基于土地利用变化的农牧交错带典型流域生态风险评价—

引用本文

徐兰, 罗维, 周宝同. 基于土地利用变化的农牧交错带典型流域生态风险评价——以洋河为例.自然资源学报, 2015,30(4): 580-590
XU Lan, LUO Wei, ZHOU Bao-tong. Landscape Ecological Risk Assessment of Farming-Pastoral Ecozone Based on Land Use Change—A Case Study of the Yanghe Watershed, China.Journal of Natural Resources,2015,30(4): 580-590 复制到剪切板

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基于土地利用变化的农牧交错带典型流域生态风险评价——以洋河为例

徐兰^1,², 罗维^2,^*, 周宝同¹

1. 西南大学地理科学学院,重庆 400715

2. 中国科学院生态环境研究中心城市与区域生态国家重点实验室,北京 100085

第一作者简介：徐兰（1989- ）,女,陕西商洛人,硕士研究生,主要研究土地利用与土壤环境、景观生态。E-mail: xulan15829506401@163.com

*通信作者简介：罗维（1973- ）,男,四川金堂人,副研究员,主要研究区域生态风险与管理。E-mail: luow@rcees.ac.cn

收稿日期:2014-03-14 网络出版日期:2015-04-20

基金:国家自然科学基金项目(41271502,C031001)

摘要

为揭示土地利用变化对农牧交错带典型流域生态风险的影响,在ArcGIS技术支持下,以洋河流域1990、1995、2000和2008年遥感数据和土地利用数据为基础,定量分析洋河流域1990—2008年的土地利用动态变化特征;根据景观生态学理论,将研究区划分为525个生态风险评价单元,从土地利用变化和景观结构角度构建景观生态风险评价模型,评价洋河流域生态风险的时空变化特征。结果表明：耕地和草地面积占研究区总面积的67%以上;1990—2008年,洋河流域总体景观生态风险值（ ERI）由0.197 3上升到0.238 4。低风险区（ ERI≤0.17）面积减少3.53%,高风险区（ ERI>0.68）面积减少0.43%,较低（0.17< ERI≤0.26）、中等（0.26< ERI≤0.42）和较高（0.42< ERI≤0.68）风险区面积均有增加,整体生态风险增加;洋河流域5种风险等级分布较集中,具体表现为洋河支流及其一级支流两侧地区生态风险相对较大（ ERI>0.26）,而离河道越远的区域生态风险值越小（ ERI≤0.26）。

关键词: 土地利用变化; 农牧交错带; 生态风险; 洋河流域

中图分类号:X171.1 文献标志码:A 文章编号:1000-3037(2015)04-0580-11

Landscape Ecological Risk Assessment of Farming-Pastoral Ecozone Based on Land Use Change—A Case Study of the Yanghe Watershed, China

XU Lan^1,², LUO Wei², ZHOU Bao-tong¹

1. School of Geography sciences, Southwest University, Chongqing 400715, China

2. State Key Laboratory of Urban and Regional Ecology, Research Center for Eco-Environmental Sciences, CAS, Beijing 100085, China

Abstract

To reveal the impact of land use change on ecological risk, dynamic changes of land uses in the Yanghe Watershed which is a typical farming-pastoral ecozone in north China were analyzed with ArcGIS technologies based on remote sensing and land use data during 1990-2008. The Yanghe Watershed was divided into 525 ecological risk assessment units based on the theory of landscape ecology. A temporal and spatial model of ecological risk assessment in the study area was established based on land use changes and landscape structures. Results showed that the areas of farmland and grassland accounted for more than 67% of total area of the watershed. Generally, landscape ecological risk indicated by ecological assessment index ( ERI) for the whole watershed increased from 0.1973 to 0.2384 during 1990 to 2008. The area for the lowest ( ERI≤0.17) and the highest ( ERI>0.68) ecological risks reduced by 3.53% and 0.43%, respectively, while the areas of the lower (0.17< ERI≤0.26), the medium (0.26< ERI≤0.42） and the higher (0.42< ERI≤0.68) ecological risks increased. Distributions of five ecological risk grades were relatively concentrated. The sites with the relative high risk grade ( ERI>0.26) were located along the main streams and sub-streams of the Yanghe Watershed, while those with the lower risk ( ERI≤0.26) were further away from these streams.

Keyword: land use change; farming-pastoral ecozone; ecological risk; the Yanghe Watershed

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生态风险是指一个种群、生态系统或整个景观的正常功能受外界胁迫, 从而在目前和将来减少该系统内部某些要素或其本身的健康、生产力、遗传结构、经济价值和美学价值的可能性。区域生态风险评价是在区域尺度上描述和评估区域环境污染、人为活动或者自然灾害对生态系统及其组分产生不利作用的可能性和大小的过程^[1]。

我国北方农牧交错带又称为“ 生态脆弱带^[2]” 和“ 生态危机带^[3]” , 带内地质地貌、气候、土壤等自然条件和人文要素, 尤其是土地利用方面, 都表现出过渡性和波动性特点^[4], 是我国重要的生态脆弱区和生态安全屏障^[5]。众多研究表明：土地利用/覆被变化（LUCC）与生态风险密切相关, 不同土地利用方式和强度产生的生态影响具有区域性和累积性特征^{[6, 7]}, 对区域生态风险起着决定作用^{[8, 9]}。自1990年LUCC研究逐渐成为全球变化研究的前沿和焦点问题以来, 北方农牧交错带成为我国研究的重点区域^[10]。在农牧交错带内, 气候变化、人口压力、经济发展和国家政策等共同作用下带内土地利用方式发生了巨大变化^{[11, 12]}, 引起景观破碎度增加、荒漠化程度加剧、水环境恶化等一系列生态环境问题^[13]。流域作为密切联系区域水循环、土地覆被、生态系统等自然支撑系统的综合生态地域系统, 是实现区域资源开发与环境保护相协调的最佳途径^{[14, 15]}。国外学者Jin等^[16]通过调查流域潜在风险种类及来源, 预测了风险发生的概率及潜在负面效应。Obery和Landis、Hayes等分别评价了美国Codorus Creek流域、Willamette McKenzie流域及Androscoggin River流域内土地利用等对脆弱生境的累计风险效应^{[17, 18, 19]}。国内学者^{[20, 21, 22]}虽对不同尺度LUCC及景观生态风险进行了研究, 但对我国农牧交错带内以典型流域集水区为单元评价其生态风险时空变化的研究相对较少。因此, 从农牧交错带的土地利用动态变化角度对流域景观生态风险进行研究是揭示大尺度区域综合生态状况及空间变异的有效手段。

