最新碩士論文答辯 - PowerPoint 演示文稿

1、基于遙感和GIS的皇甫川流域生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià) 答辯人：楊 華指導(dǎo)教師：李曉兵 教授 系 別：資源學(xué)院 專 業(yè)：地圖學(xué)與地理信息系統(tǒng)答辯主要內(nèi)容一、緒論（研究背景、意義、內(nèi)容）二、健康評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)理論及方法 三、研究區(qū)概況與評(píng)價(jià)單元的確定 四、基礎(chǔ)信息提取 五、流域生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)和分析 六、結(jié)論與討論選題背景和意義生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)研究的發(fā)展?fàn)顩r背景問題 生態(tài)環(huán)境問題如溫室效應(yīng)、水資源和水污染問題、酸雨、生物多樣性衰減、水土流失、土地荒漠化對(duì)人類生存和經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展構(gòu)成了嚴(yán)重威脅，使地球出現(xiàn)了不健康的癥狀。由于生態(tài)環(huán)境惡化和生態(tài)系統(tǒng)管理理論與方法落后，導(dǎo)致了生態(tài)系統(tǒng)健康理論的產(chǎn)生和發(fā)展。20世紀(jì)9

2、0年代開始，生態(tài)系統(tǒng)健康作為環(huán)境管理的一種新方法，并被許多組織和學(xué)者所青睞，開始越來越多的生態(tài)系統(tǒng)健康研究，逐漸成為生態(tài)學(xué)研究領(lǐng)域的一個(gè)熱點(diǎn)。 選題背景和意義生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)研究的發(fā)展?fàn)顩r生態(tài)系統(tǒng)健康概念及其發(fā)展最早來源于醫(yī)學(xué)，最初它主要用于人體，后來逐漸用到動(dòng)植物，在出現(xiàn)嚴(yán)重環(huán)境污染而影響到人體健康后，這一概念又應(yīng)用到環(huán)境學(xué)和醫(yī)學(xué)的交叉研究領(lǐng)域，出現(xiàn)了環(huán)境健康學(xué)和環(huán)境醫(yī)學(xué)。 “生態(tài)系統(tǒng)健康”作為一個(gè)概念和嶄露頭角的實(shí)踐領(lǐng)域，最早可追溯到20世紀(jì)40年代的1941年美國(guó)著名的生態(tài)學(xué)家、土地倫理學(xué)家Aldo Leopold的著作，它提出了“土地健康”（land health）的定義。Rappor

3、t在20世紀(jì)70年代末提出了“生態(tài)系統(tǒng)醫(yī)學(xué)（ecosystem Medicine）”的概念選題背景和意義生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)研究的發(fā)展?fàn)顩r生態(tài)系統(tǒng)健康概念及其發(fā)展1988年Schaeffer等首次探討了有關(guān)生態(tài)系統(tǒng)健康度量的問題 Haskel （1992）、 Page （1992） 、Ulanowicz （1992) 、Costanza （1992） 、Magean （1995 ） 、Haworth （1997 ） 、Costanza 1）健康是生態(tài)內(nèi)穩(wěn)定現(xiàn)象；2）健康是沒有疾??；3）健康是多樣性或復(fù)雜性；4）健康是穩(wěn)定性或可恢復(fù)性；5）健康是有活力或增長(zhǎng)的空間；6）健康是系統(tǒng)要素間的平衡。選題背

4、景和意義生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)研究的發(fā)展?fàn)顩r組織與研究1992年，“Journal of Aquatic Ecosystem Health”誕生，3年之后，“Ecosystem Health”和“Journal for ecosystem health and medicine”創(chuàng)刊 1994年來自31個(gè)國(guó)家的900名科學(xué)家聚集在加拿大的渥太華召開了全球生態(tài)系統(tǒng)健康的國(guó)際研討會(huì) 90年代后期，聯(lián)合國(guó)經(jīng)濟(jì)合作開發(fā)署（OECD）提出了“壓力-狀態(tài)-響應(yīng)”（Pressure-State-Response, P-S-R）框架模型 2001年6月聯(lián)合國(guó)“新千年生態(tài)系統(tǒng)評(píng)估”項(xiàng)目正式啟動(dòng) 選題背景和意義生態(tài)系統(tǒng)

