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自然资源遥感  2023, Vol. 35 Issue (4): 159-168    DOI: 10.6046/zrzyyg.2022249
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安徽省1980—2015年生态系统健康时空演变
汪左1,2(), 王萌1,2, 王畅畅1,2, 李虎1,2, 张运1,2
1.安徽师范大学地理与旅游学院,芜湖 241002
2.安徽师范大学资源环境与地理信息工程安徽省工程技术研究中心,芜湖 241002
Spatio-temporal evolution of ecosystem health in Anhui Province from 1980 to 2015
WANG Zuo1,2(), WANG Meng1,2, WANG Changchang1,2, LI Hu1,2, ZHANG Yun1,2
1. School of Geography and Tourism, Anhui Normal University, Wuhu 241002, China
2. Engineering Technology Research Center of Resources Environment and GIS, Anhui Normal University, Wuhu 241002, China
全文: PDF(6478 KB)   HTML  
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摘要 

为探索现代城市化背景下安徽省生态系统健康状况,基于时间序列土地利用类型数据,利用“活力—组织力—弹力”(vigour-organization-resilience,VOR)模型构建安徽省生态系统健康评价体系,采用熵权法确定系统指标权重,在县级尺度对安徽省1980—2015年生态系统健康开展分级评估与时空演变分析。结果表明: ①安徽省不健康等级区县最多,亚健康等级区县次之,面积占比分别为56.37%和16.83%; 安徽省生态系统多年平均健康综合指数与多年平均健康等级空间分布整体呈现南高北低格局,且均与地貌类型有较强关联,健康和很健康等级区域集中分布于皖南丘陵山地区和皖西丘陵山地区,不健康等级区域连片分布于淮河平原区、江淮丘陵区以及沿江平原区,其中生态系统健康综合指数最高的地区为黄山市祁门县,约0.92,最低地区位于合肥市庐阳区,约0.17。②1980—2015年安徽省整体生态系统健康水平趋向健康发展,共24个区县健康等级上升,无区县健康等级下降,全省平均健康等级由不健康提升至亚健康; 仍有13个区县的健康综合指数下降,生态系统健康水平不稳定,健康等级有下降风险。研究结论对安徽省制定合理的土地利用政策、保护治理生态环境、优化生态系统服务功能等具有一定参考价值。

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汪左
王萌
王畅畅
李虎
张运
关键词 时空演变生态系统健康评价安徽省    
Abstract

To explore the ecosystem health of Anhui Province in the context of modern urbanization, this study established an ecosystem health evaluation system for Anhui Province based on time-series land use type data using the vigour-organization-resilience (VOR) model. Then, this study defined the weights of indicators in the evaluation system using the entropy weight method and evaluated the ecosystem health of Anhui Province and its spatio-temporal evolution over the period from 1980 to 2015 on the county scale. The results show that: ① Anhui Province was dominated by counties with an unhealthy ecosystem, followed by counties with a subhealthy ecosystem, both of which accounted for 56.37% and 16.83%, respectively. Spatially, the comprehensive average multiyear health index and average multiyear health grade of Anhui Province’s ecosystem were higher in the south and lower in the north, strongly correlating with the landform type. Areas with Healthy and very healthy ecosystems were mostly distributed in the hilly and mountainous areas in the southern and western parts of the province. In contrast, areas with an unhealthy ecosystem were contiguously distributed in the Huai River Plain, the Jianghuai hilly area, and the plain area along the Yangtze River. Among, Qimen County, Huangshan City exhibited the highest comprehensive ecosystem health index of 0.92, and Luyang District of Hefei City displayed the lowest comprehensive ecosystem health index of about 0.17; ② The overall ecosystem of Anhui Province showed a healthy trend from 1980 to 2015. With 24 counties exhibiting increasing health grades and no counties displaying decreasing health grades, the average provincial health grade increased from unhealthy to subhealthy grades. Nevertheless, 13 counties exhibited decreasing comprehensive health index values, indicating unstable ecosystem health levels and risks of decreasing health grades. The findings of the study can, to some extent, provide a reference for Anhui Province to formulate reasonable land use policies, protect and manage the eco-environment, and optimize ecosystem service functions.