洋河流域地处我国北方农牧交错带, 是京津地区生态屏障和重要水源保护地, 其生态服务功能变化对京津地区具有重要影响^{[4, 23]}。LUCC对大气质量、大气污染以及气候变化产生了重要的影响^[24], 洋河地处北京的上风向, 在西北气流、偏西气流作用下可将张家口地区的污染物输送到北京^{[25, 26]}。因而, 研究洋河流域LUCC导致的生态风险对于保持我国农牧交错带的可持续发展, 保护洋河流域及首都水源地、首都大气环境具有重要理论和现实意义。因此, 本文着眼于研究洋河流域近20 a LUCC对景观生态风险产生的影响, 利用ArcGIS技术对研究区域的生态风险进行等级划分, 确定高生态风险区域, 为政府制定风险应对措施、恢复和重建当地生态系统提供重要的决策支持。

1 研究区概况

洋河发源于山西省阳高县和内蒙古兴和县, 在河北省怀安县由东洋河、西洋河及南洋河汇合成洋河, 一级支流有古城河、洪塘河、清水河、小清水河和龙羊河, 在怀来县朱官屯与桑干河汇入永定河, 注入北京官厅水库（图1）, 流域面积1.62× 10⁴ km²。流域地势西北高、东南低, 海拔介于471~2 212 m。流域内被大地貌单元（内蒙古高原和华北平原）切割, 支离破碎的小地貌类型组合成山地、山间谷地或盆地、丘陵等, 地貌类型多样, 但80%以上为丘陵山区, 洋河流经张宣盆地和涿怀盆地两个水文地质单元。流域内沿河川土壤厚且较肥沃, 河流上游以农业为主, 中游以工业为主, 下游工农业兼而有之, 属于典型的农牧交错带。洋河位于东亚大陆季风气候区内, 夏季凉爽短促, 冬季寒冷漫长, 年均降水量350~400 mm, 年均气温7.7 ℃, 属于典型的大陆性干旱、半干旱气候, 河流补给方式主要为雨水补给, 地带性植被类型为温带典型草原、温带落叶阔叶林, 植被类型较单一, 气候条件恶劣, 生态环境十分脆弱。

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	图1 洋河地理位置示意Fig. 1 Location of the Yanghe Watershed, China

2 数据来源与研究方法

2.1 数据来源及处理

利用1:5万数字高程模型（DEM）数据, 借助ArcGIS水文分析模块生成洋河流域集水区域并划分子流域（图1）。土地利用数据采用中国科学院资源环境数据中心提供的1:10万比例尺土地利用数字化地图, 并结合相应时段美国陆地卫星Landsat TM遥感数据进行检查和校正, 分别得到20世纪80年代末（以1990年计）、1995、2000和2008年4期土地利用数据。参照中国科学院资源环境数据中心土地分类系统, 结合流域土地利用类型特点, 将研究区土地类型划分为耕地、林地、草地、水域、城镇工矿用地和未利用地6个一级类。为保证获取数据的解译质量和一致性, 经GPS野外采样点实地考察验证, 统计各土地利用类型的解译精度均在95%以上。

2.2 风险小区的划分

为提高估算生态风险指数的精确度, 并将其进行可视化表达, 本研究参照国内相关研究成果^[27], 根据景观生态学理论确定景观生态样方面积^[28], 将研究区划分为6 km× 6 km的正方形样地, 建立LUCC生态风险评价单元, 共有525个单元。利用景观生态风险模型计算每一单元样地内各类景观的综合生态风险指数^[29]。

2.3 景观生态风险指数的构建

为建立土地利用类型与综合区域生态风险之间的经验联系, 选用景观干扰度指数和景观脆弱度指数构建用于描述一个样地内综合生态风险相对大小的景观生态风险指数（ERI）, 通过网格采样方法将景观的空间格局转化为空间化的生态风险变量。其中, ERI计算公式为^[1]：

$\begin{matrix} ERI = \overset{n}{\sum_{i = 1}} \frac{S_{ki}}{S_{k}} \sqrt[]{E_{i} \times F_{i}} \end{matrix}$ (1)

式中：n为景观类型的数量; E_i为景观类型i的干扰度指数; F_i为景观类型i的脆弱度指数; S_ki为第k个风险小区i类景观组分的面积; S_k为第k个风险小区的总面积。

2.3.1 景观干扰度指数

以景观格局分析为基础, 选取景观破碎度（C_i）、景观分离度（S_i）和景观优势度（D_i）指标, 对三者赋予相应的权重并叠加, 得到景观干扰度指数（E_i）。通过各指数简单叠加来反映不同景观所代表的生态系统受到干扰的程度。景观干扰度指数表达式^[30]见表1。

表1 景观干扰度指数计算公式 Table 1 Equation of the landscape disturbance index

景观格局指数	计算方法	参数含义
景观破碎度指数（C_i）	$\begin{matrix} C_{i} = N_{i} / A_{i} \end{matrix}$	N_i为景观i的的斑块数; A_i为景观i的总面积。
景观分离度指数（S_i）	$\begin{matrix} S_{i} = d_{i} / P_{i} \end{matrix}$	d_i为景观类型i的距离指数; P_i为景观类型i的面积指数。
景观优势度指数（D_i）	$\begin{matrix} D_{i} = (Q_{i} + M_{i} + L_{i} \frac{)}{3} \end{matrix}$	Q_i为斑块i出现的格网数与总格网数的比; M_i为斑块i的数目占斑块总数目的比; L_i为斑块i的面积与样方总面积比。
景观干扰度指数（E_i）	$\begin{matrix} E_{i} = a C_{i} + b S_{i} + c D_{i} \end{matrix}$	a、b、c分别为各指标的权重, 且 $\begin{matrix} a + b + c = 1 \end{matrix}$ 。

表1 景观干扰度指数计算公式 Table 1 Equation of the landscape disturbance index

计算得到的C_i、S_i、D_i指标, 由于量纲不同, 需要进行归一化处理。根据分析权衡, 并结合其他学者的研究成果, 认为破碎度指数最为重要, 其次为分离度和优势度, 分别赋以0.5、0.3、0.2的权值^[31]。

2.3.2 景观脆弱度指数

脆弱度指数（F_i）表示不同的景观类型在维护生物多样性、保护物种、完善整体结构和功能、促进景观结构自然演替等方面是有差别的。敏感性反映扰动-响应关系特性, 它决定于环境系统的内部结构, 环境敏感性和退化趋势综合起来构成农牧交错带的环境脆弱性^[4]。根据已有研究表明：未利用地最为敏感, 城镇工矿用地最稳定。对未利用地、水域、耕地、草地、林地和城镇工矿用地分别赋以脆弱度指数6、5、4、3、2、1, 然后进行归一化处理^[1], 得到各自的脆弱度指数。

