基于RS和GIS的石羊河流域生态系统服务价值研究

论文摘要

石羊河是甘肃河西走廊三大内陆河流之一,流域内存在的生态环境问题主要有:水源涵养区遭破坏,保持土壤、涵养水源能力下降;水资源开发利用不合理,水资源严重不足;草原面积退化严重。鉴于这些问题的突出性,为提高人们生态环境的保护意识,加强石羊河流域生态环境恢复,生态系统服务功能的价值估算有重要意义。本文以石羊河流域为研究对象,基于RS与GIS,利用遥感数据、气象数据等多种数据,依据生态系统服务功能价值计算的理论与方法,实现了对石羊河流域生态系统服务功能价值的定位及定量估算。研究结果表明:(1)数量上,石羊河流域单位面积生态系统服务功能价值约4.83×10~4 $/(hm~2·a),相对较低。空间分布上石羊河流域8条河流上游谷地及附近区域,是整个流域生态系统服务功能价值量的集中区域;在广大的中下游地区,绿洲中有限的自然植被,形成流域生态系统服务价值的低值区。(2)石羊河流域林地土壤保持量最高,其次为草地,植被覆盖度的高低及类型影响着土壤流失的程度,高植被覆盖度的植被可以有效防止及控制土壤流失。(3)不同的生态系统对区域的气候有不同的调节作用,或保温或降温。石羊河流域LST和DEM存在与气温和海拔相似的规律性,即地表温度随海拔高度的增加而降低;LST和NDVI存在线性相关性,LST随植被覆盖度的增加而增加。区域的植被覆盖及海拔是影响区域地表温度的主要因素。(4)根据植被的蓄水能力计算生态系统水源涵养功能的价值,草地的单位面积涵养水源价值量较林地高。(5)研究区的NPP随着海拔的升高先增加后降低。上游地区固碳制氧、净化空气、营养物质循环及有机物质生产的生态服务功能的价值均较高。以货币的形式量化石羊河流域的生态服务功能的价值,根据单位面积生态系统服务功能价值划分4个生态区:生态友好区、生态平衡区、生态发展区、生态脆弱区。在生态系统服务功能的价值估算上应用3S技术,体现了3S的动态实时数据获取,空间数据可视化,量化表达的优势。GIS在生态系统服务功能的价值估算方面应用的深度及广度都在不断拓展,有巨大的潜力和前景。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 引言
• 1.1 研究背景及意义
• 1.2 国内外研究进展
• 1.2.1 生态系统服务理论研究进展
• 1.2.2 生态系统服务价值研究进展
• 1.3 研究内容和目的
• 1.4 技术路线
• 1.5 研究区概况
• 第2章 研究方法与数据处理
• 2.1 土壤保持功能的价值估算方法
• 2.1.1 土壤保持量的估算方法
• 2.1.2 土壤保持功能的价值估算方法
• 2.1.3 土壤保持量各因子
• 2.2 温度调节功能的价值估算方法
• 2.3 涵养水源功能的价值估算模型
• 2.4 基于NPP的生态服务价值估算模型
• 2.4.1 固碳制氧功能的价值估算模型
• 2.4.2 营养物质循环功能的价值估算模型
• 2.4.3 有机物质生产功能的价值估算模型
• 2.5 数据来源与数据预处理
• 2.5.1 数据来源
• 2.5.2 MODIS数据的处理
• 第3章 结果与讨论
• 3.1 生态系统服务功能的价值计算结果
• 3.1.1 土壤保持功能的价值
• 3.1.2 调节温度功能的价值
• 3.1.3 涵养水源功能的价值
• 3.1.4 基于NPP的生态服务功能价值的研究
• 3.1.5 生态系统服务功能的价值总量
• 3.2 生态系统服务功能的价值分析
• 第4章 结论与展望
• 4.1 主要结论
• 4.2 研究展望
• 主要参考文献
• 致谢