5、健康評(píng)價(jià)研究的發(fā)展?fàn)顩r組織與研究美國(guó)林務(wù)署的森林監(jiān)測(cè)計(jì)劃（FHM）和全球變化（Global Change Projects, GCP）、環(huán)保局的環(huán)境監(jiān)測(cè)和評(píng)估計(jì)劃（EMAP）、國(guó)家公務(wù)署的森林評(píng)估計(jì)劃；加拿大在1994年對(duì)北美五大湖區(qū)開展了為期6年的生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)、退化生境恢復(fù)等的研究；1995年，芬蘭、挪威、瑞典等對(duì)北歐湖泊的聯(lián)合調(diào)查等 1998年10月，美國(guó)South Florida開展了一項(xiàng)生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)。這個(gè)項(xiàng)目采用整體綜合的方法來估量研究區(qū)生態(tài)資源的現(xiàn)狀和變化情況，利用美國(guó)環(huán)境保護(hù)機(jī)構(gòu)（Environmental Protection Agency, EPA,1992 ）的生態(tài)風(fēng)

6、險(xiǎn)評(píng)價(jià)框架作為基礎(chǔ)，為決策者制定改善環(huán)境管理的濕地生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)提供合理的生態(tài)數(shù)據(jù) 選題背景和意義流域生態(tài)系統(tǒng)的健康評(píng)價(jià)研究的必要性 流域生態(tài)系統(tǒng)是其生命系統(tǒng)和環(huán)境系統(tǒng)在特定空間的結(jié)合，是一個(gè)集社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、自然的特殊復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)，有著豐富的水資源。流域?qū)θ祟惖陌l(fā)展非常重要，不僅可提供食物、工農(nóng)業(yè)及生活用水，還具商業(yè)、交通、休閑娛樂等諸多服務(wù)功能，為經(jīng)濟(jì)振興提供強(qiáng)大的動(dòng)力。 長(zhǎng)期以來，由于人們對(duì)流域生態(tài)環(huán)境的破壞和對(duì)流域資源的過度開發(fā)和利用，流域水體受到的污染已越來越嚴(yán)重，植被的破壞、水土流失的加劇、泥石流和洪水頻度的加大及程度的加劇，這些因素已嚴(yán)重影響到流域生態(tài)系統(tǒng)的健康 選題背景和意義流域生態(tài)

7、系統(tǒng)的健康評(píng)價(jià)研究的必要性 從流域巨系統(tǒng)出發(fā)，用生態(tài)系統(tǒng)健康這種先進(jìn)的環(huán)境管理方法，從保護(hù)流域持續(xù)不變的生態(tài)、水文和經(jīng)濟(jì)服務(wù)功能出發(fā)，與人類體檢中的常規(guī)健康檢查相似，綜合考慮流域內(nèi)部不同生態(tài)系統(tǒng)(自然生態(tài)系統(tǒng)、社會(huì)生態(tài)系統(tǒng)和經(jīng)濟(jì)生態(tài)系統(tǒng))之間及每一生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部的健康作用機(jī)制，實(shí)現(xiàn)跨經(jīng)濟(jì)單元、跨行政單元的流域綜合評(píng)價(jià)和管理。探討流域生態(tài)系統(tǒng)健康的評(píng)價(jià)理論和方法，對(duì)認(rèn)識(shí)流域生態(tài)系統(tǒng)的健康程度，監(jiān)測(cè)其演變規(guī)律，優(yōu)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能，以及對(duì)流域綜合開發(fā)與管理及流域可持續(xù)發(fā)展具有重要的理論意義和指導(dǎo)意義。 選題背景和意義“3S”在生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)研究中的應(yīng)用 遙感( Remote Sensing, RS