Key wordstemporal and spatial evolution    ecosystem    health assessment    Anhui Province
收稿日期: 2022-06-16      出版日期: 2023-12-21
ZTFLH:  TP79  
基金资助:安徽省自然科学基金资助项目“联合SAR与光学遥感数据的冬小麦生长过程土壤湿度监测”(2008085QD166);国家自然科学基金资助项目“高寒山区雪水当量SAR反演的关键技术研究”(41501379);安徽省科技重大专项项目“现代农业遥感监测系统构建与产业化应用”(202003a06020002);安徽省重点研究与开发计划项目“水稻稻瘟病全域感知与监测预警技术研究”(202104g01020004);安徽省2022年高校优秀青年人才支持计划重点项目“耦合多源多尺度数据的冬小麦条锈病遥感智能监测关键技术研究”(13)
作者简介: 汪左(1988-),男,博士,副教授,研究方向为资源环境遥感和GIS应用。Email: wangzuo@ahnu.edu.cn
引用本文:   
汪左, 王萌, 王畅畅, 李虎, 张运. 安徽省1980—2015年生态系统健康时空演变[J]. 自然资源遥感, 2023, 35(4): 159-168.
WANG Zuo, WANG Meng, WANG Changchang, LI Hu, ZHANG Yun. Spatio-temporal evolution of ecosystem health in Anhui Province from 1980 to 2015. Remote Sensing for Natural Resources, 2023, 35(4): 159-168.
链接本文:  
https://www.gtzyyg.com/CN/10.6046/zrzyyg.2022249      或      https://www.gtzyyg.com/CN/Y2023/V35/I4/159
Fig.1  安徽省地貌分区图
评价子系统 评价指标 公式 描述
活力 林/草地覆盖率C(+) C = A f + A g C A 评价单元内林地、草地面积之和所占比例。其中Af为林地面积; Ag为草地面积; CA为评价单元总面积
组织力 SHDI
(-)
S H D I = - i = 1 m ( p i l n p i ) m为景观类型数量; pi为评价单元内第i类景观类型所占面积的比例。SHDI值越大,表明该区域景观多样性较高
CONTAG(+) C O N T A G = 1 + i = 1 m k = 1 m ( p i ) g i k k = 1 m g i k l n ( p i ) g i k k = 1 m g i k 2 l n m gik为第i类景观类型与第k类景观类型毗邻的斑块数目。CONTAG反映区域优势地类的影响力,其值越大表明景观格局中存在的优势地类间连接程度强,景观破碎化程度低;反之值越小表明景观格局中存在多种小斑块,景观的破碎化程度高
MPS(+) M P S = C A N P NP为评价单元中斑块总数。MPS值越大为景观破碎度越低
人类干扰指数IH(-) I H = A 1 + A 2 C A A1为评价单元中耕地总面积; A2为评价单元中建设用地总面积。IH值越大,人类活动对生态系统影响越大,对生态系统健康的破坏程度越大
弹力 生境质量指数Qxj(+) Q x j = H j 1 - D x j z D x j z + r z Hj为生境类型j的栖息地适宜性,取值范围0~1; r为半饱和常数,取最大生境退化指数Dxj的一半; z为归一化常量,一般情况下设为2.5。其中Dxj为生境退化度[22]。当前景观上栖息地质量的相对水平,数字越大表明生境质量越好
Tab.1  生态系统健康评价体系指标及其描述
评价模型 评价子系统 相对于子系统
的权重值
相对于生态系统
健康评价体系
的权重值
生态系统
健康评价
活力(0.279 1) 林/草地覆盖率(1.000 0) 林/草地覆盖率(0.279 1)
组织力
(0.485 3)
SHDI(0.238 8) SHDI(0.115 9)
CONTAG
(0.157 4)
CONTAG
(0.076 4)
MPS(0.171 0) MPS(0.083 0)
人类干扰指数(0.432 8) 人类干扰指数(0.210 1)
弹力(0.235 6) 生境质量指数(1.000 0) 生境质量指数(0.235 6)
Tab.2  安徽省生态系统健康评价体系及权重
健康等级 综合指
数范围
健康水平描述
很健康(一级) [0.8, 1.0] 生态系统结构和多样性稳定,功能完整,生态系统恢复力很强,系统维持正常的循环与平衡,极少受到外界干扰
健康(二级) [0.6, 0.8) 生态系统结构与功能较为稳定,生态系统恢复力较强,受到一部分外界干扰,但没有影响其整体稳定性
亚健康(三级) [0.4, 0.6) 生态系统结构受到一定程度影响而发生改变,部分功能可以实现,受到一定程度的外界干扰,产生了一定污染
不健康(四级) [0.2, 0.4) 生态系统结构受到大幅度冲击,大部分功能丧失,生态系统恢复力大幅度下降,部分外界干扰已经造成了严重侵害
病态(五级) [0.0, 0.2) 生态系统结构崩溃,功能退化,系统难以维持正常的生命活动,外界干扰已经超过自身承载能力,系统受到严重污染
Tab.3  安徽省生态系统健康评价等级及相关描述
Fig.2  生态系统活力空间分布
Fig.3  生态系统组织力空间分布
Fig.4  生态系统弹力空间分布
Fig.5  安徽省1980—2015年生态系统健康等级与多年平均健康等级空间分布图
Fig.6  安徽省1980—2015年生态系统平均健康综合指数与健康等级面积变化图
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