【原】?《黄土丘陵区流域生态恢复环境响应及其评价》

这是第1章论文笔记

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1.摘要：生态恢复环境响应及其评价是当前生态恢复的热点问题，对于揭示生态恢复过程及机理，评估生态保护与资源合理开发利用提供重要依据。本文基于 DPSIR概念框架模型，选取黄土丘陵区，构建了生态环境响应指标体系借助 DPSIR-mDSS综合评价模型，研究生态环境动态响应过程，对其生态环境响应进行评估

1.1.研究结果

（1）不同尺度下 DPSIR 生态环境响应指标体系的建立。

（2）DPSIR-mDSS 生态响应综合评价模型建立。

（3）中尺度生态恢复环境响应动态。

（4）小流域尺度下不同治理模式生态环境响应。

（5）生态环境响应中权重确定方法的比较及不同尺度下指标敏感性。

1.6.关键词：生态环境；水土保持；试验示范区；DPSIR-mDSS；黄土高原；尺度

2.第 1 章  绪论

2.1.1.1 研究背景与意义

2.1.1.1.1.1 我国生态环境现状

·介绍尽管严峻形势已经得到重视，并采取了一系列措施，取得成效但是生态退化依然严重

·结论尽管生态环境取得了成绩，但不容乐观。新的生态问题接踵而来，生态退化的趋势仍在加剧。生态系统稳定性持续下降，生态问题更加复杂化

2.1.2.1.1.2 黄土高原生态环境现状

·黄土高原属典型的侵蚀环境，生态环境十分脆弱

2.1.3.1.1.3 立题的背景与意义

·研究探讨该区生态恢复过程，建立该区良性发展的生态经济系统是当务之急，也是退化生态系统恢复的根本途径和实现黄土高原山川秀美与生态重建的最终目的

2.2.1.2 国内外研究现状

2.2.1.1.2.1 生态质量评价

·1.2.1.1 生态质量评价的定义

·   生态环境质量评价在一个具体的时间或空间范围内根据特定的目标，选择具有代表性的评价指标和方法，对生态环境的优劣程度进行定性或者定量的分析和判别是生态环境质量价值的反映

·1.2.1.2 生态质量评价的溯源

·   我国区域生态环境质量评价研究不足第一，指标体系和区域生态环境质量的相关性研究不足，代表性不足第二，评价方法多倾向单项评价，不能够全面评估生态环境质量第三，区域生态环境质量评价结果与生态规划和宏观调控之间衔接不足

2.2.2.1.2.2 生态质量评价类型

·1.2.2.1 生态安全评价

·   生态安全评价是对特定时空范围内生态安全状况的定性或定量的描述，是主体对客体需要之间价值关系的反映。

·1.2.2.2 生态风险评价

·   生态风险评价起源于为保护人类免受化学暴露的胁迫而进行的人类健康评估，和污染物对生态系统、或某些组分，产生有影响的环境健康评价

·1.2.2.3 生态系统健康评价

·   生态系统健康是保证生态系统服务功能的前提，一个生态系统只有保持结构和功能的稳定性，并具有抵抗干扰和恢复的能力，才能长期为人类社会提供服务

·1.2.2.4 生态系统稳定性评价

·   生态系统稳定性是指生态系统在自然因素和人为因素共同影响下保持自身生存与发展的能力

·1.2.2.5 生态系统服务功能评价

·   一是指示物种评价

·   单指标评价、复合指标评价和指标体系评价

·   二是结构功能评价

·   自然指标体系评价、社会——经济——自然复合生态系统指标体系评价

·1.2.2.6 生态环境承载力评价

·   生态承载力主要包括资源承载力（如土地资源承载力、水资源承载力和森林承载力等）和环境承载力。其评价方法主要有自然植被净第一性生产力估测法、生态承载力的综合评价法、状态空间法和生态足迹法。

2.2.3.1.2.3 生态质量评价的指标体系与评价方法

·1.2.3.1 生态质量评价指标体系

·   范 围 法 （ Domain-based Framework），目标法（Goal-Based Framework）和复合法（Combination Framework）