2.4 空间统计学方法

采用地统计学中的变异函数方法, 借助半变异函数对区域景观生态风险进行空间分析。其具体公式为：

$\begin{matrix} γ (h) = \frac{1}{2 N (h)} \overset{N (h)}{\sum_{i = 1}} [Z (X_{i}) - Z (X_{i} {+ h)]}^{2} (i = 1, 2, \dots, N (h)) \end{matrix}$ （2）

式中： $\begin{matrix} γ (h) \end{matrix}$ 为半变异函数, h为样本间隔距离, $\begin{matrix} N (h) \end{matrix}$ 为抽样间距为h时的样点对总数, $\begin{matrix} Z (X_{i}) \end{matrix}$ 和 $\begin{matrix} Z (X_{i} + h) \end{matrix}$ 分别为景观生态风险指数在空间位置X_i和X_i+h的观测值。以半变异函数 $\begin{matrix} γ (h) \end{matrix}$ 为纵坐标, 样本间距h为横坐标, 获得半变异函数图。借助ArcGIS地统计模块, 选择空间分析模型对半变异函数进行拟合。由此采用普通克里格法对洋河流域生态风险值进行空间插值, 利用自然断点法对生态风险值进行分级统计, 即低风险区（ERI≤ 0.17）、较低风险区（0.17< ERI≤ 0.26）、中风险区（0.26< ERI≤ 0.42）、较高风险区（0.42< ERI≤ 0.68）和高风险区（ERI> 0.68）。

3 结果与讨论

3.1 洋河流域土地利用结构变化特征

从1990— 2008年土地利用结构面积占有率来看（表2）, 洋河流域土地利用结构充分体现农牧交错带半农半牧的特点^[23], 耕地和草地面积占研究区总面积的67%以上。1990、1995、2000和2008年耕地面积分别为7 109.539、6 613.547、7 116.347和7 026.205 km², 草地面积分别为5 561.338、4 417.351、5 554.854和5 603.459 km², 林地面积分别为 2 734.314、4 011.177、2 714.540和 2 700.267 km²。近20 a间流域城镇工矿用地面积所占比例不到3.3%, 却增加了67.748 km²。水域所占比例较小, 除1995年外, 其余时期变化不大。未利用地面积占有率除1995年为2.65%, 其余时期均低于1%。

表2 1990— 2008年洋河流域土地利用结构面积百分比 Table 2 Percentage of different land use areas in the Yanghe Watershed from 1990 to 2008 (%)

1990— 1995年, 耕地、草地和水域面积分别减少了495.992、1 143.986和31.120 km², 而林地、城镇工矿用地和未利用地面积分别增加了 1 276.863、42.464和351.715 km², 其中未利用地面积增幅最大, 高达452.081%, 原因如下：洋河流经张家口相关区县的人口从20世纪80年代中期的约250万增加到2008年末的305万, 而在80年代末至90年代初期增加速率较快^[32]; 张家口市近44 a来平均气温升温速率为0.504 ℃/10 a, 降水量下降速率为10.898 mm/10 a^[33]。人口增加和气候暖干化使得靠雨水补给的河流地表蓄水量减少, 水域面积萎缩, 无规划开垦耕地、过度放牧等一些广种薄收的生存方式盛行, 使得农牧交错带的沙漠化土地急速增加^[34]; 90年代初随国家城乡二元户籍政策的松动, 非农人口增加, 城镇工矿用地面积增加, 农村弃耕撂荒等现象增多, 导致耕地面积减少, 未利用地面积剧增^[35]。但华北地区“ 十年九旱” 的气候特点使当地人民深受沙漠化之苦, 从60年代初即开始与风沙作斗争, 70年代掀起了营造防护林的热潮, 80年代“ 三北防护林” 一期、二期工程陆续开始, 很快在内蒙古高原南部和冀北山地地区形成了林网, 使洋河流域林地面积增加^{[32, 36]}。

1995— 2008年, 草地、耕地、水域和城镇工矿用地面积分别增加395.369、137.553、10.373和8.428 km², 林地和未利用地则以436.970和114.645 km²/a的速度减少。20世纪90年代末国家计划和启动“ 退耕还林” “ 退耕还牧” ^[35]政策遏制了洋河流域耕地和草地减少的趋势。尽管70年代兴起营造防护林, 但在后期的维护和保护方面做得不够充分^[37], 导致洋河流域林地在90年代末面积萎缩。随着国家总体步入城镇化、工业化的加速发展时代, 洋河流域城镇工矿建设用地迅速增加, 未利用地面积减少也是大势所趋。

3.2 洋河流域生态风险评价

3.2.1 生态风险演化的时序特征

统计结果发现, 1990— 2008年洋河流域总体ERI由0.197 3上升到0.238 4, 增加了20.83%。从图2提供的各时期流域的ERI最大、最小值和均值来看, ERI的最大值变小、最小值增大、平均值变化不大; 说明洋河流域各个生态风险区生态风险值变化趋于风险值高的变低, 低的变高。

	Figure Option View Download New Window
	图2 1990— 2008年生态风险值及其空间分布Fig. 2 Ecological risk value and its spatial distribution from 1990 to 2008

从洋河流域不同时期各生态风险等级对应的面积百分比（表3）可以看出, 研究区各个时期各级生态风险百分比均存在一定差异, 1990— 2008年生态风险总体上呈现先好转后恶化的趋势。1990— 2008年间, 高、低风险区的面积在减少, 分别减少了70.27、571.81 km², 占总面积的3.96%。较低、中和较高风险区增加, 分别增加了455.55、157.53和29.00 km²。高风险区减少的面积远低于低风险区减少的面积, 洋河流域景观生态风险加剧。

表3 生态风险等级面积统计 Table 3 Area and proportion of different ecological risk grade in the study area from 1990 to 2008

3.2.2 生态风险空间分异

对4个时期景观生态风险值的半变异函数进行模型拟合的结果表明, 利用指数模型拟合1990和2008年、球面模型拟合1995和2000年生态风险指数的半变异函数比较理想（表4）。1990、1995年块金值与基台值的比例均低于25%, 说明变量具有强烈的空间相关性, 2000和2008年块金值与基台值的比例大于25%且小于75%, 说明变量的空间相关性处于中等。

表4 生态风险指数（ERI）的半变异函数理论模型及相关参数 Table 4 Semivariogram model of ERI and its parameters

