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遥感技术与应用  2019, Vol. 34 Issue (4): 874-885    DOI: 10.11873/j.issn.1004-0323.2019.4.0874
遥感应用     
基于遥感与GIS技术的黄河宁蒙河段洪泛湿地生态环境脆弱性定量评价
夏热帕提·阿不来提null1,2(),刘高焕1(),刘庆生1,黄翀1
1. 中国科学院地理科学与资源研究所 资源与环境信息系统国家重点实验室,北京 100101
2. 中国科学院大学,北京 100049
Assessment of Ecological Vulnerability of the Riverine Wetlands in the Upstream Reach of the Yellow River based on RS and GIS Technology
Xarapat Ablat1,2(),Gaohuan Liu1(),Qingsheng Liu1,Chong Huang1
1. State Key Laboratory of Resources and Environment Information System, Institute of Geographic Sciences and Natural Resources Research, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100101, China
2. University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
 全文: PDF(5570 KB)   HTML
摘要:

黄河上游是黄河四大洪泛湿地集中分布区之一,属于典型的生态环境脆弱地区,加上人为活动影响程度的不断加剧,洪泛湿地生态环境受到剧烈影响,迫切需要对该区湿地生态环境脆弱性进行全面评估。基于遥感与地理信息技术,选取30个洪泛湿地生态脆弱性指标,利用DPSIR模型和层次分析相结合的方法,对黄河上游洪泛湿地1986~2014年生态环境脆弱性变化进行定量评价。结果显示,1986~2014年黄河上游洪泛湿地生态环境脆弱性呈现先增加后降低的“凸”字形格局。从垂直于河流流向的横断面分布看,脆弱性呈现从河流中心向河流两翼逐渐降低的梯度分布特征;从研究河段上游到下游,洪泛湿地生态环境脆弱性变化具有显著空间异质性特征,其中下河沿、头道拐河段脆弱性变化幅度较小,青铜峡到三河湖口河段脆弱性变化幅度相对较显著。

关键词: 遥感与地理信息技术脆弱性DPSIR模型层次分析法洪泛湿地黄河上游    
Abstract:

Assessment of river wetland ecosystem vulnerability in the Upstream of the Yellow River play an important role for river wetland health assessment, functional orientation and river wetland environmental, it also has a great significance to whole Yellow River ecosystems health status, material exchange and energy flow of water-land ecosystem. In this study, we selected 30 indices,used analytic hierarchy process and the DPSIR Model, analyzed riverine wetlands ecosystem vulnerability in the Upstream Reach of the Yellow River from 1986 to 2014. Results indicated that the vulnerability of the floodplain wetland ecosystem in study reach began to recovered after uniform scheduling of entire river. The vulnerability of riverine wetlands ecosystem gradually decreased from the main channel center line to floodplain margin areas. The vulnerability of the riverine wetlands has a various zonal distribution characters from Upstream to Downstream of the study reach between 1986~2014. Among in, the vulnerability of the Xiaheyan and the Toudaoguai reaches appeared to stable states, the vulnerability changing of the Reach from the Qingtongxia to the Sanhehukou is significantly obvious rather than other reaches.

Key words: Floodplain wetlands vulnerability    Analytic hierarchy process    DPSIR Model    Analytic hierarchy process    Riverine wetland    The Upstream of the Yellow River
收稿日期: 2018-07-14 出版日期: 2019-10-16
ZTFLH:  TP79  
基金资助: 资源与环境信息系统国家重点实验室自主创新项目(08R8A010YA);国际科技合作专项项目(2012DFG22050);中国科学院战略性先导专项项目(XDA0505601)
通讯作者: 刘高焕     E-mail: xrpt@lreis.ac.cn;liugh@lreis.ac.cn
作者简介: 夏热帕提·阿不来提(1986-),女,新疆伊犁人,博士研究生,主要从事湿地生态模拟研究。E?mail:xrpt@lreis.ac.cn
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夏热帕提·阿不来提null
刘高焕
刘庆生
黄翀

引用本文:

夏热帕提·阿不来提null,刘高焕,刘庆生,黄翀. 基于遥感与GIS技术的黄河宁蒙河段洪泛湿地生态环境脆弱性定量评价[J]. 遥感技术与应用, 2019, 34(4): 874-885.

Xarapat Ablat,Gaohuan Liu,Qingsheng Liu,Chong Huang. Assessment of Ecological Vulnerability of the Riverine Wetlands in the Upstream Reach of the Yellow River based on RS and GIS Technology. Remote Sensing Technology and Application, 2019, 34(4): 874-885.

