基于RS和GIS的小流域综合治理效益评价 ——以天津蓟县西大峪与黄土梁子小流域为例

论文摘要

本研究采用遥感(RS)与地理信息系统(GIS)技术、野外调查、社会调查与室内实验相结合的方法,通过主成分分析,筛选出小流域综合治理评价指标,运用层次分析法对小流域综合治理7年来的生态、经济、社会以及综合效益进行了科学、系统地分析与评价。研究工作所取得的主要结果如下：(1)2010年的生态效益指数为0.51,比2004年的0.30增加了70%。林草覆盖率由治理前的11%提高到2010年的50%,比治理前提高了4倍多；土壤侵蚀模数比治理前降低了950t／(hm2.a),消除了可能发生的潜在水土流失量；水土保持总治理度得到了大幅度提升,由治理前的不足60%达到了现有的98%,说明小流域内的水土保持工程措施与植物措施发挥效益显著；牲畜圈养率在2010年达到99%,基本上全部实现圈养,有效地保护了生态环境,减少水土流失；土壤有机质含量随着综合治理措施的实施,不断提高,比治理前提高了6倍,达0.06%；土壤含水量比治理前下降了44%。(2)小流域综合治理后,经济效益指数为0.74,比治理前提高了25.4%。农民人均纯收入达到了2500元,是治理前的一倍；农业总产值增长迅速,2005年为流域经济增长的转折点,增幅达30%,之后,以平均每年3%的速度递增,截止到2010年,小流域农业总产值译达到169万元,比治理前提高了69%；投入产出比由最初的持平状态,降低到了2010年的0.70,降低了26%；流域劳动生产率比治理前提高了30%,由于随着小流域综合治理措施的不断开展,彻底解放了劳动生产力,导致劳动生产率的直线上升；土地生产率比治理前提高了75%；水土保持经济效益主要为水土保持措施所带来的经济效益,净产值折现合计322.09万元。(3)小流域综合治理推动了当地社会效益的发展,治理后,小流域社会效益指数为0.43,比治理前提高了16.2%。小流域内的恩格尔系数治理前后降低了44.1%,由治理前的温饱水平达到了现在的相对富裕水平；教育水平比治理前提高了1倍；农产品商品率比治理前提高了6%,这是由于流域内的劳动生产率与土地生产率共同提高导致的；基础设施增长率提高了2%；小流域治理7年来,不仅改善了生态环境,而且提高了人民的环保意识,治理后比治理前提高了1倍。(4)小流域综合治理后,综合效益指数为0.6,比治理前提高了39.5%,表明小流域综合治理7年来的综合效益显著,由生态效益、经济效益与社会效益的成效共同导致了综合效益的提升。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 引言
• 1.1 研究背景、意义与目的
• 1.2 小流域综合治理效益评价研究进展
• 1.2.1 国内研究进展
• 1.2.2 国外研究进展
• 2 研究区域概况
• 2.1 地质地貌
• 2.2 气候
• 2.3 土壤
• 2.4 水文
• 2.5 植被
• 2.6 社会经济状况
• 2.7 小流域综合治理工程现状
• 3 研究内容、技术路线与方法
• 3.1 研究内容及技术路线
• 3.1.1 研究内容
• 3.1.2 技术路线
• 3.1.3 数据来源
• 3.2 标准样地设置及选择
• 3.3 植被及林分调查
• 3.3.1 草地植被恢复情况调查方法
• 3.3.2 灌木林地植被覆盖度调查方法
• 3.3.3 植被多样性分析方法
• 3.3.4 生物量调查
• 3.4 土壤调查
• 3.4.1 土壤剖面调查
• 3.4.2 样地取样方法
• 3.4.3 土壤物理性质测定
• 3.4.4 土壤化学性质测定
• 3.5 遥感监测方法
• 3.6 小流域综合治理效益价值计算方法
• 3.6.1 保护水资源效益价值计算
• 3.6.2 保育土壤效益价值计算
• 3.6.3 固碳制氧效益价值计算
• 3.6.4 净化环境效益价值计算
• 3.6.5 改善小气候效益价值计算
• 3.6.6 保护生物多样性效益价值计算
• 3.7 主成分分析法
• 3.7.1 各成分的特征根
• 3.7.2 各成分的贡献率
• 3.7.3 主成分判定方法
• 3.8 层次分析法
• 3.8.1 构造层次结构模型
• 3.8.2 特征向量法层次排序
• 4 小流域综合治理评价指标的选取与数据标准化
• 4.1 小流域综合治理效益评价指标的选取
• 4.1.1 构建小流域综合治理效益评价指标体系
• 4.1.2 指标筛选的原则
• 4.1.3 基于RS与GIS的主成分分析与指标筛选
• 4.1.3.1 主成分分析法筛选指标
• 4.1.3.2 基于RS的小流域TM影像分析
• 4.1.3.3 地面调查斑块图矢量化及拼接
• 4.1.3.4 基于遥感的植被覆盖类型解译
• 4.1.3.5 基于GIS的小流域TIN分析
• 4.1.3.6 小流域坡度、坡向的提取
• 4.1.3.7 DEM成图分析
• 4.1.4 评价指标体系的建立
• 4.2 评价指标数据的标准化处理
• 4.2.1 变量离差标准化
• 4.2.2 变量标准差标准化
• 4.2.3 事例-变量标准差标准化
• 4.2.4 变量-事例-变量的标准差标准化
• 5 小流域综合治理效益价值及评价
• 5.1 生态效益
• 5.1.1 植物措施保护水资源价值
• 5.1.1.1 植物措施涵养水源价值
• 5.1.1.2 植物措施净化水质的价值
• 5.1.1.3 植物措施保护水资源价值
• 5.1.2 植物措施保育土壤价值
• 5.1.2.1 植物措施减少土壤侵蚀
• 5.1.2.2 植物措施减少泥沙淤积与滞留价值
• 5.1.2.3 植物措施减少养分流失价值
• 5.1.2.4 植物措施保育土壤总价值
• 5.1.3 植物措施固碳制氧价值
• 2价值'>5.1.3.1 植物措施固定CO₂价值
• 5.1.3.2 植物措施制氧价值
• 5.1.3.3 固碳制氧总价值
• 5.1.4 植物措施净化环境价值
• 2价值'>5.1.4.1 植物措施吸收SO₂价值
• 5.1.4.2 植物措施阻滞降尘价值
• 5.1.4.3 植物措施净化环境总价值
• 5.1.5 植物措施改善小气候价值
• 5.1.6 植物措施保护生物多样性价值
• 5.1.7 植物措施生态效益总价值
• 5.1.8 生态效益指标分析
• 5.1.8.1 林草覆盖率
• 5.1.8.2 土壤侵蚀模数
• 5.1.8.3 水土保持总治理度
• 5.1.8.4 牲畜圈养率
• 5.1.8.5 土壤有机质
• 5.1.8.6 土壤含水量
• 5.2 经济效益
• 5.2.1 农民人均纯收入
• 5.2.2 农业总产值
• 5.2.3 投入产出比
• 5.2.4 流域劳动生产率
• 5.2.5 土地生产率
• 5.2.6 水土保持经济效益
• 5.3 社会效益
• 5.3.1 恩格尔系数
• 5.3.2 教育水平
• 5.3.3 农产品商品率
• 5.3.4 基础设施增长率
• 5.3.5 环保意识
• 5.4 效益评价
• 6 结论与建议
• 6.1 结论
• 6.2 建议
• 6.3 本研究的特色与创新
• 参考文献
• 附图
• 个人简介
• 导师简介
• 获得成果目录清单
• 致谢