8、)技術(shù)的運(yùn)用，解決了小流域生態(tài)信息提取難的問題，它能提供某區(qū)域不同空間平臺(tái)、不同空間分辨率、不同時(shí)間分辨率、不同光譜分辨率的數(shù)據(jù)源，可以滿足不同用戶的需求，為流域生態(tài)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)和管理提供經(jīng)濟(jì)、快捷、實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)來源。利用GIS可以將一些零散的、不斷更新的數(shù)據(jù)和圖像資料(如各類圖表、記錄)加以綜合并存貯在一起，便于長(zhǎng)期的、更有效的利用，還可以對(duì)各種數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析、空間分析和多要素綜合分析。 全球定位系統(tǒng)（GPS）的多功能、高精度、高度自動(dòng)化、統(tǒng)一的坐標(biāo)系和時(shí)間系統(tǒng)等突出特點(diǎn)，可以用來對(duì)不同土壤侵蝕類型、不同土壤侵蝕程度及不同土地利用方式進(jìn)行正確定性，對(duì)土壤侵蝕發(fā)生的不同地形部位進(jìn)行精確定位，對(duì)土壤

9、侵蝕產(chǎn)沙量進(jìn)行準(zhǔn)確定量。 選題背景和意義皇甫川流域生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)的研究意義皇甫川流域地處黃土高原與鄂爾多斯高原的交接地帶，屬于水蝕風(fēng)蝕過渡區(qū)。該流域目前還未受到資源開發(fā)的影響，土壤侵蝕包括滑坡泥石流發(fā)育主要還受控于自然因素，具有典型代表性。 目前對(duì)皇甫川流域的研究主要集中在水土流失規(guī)律、水土流失綜合治理的工程措施及土壤侵蝕系統(tǒng)模型和治理模式、土壤微生物、流域植被分析及水分生理生態(tài)等方面，并且取得了多項(xiàng)重大成果 但對(duì)于從生態(tài)系統(tǒng)和景觀尺度上對(duì)該流域生態(tài)系統(tǒng)健康的評(píng)價(jià)研究尚未見報(bào)道。 選題背景和意義皇甫川流域生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)的研究意義本文選擇皇甫川流域進(jìn)行流域生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)，通過遙感和地理信息

10、系統(tǒng)技術(shù)，按自然指標(biāo)體系，從生態(tài)系統(tǒng)活力（Ecosystem Vigor）、組織結(jié)構(gòu)（Organization Structure）、系統(tǒng)服務(wù)功能（System Service Function）和土壤健康(Soil Health)等方面對(duì)內(nèi)蒙古黃土丘陵溝壑區(qū)，特別是皇甫川流域不同恢復(fù)階段或不同植被狀況的生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)研究進(jìn)行探討，并建立一個(gè)適合于該流域的生態(tài)系統(tǒng)健康指數(shù)評(píng)價(jià)模型（Assessing Model of Ecosystem Health Index, AMEHI），對(duì)該地區(qū)資源保護(hù)與管理和可持續(xù)發(fā)展具有重要的理論指導(dǎo)和實(shí)踐意義。 研究?jī)?nèi)容和目標(biāo) 研究主要內(nèi)容 本文主要圍繞流域的

11、結(jié)構(gòu)和功能等問題，針對(duì)皇甫川流域的區(qū)域特點(diǎn)，依據(jù)景觀生態(tài)學(xué)、生態(tài)系統(tǒng)健康等理論，采用“3S”技術(shù)，探討該地區(qū)流域生態(tài)系統(tǒng)健康的空間分異規(guī)律。 生態(tài)系統(tǒng)信息提取 包括土地利用/土地覆蓋，小流域邊界的自動(dòng)提取，景觀結(jié)構(gòu)指數(shù)，初級(jí)生產(chǎn)力，小流域人口分布，小流域人類活動(dòng)指數(shù)提取。生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià) 以小流域生態(tài)系統(tǒng)為評(píng)價(jià)單元，以生態(tài)系統(tǒng)健康理論為基礎(chǔ)，以壓力-狀態(tài)-反映為指標(biāo)概念框架，選取活力、組織、彈性度、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能指標(biāo)進(jìn)行小流域健康狀況評(píng)價(jià)，掌握小流域生態(tài)系統(tǒng)健康的空間分布；對(duì)幾種土地利用結(jié)構(gòu)類型的小流域(林地為主、建設(shè)用地為主、耕地為主的小流域)進(jìn)行篩選，選出不同健康程度的小流域作為樣區(qū)，進(jìn)