链接本文:

http://www.rsta.ac.cn/CN/10.11873/j.issn.1004-0323.2019.4.0874        http://www.rsta.ac.cn/CN/Y2019/V34/I4/874

图1  研究区概况
目标层(A 准则层(B) 要素层(C 指标层 指标说明 权重(W)

刘家峡以下

黄河上游

洪泛湿地

生态水文

环境

脆弱性

评价

驱动力(D) 气候变化 4~10月平均降雨量 研究区汛期平均降雨量 0.069
4~10月平均气温 研究区汛期平均气温 0.077
地形起伏 海拔高度 地区地貌地形情况 0.058
社会经济发展 城镇化率 城镇面积与区域总面积的比值 0.043
人均GDP 表征县域经济发展的水平 0.038
水利工程 ≤200流量频次 研究期内≤200的流量出现次数 0.119
≥1 500洪峰流量频次 研究期内≥1 500的流量出现次数 0.106
表 1  黄河上游湿地生态环境脆弱性评价“驱动力”指标集
目标层(A 准则层(B) 要素层(C 指标层(P) 指标说明 权重(W

刘家峡以下

黄河上游

洪泛湿地

生态水文

环境脆弱

性评价

压力(P)

水文情势

变化

干流汛期月均径流量 黄河干流4~10月月平均径流量 0.066
干流月均沙量 黄河干流月平均沙量 0.057
冰厚 各断面年平均冰面厚度 0.027
冰面覆盖度 河段冰面覆盖面积与河段总面积的比值 0.032
支流年均径流量 黄河支流年平均径流量 0.018
支流年均输沙量 黄河支流年平均输沙量 0.016
水利建设 流量过程变异程度 表征水利水电工程对河流生态环境影响程度 0.048

堤坝与主河槽中心

距离

表征河道面积的变化情况 0.021
人工湿地覆盖 河段人工湿地面积与河段总面积的比值 0.005
农业开发 灌区引排水量比 河段灌区年平均引水量与排水量的比值 0.013
农田有效灌区面积 河段正常灌溉农田面积 0.011
工业生产 原煤产量 表征工业生产水平 0.009
环境污染 工业污染物排放量 表征地区工业污染情况 0.005
面污染入河量 表征地区灌溉化肥施用等污染物排放程度 0.005
表 2  黄河上游洪泛湿地脆弱性评价压力指标集
目标层(A 准则层(B) 要素层(C 指标层(P) 指标说明 权重(W)

刘家峡以下

黄河上游

洪泛湿地

生态水文

环境脆弱

性评价

状态(S) 湿地状态 湿地分布 河段湿地面积 0.043
湿地植被生长 湿地归一化植被指数 0.012
湿地稠密/稀疏植被覆盖面积比例

湿地归一化植被指数(NDVI)大于0.2

和小于0.2的比值

0.010
影响(I) 栖息地 淤积量 表征新成滩地程度 0.034
动态河道面积 年内变化多变的河道面积 0.083
河道形态 干流河宽水深比 黄河干流断面河流宽度与河流深度的比值 0.014
响应(R) 生态保护 湿地保护区 河段湿地保护区面积 0.018
水质保护区 河段水质保护区面积 0.010
污染控制 废水治理 表征地区生态环境污染治理强度 0.002
表 3  黄河上游湿地生态环境脆弱性评价状态、影响、响应指标集
图2  河流横断面脆弱性计算
图3  1986~2014年研究区湿地生态环境脆弱性分布图
平均脆弱性等级 平均脆弱性 单元数/个 单元数/总单元数(%)
1986 2006 2014 1986 2006 2014 1986 2006 2014
总区 0.55 0.65 0.50 17 214 16 663 16 645 100
潜在脆弱区 0 0.18 0.01 0 36 1 0 0.2 0
轻度脆弱区 0.37 0.33 0.37 1 633 575 2 057 9.8 3.5 12.4
中度脆弱区 0.50 0.55 0.50 10 070 3 238 13 293 60.5 19.5 79.9
高度脆弱区 0.69 0.69 0.64 4 994 12 483 1 294 30.0 75 7.8
极度脆弱区 0.85 0.83 0 517 331 0 3.1 1.9 0
表 4  1986~2014年不同脆弱性等级统计
图4  河段脆弱性横断面分布图
图5  脆弱性差异系数分布图与主要指标对脆弱性贡献程度
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