基于SRP模型的柴达木盆地生态脆弱性时空分异及模拟预测研究
学位级别：硕士
导师姓名：王建萍
授予年度：2023年
学科分类：083002[工学-环境工程] 0830[工学-环境科学与工程（可授工学、理学、农学学位）] 07[理学] 08[工学] 0713[理学-生态学]
主 题：柴达木盆地 生态脆弱性 SRP模型 地理探测器 CA-Markov模型
摘 要：在全球气候变化和社会经济活动等双重因素驱动下,生态系统退化,生态多样性丧失,土地沙漠化等一系列问题频频发生,人与环境之间的矛盾也日渐突出。生态环境是人类社会赖以维系与发展的重要基础与保障,生态环境质量的优劣决定着区域可持续发展的能力与水平。全面、科学、客观地评价区域生态环境质量状况是实现经济与环境协同共进的重要前提,同时也是加快推进国家生态文明建设的必然要求。柴达木盆地位于世界“第三极青藏高原的东北部,盆地内干旱少雨,风大沙多,荒漠化,盐渍化和土地沙化等生态问题严重,生态环境脆弱性程度高。其独特的自然地理位置和环境使其成为对全球气候变化和人类活动干扰最敏感的区域之一。科学评价盆地生态环境现状以及合理预测变化趋势研究,将有助于因地制宜的提供生态环境治理与修复方案,为盆地资源合理开发与优化配置提供科学依据。本文以柴达木盆地为研究区,综合利用DEM数据、气象数据、土壤数据、遥感数据、MODIS数据、土地利用/覆被数据（LUCC）数据和社会经济等数据,选取了涵盖地形、气象、环境、植被、多样性、水文和社会等多个方面的17个评价指标,采用敏感—恢复—压力模型（Sensitivity-Resilience-Pressure,SRP）构建生态脆弱性评价指标体系,以GIS技术为支撑,利用层次分析法和综合指数法对柴达木盆地2000、2010、2015和2020年四个时期的生态脆弱性进行综合评价,进一步揭示其空间分异特征、变化规律以及驱动因子,并尝试采用CA-Markov模型对盆地2030年生态脆弱程度空间格局进行预测,得到以下主要研究结论:（1）柴达木盆地2000年、2010年、2015年和2020年生态脆弱指数均值分别为0.5396、0.5388、0.5069和0.4926,表明近20年柴达木盆地总体生态脆弱性程度呈现不断改善的趋势。在各脆弱等级面积方面,柴达木盆地微度、轻度脆弱区面积2000—2020年均有所增加,2020年较2000年面积增加49270km;中度脆弱区面积在2000—2020年保持相对稳定,略微下降,下降面积为6611km;重度、极度脆弱区面积在2000—2010年略有增加,增加面积为4612km,但在并在2010—2020年间快速减少了47271km。（2）柴达木盆地2000、2010、2015和2020年全局莫兰指数分别为0.836、0.891、0.898和0.914,表明盆地生态脆弱性呈现出高度空间正相关且聚集程度呈现逐渐上升的趋势。盆地生态脆弱性指数由东部到西部呈现出逐步增大的分布特征。盆地东南部昆仑山与东北部祁连山较为湿润的气候以及较少的人类活动为植被生长提供了良好的条件,使得该地区生态脆弱程度较低;盆地中部冲积扇前缘地区由于丰富的地下水补给,形成独特的沙漠绿洲,生态质量明显好于盆地内部其他地区;而盆地西部地区降水稀少,蒸发极强烈,土壤盐渍化严重且受到强烈的土地沙化作用,生态脆弱程度最高。（3）2000—2020年20年间柴达木盆地总体生态改善面积126465km,占比约46.67%,改善区域主要分布在盆地的中部和东部;不变面积104648km,占比约38.62%,主要分布在盆地的中部和西部;恶化面积39870km,占比约14.71%,主要分布在盆地的西部。表明近20年柴达木盆地生态环境质量总体呈现出向好发展的趋势,且中东部生态改善状况较西部更好,盆地各生态脆弱等级重心整体呈现出向西北方向迁移的趋势。但是,2015年较2010年柴达木盆地东部区域出现了较大面积的生态质量状况恶化的情况,因此,对于盆地生态环境的监测和保护工作仍需引起高度的重视。（4）地理探测器模型结果表明土地沙化、盐渍化、植被覆盖度、净第一性生产力、景观干扰度为柴达木盆地生态脆弱性时空格局演变的关键驱动因子。交互因子探测表明土地沙化与盐渍化的交互作用最强,此外与年均气温、干旱指数、高程之间也有较强的交互作用。说明气候变化是引起盆地生态脆弱变化的主要因素,同时人类活动在局部地区对生态脆弱性亦产生了不容忽视的影响。因此,柴达木盆地不应以单一环境问题治理作为最终目标,应当同时考虑单因子与多因子的复合影响,协同推进地区生态建设。（5）CA-Markov模型达到了较高的模拟精度,对2030年生态脆弱程度空间格局的预测结果显示到2030年柴达木盆地微度脆弱区、轻度脆弱区、中度脆弱区、重度脆弱区、极度脆弱区面积分别占比16.53%、27.82%、28.17%、21.19%、6.29%。相较于2020年,微度、轻度脆弱区面积将有较大幅度的增长,中度、极度脆弱区面积有略有减少,重度脆弱区面积有较大幅度的减少。说明在现有自然条件和治理水平下,柴达木盆地整体生态质量水平将得到进一步的提升。最后,简要提出柴达木盆地生态治理对策与建议,这可为我国其他资源型地区的开发提供现实
同方学位论文库