12、行空間分析。 研究?jī)?nèi)容和目標(biāo) 研究主要內(nèi)容 本文主要圍繞流域的結(jié)構(gòu)和功能等問題，針對(duì)皇甫川流域的區(qū)域特點(diǎn)，依據(jù)景觀生態(tài)學(xué)、生態(tài)系統(tǒng)健康等理論，采用“3S”技術(shù)，探討該地區(qū)流域生態(tài)系統(tǒng)健康的空間分異規(guī)律。 對(duì)樣區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行空間分析分析土地利用結(jié)構(gòu)與生態(tài)系統(tǒng)健康狀況分異特點(diǎn)的關(guān)系。分析人類社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)等壓力、反映指標(biāo)的變化與生態(tài)系統(tǒng)健康狀態(tài)變化的關(guān)系。 研究?jī)?nèi)容和目標(biāo) 研究目標(biāo) 應(yīng)用遙感和GIS技術(shù)解決流域單元上的經(jīng)濟(jì)要素和生態(tài)要素獲取困難的問題。建立皇甫川流域健康評(píng)價(jià)的指標(biāo)體系。基于GIS技術(shù)，對(duì)流域健康狀況進(jìn)行定量評(píng)價(jià)，對(duì)生態(tài)系統(tǒng)健康的壓力-狀態(tài)-反映指標(biāo)進(jìn)行空間分析，找出狀態(tài)變化的主導(dǎo)因

13、子和限制因素。 研究方法和技術(shù)路線 技術(shù)路線 生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)的基本理論 生態(tài)系統(tǒng)健康與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能決定著生態(tài)系統(tǒng)健康，而生態(tài)系統(tǒng)健康與否又影響著生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的發(fā)揮。健康的生態(tài)系統(tǒng)意味著生態(tài)系統(tǒng)能正常發(fā)揮功能，能實(shí)現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)的最佳服務(wù)。生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能是人類生存和現(xiàn)代文明的基礎(chǔ)，離開了生命支持系統(tǒng)的服務(wù)，地球上一切經(jīng)濟(jì)活動(dòng)將不復(fù)存在。生態(tài)系統(tǒng)健康標(biāo)準(zhǔn)生態(tài)系統(tǒng)健康的標(biāo)準(zhǔn)有活力、恢復(fù)力、組織、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的維持、管理選擇、外部輸入減少、對(duì)鄰近系統(tǒng)的影響及人類健康影響等8個(gè)方面。生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)的基本理論 生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)指標(biāo)及功能分類 生態(tài)系統(tǒng)健康指標(biāo)體系（Ecosyste

14、m Health Indicator, EHI）分為生態(tài)學(xué)指標(biāo)（生物指標(biāo)） 、物化指標(biāo)（非生物環(huán)境的指標(biāo) ）和社會(huì)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)子體系三大類 指標(biāo)按照其功能可分為三類 早期預(yù)警指標(biāo) 即將發(fā)生的生態(tài)系統(tǒng)退化的指標(biāo) 適宜程度指標(biāo) 能確定生態(tài)系統(tǒng)健康狀況的指標(biāo) 診斷指標(biāo) 確定評(píng)價(jià)對(duì)象退化或者偏離健康的原因的指標(biāo) 生態(tài)系統(tǒng)健康估算流域生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)指標(biāo)與評(píng)價(jià)方法 流域生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)與內(nèi)涵 健康的流域生態(tài)系統(tǒng)具有以下特征：對(duì)流域進(jìn)化過程中遇到的正常干擾（如洪水、干旱、火災(zāi)等）具有恢復(fù)力；遠(yuǎn)離流域生態(tài)系統(tǒng)危機(jī)綜合癥；能自我維持，即在沒有外部輸入時(shí)能存在，在人類管理的的生態(tài)系統(tǒng)（如流域內(nèi)農(nóng)業(yè)、森林生態(tài)系統(tǒng)）中