·1.2.3.2 生态质量评价的方法

·   指数评价法质量评分分级法生态环境评价模型综合评价法层次分析法主成分分析法模糊评价法灰色关联度法人工神经网络评价法物元分析法

2.2.4.1.2.4 DPSIR（Driving force-Pressure-State-Impact-Response）概念模型生态响应

·1.2.4.1 DPSIR 概念框架模型的由来

·1.2.4.2 DPSIR 概念框架模型

·1.2.4.3 DPSIR 概念框架的因果关系

·1.2.4.4 DPSIR 概念框架的应用

2.2.5.1.2.5 国内外生态质量评价现状小结

·生态环境【质量评价指标的构建】与【评价方法】范围法、目标法和复合法指数评价法，质量评分分级法，生态环境评价模型，综合评价法，层次分析法，主成分分析法，模糊评价法，灰色关联度法，人工神经网络评价法和物元分析法

2.3.1.3 研究的目的、内容和技术路线

2.3.1.1.3.1 研究目的

·生态环境评价在一个具体的时间或空间范围内，根据特定的目标，选择具有代表性的评价指标和方法，对生态环境的优劣程度进行定性或者定量的分析和判别，是生态环境质量价值的反映【意义】在于了解区域生态环境现状及其演化规律，探讨生态系统脆弱的因子，建立生态评价的指标体系和评价方法，评价区域生态环境状况及发展趋势，为生态系统保护和恢复提供理论依据

2.3.2.1.3.2 研究内容

·对现有的生态环境质量评价方法进行评析对国内外学者提出的生态环境质量评价指标体系进行统计分析根据生态环境质量评价指标在不同评价体系中出现的频率确定常用的评价指标集结合生态系统服务价值、生态足迹、生态承载力等评价模型提出基于 DPSIR 概念框架模型构建的因果关系指标体系。结合决策支持系统模型，将该指标体系应用于生态环境质量评价之中，提出环境质量驱动力-压力-状态-影响-响应评价方法与模型

2.3.3.1.3.3 技术路线

·植被恢复、土壤质量、水文泥沙、土地利用、水保措施和社会经济

3.第 2 章  基于 DPSIR 生态环境评价模型构建

3.1.2.1 研究区域概况

3.1.1.2.1.1 自然环境概况

·2.1.1.1 地理位置

·2.1.1.2 气候

·2.1.1.3 植被

·2.1.1.4 地形地貌

·2.1.1.5 土壤

·2.1.1.6 水土流失

3.1.2.2.1.2 资源特征

·2.1.2.1 土地资源

·2.1.2.2 水资源

·2.1.2.3 林草资源

3.1.3.2.1.3 社会经济

·2.1.3.1 人口经济

·2.1.3.2 农业

·2.1.2.3 交通

3.2.2.2 基于 DPSIR 概念框架环境响应指标体系

3.3.2.3 DPSIR-mDSS 生态响应综合评价模型

3.3.1.致力于生态环境管理宏观决策

·加强研究者和决策者对特定环境问题的理解；寻求可能解决环境问题的方案，或者提供解决环境问题备选方案；集思广益，更容易整合更多知识库；对不同方案或者情景模式的筛选更加容易操作；

3.3.2.在 DPSIR 概念框架的基础上发展起来

·响应可以是通过政策措施的响应，可以是不同方案之间的响应

·概念化阶段

·设计阶段

·选择阶段

3.4.2.4 数据获取

4.第 3 章  生态环境响应驱动力因素

4.1.驱动力由于社会、经济、体制制度系统的改变所引发直接和间接影响，一般为规模较大的社会经济活动和产业的发展趋势从而对生物个体造成压力，是造成环境变化的潜在因子

4.2.压力人类活动对其紧邻的环境以及自然生态的影响人类活动的后果，是造成环境变化的直接因素

4.3.3.1 社会驱动力

4.3.1.人口指数（人口自然增长率、人口密度、平均预期寿命，高学历人员比例等）生活质量（恩格尔系数、人均资源量、人均居住面积、公共设施服务水平等）社会稳定（失业率、通货膨胀率等）社会保障（失业救济率、医疗保险率、农村社会保障覆盖率、残疾人就业农业补贴等）

