岷江上游生态脆弱性评价
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收稿日期:1999-03-10;改回日期:1999-09-10基金项目:国家八五科技攻关项目85-019-01-03的部分研究内容,得到中国科学院茂县生态站资助作者简介:包维楷(1968-),男(汉族),四川广汉人,博士、助研。
主要从事山地退化与生态恢复、混农林业防治土地退化等的研究。
发表论文20余篇岷江上游山地生态系统的退化机制包维楷,王春明(中国科学院成都生物研究所, 四川成都 610041)提 要:在分析岷江上游干旱河谷退化山地生态系统的内在特性、干扰体驱动力及其相互作用与退化的关系等的基础上,阐述了该系统退化的机制。
其内在特性决定了山地系统对干扰的抗性差,退化后恢复的弹性小;强烈的人为干扰体是系统退化的重要驱动力。
岷江上游干旱河谷山地生态系统的退化是系统内在特性和外在干扰体综合作用的结果。
过去将该山地生态系统的退化简单归咎于人为干扰的破坏结果值得商酌。
关键词:山地生态系统;内生脆弱性;人为干扰体;退化驱动力;退化机制中图分类号:X171;Q14 文献标识码: A岷江上游山地是以干旱河谷为基带的一类较特殊的山地生态系统[1,2]。
其生态退化问题已困扰该少数民族地区近30年,严重制约着该区的持续发展。
深入研究该区域退化生态系统并寻求恢复与重建的正确方法已是十分紧迫的任务。
而系统的退化的根源、驱动力及其退化机理的正确揭示则是恢复与重建的前提。
生态系统退化的实质上是生态系统的逆向演替[3,4]。
从逆向演替而言,任何生态系统的退化都是外部干扰通过内部各要素的整合而作用于系统的结果。
因此,退化不仅决定于外部的干扰体状况,也决定于系统的属性及其抗干扰能力的大小。
基于此,本文在分析岷江上游山地系统脆弱性、退化的干扰驱动力的基础上,进一步探讨其退化机制。
1 岷江上游山地系统的脆弱性和不稳定性———退化的内因岷江上游干旱河谷山地生态系统是一类不同于我国北方干旱区和南方南亚热带干热河谷的生态系统。
其结构和功能自有其独特性,突出表现为脆弱性[1~3]。
岷江上游生态环境时空演变特征
杨晓凤;杨苏花;向明顺;邓岚兰
【期刊名称】《内江师范学院学报》
【年(卷),期】2024(39)4
【摘要】巩固拓展山区过渡性地理空间生态环境保护与建设对区域可持续发展和乡村振兴具有重要意义.本文基于压力-状态-响应(pressure-state-response,PSR)模型构建岷江上游流域生态环境综合评价指标体系,结合层次分析法和熵权法对其2000、2005、2010、2015、2020年生态环境进行综合评价,评价结果分为差、较差、一般、良好和优五个等级,并使用冷热点分析工具研究其时空演化特征.研究发现:(1)时间尺度上看,岷江上游生态环境状况经历了先下降后上升的变化过程,整体变化不大,总体上呈向好趋势;(2)格网尺度上看,空间分布差异明显,但分布特征相对稳定.分布具有较强的空间集聚性,差和较差主要分布在研究区东部和东南部,良好和优主要分布在西北部;(3)生态环境的冷热点区域空间分布特征变化不显著.高值区分布较分散,低值区主要聚集在岷江水系两岸.
【总页数】8页(P92-99)
【作者】杨晓凤;杨苏花;向明顺;邓岚兰
【作者单位】成都理工大学地理与规划学院;成都理工大学青藏高原及其东缘人文地理研究中心
【正文语种】中文
【中图分类】X835
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岷江上游生态脆弱性的模糊评价
姚建;王燕;雷蕾;苏维;罗珮宁
【期刊名称】《国土资源科技管理》
【年(卷),期】2006(023)002
【摘要】岷江上游是四川省乃至我国西南重要的生态屏障,由于自然条件和人为活动的影响,成为典型的生态脆弱区.通过选取反映该地区生态脆弱性的14个代表性指标,根据四川省和全国的对比结果拟定了相应的分级和评价标准,并采用模糊综合评价法对其生态脆弱度进行了评价,结果表明:该区域处于高度脆弱状态,应大力加强岷江上游生态脆弱区的整治.