15、，每單位產(chǎn)出所需外部輸入不增加；管理實(shí)踐和生態(tài)系統(tǒng)過程不損害鄰近生態(tài)系統(tǒng)；經(jīng)濟(jì)上可行，能夠提供合乎自然和人類需求的生態(tài)服務(wù)；維持健康的人類群體。 流域生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)指標(biāo)與評(píng)價(jià)方法 流域生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)目標(biāo)和指標(biāo)選擇原則 評(píng)價(jià)指標(biāo)的選取原則 切實(shí)反映流域生態(tài)系統(tǒng)的本質(zhì)特性，以服務(wù)功能評(píng)價(jià)為核心 盡可能采用遙感技術(shù)，努力實(shí)現(xiàn)流域的實(shí)時(shí)和動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè) 把人類作為流域生態(tài)系統(tǒng)的組成來看待 評(píng)價(jià)指標(biāo)應(yīng)具有系統(tǒng)性、完備性、可比性和可操作性 流域生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)指標(biāo)與評(píng)價(jià)方法 流域生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的建立 OECD(聯(lián)合國(guó)經(jīng)濟(jì)合作開發(fā)署)建立的壓力-狀態(tài)-響應(yīng)（Pressure-State -Respo

16、nse, PSR）框架模型 流域生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)指標(biāo)與評(píng)價(jià)方法 流域生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的建立流域生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)指標(biāo)與評(píng)價(jià)方法 流域生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的建立皇甫川流域生態(tài)系統(tǒng)健康質(zhì)量分為五級(jí) （1）流域生態(tài)系統(tǒng)健康質(zhì)量相對(duì)優(yōu)良的一級(jí)區(qū)結(jié)構(gòu)十分合理、活力極強(qiáng)，外界壓力較小，無生態(tài)異常出現(xiàn)，濕地生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)功能極其完善，系統(tǒng)極穩(wěn)定，處于可持續(xù)狀態(tài)。（2）流域生態(tài)系統(tǒng)健康質(zhì)量相對(duì)較好的二級(jí)區(qū)結(jié)構(gòu)比較合理、格局尚完美，系統(tǒng)活力較強(qiáng)，外界壓力較小，無生態(tài)異常，生態(tài)功能較完善，無生態(tài)異常，系統(tǒng)尚穩(wěn)定，流域生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù) （3）流域生態(tài)系統(tǒng)健康質(zhì)量相對(duì)一般的三級(jí)區(qū)結(jié)構(gòu)完整，具有一定的系統(tǒng)活力，

17、外界壓力較大，接近流域生態(tài)閾值，系統(tǒng)尚穩(wěn)定，但敏感性強(qiáng)，己有少量的生態(tài)異常出現(xiàn)，可發(fā)揮基本的生態(tài)功能，流域生態(tài)系統(tǒng)可維持 （4）流域生態(tài)系統(tǒng)健康質(zhì)量相對(duì)較差的四級(jí)區(qū)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)缺陷，系統(tǒng)活力較低，外界壓力大，生態(tài)異常較多，系統(tǒng)己開始退化 （5）流域生態(tài)系統(tǒng)健康質(zhì)量相對(duì)極差的五級(jí)區(qū)結(jié)構(gòu)極不合理，斑塊破碎化嚴(yán)重，活力極低 ，大面積異常 ，系統(tǒng)已嚴(yán)重惡化 3 研究區(qū)概況與評(píng)價(jià)單元的確定 研究區(qū)概況 皇甫川流域位于北緯、東經(jīng) 3 研究區(qū)概況與評(píng)價(jià)單元的確定 流域生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)單元的選擇本文研究中，根據(jù)矢量面狀評(píng)價(jià)單元和柵格點(diǎn)狀評(píng)價(jià)單元各自優(yōu)缺點(diǎn)的特征，采用了二者相結(jié)合，使指標(biāo)因子數(shù)據(jù)載體與分析評(píng)價(jià)單元分