4.3.2.3.1.1 人口自然增长率

4.3.3.3.1.2 人口密度

4.4.3.2 经济驱动力

4.4.1.3.2.1 人均收入

4.4.2.3.2.2 人均 GDP

4.5.3.3 政策和环境驱动力

4.5.1.3.3.1 退耕还林

4.5.2.3.3.2 气候环境驱动

·3.3.2.1 降雨量

·3.3.2.2 有效积温

5.第 4 章  生态环境响应压力因素

5.1.压力的主要表现人类活动或其他外界条件改变对其紧邻的环境以及自然生态的后果是造成环境变化的直接因素这些活动有可能促使环境朝着不利的方向发展

5.2.4.1 人类活动压力

5.2.1.4.1.1 耕地压力

·粮食安全问题由来以及，人口的快速增长，粮食生产条件的不断恶化，耕地资源日益减少和退化，全球气候变化以及粮食贸易等均在一定程度上影响着粮食安全

5.2.2.4.1.2 自然偏离度

·自然偏离度=（建设用地+人工水域+耕地+园地+苗圃+人工绿化防护林地+人工草地）/土地利用总面积×100%

5.3.4.2 生态环境压力

5.3.1.4.2.1 参考作物蒸散量

5.3.2.4.2.2 水土流失压力

·4.2.2.1 侵蚀性降雨

·   产生地表径流，进而引起土壤流失

·4.2.2.2 土壤侵蚀

6.第 5 章  生态环境响应状态因素

6.1.5.1 植被状态

6.2.5.2 土壤状态

6.2.1.5.2.1 土壤质量

·土地利用和管理

·土壤退化

·土壤质量评价

·植物群落

·土壤侵蚀

6.2.2.5.2.2 土壤质量指数

7.第 6 章  生态环境响应影响因素

7.1.6.1 生态系统活力

7.1.1.净植被生产力（NPP：net primary productivity）用来反映植物群落在自然环境条件下的生产能力，尤其是在山地丘陵区，生态系统生产力通常指生态系统的植物第一生产力

7.2.6.2 多样性指数

7.2.1.景观多样性（Landscape Diversity）是指由不同类型景观要素或生态系统构成的景观，在空间结构、功能机制和时间动态方面的复杂性和变异性，反映了景观的复杂程度，也指由不同类型的景观要素或生态系统构成的景观在空间结构、功能机制和时间动态方面的多样化或变异性

7.2.2.多样性（Diversity）是用来测度分类单元多样程度和考察每一个单元相对多度的指数

7.2.3.生物多样性（Biodiversity）是生物在基因、物种、生态系统和景观等不同组建层次上的变异性，是生物体及其所生活的生态系统的多种变化

7.2.4.遗传多样性（Genetic Diversity）是生物多样性的重要组成部分

7.3.6.3 生态承载力

7.3.1.6.3.1 生态需水量计算方法

·（1）面积定额法

·（2）潜水蒸发法

·（3）基于植物蒸散发量的植被生态需水量计算法

·（4）水量平衡法

·（5）基于生物量的生态需水计算法

·（6）基于遥感技术的植被生态需水量计算法

7.3.2.6.3.2 研究区域生态需水量计算

·基于植物蒸散发量的植被生态需水量计算法，用修改后的彭曼公式计算研究区植被生态需水量

7.4.6.4 生态服务功能

7.4.1.6.4.1 生态服务价值计算方法

·维持与保育生态服务功能是实现可持续发展的基础

7.4.2.6.4.2 研究区域生态服务功能及其价值

·气候调节功能也是生态系统服务功能的一个重要体现

·生态系统涵养水源对于调节径流，防止水、旱灾害，合理开发、利用水资源具有重要意义

7.4.3.6.4.3 研究区不同植被类型服务价值

7.4.4.6.4.4 生态服务总价值动态变化规律

8.第 7 章 中尺度生态环境响应动态

8.1.7.1 数据整理

8.2.7.2 指标权重的获取

8.3.7.3 指标敏感性分析

8.3.1.相对于驱动力和压力而言，生态环境状态和影响的响应具有一定的滞后性；也就是说政策、社会经济发展以及人文环境改变，并不会立竿见影的对生态环境产生影响，而是要经历生态环境的响应过程后才能逐渐显现出来。

8.4.7.4 DPSIR-mDSS 评价结果及分析

8.4.1.由于当年降雨量较为充沛，达到640mm，加上侵蚀性降雨次数较少，导致输沙模数相对较低，最终使得2003年生态环境-社会-经济综合值相对较高于相邻年份

8.4.2.环境分项主要受到气候条件和生态系统自身的影响，其结果与生态环境-社会-经济综合值一样，呈现波动增加趋势，造成这种结果主要是由于用于评价生态系统状态和影响的指标大都不是累计数据，也就是说这些状态和影响指标主要受到压力的影响