【总页数】3页(P90-92)
【作者】姚建;王燕;雷蕾;苏维;罗珮宁
【作者单位】四川大学,建筑与环境学院,四川,成都,610065;四川大学,建筑与环境学院,四川,成都,610065;四川大学,建筑与环境学院,四川,成都,610065;四川大学,建筑与环境学院,四川,成都,610065;四川大学,建筑与环境学院,四川,成都,610065
【正文语种】中文
【中图分类】X171.1;O159
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岷江上游干旱半干旱河谷区生境质量评价——以杂谷脑河为例郭建;徐敏;陈俊华;谢天资;黎燕琼;龚固堂;卿刚;慕长龙【摘要】以岷江上游杂谷脑干旱河谷区作为研究对象,利用实地调查资料,结合森林资源二类调查小班数据和林地保护利用资料,根据地形、土壤、水分、植被等9个因子对该区域的生境质量进行了评价,并根据评价结果提出了合适的造林措施和对策,为该区域的造林树种选择和配置模式提供科学依据和理论指导,同时也为类似困难立地条件地区的人工植被恢复提供参考依据.【期刊名称】《四川林业科技》【年(卷),期】2016(037)003【总页数】6页(P25-30)【关键词】岷江上游;杂谷脑河;干旱半干旱河谷区;生境质量评价;层次分析法【作者】郭建;徐敏;陈俊华;谢天资;黎燕琼;龚固堂;卿刚;慕长龙【作者单位】汶川县环境保护和林业局,四川汶川 623000;通江县南教城林场,四川通江 635700;四川省林业科学研究院,四川成都 610081;四川省林业科学研究院,四川成都 610081;四川省林业科学研究院,四川成都 610081;四川省林业科学研究院,四川成都 610081;理县环境保护和林业局,四川理县 623100;四川省林业科学研究院,四川成都 610081【正文语种】中文【中图分类】S718岷江上游干旱河谷是我国西部生态环境最恶劣的地区之一,强烈的水土流失,频繁的滑坡、泥石流等自然灾害,导致该区域成为我国最困难的造林地区之一[1]。
干旱河谷由于受“焚风效应”的影响,其蒸发量远大于降雨量,土壤干旱缺水是该地区的主要自然特点,加之山体陡峭,土壤瘠薄,植被主要以灌草丛为主。
生态环境质量的改善是干旱河谷区生存和发展的根本,同时也是影响整个长江流域生态环境质量的关键因素,干旱半干旱河谷区退化植被的恢复重建是该区域生态环境重建的基础和前提。
植被恢复中的关键问题是林木成活率。
要提高造林成活率,造林前必须选好适合的生境条件,因地制宜、适地适树。
岷江上游梯级水电开发对地质生态环境影响评价岷江上游地区地处青藏高原向四川盆地过渡带,河谷深切,高山峡谷众多,地表起伏巨大,相对高差达1000米以上,具有优势的水能资源优势,使其水电开发规模不断扩大,水电工程建设与运行在带来一定经济效益的同时,也对地质生态环境造成了影响。
为此,本文以岷江上游流域梯级水电开发为研究对象,通过构建评价指标体系,针对梯级水电开发对地质生态环境影响,进行定量计算与定性分析评价,用可行性的理论评价方法揭示梯级水电开发对地质生态环境的影响范围和程度,为区域生态系统的可持续、良好发展提供依据。
本文所取得的主要进展和结论如下:(1)岷江上游流域的水文形势变化和土地利用信息提取。
该项研究以岷江上游的杂谷脑河流域为典型子流域分析对象,以桑坪站的1988年-2008年的水文数据为基础,得出杂谷脑河流域的年径流量呈下降趋势,丰水年和枯水年交替出现;年均输沙量也呈普遍下降态势;地质灾害频率不断增大;同时,本文选取了1994年(Landsat TM),2007年(Landsat TM),2014年(OLI)多波段遥感影像图作为研究基础数据,采用监督分类的方法,将岷江上游划分为:耕地、未利用地、林地、水域、城乡建筑用地5个土地利用类型,分析工程建设对其土地利用变化的直接或间接影响。
分类结果显示随着水电站规模不断的扩大,岷江上游地区的植被覆盖率不断下降,未利用地面积扩大严重,耕地面积减少,城镇化建设比较集中。