模拟结果为：1990、1995、2000和2008年生态风险指数的半变异函数均值分别为0.009 7、0.003 5、0.008 7和0.009 0, 平均标准差分别为0.043 0、0.003 4、0.015 2和0.041 3, 均接近零。标准方根预测误差分别为1.014 6、1.058 3、1.032 3和1.085 4, 均接近1。由这些参数表明, 生态风险指数模拟值的误差在允许范围内, 保证了洋河流域生态风险指数空间插值的准确性和可信性^[7]。

从图2可以看出, 1990— 2008年, 洋河流域5种风险等级分布呈现西高东低, 中间高、四周低的空间分布格局。生态风险指数的空间分布格局变化受自然因素如海拔和坡度的诱导以及人为因素的影响^[27], 在洋河流域表现为：海拔在500~1 500 m、坡度较小的洋河发源地、洋河干流以及干流两侧一级支流平坦地区分布着多数耕地和草地, 时农时牧的人为活动频繁, 生态风险相对较大; 而离干支流河道越远的海拔大于1 500 m、坡度相对大的区域多被林地覆盖, 人为活动强度相对小, 其生态风险程度相对较小（图3）。

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	图3 洋河流域海拔和坡度Fig. 3 Altitude and slope of the Yanghe Watershed

低生态风险区和较低生态风险区集中在流域集水区域的四周边缘区（图2）。作为离河流较远的张北县、崇礼县、宣化县周边、涿鹿县南部、怀安县与张家口市部分区域, 均属于洋河一二级支流的中上游地段（图1）, 海拔多在1 000 m以上, 地形多为山地和丘陵, 林草覆盖率较高, 人口密度小^[41], 土地开发利用程度远低于洋河干流两侧平坦地带, 人为活动对景观干扰程度较轻, 景观破碎度小, 整体景观生态风险低于其他区域。

中生态风险区和较高生态风险区主要分布在洋河干流及一级支流周边较为发达的尚义县、张家口市、怀来县、天镇县大部分地区（图2）。这些区域海拔多在1 000 m以下, 坡度小, 自然条件优越, 人口密集, 土地利用开发程度强, 环境易损性大, 生态资产价值高是导致风险较高的主要因素。张家口市作为一级支流清水河汇入洋河的汇流地段, 生态风险基本稳定, 处于中等风险。而作为洋河中下游下花园区和怀来县, 高风险区面积增加, 生态环境在恶化。改革开放以来, 张家口市、宣化县、下花园区和怀来县工业发展导致洋河流域污染严重, 影响到流域和官厅水库的水质, 引起国家的高度重视, 90年代中后期首都北京为保护水源地而制定了限制水源地包括洋河流域尤其是张家口的经济发展政策, 对其发展进行生态补偿, 生态环境逐渐趋向好转^{[39, 40]}。

高生态风险区域除1995年转移到怀安县之外, 其余三个时期大多集中在兴和县及其周边（图2）。怀安县地处冀西北丘陵山区, 海拔多在800 m以上, 坡度相对较大, 植被稀少、干旱少雨、灾害频繁^[36], 也是东、西、南洋河汇流处, 原本脆弱的生态环境易受外界因子干扰, 波动性较大。1983年怀安县被列为全国水土保持重点县, 虽在1982— 1995年进行“ 三北” 一二期工程, 但是七八十年代栽植的树木大部分被采伐利用, 加上农户自由开垦放牧, 使得生态环境难以得到保护和恢复。直至1996— 2000年全面启动“ 三北” 三期工程, 林地面积大幅度增加, 森林覆盖率达20.50%, 生态环境明显好转^[36]。兴和县是洋河发源地, 其位于内蒙古高原东段, 海拔均在1 000 m以上, 但坡度较小（图3）。1999— 2008年, 兴和县人口增加了8.93%, 特别是2004年以来, 人口呈直线上升, 耕地数量增加^[41]。另外, 兴和县是我国三大石墨生产基地之一, 因开采石墨造成的生态环境问题日益严重。2000年, 国家启动京津风沙源治理工程, 兴和县被列入重点旗县, 之后大面积推行退耕还林还草, 使得2000年以后兴和县的生态环境趋向恢复, 表现为草地的逐渐恢复。

4 结论

洋河流域充分体现农牧交错带半农半牧的土地利用格局特点, 耕地和草地面积占研究区总面积的67%以上。1990— 1995年, 耕地、草地和水域面积逐渐减少, 林地、城镇工矿用地和未利用地面积大幅增加。1995— 2008年, 草地、耕地、水域和城镇工矿用地面积有所增加, 而林地和未利用地则以每年436.970和114.645 km²的速度在减少。

1990— 2008年, 洋河流域整体生态风险增强, 低风险区面积快速缩减, 较低、中等和较高风险区面积增加, 高风险区面积虽有所减少, 但减少面积远小于低风险区减少的面积。

1990— 2008年, 洋河生态风险等级呈西高东低、四周低中间高的分布格局。这种分布格局受海拔、坡度自然因素的限制, 也受到气候暖干化、人口增加、土地利用变化和国家政策等人为因素的影响。具体表现为海拔低、坡度小的洋河干流以及一级支流入洋河处生态风险相对较大, 而离洋河干流越远的区域生态风险越小。因此, 控制人类在农牧交错带各小流域的开发强度, 降低点源和面源污染破坏, 加强农牧交错带土地利用规划与调整, 提高区域抗风险能力, 维持农牧交错带生态系统正常功能显得尤其重要。

The authors have declared that no competing interests exist.

参考文献

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2001

0.0

许学工, 林辉平, 付在毅. 黄河三角洲湿地区域生态风险评价[J]. 北京大学学报: 自然科学版, 2001, 37(1): 111-120.

[XU

Xue-gong

, LIN

Hui-ping

, FU

Zai-yi.

Regional ecological risk assessment of wetland in the Huanghe River Delta.

Acta Scientiarum Naturalium Universititais Pekinensis, 2001, 37(1): 111-120. ]

Through the case study of the wetland in the Huanghe River (Yellow River) delta,the concept of regional ecological risk assessment is inquired into,and a set of assessment method was developed.The main process of regional ecological risk assessment includes 5 stages:regional analysis,risk receptor selection,risk sources analysis,exposure and hazard analysis,and integrated risk assessment.Arming at flood,drought,storm tide,petroleum pollution accident and flow breaking in the lower Huanghe River,the probability and distribution of each kind of risk sources are evaluated.The authors bring forward indexes and formulas to measure hazarded degree and risk value of ecosystem.By using remote sensing data,historic record,survey data and by means of geographical information system (GIS),regional ecological risk assessment is finished.On the basis of assessment result,the environmental risk management countermeasure of the Huanghe River delta is advanced.