8.5.7.5 小结

8.5.1.森林区由于气候条件较森林草原过渡带好以及受到城市聚集效应的影响，其生态环境-社会-经济DPSIR-mDSS综合结果高于北部地区退耕还林还草工程作为一种政策驱动力，同时也作为生态恢复响应措施，极大的促进了研究区域环境、社会和经济三者的协同发展随着退耕还林工程的基本结束，其政策驱动力逐渐减弱一个措施政策的出台，人类活动对生态环境的影响，往往并不是立竿见影的就能显现出来，而是需要经历一定的时期才能被生态环境所响应

9.第 8 章 小流域尺度下不同治理模式生态环境响应

9.1.8.1 典型示范区概况

9.2.8.2 评价步骤

9.2.1.8.2.1 基于 DPSIR 评价指标体系的构建

9.2.2.8.2.2 数据整理

9.2.3.8.2.3 指标权重的获取

9.2.4.8.2.4 指标敏感性分析

9.3.8.3 DPSIR-mDSS 评价结果及分析

9.3.1.社会分项人口密度，自然偏离程度（人类干扰程度），耕地压力作为评估社会分项的主要指标对比人口密度、自然偏离度和耕地压力指标，发现指标间的差异并不是很明显

9.3.2.经济分项以发展设施农业为主导的河庄坪试区明显占据了首位河庄坪发展模式是一种典型的以增加人均纯收入为主导、在保障生态环境健康发展的基础上最大化的利用现有耕地资源的一种发展模式，其经济分项的优越性非常明显位居经济分项第二是以农业-经济林果复合型生态农业县南沟流域建设模式随着社会经济的发展，观念的改变，很多人不愿意投入太多的人力物力发展养殖业，觉得太辛苦

9.4.8.4 小结

9.4.1.发展设施农业无疑是提高人均纯收入的有效途径，但其需要良好的市场条件，这也是其他小流域所不具备的

10.第 9 章  结论与建议

10.1.9.1 主要结论

10.1.1.（1）在分析总结现有生态质量评价指标体系的基础上，结合研究区域实际情况，分别构建了基于驱动力）在分析总结现有生态质量评价指标体系的基础上，结合研究区域实际情况，分别构建了基于驱动力-压力压力-状态状态-影响影响-响应（响应（DPSIR）概念框架的中尺度和小流域尺度生态环境响应评价指标体系。

10.1.2.（2）构建了）构建了 DPSIR-mDSS 生态质量综合评价模型，拓展了生态质量评价方法。

10.1.3.（3）以延安水土保持与生态环境建设试验示范区（707 试区）为中尺度实证研究对象，分析评价指标敏感性，筛选响应过程的关键指标，并对其试区）为中尺度实证研究对象，分析评价指标敏感性，筛选响应过程的关键指标，并对其 1999～2009 年生态环境动态响应进行了评估

10.1.4.（4）以高桥流域、河庄坪试区、山狼岔流域、县南沟流域和燕沟流域为小流域尺度研究对象，分析评价指标敏感性，筛选响应过程的关键指标，并对不同生态建设治理模式经行了实证研究。

10.2.9.2 建议

10.2.1.（1）由于研究手段和资料的限制性，指标体系的构建只能以生态恢复环境响应为核心，结合社会和经济因素，构建 DPSIR-mDSS 综合评价指标体系。（2）探讨了 DPSIR-mDSS 综合评价模型中熵值权重法和 PWC 权重法对于不同尺度生态恢复环境响应的适用条件和对结果的影响程度，结果基本与实际情况一致。考虑到目前有关生态质量评价数据时空尺度转化的理论与方法尚不成熟，因而计算结果还是会存在一定误差。此外，不同尺度指标构建需要进一步探索。（3）DPSIR-mDSS 综合评价在一定程度上考虑了指标间的交互式影响，跟以往生态质量评价方法相比而言，虽然有了很大的进步，但是这种交互式影响也只是一种灰色的影响，需要在大量实验基础研究的基础上进一步确定各指标间的相互关系，以此来提高 DPSIR-mDSS 综合评价模型的精度