宁夏荒漠草原带生态环境质量时空变化及驱动机制研究

作     者：岳奕帆 赵文智 刘任涛 李涛 

作者机构：宁夏大学林业与草业学院 西北土地退化与生态恢复国家重点实验室培育基地 中国科学院西北生态环境资源研究院 宁夏大学生态环境学院 

出 版 物：《生态学报》 (Acta Ecologica Sinica)

年 卷 期：2024年

核心收录：

学科分类：12[管理学] 1204[管理学-公共管理] 083305[工学-城乡生态环境与基础设施规划] 08[工学] 0833[工学-城乡规划学] 

基　　金：宁夏自然科学基金创新群体项目(2023AAC01002) 国家自然科学基金项目(32360318) 宁夏重点研发计划项目(2021BEG03007) 干旱区生态-水文宁夏科技创新团队项目(2021RXTDLX01) 

主　　题：生态环境质量 改进型遥感生态指数 生态系统服务价值 驱动机制 主成分分析 

摘      要：生态环境质量及其变化评价是生态系统管理的关键依据，也是衡量区域生态文明建设成效的重要指标。宁夏荒漠草原带人工绿洲、旱作农田、荒漠草原、流动沙地并存，加上黄河及其沿岸湿地，山水林田湖草沙景观相对完整，是研究多种生态系统耦合生态环境质量评价的典型区域。以宁夏中部荒漠草原带为例，基于Google Earth Engine(GEE)云平台对2000—2020年Landsat地表反射率图像进行像元间优化重构，计算了区域湿度（WET）、绿度（NDVI）、干度（NDBSI）、热度（LST）四个分量指标，利用土地分类数据核算区域生态系统服务价值（ESV），通过主成分分析法将上述指标加权耦合，构建改进型遥感生态指数（IRSEI），在长时序尺度下对研究区域生态状况进行监测，并明确影响IRSEI的主要驱动因素。结果表明：（1）前两主轴累计贡献率为84.66%，其中NDVI与WET是PC1主要贡献因子；ESV是PC2的主要贡献因子。IRSEI的评价分析中引入ESV减少了分量指标在PC1的聚集现象，将分量指标分散有效反映了IRSEI的多样性。（2）研究区生态系统服务价值呈现稳步增加的趋势，其中调节服务支持服务供给服务文化服务，空间上呈东北高西南低的格局。（3）2000—2020年IRSEI指数均值范围在0.546—0.598之间，呈现单峰型波动增加趋势，增长率为7.42%。20年来，面积变化由中等与较高级为主转变为较高与高等级为主，其中高等级面积增长率达到84.79%。（4）降水是影响IRSEI分异的主要驱动因素，整体驱动因素上：降水人口密度温度土地利用强度经济生产总值。海拔则是通过影响气候因子进而间接影响了IRSEI指数。本研究客观评价了过去20年宁夏荒漠草原带生态环境质量时空变化特征及驱动机制，为指导区域生态保护修复和可持续发展提供了重要决策参考。