(2)对分类的土地利用类型基于景观生态学理论对其景观格局进行动态变化分析,其中选取了斑块数量NP、斑块类型面积CA、斑块密度PD、最大斑块指数LPI和景观比例PLAND;周长面积分维数(PAFRAC、散布与并列指标(IJI)、相似邻接百分比(PLADJ)、聚集度(AI)、蔓延度指数(CONTAG)、景观连接度指数(COHESION)、香农多样性指数(SHDI)、香农均匀度指数(SHEI)等指标对岷江上游的土地利用类型进行定量分析,结果表明,水电站的建设、水库数量和面积的扩大直接或间接导致了岷江上游格局发生较大变化。
第19卷 增刊2004年6月地球科学进展A DVANC E I N E AR T H S C I ENCE SV o l.19S uppl.J u n.,2004文章编号:1001-8166(2004)增-0477-05岷江上游“生态环境地质”质量评价体系万新南,刘家铎,蔡劲松(成都理工大学,四川 成都 610059)摘 要:“生态环境地质“的概念是近年地质、水文地质与工程地质研究向引起“地质状态变迁”的“生态环境”要素研究领域拓宽所提出的一个新概念,是“生态环境与地质、特别是水文地质的交叉研究结果,而“生态环境地质”质量评价体系建立却非常困难,重点讨论了生态、环境、地质之间的关系,尝试性提出了“生态环境地质质量”评价体系,选择了评价因子与确定性模糊综合评价方法,进行了岷江上游生态环境地质系统评价,获得良好效果。
关 键 词:岷江上游;生态环境地质;质量评价;体系中图分类号:X14文献标识码:A1 “生态环境地质”概念“生态环境地质”是近年地质、水文地质与工程地质界根据系统研究提出的一个新概念。
但它不是生态—环境—地质3个概念的简单叠加与组合,而是科技发展到今天的一个概念升华,是一个“系统工程”。
在学术界对“生态环境地质”的界定目前不太明确,但“环境地质”的界定已比较明确。
国外大多学术专著、教科书或学术论文都明确使用了“E n-v i r o nm e n t a l G eo l og y”(环境地质学)这一学术专业名词。
如美国地质学家C a r l a W. M o n t go m e r y 1998年第5版《环境地质学》[1]教材用内容全面定义了“环境地质学”或“环境地质”的概念,该教材除包括我国“普地”教材的绝大部分内容外,还包括了“污染”、“环境遥感”、“地质灾害”、“洪水”、“植被”等与地质环境相关内容。
因而环境地质学是传统地质学的拓宽,不能以地质环境来替代,更不能等同。
地质环境只是地质本身问题,而“环境地质”突破了地质的界线,延伸到与地质有关,或直接影响地质环境变迁的相关因素的研究。
第13卷第4期2004年7月长江流域资源与环境Resources and Environment in the Yang tze BasinVol.13No.4July2004文章编号:1004-8227(2004)04-0380-04岷江上游生态脆弱性评价姚建,丁晶,艾南山(四川大学环境科学系,四川成都610065)摘要:岷江上游流域是我国典型的生态脆弱区之一,由于地质变化频繁、高差显著、气候干旱,加上人为活动影响,生态脆弱性的表现十分明显。
通过对其生态环境脆弱性因素及成因机制的分析,构建了由土地生产力、地表起伏度、干燥度指数、土壤侵蚀强度、草场退化荒漠化率、物种消失率等14个指标组成的岷江上游生态脆弱性的评价指标体系;根据本地区生态环境现状、全国和四川省情况及奋斗目标,建立了Ñ到Ó级的评价标准体系;利用模糊数学聚类方法对评价指标进行分析计算,得出了岷江上游生态环境为第Ó级,即生态环境非常脆弱的结论。
评价结果符合岷江上游地区的生态环境状况。
关键词:生态脆弱性;岷江上游;模糊数学;评价文献标识码:A岷江上游是成都平原乃至长江上游的重要水源涵养和水土保持区,是四川盆地和长江干流的重要/生态屏障0,也是经济欠发达地区和少数民族聚居地。
岷江上游流域处于我国一级阶梯向二级阶梯的过渡带上,是我国西部典型的生态脆弱带。
不断增长的人口和经济发展对资源需求的上升,对生态系统形成巨大的压力和干扰,使自身调节能力有限的生态环境迅速逆变,造成巨大危害。
因此,研究其生态脆弱性对保护区域生态环境,实施区域的可持续发展和民族地区的稳定具有非常重要的意义,并且对合理开发利用资源,正确处理西部大开发中的生态建设和环境保护,保障三峡库区、长江中下游地区的生态安全,都具有不可估量的现实意义。
1岷江上游生态环境脆弱性的表现岷江上游流域地处四川盆地西缘山地向青藏高原过渡的山岗地带,一般山岭海拔大于4000m,高差1500~2500m。
