荷(U111)(kg/hm2) | 统计数据 | 0.049 | 10 | 40 | 国际公认值 |
单位面积COD负荷(U112) (t/km2) | 统计数据 | 0.048 | 2500 | 10000 | 生态省规划推算 | |||
单位面积SO2负荷(U113) (t/km2) | 统计数据 | 0.022 | 2.3 | 8 | 生态省规划推算 | |||
采煤塌陷区缓冲区(U114) | 遥感调查 | 0.068 | 评分后赋值 | |||||
人文社会隐患 (U12) | 人口密度(U121)(人/ km2) | 统计数据 | 0.044 | 200 | 800 | 全国领先值 | ||
人均GDP(U122)(104元/人) | 统计数据 | 0.019 | 10 | 1 | 全国领先值 | |||
人口自然增长率(U123)(‰) | 统计数据 | 0.023 | 0.7 | 5 | 全国领先值 | |||
土地利用程度(U124) | 遥感数据 | 0.047 | 评分后赋值 | |||||
居民地缓冲区分级(U125) | 基础数据 | 0.026 | 评分后赋值 | |||||
交通线缓冲区分级(U126) | 基础数据 | 0.028 | 评分后赋值 | |||||
状态 (U2) | 地形条件 (U21) | 海拔(U211) | DEM | 0.012 | 极差标准化 | |||
坡度(U212) | DEM | 0.021 | 极差标准化 | |||||
气候条件 (U22) | 年降水量(U221)(mm) | 监测数据 | 0.032 | 极差标准化 | ||||
年降水距平百分比(U222)(%) | 监测数据 | 0.041 | 极差标准化 | |||||
≥10℃积温(U223) | 监测数据 | 0.029 | 极差标准化 | |||||
水文条件 (U23) | 水网密度(U231) | DEM | 0.028 | 极差标准化 | ||||
水质指数(U232) | 监测数据 | 0.060 | Ⅰ类水 | Ⅴ类水 | 国家标准 | |||
土壤条件 (U24) | 土壤有机质含量(U241) | 专题数据 | 0.031 | 极差标准化 | ||||
土壤质地(U242) | 专题数据 | 0.026 | 评分后赋值 | |||||
土壤侵蚀模数(U243) [t/(hm2·a)] | 遥感调查 | 0.045 | 500 | 2500 | 国家标准 | |||
土壤盐渍化缓冲区(U244) | 遥感调查 | 0.035 | 评分后赋值 | |||||
植被条件(U25) | 植被覆盖度(U251) | 遥感数据 | 0.029 | 极差标准化 | ||||
景观结构(U26) | 景观多样性(U261) | 遥感数据 | 0.021 | 极差标准化 | ||||
景观破碎度(U262) | 遥感数据 | 0.039 | 极差标准化 | |||||
景观形状指数(U263) | 遥感数据 | 0.033 | 极差标准化 | |||||
生态服务功能(U27) | 生态服务功能(U271) | 统计数据 | 0.039 | 极差标准化 | ||||
免疫 (U3) | 污染治理保障(U31) | 三废处理率(U311)% | 统计数据 | 0.043 | 100 | 70 | 国际标准 | |
环保投资保障(U32) | 环保投资GDP(U321)% | 统计数据 | 0.038 | 3 | 0.5 | 生态省规划 | ||
生态建设保障(U33) | 自然保护区缓冲区(U331) | 专题数据 | 0.025 | 评分后赋值 |
表2
生态安全分级标准"
等级 | ESI | 状态 | 指 标 含 义 |
---|---|---|---|
Ⅰ | 0~0.3 | 重警(差) | 生态系统结构极不完整,生态服务功能丧失,生态环境问题严重,且经常演变成生态灾害,亟需恢复提高。 |
Ⅱ | 0.3~0.45 | 中警(较差) | 生态系统结构破坏较大,生态服务功能严重退化,受干扰较难恢复,生态环境问题较大,生态灾害较多,需要恢复提高。 |
Ⅲ | 0.45~0.6 | 预警(一般) | 生态系统结构发生变化,生态服务功能已出现退化,尚能维持基本维持,受干扰后易恶化,生态环境问题显著,生态灾害时有发生,具有较低的抵抗能力。 |
Ⅳ | 0.6~0.75 | 较安全(良好) | 生态系统结构较完整,生态服务功能较完善,较少受人类干扰,恢复能力较强,受干扰后可恢复,生态环境问题较少,生态灾害不大,具有一般抵抗能力。 |
Ⅴ | 0.75~1 | 安全(理想) | 生态系统结构完整,生态服务功能完善,基本未受人类干扰,恢复能力强,生态环境问题不显著,无生态灾害,具有较强的抵抗能力。 |
表3
济宁市土地利用类型面积"
林地 | 建设用地 | 耕地 | 草地 | 水域 | 未利用地 | ||
---|---|---|---|---|---|---|---|
1987年 | 面积(hm2) | 16906 | 51908 | 917495 | 6554 | 115561 | 2869 |
比例(%) | 1.52 | 4.67 | 82.56 | 0.59 | 10.40 | 0.26 | |
2000年 | 面积(hm2) | 16253 | 95914 | 880682 | 6273 | 110202 | 1969 |
比例(%) | 1.46 | 8.63 | 79.25 | 0.56 | 9.92 | 0.18 | |
2008年 | 面积(hm2) | 15939 | 172573 | 772740 | 5784 | 142932 | 1087 |
比例(%) | 1.43 | 15.53 | 69.54 | 0.52 | 12.86 | 0.10 |
表4
研究区生态安全综合评价结果"
等级 | 得分区间 | 面积(hm2) | 面积百分比(%) | |
---|---|---|---|---|
1987年 | Ⅰ | 0~0.3 | 48787 | 4.42 |
Ⅱ | 0.3~0.45 | 613864 | 55.57 | |
Ⅲ | 0.45~0.6 | 311565 | 28.20 | |
Ⅳ | 0.6~0.75 | 108907 | 9.86 | |
Ⅴ | 0.75~1 | 21544 | 1.95 | |
合计 | 1108261 | 100 | ||
2000年 | Ⅰ | 0~0.3 | 93486 | 8.44 |
Ⅱ | 0.3~0.45 | 603715 | 54.47 | |
Ⅲ | 0.45~0.6 | 341928 | 30.85 | |
Ⅳ | 0.6~0.75 | 68048 | 6.14 | |
Ⅴ | 0.75~1 | 1084 | 0.01 | |
合计 | 1108261 | 100 | ||
2008年 | Ⅰ | 0~0.3 | 32774 | 2.96 |
Ⅱ | 0.3~0.45 | 278597 | 25.14 | |
Ⅲ | 0.45~0.6 | 487639 | 43.99 | |
Ⅳ | 0.6~0.75 | 258321 | 23.31 | |
Ⅴ | 0.75~1 | 50993 | 4.60 | |
合计 | 1108261 | 100 |
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