基于遥感、GIS和模型的黄土高原生态环境质量综合评价

论文摘要

本研究针对黄土高原生态环境主要问题和国家生态环境建设的需要,总结已有研究,初步提出了生态环境质量综合评价思路框架,采用遥感和地理信息系统等手段,充分利用已有的调查和研究成果,在黄土高原生态环境单因子进行动态分析基础上,建立了黄土高原生态环境数据库。在确定生态环境质量综合评价指标体系和方法基础上,建立了基于主成分分析的复合评价模型,以县为单位,进行了黄土高原生态环境质量动态分析及其预测。由于针对黄土高原大范围、多因子、多时期的生态环境质量评价在我国鲜有研究,因而该研究对深化黄土高原生态环境的科学认识,制订科学的生态环境建设规划提供了理论参考;同时也为进一步研究黄土高原生态环境提供了先进的技术手段和科学的数据基础。本研究取得以下主要结论和成果:1.提出了生态环境质量综合评价的基本思路。在可持续发展理论、环境容载力理论和景观生态学理论指导下,分别从生态环境承载能力、生态环境发展能力、生态环境持续能力3个方面进行生态环境质量评价。根据综合评价模型,计算生态环境质量综合指数,主要由生态环境承载能力、生态环境发展能力和生态环境持续能力构成。2.建立黄土高原生态环境质量综合评价指标体系。根据评价的基本思路,通过对生态环境系统特征因子的变量分析,提出了比较完整的、多级别的评价指标体系,包括生态环境质量综合指数(目标层)、生态环境承载能力、生态环境发展能力和生态环境持续能力(准则层)和24个指标(指标层)。3.建立了较为完备的生态环境数据库并进行了系列制图。深入细致地研究黄土高原地形、土地利用、土壤侵蚀、植被覆盖、气候插值、土壤可蚀性因子、土地适宜性和限制性等自然因子以及社会经济要素,以100m栅格为单元,进行黄土高原生态环境单因子分析。在此基础上建立了黄土高原20世纪80年代中期和90年代中后期2期生态环境数据库,并进行了系列制图与分析,得到一些有意义的结论,如景观多样性指数增大,生态环境弹性度提高,水土流失强度指数下降,归一化植被指数上升等。生态环境单因子分析为深刻理解黄土高原及其生态环境建设提供了理论参考,数据库建设为进一步研究黄土高原生态环境提供了科学的数据基础。4.采用基于主成分分析的复合评价模型,以县为评价单元,分别计算了20世纪80年代中期和90年代中后期生态环境承载能力指数、生态环境发展能力指数、生态环