18、開的實(shí)現(xiàn)辦法。即用柵格點(diǎn)狀單元作為指標(biāo)因子的數(shù)據(jù)載體和基本評(píng)價(jià)分析單元，用矢量面狀單元作為綜合評(píng)價(jià)分析單元，二者之間用模型予以關(guān)聯(lián)。 流域生態(tài)系統(tǒng)基礎(chǔ)信息提取 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)源 流域生態(tài)系統(tǒng)基礎(chǔ)信息提取 土地利用及其變化信息提取 將影像對(duì)照1：5萬地形圖進(jìn)行幾何精糾正，誤差控制在1個(gè)像元以內(nèi)。再將遙感圖像拼接裁切，進(jìn)行各種增強(qiáng)處理，消除噪音、云層等影響，最后得到兩個(gè)時(shí)期的皇甫川流域影像。采用基于最大似然法算法的監(jiān)督分類方法對(duì)皇甫川流域共兩期TM影像進(jìn)行土地利用/覆蓋的分類 流域生態(tài)系統(tǒng)基礎(chǔ)信息提取 土地利用及其變化信息提取 分類結(jié)果精度都達(dá)到80%以上，Kappa系數(shù)也達(dá)到以上，滿足研究要求。 流域

19、生態(tài)系統(tǒng)基礎(chǔ)信息提取 土地利用及其變化信息提取 皇甫川流域1987年和2000年土地利用類型各類面積統(tǒng)計(jì)表 （單位：km）土地利用變化情況 流域生態(tài)系統(tǒng)基礎(chǔ)信息提取 土地利用及其變化信息提取 土地利用面積變化比 流域生態(tài)系統(tǒng)基礎(chǔ)信息提取 小流域自動(dòng)提取 數(shù)字高程模型(DEM)是描述地面高程值空間分布的一組有序數(shù)組。本文所采用的數(shù)字高程模型數(shù)據(jù)為皇甫川流域1:5萬DEM GRID數(shù)據(jù)，柵格單元大小為30m 30 m (圖a)，計(jì)算平臺(tái)是。 給定積水區(qū)面積閾值為10公頃,流域界線以及小流域界線，整個(gè)皇甫川被劃分為40個(gè)小流域 流域生態(tài)系統(tǒng)基礎(chǔ)信息提取 景觀結(jié)構(gòu)指數(shù)的提取 景觀結(jié)構(gòu)分析軟件 用主成分

20、分析法18個(gè)景觀結(jié)構(gòu)指數(shù)相關(guān)矩陣進(jìn)行分析，根據(jù)特征值選取4個(gè)指標(biāo)指數(shù)Simpson多樣性指數(shù) 、斑塊密度PD 、斑塊豐富度PR 、平均斑塊面積MPS 流域健康信息提取 初級(jí)生產(chǎn)力指標(biāo)因子之一遙感植被指數(shù)信息的提取NDVI是一種比較穩(wěn)健的植被指數(shù)，其對(duì)照度、視角、表面坡度及大氣情況不太敏感，但對(duì)反映地表植被狀況較有效 ，通過NDVI計(jì)算公式NDVI=（TM4-TM3）/（TM4+TM3）和區(qū)域植被覆蓋度與植被指數(shù)的關(guān)系公式fv=（NDVI-NDVImin）/（NDVImax-NDVImin）可得出皇甫川流域植被指數(shù)圖和植被蓋度圖流域健康信息提取 服務(wù)功能信息提取通過土壤的侵蝕面積和侵蝕程度作為評(píng)