岷江上游河流两侧谷坡陡峭,岩层破碎,地表风化较强,现代地貌过程十分活跃。
光、热、水在垂直方向上发生明显的变化,垂直气候显著,波动性大,降水的限制作用十分突出[1]。
岷江上游汇聚了充沛的水源和储量丰富的水能,河川多年平均径流量153.5亿m3,相当于黄河的1/4。
区域内具有丰富的自然资源,是我国的三大林区和重要的木材生产基地之一,也是我国野生药材的重要生产基地。
由于复杂的地质地貌和气候条件,岷江上游生态系统十分脆弱,在外界干扰下极易发生灾变和逆向变化。
岷江上游存在潜在的退化性,系统本身变异性较强,稳定性很弱。
1.1地质灾害频繁岷江上游流域山地系统作为高原的延伸部分受青藏高原整体变化的影响,地质环境处于不断变化之中。
在内外营力的作用下,坡面物质松散,并蓄积一定的重力势能,容易诱发位移,频繁发生的泥石流、滑坡、崩塌活动是这种地质环境不稳定的突出表现[10]。
1.2河谷气候干燥岷江上游冬季内陆气流盛行,干燥多风,降水稀少。
由于山势高耸,山脉与河流成南北走向,小山脉犬牙交错地按东西方向依次排列,形成极为封闭的河谷,使湿润气流进入河谷层层受阻,汶川、理县、茂县三县成为降水低值区,年降水量分别为516mm、591mm、415mm,受下沉绝热增温和热辐射烈的影响,河谷气候干燥,下垫面植被稀少。
收稿日期:2003-04-22;修回日期:2003-06-19基金项目:国家重点软科学项目/西南生态脆弱区资源利用研究0(k00-10-06)作者简介:姚建(1966~),男,四川省成都人,副教授,在职博士生,主要从事环境规划与管理、区域环境综合整治的教学与研究.1.3土地过垦受高度、坡度、水分、土壤等条件限制,土地大多是本区最优质的草场和林地,适于居住或耕种的土地所占比例很小。
高度在2500m以下,坡度小于15度的土地面积仅1.82%,高度小于3000 m,坡度小于15度的土地面积也不过8.48%。
由于人口的增长,人们开垦陡坡耕地始于何时,已难以考证。
现有的资料表明,有50%的耕地和园地坡度大于25度,13%的耕地和园地坡度大于35度,仅20%的耕地与园地坡度小于15度。
该区有13%耕地处于剧烈侵蚀状态,37%耕地处在极强度侵蚀状态,还有30%处在中度侵蚀状态[3]。
1.4森林过伐,生物多样性减少600年前岷江上游森林面积约有120万km2,覆盖率高达50%左右[2]。
20世纪初,森林被大量砍伐,建国初期,保留面积约74万km3,森林覆盖率为30%。
建国以来至1980年30年时间,森林面积净减27.3km3,只剩46.7hm2,递减速度超过了历史上任何时期,在80年代后期出现资源枯竭。
生态退化使生物多样性下降。
由于森林、草甸和湿地面积缩小,物种生存条件受到破坏,如大熊猫、小熊猫、牛羚、岷江柏木、紫果云杉、长苞冷杉等珍稀和经济动植物种类和数量都明显减少[3]。
1.5过度放牧岷江上游的天然草场比例高达99.97%,主体是高寒草甸草地、高寒灌丛草甸草地和亚高山草甸草地,分别占草场面积的31.75%、33.84%和20.3%,其中亚高山草甸草地是主要冬春牧场。
由于载畜量集中,存在严重的过度放牧现象。
部分地区放牧过度,高山亚高山草场植被覆盖度降低、草质变劣,草场向石漠化发展,干旱河谷的草甸因家畜和山羊过度啃食向着沙漠化发展[4]。
可见,岷江上游生态脆弱性是由原生脆弱性和次生脆弱性影响共同造就的,这种脆弱生态环境的特征为:(1)可被代替的概率大,竞争的程度高。
由于资源的限制,各种生物面临各种威胁;(2)可以恢复原状的机会小,不久生态系统将达到濒临完结的边缘;(3)抗干扰的能力弱,对于改变界面状态的外力,只具相对低的阻抗。
2岷江上游生态脆弱性评价生态脆弱性评价是生态脆弱性研究的重要内容,目前不同的研究者从不同研究角度出发,采用的指标有较大的差异,并且许多指标体系存在地域局限性。
牛文元、赵跃龙、刘燕华、王让会、宋郁东等人的探索最具代表性,但国内外尚无统一的评价标准,评价方法一般都为传统方法,难以普遍推广[5~7]。
所以,建立一套规范、通用的评价体系,是今后脆弱生态环境评价研究的重要方向。
2.1指标体系的建立岷江上游地区生态环境脆弱性是由其自然条件的原生脆弱性和人类活动的叠加影响形成的(如图1),因此必须根据其主要成因及机制提取特征指标作为评价的信息来源。