以黄河三角洲为例进行了区域生态风险评价理论和方法的探讨。针对黄河三角洲主要生态风险源洪涝、干旱、风暴潮灾害、油田污染事故以及黄河断流的概率进行了分级评价；并提出度量生态损失与生态风险的指标和公式，分析了风险源的危害作用；运用遥感资料、历史记录、调查数据和地理信息系统(GIS)技术，完成了区域生态风险综合评价；在此基础上提出黄河三角洲的区域生态风险管理对策。

... 区域生态风险评价是在区域尺度上描述和评估区域环境污染、人为活动或者自然灾害对生态系统及其组分产生不利作用的可能性和大小的过程^[1] ...

... 其中,ERI计算公式为^[1]： ...

... 对未利用地、水域、耕地、草地、林地和城镇工矿用地分别赋以脆弱度指数6、5、4、3、2、1,然后进行归一化处理^[1],得到各自的脆弱度指数 ...

1989

0.0

牛文元. 生态环境脆弱带ECOTONE的基础判定[J]. 生态学报, 1989, 9(2): 97-105.

[NIU

Wen-yuan.

The discriminatory index with regard to the weakness, overlapness, and breadth of ecotone.

Acta Ecologica Sinica, 1989, 9(2): 97-105. ]

ECOTONE, a new definition of ecological field, was approved by the plenary session of Ⅶ SCOPE in 1988 (Budapest). In order to have a better understanding attributions, connotations, and significations of the term, we have already provided a systematic description and logical induction. In this article, the author would use the ecological boundary theory and the technique of information measure to develop the Index Series which can be applied to determine the basic properties of ECOTONE. Generally, these ind...

ECOTONE为国际生态界最近重新定义的基本概念之一。本文在诠释生态环境脆弱带的定义之后,对其实质及其空间属性作了较全面的逻辑归纳。在进一步研究的基础上,对于生态环境脆弱带作出了独立的函数表达,并且就生态环境脆弱带的宽度指标、重迭度指标、脆弱度指标、综合性指标,提出了较严格的表述形式。它们吸收了生态界面理论,并把系统生态学中的非稳定性理论,广延为辨识“全球变化”的基本手段,从而在生态学理论与应用两个方面,体现了研究的意义和价值。

... 生态脆弱带^[2]#cod#x0201d ...

1991

0.0

1.303

... 生态危机带^[3]#cod#x0201d ...

1995

0.0

1.303

罗承平, 薛纪瑜. 中国北方农牧交错带生态环境脆弱性及其成因分析[J]. 干旱区资源与环境, 1995, 9(1): 1-7.

[LUO

Cheng-ping

, XUE

Ji-yu.

Ecologically vulnerable characteristics of the Farming-Pastoral Zigzag Zone in northern China.

Journal of Arid Land Resources and Environment, 1995, 9(1): 1-7. ]

脆弱生态环境单元的两个特征是：环境敏感性和退化趋势。脆弱生态环境的研究不仅具有理论意义，而且有相当重要的实践价值。北方农牧交错带北起大兴安岭两麓向西南延伸，经内蒙古东南、冀北、晋北、直至陕北、鄂尔多斯高原、该地带的地质地貌、气候、生物等自然条件和人文要素，尤其是土地利用方面，都表现出过渡性和波动性特点。这种过渡性和波动性，在一定程度上决定了人类活动方式的不稳定性，进而导致该区域生态环境经常受到冲击和破坏，而将潜在的自然环境脆弱性转化为现实的破坏。因而农牧交错带生态环境表现出敏感性强、退化趋势明显等脆弱特征。本文在综合分析农牧交错带自然条件的基础上，概括出导致该地带生态环境脆弱的四大因素：一、脆弱的地表物质基础和土体构型；第二、降水时间分配不均，多暴雨，利用率不高，且为害严重；三、干旱多风、侵蚀强烈，恶化了生态条件；四、不合理的人为活动干扰和破坏。

... ,带内地质地貌、气候、土壤等自然条件和人文要素,尤其是土地利用方面,都表现出过渡性和波动性特点^[4],是我国重要的生态脆弱区和生态安全屏障^[5] ...

... 洋河流域地处我国北方农牧交错带,是京津地区生态屏障和重要水源保护地,其生态服务功能变化对京津地区具有重要影响^[4,23] ...

... 敏感性反映扰动-响应关系特性,它决定于环境系统的内部结构,环境敏感性和退化趋势综合起来构成农牧交错带的环境脆弱性^[4] ...

2009

0.0

刘洪来, 王艺萌, 窦潇. 农牧交错带研究进展[J]. 生态学报, 2009, 29(8): 4420-4425.

[LIU

Hong-lai

, WANG

Yi-meng

, DOU

Xiao.

Progress and perspective of agro-pasturage ecotone.

Acta Ecologica Sinica, 2009, 29(8): 4420-4425. ]

2011

0.0

1.081

傅丽华, 谢炳庚, 张烨, 等. 长株潭城市群核心区土地利用生态风险评价[J]. 自然灾害学报, 2011, 20(2): 96-101.

[FU

Li-hua

, XIE

Bing-geng

, ZHANG

, et al.

Ecological risk assessment of land use in core area of Changsha-Zhuzhou-Xiangtan urban group.

Journal of Natural Disasters, 2011, 20(2): 96-101. ]

随着长株潭城市群的快速发展, 人类活动导致的土地利用结构及方式改变对生态环境构成了巨大压力。运用G IS和景观生态学方法的土地利用生态风险评价,以长株潭城市群核心区为研究区域,选择湘江岸线为典型样带,建立了基于"源"与"汇"景观功能的土地利用生态风险评价指标体系,并构建了评价模型,对生态风险进行了空间分析和综合评价。结果表明,长沙市建成区的土地利用生态风险指数整体最高,株洲和湘潭居次。其中,从城市群建成区向外,风险指数逐渐降低,长沙、株洲、湘潭三市交界处生态风险指数也较低。根据研究区域生态风险状况、变化和分布特征,提出了相应的风险调控策略和管理方法,为实现区域土地利用与生态、社会、经济的可持续发展提供决策依据。

... 众多研究表明：土地利用/覆被变化（LUCC）与生态风险密切相关,不同土地利用方式和强度产生的生态影响具有区域性和累积性特征^[6,7],对区域生态风险起着决定作用^[8,9] ...

2005

0.0

1.081

臧淑英, 梁欣, 张思冲. 基于GIS的大庆市土地利用生态风险分析[J]. 自然灾害学报, 2005, 14(4): 141-145.

