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基于RS、GIS和Models的区域生态环境系统安全综合评价研究

左伟  
【摘要】: 在全球区域特别是在我国,生态安全形势越来越严峻,局部地区生态的破坏已经威胁到社会经济与农业生产可持续发展的基础。基于这种状况,生态安全研究就显得极为重要。 本文研究以区域生态环境系统安全评价概念框架为理论基础,利用遥感、GIS和评价模型相结合的技术方法为手段,以长江三峡库区典型区——重庆市忠县为实验区,对区域尺度(中尺度)的生态环境系统安全进行评价与制图,并分析实验区生态安全问题的成因机理和提出调控措施。主要研究内容如下: 建立了生态环境系统和生态环境系统安全的概念。通过文献调研和分析,以生态环境系统对人类社会经济系统的服务功能为理论支点,采用国际上先进的P-S-R(压力—状态—响应)模型和AHP(层次分析法)为技术方法支点,创建了区域生态环境系统安全综合评价的概念框架(理论基础),并扩展形成区域生态环境系统安全综合评价指标选取的概念框架。这一成果可为区域生态环境系统安全评价研究和生态环境管理实践提供理论依据。 在实验数据的基础上,对区域生态环境系统安全评价的区域尺度、制图尺度、成图视觉效果、数据精度、数据量负荷之间的辨证关系进行了系统的研究,并得出了区域尺度(中尺度)生态环境系统安全评价的数字研究环境框架。 在分析现有各个环境与生态评价模型方法优、缺点的基础上,建立了最优化的区域生态环境系统安全综合评价模型,即层次分析—变权—模糊—灰色关联复合评价模型。 根据本文的区域生态环境系统安全综合评价指标选取的概念框架,建立了三峡库区重庆市忠县生态环境系统安全综合评价指标体系。采用遥感技术和GIS技术中的多种模型与方法,实现了指标体系各指标因子的数据采集和信息提取,形成了定量反映区域生态环境系统安全形状的研究成果:并对土地覆被、植被覆盖、水土流失等主要因子进行了遥感分析和GIS空间分析,获取一些具有新意的结论。 忠县的区域生态环境系统安全等级的最终评价结果表明,该县生态环境系统安全状况在总体上堪忧,只达到等级Ⅱ——即中警状态水平。经分析发现:(1)人口压力和经济发展落后是生态环境系统安全状态恶化的社会经济背景因素;(2)对自然资源的过度和不合理开发利用是生态环境恶化的直接人为因素;(3)脆弱的生态环境是生态环境恶化的自然环境背景因素。因此,必须采取包括生态移民、生态建设与生态保护等在内的忠县区域生态安全综合调控措施。 本文研究证明,基于科学正确的指标体系和合理的指标因子权重结构,以模型技术和遥感GIS技术相结合的技术应用为核心,开展区域生态环境系统安全综合评价研究,可以充分分析和表达区域生态环境系统安全性状的空间和时间特性,其评价结论更加具有空间针对性。因此,研究成果可为区域生态环境系统安全调控、为区域社会经济与农业可持续发展决策提供支持。


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