为此,我们提出岷江上游生态脆弱性评价的指标体系如表1。
图1岷江上游生态环境脆弱性影响因素及其关系Fig.1Vulnerable I mpact F actor and T heir Relation for t he U pper Reaches o f the M ing jiang River2.2评价标准根据5中国21世纪议程6、5十五计划和2010年规划可持续发展战略目标和政策6、5全国生态环境建设规划6、5全国生态环境保护纲要6、51999中国可持续发展战略报告6、5四川省国民经济和社会发展/九五0计划和2010年远景目标纲要6等提供的数据资料,参照地区规划以及专家提供的意见,岷江上游生态脆弱性评价的标准如表2,其级别越大,表示脆弱性的程度越大。
2.3评价方法环境是一个多因素耦合的复杂动态系统,当这个系统的复杂性日益增长时,我们作出系统特性的精确而有意义的描述能力将相应降低,直至达到这样一个阈值,一旦越过它,精确性就变成两个相互排斥的特性[8,9]。
环境质量同时具有精确与模糊、确381第4期姚建等:岷江上游生态脆弱性评价表1岷江上游生态环境脆弱性评价指标T ab.1Vulner able A ssessment Index for the U pper Reaches of t he M ingjiang River 指标计算统计方法指标意义T1土地生产力以粮食单产表示(kg/hm2)反映土地生产能力是否受影响T2灾害发生率以滑坡、泥石流、崩塌、地震、洪水发生的频率来表示发生越频繁,表示生态环境的地质构成因子越脆弱T3地表起伏度RDLS={[max(h)-min(h)]/[max(H)-min(H)]}@[1-P(A)/A]*RDLS愈大,表明地形对生态环境的/应力0或/胁迫0愈大,环境愈脆弱T4蒸发系数K m=E/P,其中P为年降水量,E为蒸散量区域自然条件对农业生产的支持强度T5干燥度指数K=(0.6E T\10e)/R,E T\10e为大等于10e的积温,R为多年平均降水量反映一个地区的水热结合情况T6水土流失率水土流失面积/评价区总面积体现生态脆弱性的时空延展特征T7土壤侵蚀强度t/km2#a反映区域土壤质地和结构T8森林覆盖率森林面积/评价区总面积反映自然植被的调节和抗干扰能力T9草场载畜量草场面积/牲畜数量超载放牧和草场过度利用的程度T10垦殖系数农作物面积/耕地面积系数愈大,说明区域后备土地愈少T11人口自然增长率出生率与死亡率之差人口增加,需求增大,趋向于破坏生态来满足需要T12草场退化、荒漠化率草场退化、荒漠化面积/评价区总面积草场破坏程度T13贫困率贫困人口/评价区总人口生态脆弱对人类带来的影响T14物种消失率消失物种数/物种总数生态脆弱对生物带来的影响*max(h):地区的最高海拔高度(m);min(h):地区的最低海拔高度(m);max(H):全国的最高海拔高度(m);min(H):全国的最低海拔高度(m);P(A):地区平地所占的面积(km2);A:地区的陆地总面积(km2)定与不确定的特征[10]。
因而,本文根据实际情况,运用模糊数学模型,用隶属度来刻划生态脆弱性分级的界限,使评价结果显得更加合理。
2.3.1数据来源根据我们对岷江上游自然及社会经济发展的调查、分析和统计结果,岷江上游生态脆弱性评价指标的取值见表3。
2.3.2评价结果Y=(0.111,0.075,0.130)。
岷江上游各生态指标总体对于各级标准的隶属度,与第Ñ级标准的隶属度为0.111,与第Ò级标准的隶属度为0.075,与第Ó级标准的隶属度为0.130。
三个隶属度相比较,0.130最大,则岷江上游生态环境属于第Ó级,即生态环境非常脆弱。
由计算结果看出,岷江上游生态系统的确呈不稳定状态。
0.111与0.130相差不大,说明如果条件适宜,其生态系统很快就能从第Ó等级转变到质量较量较好的第Ñ等级。
这充分显示了脆弱生态不稳定、易改变的特性。
2.3.3评价结果讨论岷江上游地区人类活动不断地对生态系统进行干预,使生态系统自我调节和自我恢复的能力逐渐减弱。
由于森林的过度砍伐,不仅从数量上减少了资源量,还很大程度上毁损了经亿万年演化的最优的生态系统的基础,使生物多样性减少,结构发生了很大变化。