[ZANG

Shu-ying

, LIANG

Xin

, ZHANG

Si-chong.

GIS-based analysis of ecological risk on land -use in Daqing City.

Journal of Natural Disasters, 2005, 14(4): 141-145. ]

基于2001年卫星遥感TM影像获取的土地利用信息,以大庆市区为研究区域,根据其土地利用结构特征,构造了综合性生态风险指数;同时利用空间分析方法对生态风险指数进行了变量空间化,通过对生态风险指数采样结果进行半变异函数分析和空间插值,编制了大庆市生态风险程度分布图,以分析解释研究区的生态风险空间分布特征和形成机理.结果表明,研究区域的生态风险表现出明显的区域不均匀性,形成了两个土地利用生态高风险区域,即萨尔图、让胡路、龙凤3个高度城市化区域和市区东南部大同区所在地,这些都是急需采取保护性措施的重点区域.

... 由这些参数表明,生态风险指数模拟值的误差在允许范围内,保证了洋河流域生态风险指数空间插值的准确性和可信性^[7] ...

2003

0.0

2001

4.528

0.0

2011

0.0

1.303

高廷, 王静爱, 李睿, 等. 中国北方农牧交错带土地利用变化及预测分析[J]. 干旱区资源与环境, 2011, 25(10): 52-57.

[GAO

Ting

, WANG

Jing-ai

, LI

Rui

, et al.

Land use change and prediction for ecotone between agriculture and animal raising in northern China.

Journal of Arid Land Resources and Environment, 2011, 25(10): 52-57. ]

As a significant ecological vulnerability region and barriers,land use of ecotone between agriculture and animal raising in northern China change rapidly.Based on remote sensing image data we discussed the land use change of ecotone between agriculture and animal raising during two decades.Moreover,we simulated future land use scenes in 2018 by the way of CA-Markov model.The results indicated： 1）With the proportion of farmland decreasing,and forestland increasing in this two decades,the land use structure tended to be rational.Land use changes from agriculture to animal raising and from animal raising to agriculture were the basic feature of land use change in this region during two decades.The main factors influencing land use change included warm and dry climate in Northern China,ecological construction projects and regional industrial structure adjustment;2） Future land use pattern of ecotone between agriculture and animal raising in northern China will tend to be rational and finally arrive at balance condition if the government continues implementing current land use policy.The results can provide scientific evidence for land use optimization of this region.

中国北方农牧交错带是我国重要的生态脆弱区和生态屏障,土地利用变化迅速。文中基于遥感数据探讨了20年来北方农牧交错带的土地利用变化;基于2008年的土地利用现状并运用CA-Markov模型,模拟了未来10年（2018）后的土地利用变化情况。结果表明：近20年随着耕地比例下降、林地比例升高,农牧交错带土地利用结构比例趋于合理化,农业用地转为牧业用地和牧业用地转为农业用地是区域土地利用转化的基本特征,影响土地利用变化的主要因素有中国北方气候暖干化趋向,国家实施的生态建设工程以及区域产业结构调整等;如果仍然继续实施目前退耕还林还草的土地利用政策,未来北方农牧交错带土地利用格局将向合理化方向发展,并最终趋于稳定。研究成果可为农牧交错带土地利用优化提供科学依据。

... 自1990年LUCC研究逐渐成为全球变化研究的前沿和焦点问题以来,北方农牧交错带成为我国研究的重点区域^[10] ...

2003

0.0

2.412

... 在农牧交错带内,气候变化、人口压力、经济发展和国家政策等共同作用下带内土地利用方式发生了巨大变化^[11,12],引起景观破碎度增加、荒漠化程度加剧、水环境恶化等一系列生态环境问题^[13] ...

0.0

0.512

2004

0.0

2.068

战金艳, 邓祥征, 岳天祥, 等. 内蒙古农牧交错带土地利用变化及其环境效应[J]. 资源科学, 2004, 26(5): 80-88.

[ZHAN

Jin-yan

, DENG

Xiang-zheng

, YUE

Tian-xiang

, et al.

Land use change and its environmental effects in the farming pasturing interlocked areas.

Resources Science, 2004, 26(5): 80-88. ]

农牧交错带以其典型的生态脆弱性特征与生产经营上的农牧过渡性特点受到了国内外学者的广泛关注.内蒙古农牧交错带在人口增长与环境恶化的双重胁迫下,土地利用方式与程度发生了深刻变化,并由此引发了一系列的环境问题.该文利用20世纪80年代后期与90年代后期的美国陆地卫星遥感数据,分析了内蒙古农牧交错带土地利用变化的特征.研究发现,10年间,交错带的用地类型变化主要体现为耕地的扩展以及林地、草地和未利用土地的收缩.土地利用变化过程,尤其是现代强度开发利用过程,引起了内蒙古农牧交错带生态系统结构和功能的整体演化,主要表现在:由于部分地区的土地利用方式由以放牧为主转变为以农耕为主,土地利用的强度不断加大,使草原环境日趋恶化,出现了草地沙化、草地质量下降及其第二性生产力转化率低下、草地生物多样性减少与草原生态系统整体功能下降的特征.与此同时,农区环境也出现了不断恶化的趋势,天然森林植被的退化十分严重,森林被大量砍伐,出现了比较明显的林地向耕地转移的趋势.沙漠化面积的不断扩大,土地利用程度的加剧,导致了有限水资源的超量开采,使沼泽与湿地面积持续萎缩,湿地生态系统结构不断发生演替.

2013

0.0

... 流域作为密切联系区域水循环、土地覆被、生态系统等自然支撑系统的综合生态地域系统,是实现区域资源开发与环境保护相协调的最佳途径^[14,15] ...

2000

3.188

0.0

... 流域作为密切联系区域水循环、土地覆被、生态系统等自然支撑系统的综合生态地域系统,是实现区域资源开发与环境保护相协调的最佳途径^[14,15] ...

2014

0.0

... 国外学者Jin等^[16]通过调查流域潜在风险种类及来源,预测了风险发生的概率及潜在负面效应 ...

2002

1.076

0.0

... Obery和Landis、Hayes等分别评价了美国Codorus Creek流域、Willamette McKenzie流域及Androscoggin River流域内土地利用等对脆弱生境的累计风险效应^[17,18,19] ...

2006

0.0

... Obery和Landis、Hayes等分别评价了美国Codorus Creek流域、Willamette McKenzie流域及Androscoggin River流域内土地利用等对脆弱生境的累计风险效应^[17,18,19] ...

