基于GIS格网模型的重庆市生态安全时空格局研究

论文摘要

生态环境是人类赖以生存和栖息的场所,伴随着城市化进程的加快,生态环境每况愈下,因此保护生态环境、维护生态安全是可持续发展过程中的一个关键而迫切的研究课题,研究我国区域的生态安全有着特别重要的意义。重庆市位于长江上游地区,是“一带一路”和长江经济带重要的联结点,是长江上游重要的生态屏障,生态地位高,具有丰厚的林地资源和重要的生态服务功能价值,因此本文基于重庆市重要的生态地位,结合PSR模型构建评价指标体系,以格网为评价单元,利用综合指数法计算研究区生态安全综合指数并对其进行分级评价,结合探索性空间分析工具和地理探测器工具,旨在找出重庆生态安全的动态变化特征、空间关联度特征、空间格局分异特征及其驱动机制,研究目的在于更好地了解重庆市生态安全变化的基本特征和规律,为重庆市生态环境的改善提出针对性意见,进而丰富和推动我国生态安全评价的综合研究。论文的主要研究结论如下:1.重庆市生态安全时空演变特征(1)生态安全指数动态变化重庆市2000、2005、2010和2015年平均生态安全指数分别为0.5181,0.5292,0.5399和0.5316,均处于临界安全级,但整体生态安全呈现出逐渐转好的趋势。从空间分布来看,研究区整体生态安全水平空间差异较大,呈现自东向西逐渐递减的趋势。从区县角度来看,各区县平均生态安全指数存在显著差异,其中渝中、潼南和大渡口生态安全指数相对较低,而城口、石柱、南川和武隆的生态安全指数较大,生态环境状况相对较好。(2)生态安全等级变化趋势区域生态安全Ⅲ级即临界安全级占比最大,其余依次为生态安全Ⅳ级、Ⅱ级、Ⅴ级和Ⅰ级,整体生态系统较脆弱。生态安全Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级主要呈团状分布在研究区以西地区,而生态安全Ⅳ、Ⅴ级则呈条带状分布于主城四山、渝东北和渝东南等林地资源丰富的地区。从时间上来看,从2000年至2015年,生态安全Ⅰ级和生态安全Ⅴ级面积均呈增加趋势,但生态安全Ⅴ级增加幅度大于生态安全Ⅰ级的增加幅度,说明随着退耕还林和封山育林等提高生态环境质量政策的实施,研究区的生态安全状况呈现逐渐变好的趋势。2.重庆市生态安全空间关联度分析(1)趋势面分析研究区2000年至2015年生态安全变化趋势大致相同,但在变化速率上存在差异。东西方向上由西向东生态安全数值逐渐增大,南北方向上呈现出两边高中间低的态势,2005年生态安全变化趋势相对较陡,其他三年变化相对平缓。(2)空间自相关分析研究区生态安全在空间上具有较强的自相关关系,2000、2005、2010和2015年研究区生态安全综合指数的全局Moran’s Ⅰ指数分别为0.7977、0.8100、0.7877、0.7768;研究区生态安全综合指数集中分布在HH和LL区,少量分布于HL、LH区,高高聚集区域集中分布在渝东南和渝东北两个片区及其周边地区零散分布,低低聚集区域主要分布在渝西地区以及都市核心区主城九区中心地带。3.重庆市生态安全空间分异特征各生态安全等级在各土地利用类型上的分布差异明显,生态不安全(Ⅰ级)主要分布在建设用地上,较不安全(Ⅱ级)主要分布在耕地上,而生态安全(Ⅴ级)和较安全(Ⅳ级)则主要分布在林地和草地上。生态安全与高程和坡度呈现出明显的垂直分异特征,随着高程和坡度的增大,生态环境质量越好,生态越安全。生态安全与坡向的分异规律为平地上生态最不安全,从北至东至南到西方向生态安全呈现出逐渐变好的趋势。生态安全与人口密度的分异特征明显,人口密度越大,生态越不安全。4.重庆市生态安全变化驱动力分析研究区生态安全的主要驱动因子为人为干扰指数、土地利用程度、生态系统服务价值、生态环境系统弹性度、生物丰度指数和区域开发指数,总体可概括为人文和自然因素,从合理的城市布局以及改善生态环境本底出发将会很大程度上提高研究区的生态安全度。驱动因子间的交互作用呈现出非线性增强的关系,任意两因子的相互作用对生态安全的影响都要大于单因子对生态安全的影响。通过生态探测,可进一步将各驱动因子对生态安全指数的影响划分为影响较为显著和不显著两大类。其中人口密度、单位耕地农药化肥施用量、多年平均降雨量、多年平均气温、坡度、地形起伏度、人为干扰指数、土地利用程度因子和区域开发指数为对生态安全指数影响显著的一类。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
•   1.1 研究背景及意义
•   1.2 国内外研究现状
•   1.3 研究内容与方法
•     1.3.1 研究内容
•     1.3.2 研究方法与技术路线
• 第2章 研究区概况与数据
•   2.1 研究区概况
•     2.1.1 自然地理概况
•     2.1.2 社会经济概况
•     2.1.3 生态环境现状
•   2.2 数据来源及预处理
•     2.2.1 影像数据
•     2.2.2 气象数据
•     2.2.3 社会经济数据
•     2.2.4 土地利用数据
•   2.3 本章小结
• 第3章 生态安全指标体系构建与格网化表达
•   3.1 评价指标体系构建
•     3.1.1 评价指标体系构建原则
•     3.1.2 评价指标体系构建
•   3.2 评价指标格网化表达
•     3.2.1 资源环境压力指标的格网化表达
•     3.2.2 资源环境状态指数的格网化表达
•     3.2.3 人文环境响应指数的格网化表达
•   3.3 生态安全综合评价
•     3.3.1 综合评价模型
•     3.3.2 评价指标量纲的统一
•     3.3.3 权重的确定
•     3.3.4 评价标准与等级的划分
•   3.4 本章小结
• 第4章 重庆市生态安全时空演变及驱动力分析
•   4.1 重庆市生态安全时空演变特征
•     4.1.1 生态安全指数的变化
•     4.1.2 生态安全等级变化趋势
•     4.1.3 生态安全变化图谱分析
•   4.2 重庆市生态安全空间关联度分析
•     4.2.1 趋势面分析
•     4.2.2 空间自相关分析
•   4.3 重庆市生态安全空间分异规律
•     4.3.1 不同土地利用上生态安全分异规律
•     4.3.2 不同高程梯度上生态安全分异规律
•     4.3.3 不同坡度梯度上生态安全分异规律
•     4.3.4 不同坡向上生态安全分异规律
•     4.3.5 不同人口密度等级上生态安全分异规律
•   4.4 基于地理探测器的生态安全变化驱动力分析
•     4.4.1 分异及因子探测
•     4.4.2 交互作用探测
•     4.4.3 风险区探测
•     4.4.4 生态探测
•   4.5 本章小结
• 第5章 结论与讨论
•   5.1 结论
•     5.1.1 重庆市生态安全时空演变特征
•     5.1.2 重庆市生态安全空间关联度分析
•     5.1.3 重庆市生态安全空间分异特征
•     5.1.4 重庆市生态安全变化驱动力分析
•   5.2 讨论
• 参考文献
• 附录A
• 附录B
• 致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 汪朝霞

导师: 李月臣

关键词: 生态安全评价,格网模型,空间探索分析,地理探测器,重庆市

来源: 重庆师范大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑,信息科技

专业: 自然地理学和测绘学,环境科学与资源利用,计算机软件及计算机应用

单位: 重庆师范大学

分类号: P208;X171.1

总页数: 98

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