21、價(jià)生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量狀況 流域健康信息提取 彈性度指數(shù)提取對(duì)不同類型土地利用的生態(tài)彈性度進(jìn)行分類 每個(gè)小流域的彈性度計(jì)算為：公式中F為每個(gè)小流域的土地覆蓋類型平均彈性度，Si為i土地利用類型的面積，F(xiàn)i為i土地利用類型的彈性度分值，S為小流域的土地利用地總面積。 小流域生態(tài)系統(tǒng)健康空間分異特征分析 2000年皇甫川流域生態(tài)系統(tǒng)健康綜合評(píng)價(jià)結(jié)果根據(jù)2000年皇甫川流域生態(tài)系統(tǒng)活力、組織、彈性力和服務(wù)功能等四個(gè)方面14個(gè)生態(tài)系健康的度量的標(biāo)準(zhǔn)化定量結(jié)果計(jì)算，建立了40個(gè)小流域8個(gè)單因子評(píng)價(jià)指標(biāo)數(shù)據(jù)庫(kù)和四個(gè)綜合因子。小流域生態(tài)系統(tǒng)健康空間分異特征分析 壓力分析 人口密度指標(biāo)分布圖表明：皇甫川流域3與流域4

22、0人口密度大，環(huán)境相對(duì)極差(處于五級(jí))，向中間人口密度逐漸減少 人類干擾度指標(biāo)分布圖：表明流域南部人類活動(dòng)強(qiáng)，干擾環(huán)境厲害，從南向東人類活動(dòng)逐漸減弱，流域環(huán)境逐漸變好 小流域生態(tài)系統(tǒng)健康空間分異特征分析 活力分析 活力是一切流域生態(tài)系統(tǒng)存在的最基本的物質(zhì)基礎(chǔ)，通過計(jì)算濕地生態(tài)系統(tǒng)的NDVI值來反映有機(jī)質(zhì)生產(chǎn)，評(píng)價(jià)流域生態(tài)系統(tǒng)的活力。從圖活力指數(shù)分布圖看，活力最差是五級(jí)小流域主要分布在林地和草地面積均小于20%的區(qū)域，有小流域18，24，38，以耕地、裸地、沙地為主的小流域活力比較差?；盍ψ詈玫男×饔蛲恋乩妙愋鸵粤值貫橹?，有小流域17，36，林地面積一般大于50%，林草地以外的其他類均小于20

23、%。 小流域生態(tài)系統(tǒng)健康空間分異特征分析 組織分析 小流域生態(tài)系統(tǒng)健康空間分異特征分析 組織分析 高質(zhì)量斑塊的面積越大，在區(qū)域中所占的比例越大。從皇甫川流域斑塊面積的計(jì)算結(jié)果來看，有將近30個(gè)小流域處于五級(jí)區(qū)域，而其他四個(gè)等級(jí)比例相差不大景觀多樣性指數(shù)越大，土地利用越豐富，破碎化程度越高?；矢Υ饔虻木坝^多樣性指標(biāo)分布特點(diǎn)是：由南向北，多樣性指標(biāo)由高變低的趨勢(shì)。較高的景觀多樣性指數(shù)主要分布在地貌類型相對(duì)復(fù)雜的區(qū)域，大多分布有丘陵和低山，河流切割，地表覆蓋類型多樣；景觀多樣性指數(shù)較低的小流域分布在地勢(shì)平坦區(qū)域，以耕地為主。組織由景觀多樣性、豐富度、平均斑塊面積和斑塊密度四個(gè)指標(biāo)加權(quán)求得。組織結(jié)構(gòu)