2004

1.076

0.0

... Obery和Landis、Hayes等分别评价了美国Codorus Creek流域、Willamette McKenzie流域及Androscoggin River流域内土地利用等对脆弱生境的累计风险效应^[17,18,19] ...

2011

0.0

1.482

许妍, 高俊峰, 高永年. 基于土地利用动态变化的太湖地区景观生态风险评价[J]. 湖泊科学, 2011, 23(4): 642-648.

[XU

Yan

, GAO

Jun-feng

, GAO

Yong-nian.

Land scape ecological risk assessment in the Taihu region based on the land use change.

Journal of Lake Sciences, 2011, 23(4): 642-648. ]

在GIS和RS技术支持下,以遥感数据和土地利用数据为基础,以行政区划为评价单元,定量分析太湖地区1990-2008年土地利用变化及其转化关系；从土地利用变化和景观结构角度构建景观生态风险评价模型,定量评价了研究区内景观生态风险的时空动态变化特征.结果表明:太湖地区景观生态风险分布与区内土地利用方式和强度具有较高关联.景观生态风险整体呈上升趋势,高生态风险区范围不断扩大；受自然特征和社会经济发展影响,景观生态风险空间分异显著,较低风险区主要分布于以苕溪为主的山地丘陵区,中等风险区主要分布于农业发达的平原区,较高风险区及高风险区主要集中于沿湖经济发达区.不同区域景观生态风险来源存在一定差异,各用地类型对生态风险的贡献率亦不尽相同,就全区而言,景观生态风险主要来源于耕地和建设用地,但随着社会经济不断发展,来自水域和林地的生态风险比例越来越大.

... 国内学者^[20,21,22]虽对不同尺度LUCC及景观生态风险进行了研究,但对我国农牧交错带内以典型流域集水区为单元评价其生态风险时空变化的研究相对较少 ...

2009

0.0

2008

0.0

王娟, 崔宝山, 刘洁. 云南澜沧江流域土地利用及其变化对景观生态风险的影响[J]. 环境科学学报, 2008, 28(2): 269-277.

[WANG

Juan

, CUI

Bao-shan

, LIU

Jie

, et al.

The impact of land use and its change on ecological risk in the Lancang River watershed of Yunnan Province at the land scape scale.

Acta Scientine Circumstantine, 2008, 28(2): 269-277. ]

GIS spatial analysis was employed to quantitatively study the change of land use in the Lancang River watershed and the transformation of the landscape. TMremote sensing images from 1980, 1992 and 2000 were interpreted algebraically. The assessment quota comprising a landscape disturbance index and a land use sensitivity index, was established on the base of land use change to analyze the temporal and spatial dynamics of ecological risk to landscapes in this region. The results show that the environment has been increasingly disturbed by human activities since 1992 and the transformation rates are comparatively among farmland, forestland and grassland. The changes of land use structure can strongly influence the temporal and spatial distribution of ecological risk. The ecological risk above middle level appears in mid-and downstream and becomes significant from southeast to northwest, increasing dramatically in the areas with high risk index. Due to the varied terrain and topography, the difference of ecological risk to the landscape was significant, showing a 7.5 km auto-correlation range. The ecological risk to landscapes in this region is increasing. Ecological protection and construction should be strengthened in the areas with intermediate ecological risk, so as to promote the sustainable development of the ecological environment and the social economy in the Lancang River watershed.

利用GIS的空间分析功能,对云南澜沧江流域1980年、1992年和2000年3期TM遥感影像解译的土地利用解译数据进行图层代数运算,定量分析了土地利用变化及各种土地利用方式的相互转化关系;在土地利用变化的基础上,以景观干扰指数和土地利用类型的敏感度指数为评价指标,分析了不同研究时段内不同空间范围的景观生态风险变化情况.研究结果表明,自1992年以来该流域生态环境受人类活动干扰增强,耕地、林地、草地三者之间相互转化频率较高;土地利用结构的变化已导致景观生态风险指数发生显著时空差异,中级以上的生态风险主要分布于该流域的中下游,分布范围呈东南向西北方向扩展,风险较高的地区增加幅度较大.受地形、地貌的影响,该区域的景观生态风险各向异性较显著,自相关范围在7.5km之内.澜沧江流域景观生态风险有扩大的趋势,应加强中级以上景观生态风险区域的生态保护与建设,以实现澜沧江流域的生态环境与社会经济的可持续发展.

2002

0.0

1.16

赵哈林, 赵学东, 张同辉, 等. 北方农牧交错带的地理界定及其生态问题[J]. 地球科学进展, 2002. 17(5): 739-747.

[ZHAO

Ha-lin

, ZHAO

Xue-dong

, ZHANG

Tong-hui

, et al.

Boundary line on Agro-pasture Zigzag Zone in North China and its problems on eco-environment.

Advance in Earth Sciences, 2002, 17(5): 739-747. ]

我国北方农牧交错带主要分布于降水量300～450 mm,干燥度1～2的内蒙古高原南缘和长城沿线,其东界和南界为黑龙江的龙江、安达,吉林的乾安和长岭,辽宁的康平、阜新,河北的丰宁、淮安,山西的浑源、五寨,陕西神木、榆林,甘肃环县,宁夏同心;其西界和北界为内蒙古的陈巴尔虎旗、乌兰浩特、林西、多伦、托克托、鄂托克和宁夏盐池.行政区划涉及9省106个旗(县市),总面积654 564 km2.全区耕地总面积804.69万hm2,人均占有耕地0.32 hm2,农、林、牧用地比例为1.0∶1.17∶3.67.主要生态问题为:沙漠化急剧发展、可利用土地资源锐减;草地退化、沙化、盐渍化严重,承载力急剧下降;生态环境恶化,自然灾害频繁.其原因除了受自然不利因素影响和现代人为强烈干扰外,还有沙漠化的历史烙印、现代农牧交错带的北移错位和经济地理三大原因.该区的退化生态治理应注意:大部分地区要逐步用榆、柳、松、杏等乡土树种取代高耗水肥的杨树树种,采取以灌木为主的乔灌草结合的带状造林方式,建立类似原生植被的人工疏林草原植被,充分发挥其生态屏障作用.农业应以发展灌溉农业和保护型农业为主攻方向,改变生产经营方式,大力提高生产水平、防止土地沙漠化.

... 洋河流域地处我国北方农牧交错带,是京津地区生态屏障和重要水源保护地,其生态服务功能变化对京津地区具有重要影响^[4,23] ...

... 2008年土地利用结构面积占有率来看（表2）,洋河流域土地利用结构充分体现农牧交错带半农半牧的特点^[23],耕地和草地面积占研究区总面积的67%以上 ...

