县域尺度环境脆弱性演变及其土地利用_覆盖效应【精品】.pdf

山东农业大学
博士学位论文
县域尺度环境脆弱性演变及其土地利用/覆盖效应
姓名:王瑞燕
申请学位级别:博士
专业:土地资源利用
指导教师:赵庚星
20090522
当前,人类正以空前的速度、幅度和空间规模影响着全球环境。人们通过土地利用而改变了地表覆被,土地利用/覆被变化则引起诸多自然要素和生态过程的变化,这在生态环境脆弱地区体现得更加明显。因此,土地利用/覆被的环境效应尤其是生态脆弱区的土地利用/覆被的环境效应得到各国科学家的重视,研究“人类驱动力一土地利用/土地覆被变化一全球变化一环境反馈”之间相互作用机制的“土地利用土地覆被变化晌9实厝σ簧锶苹腿蚧肪潮浠械娜宋囊蛩丶苹重要的研究计划之一。而从目前的研究看,多数研究仍侧重于土地利用/覆被的变化,而对其造成的生态环境影响研究则显不足。生态环境脆弱性是生态环境恶化的内因及生态环境重要属性。近年来,随着全球变化而导致的生态环境问题的突显,生态环境脆弱性受到越来越多的关注,国际生物学计划⑷擞肷锶苹以及地圈、生物圈计划都把生态环境脆弱性作为重要的研究领域。生态环境脆弱性除受自然环境条件的控制外,人类活动也是影响其变化的重要因素,人类不合理的土地利用方式将会加剧生态环境的脆弱程度。中国的资源环境问题尤为严重,人地矛盾非常突出,同时也是世界上生态环境脆弱区分布面积最大、脆弱生态环境类型最多、环境脆弱性表现最明显的国家之一。加强生态环境脆弱性研究,对环境脆弱区保护、解决生态环境恶化问题和促进人与自然的和谐本研究针对目前环境脆弱性研究领域中存在的主要问题,围绕环境脆弱性评价、时空变化及土地利用对环境脆弱性影响三个问题重点展开讨论。首先,对环境脆弱性的内涵和实质进行了较深入的剖析。在分析环境脆弱性形成机理的基础上,对其进行了定性描述和定量表达。从环境一外界与环境内部组成两个层面上对环境脆弱性进行分析,明确了环境脆弱性的显现条件、实质和特点。基于此,对环境脆弱性的动态演化过程进行了进一步分析并对生态环境脆弱性的基本特性其次,进行了县域尺度生态环境脆弱性的动态评价。在对生态环境脆弱性主要属性重新界定基础上,分别从稳定性、敏感性和区域适应性三个方面选取评价指标构建指标体系,建立了评价模型,并对该县—年的生态环境脆弱性发展变化进行了动态分析。研究结果不仅揭示了—年期问垦利县生态环境的稳定程度、敏中文摘要共处都具有重要意义进行系统的归纳总结。山东农业大学博士学位论文
感性和区域适应性的发展趋势,环境自然因子的敏感性分析显示:自然因子的敏感排序结果为地下水埋深艚当地下水矿化度拢范ǖ叵滤裆睢⒄艚当群偷叵滤矿化度为该区生态环境自然敏感因子。垦利县区域适应性的“障碍度扑憬峁明:盐碱地治理比例始终是第一障碍因素;农田防护林密度的限制集中出现在年之间;化肥农药递减率自年以后成为主要障碍因素;有效灌溉面积比率和排涝体系面积比例的限制在年之前出现。表明了该评价方法可体现出县域生态环境脆弱性的根本原因及其发展变化过程,能反应环境脆弱性多方面特性,对环境决策和管理指导意义更明显。第三,应用熵、突变论等非线性科学理论方法研究了生态环境脆弱性的时空演变。采用信息熵理论对环境脆弱性进行量化表达,借助遥感手段获取数据,设置生态环境样方并计算其环境脆弱度,在此基础上分析了昙溲缴肪炒嗳性状况。基于突变理论确定了脆弱性发生的时间点和条件,明确了突变的原因和特征;在空间层面,从与黄河和海洋不同距离的两个方向线上,分析了生态环境脆弱性的空间变化规律,结果证明了生态环境脆弱性空间上的渐变性。第四,在分析县域尺度环境脆弱性的动态演变规律和脆弱性发生条件和时间的基础上,从土地利用角度入手,分别采用统计分析和定量方法对对环境脆弱性的影响进行了研究。首先,通过遥感影像解译获取土地利用信息,并结合垦利县生态脆弱性状况和遥感影像特点,确定地表的植被状况、土壤水分以及地表蒸腾强度为环境脆弱性因子,并以遥感指标表示,通过将其与进行连接,分析土地利用对环境脆弱因子的影响,得到土地利用类型的环境因子的顺序,在此基础上,根据人类对土地的干扰或利用强度,将土地利用/覆被进一步归类合并,分为不同级别干扰型用地,按面积平差后计算各环境脆弱性因子的值,得到不同干扰度的环境脆弱因子值的计算结定量方法的研究又分成两部分进行。一是利用生态位理论度量土地利用对环境脆弱性的影响。结合生态位和生态适宜理论建立了土地利用的环境脆弱性效应的理论框架,在此基础上划分土地生态单元,确定土地利用的需求生态位,计算各单元土地利用的生态环境脆弱效应值。并根据效应值将土地利用的环境脆弱效应划分为四个级别:不脆弱、临界脆弱、轻度脆弱、重度脆弱;二是从土地利用类型的角度,对土地利用/覆被的环境脆弱性效应进行综合评价。在分析土地利用类型对生态环境脆弱性的影响的基础上,构建了包