24、良好的小流域，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，類型多樣 小流域生態(tài)系統(tǒng)健康空間分異特征分析 組織分析 小流域生態(tài)系統(tǒng)健康空間分異特征分析 彈性 從圖可以看出，皇甫川彈性指標(biāo)分布基本與耕地和灌叢分布的趨勢(shì)一致，基本為從南向北的走勢(shì)，流域逐漸變得更具有彈性。本流域彈性較好區(qū)占25 %，一般占40%，較差占15%。 小流域生態(tài)系統(tǒng)健康空間分異特征分析 服務(wù)功能 從圖流域分布情況來看，通過蓄水能力和凈化能力計(jì)算得到結(jié)果可以看出，流域服務(wù)功能好的小流域主要分布在皇甫川流域的西部地區(qū)；小流域25、26、31主要是林地分布地區(qū)，人類干擾較小，組織結(jié)構(gòu)合理，服務(wù)功能強(qiáng)；小流域24服務(wù)功能最差，這是由于土壤質(zhì)量差的緣故。 小流域生態(tài)

25、系統(tǒng)健康空間分異特征分析 狀態(tài)健康狀態(tài)相對(duì)較好的占27.5%，相對(duì)一般的占55%，相對(duì)較差的占17.5%，整體狀況一般。其中小流域29、31、34、38健康狀態(tài)較差，這由于人類干擾活動(dòng)強(qiáng)、組織結(jié)構(gòu)不太合理、植物生產(chǎn)力較低、污染負(fù)荷嚴(yán)重，服務(wù)功能弱等原因造成的。小流域1、7、10、11、13、15、17、20、27、28、33健康狀態(tài)較好，人類影響較小，天然資源廣泛分布，斑塊結(jié)構(gòu)合理、水文調(diào)節(jié)，水質(zhì)凈化功能強(qiáng)。 小流域生態(tài)系統(tǒng)健康空間分異特征分析 健康綜合評(píng)價(jià) 皇甫川流域生態(tài)系統(tǒng)健康相對(duì)較好10%，相對(duì)一般67.5 %，相對(duì)較差22.5%，沒有良好和極差。小流域16、17、22、24、28、29

26、、30、32、36健康較差，這是由于人口密度大，人類干擾活動(dòng)顯著，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不合理，系統(tǒng)活力較低，流域服務(wù)功能己經(jīng)不能滿足維持流域生態(tài)系統(tǒng)的需要，流域生態(tài)系統(tǒng)已經(jīng)開始退化。小流域3、31、39、40健康質(zhì)量較好，這是由于外界壓力較小，流域土地利用結(jié)構(gòu)合理、格局尚完美，系統(tǒng)活力較強(qiáng)，無生態(tài)異常，污染負(fù)荷較小，系統(tǒng)服務(wù)功能較完善，系統(tǒng)尚穩(wěn)定，流域生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)。其它小流域健康質(zhì)量一般，系統(tǒng)具有一定的活力，外界壓力較大，按近生態(tài)閾值，系統(tǒng)尚穩(wěn)定，但敏感性強(qiáng)，已有少量的出現(xiàn)異常，可發(fā)揮基本的流域功能，如果不加科學(xué)利用和保護(hù)，流域?qū)⑼嘶?，功能將減弱。典型小流域生態(tài)系統(tǒng)健康分析 選擇四條小流域25、9、34

27、、31分別以灌叢、草地、耕地、林地為主的典型小流域進(jìn)行分析 典型小流域生態(tài)系統(tǒng)健康分析 以耕地為主的小流域31受到人類活動(dòng)干擾的影響大，面臨的外界壓力大，在強(qiáng)大的外界壓力作用下，流域系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)傾向不合理，功能嚴(yán)重失調(diào)，恢復(fù)能力差，變化大，目前健康狀態(tài)一般，但如果不科學(xué)的利用和保護(hù)，土壤肥力下降，會(huì)退化為荒地。最終嚴(yán)重影響國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人民生活水平的提高。以林地為主的小流域31人口密度和人類的干擾一般，受到的壓力也一般，活力比較強(qiáng)，服務(wù)功能強(qiáng)，目前健康狀況好，但其土地利用面積變化大，按照一定的趨勢(shì)，其組織內(nèi)部的結(jié)構(gòu)也將受到一定的變化。以灌叢為主的小流域25和以草地為主的小流域9雖然受到人類活動(dòng)干擾較小，系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)合理，服務(wù)功能強(qiáng)，但是隨