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1.1 研究目的与意义
• 1.1.1 研究目的
• 1.1.2 研究意义
• 1.2 研究背景
• 1.3 国内外研究现状与进展
• 1.3.1 生态环境质量综合评价研究现状与进展
• 1.3.2 RS和GIS在生态环境质量评价中的应用
• 1.4 研究发展趋势
• 第二章 研究内容与方法
• 2.1 研究目标、内容及拟解决的关键问题
• 2.1.1 研究目标
• 2.1.2 研究内容
• 2.1.3 拟解决的关键问题
• 2.2 研究方法与技术路线
• 2.2.1 研究方法
• 2.2.2 技术路线
• 2.3 创新点
• 第三章 黄土高原概况及主要生态环境问题
• 3.1 黄土高原概况
• 3.1.1 自然资源
• 3.1.2 社会经济资源
• 3.2 主要生态环境问题
• 3.2.1 自然灾害频发
• 3.2.2 水资源短缺
• 3.2.3 土地荒漠化
• 3.2.4 土壤侵蚀
• 第四章 黄土高原生态环境质量综合评价方法
• 4.1 黄土高原生态环境质量综合评价的概念框架
• 4.2 黄土高原生态环境质量综合评价指标体系研究
• 4.3 黄土高原生态环境质量综合评价标准研究
• 4.4 黄土高原生态环境评价单元
• 4.5 黄土高原生态环境质量综合评价方法与模型研究
• 第五章 数据管理及空间分析方法
• 5.1 数据管理
• 5.1.1 数据来源及分析
• 5.1.2 数据库建立与数据平台建设
• 5.2 空间分析方法
• 5.2.1 专题数据提取
• 5.2.2 数据预处理
• 5.2.3 拓扑叠加与运算
• 第六章 黄土高原主要生态环境因子分析及数据库建立
• 6.1 黄土高原地形因子分析
• 6.1.1 坡度分析
• 6.1.2 坡向分析
• 6.1.3 地表起伏度分析
• 6.2 黄土高原土地利用时空变化及其生态效应
• 6.2.1 黄土高原土地利用及其生态效应研究的科学意义
• 6.2.2 黄土高原土地利用动态变化研究的数据基础与研究方法
• 6.2.3 黄土高原土地利用景观格局分析
• 6.2.4 黄土高原土地利用动态变化及其预测
• 6.2.5 黄土高原土地利用与高程关系分析
• 6.2.6 黄土高原生态环境弹性度分析
• 6.2.7 以县为评价单元的土地利用及其生态效应分析
• 6.3 黄土高原土壤侵蚀分析
• 6.3.1 黄土高原土壤侵蚀分析的数据基础及研究方法
• 6.3.2 黄土高原土壤侵蚀现状、变化及其趋势
• 6.3.3 黄土高原水土流失率动态变化
• 6.3.4 黄土高原土壤侵蚀强度指数动态变化
• 6.3.5 黄土高原不同土地利用方式土壤侵蚀的时空分异
• 6.3.6 黄土高原土壤侵蚀与地形关系分析
• 6.3.7 黄土高原土壤侵蚀分布与特点
• 6.4 黄土高原植被覆盖分析
• 6.4.1 归一化植被指数（NDVI）及其在生态环境研究中的应用
• 6.4.2 数据基础及其处理技术流程
• 6.4.3 黄土高原NDVI的动态变化
• 6.4.4 黄土高原县域NDVI动态变化
• 6.5 黄土高原气候要素表面分析
• 6.5.1 气候要素表面分析的数据基础与插值方法
• 6.5.2 气候要素插值结果与分析
• 6.5.3 土地生产潜力分析
• 6.5.4 干燥度分析
• 6.6 黄土高原土壤分布及土壤可蚀性因子分析
• 6.6.1 黄土高原土壤分布
• 6.6.2 黄土高原土壤可蚀性因子分析
• 6.7 黄土高原土地资源评价
• 6.7.1 土地资源评价目的与依据
• 6.7.2 土地资源评价分类系统
• 6.7.3 土地资源评价方法
• 6.7.4 土地限制型及其限制强度评价
• 6.7.5 土地适宜性评价
• 6.8 黄土高原生态环境社会经济要素分析
• 6.8.1 人口、粮食及其对生态环境的压力
• 6.8.2 生态环境与地方病
• 第七章 黄土高原生态环境质量综合评价
• 7.1 评价指标体系及评价因子GIS数据库建立
• 7.1.1 评价指标体系
• 7.1.2 评价因子GIS数据库建立技术流程
• 7.1.3 评价因子GIS数据库建立
• 7.2 基于主成分分析的复合评价模型
• 7.2.1 主成分分析方法
• 7.2.2 基于主成分分析的生态环境质量综合评价模型
• 7.3 黄土高原生态环境质量综合评价过程
• 7.4 黄土高原生态环境质量综合评价制图与分析
• 7.4.1 生态环境承载能力时空变化
• 7.4.2 生态环境发展能力时空变化
• 7.4.3 生态环境持续能力时空变化
• 7.4.4 生态环境质量时空变化分析
• 7.5 黄土高原生态环境质量马尔可夫预测
• 7.6 黄土高原生态环境质量综合评价的结论与质量提高途径
• 7.6.1 黄土高原生态环境质量综合评价的结论
• 7.6.2 黄土高原生态环境质量提高途径
• 第八章 结论与讨论
• 8.1 结论
• 8.2 讨论
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介