2013

0.0

张润森, 濮励杰, 刘振. 土地利用/覆被变化的大气环境效应研究进展[J]. 地域研究与开发, 2013, 32(4): 123-128.

[ZAHNG

Run-sen

, PU

Li-jie

, LIU

Zhen.

Advances in research on atmospheric environment effects of land use and land cover change.

Area Research and Development, 2013, 32(4): 123-128. ]

The important cause of global environmental changes is land use and land cover change (LUCC). As climatic changes are more and more urgent, atmospheric environment effects of LUCC has been becoming the domestic and international cuttingedge and hot topic of global changes. Through analyzing the action mechanism between LUCC and atmospheric environmental system, it was found that LUCC affects atmospheric quality, atmospheric contamination and climate change significantly,especially rapid urbanization induced obvious urban air contamination and heat island effect,while there still remain arguments on climatic effects of LUCC in global scale. Accordingly, some suggestions were put forward that integrated research on land use change science and atmospheric science should be strengthened in order to examine atmospheric environment effects of LUCC in multiscale, and we should emphasize land use strategy and spatial planning from the perspective of atmospheric environment improvement.

土地利用/覆被变化是全球环境变化的重要原因，随着气候变化问题的日益突出，土地利用/覆被变化的大气环境效应已成为国内外全球变化的前沿和热点课题。通过对土地利用/覆被变化对大气环境系统的作用机制分析，认为目前土地利用/覆被变化对大气质量、大气污染以及气候变化产生了重要的影响，尤其随着快速城市化进程的推进，带来了显著的城市空气污染和热岛效应，而土地利用/覆被变化在全球尺度上的气候效应则存在较多的争论。今后应加强土地变化科学和大气科学的融合，从多尺度探讨土地利用/覆被变化的大气环境效应，并注重大气环境改善视角下的土地利用策略和空间规划研究。

... LUCC对大气质量、大气污染以及气候变化产生了重要的影响^[24],洋河地处北京的上风向,在西北气流、偏西气流作用下可将张家口地区的污染物输送到北京^[25,26] ...

2012

0.0

2012

0.0

邵平, 王莉莉, 安俊琳, 等. 河北张家口市大气污染观测研究[J]. 环境科学, 2012, 33(8): 2538-2550.

[SHAO

Ping

, WANG

Li-li

, AN

Jun-lin

, et al.

Observation and analysis of air pollution in Zhangjiakou, Hebei.

Environmental Science, 2012, 33(8): 2538-2550. ]

Zhangjiakou is an important city in the north of Hebei province with rapidly developing industry in recent years,which has little precipitation and a very fragile ecological environment.The observation of atmospheric pollutants was done from December 2009 to November 2010 to illuminate the air pollution situation.The results showed that the annual mean concentration of PM10,the primary pollutant,reached（137±105） μg·m-3,and those of NO,NO2,SO2 and O3 were（8±13）,（30±15）,（19±26） and（54±35） μg·m-3,respectively;The seasonal mean concentrations of NOx and SO2 were highest in winter,with values of（51±35） μg·m-3 and（42±29） μg·m-3,respectively,and lowest in summer,only（28±8） and（4±3） μg·m-3,respectively.For O3,the highest value was recorded in summer,with seasonal mean of（92±40） μg·m-3 and the highest daily maximum hourly concentration of 271 μg·m-3,whereas the lowest seasonal mean value of（34±20） μg·m-3 was obtained in winter.The highest seasonal average PM10 was measured in spring,reaching（144±131） μg·m-3,and lowest in winter,with a value of（130±129） μg·m-3,indicating little seasonal variation of PM10.The rate that PM10 exceeded the National Ambient Air Quality Standard Ⅱ was 28%.The diurnal variations of pollutants in four seasons showed that the average diurnal variations of NOx and PM10 were similar with peaking in early morning and evening,while the peak of SO2 and O3appeared at noon and in the afternoon,respectively.The diurnal variation of air pollutants was significantly affected by the traffic,and the seasonal variation of gas pollutants was significantly affected by coal-fired heating in winter.In summer,the air masses from southeast regions could transport O3 and its precursors to Zhangjiakou.Dust carried by northwestern air masses and local dust with strong winds greatly affected PM10 in Zhangjiakou,and North China Plain was also affected in some degree.

冀北重镇张家口,全年干旱少雨风沙大,自然生态环境极其脆弱,但近年来工业发展极为迅速.为了解张家口市大气污染物浓度水平及季节变化,2009年12月1日～2010年11月30日,利用自动在线仪器对张家口市区大气典型污染物NOx、SO2、O3和PM10进行了连续观测研究.结果表明,张家口市首要污染物为可吸入颗粒物（PM10）,年均质量浓度达（137±105）μg.m-3.NO、NO2、SO2和O3年均质量浓度分别为：（8±13）、（30±15）、（19±26）和（54±35）μg.m-3.NOx和SO2质量浓度冬季最高,分别达（51±35）μg.m-3和（42±29）μg.m-3;夏季最低,分别为（28±8）μg.m-3和（4±3）μg.m-3.O3质量浓度夏季最高,达（92±40）μg.m-3,最高小时均值可达271μg.m-3;冬季最低,为（34±20）μg.m-3.PM10质量浓度春季最高,达（144±131）μg.m-3;冬季最低,为（130±129）μg.m-3,但季节变化不明显.依照国家二级标准PM10日均值超标率为28%.季节统计日变化显示NOx和PM10为早晚双峰型,SO2为午间单峰型,O3为午后单峰型.张家口市区大气污染日变化受到交通源显著影响,气态污染物冬季受取暖燃煤显著影响.夏季东南气流对张家口O3有输送作用,自西北的沙尘及局地扬尘（浮尘）对张家口PM10影响显著,并对华北平原区域造成一定影响.

2013

0.0

1.841

赵岩洁, 李阳兵, 邵景安. 基于土地利用变化的三峡库区小流域生态风险评价——以草堂溪为例[J]. 自然资源学报, 2013, 28(6): 944-956.

[ZHAO

Yan-jie

, LI

Yang-bing

, SHAO

Jing-an.

Ecological risk assessment of small watershed of the Three Gorges Reservoir Area based on land use change—Acase study of Caotang River.

Journal of Natural Resources, 2013, 28(6): 944-956. ]

To reveal the impact of ecological risk of land use change in the small watershed of the Three Gorges Reservoir Area, Caotang River watershed is chosen as the study area. Land use information was obtained from satellite remote sensing TM images of 1990, 2000, 2004 and CBERS data of 2010. The grid by 500 m×500 m was created as the auxiliary evaluation unit, and the GIS technology was employed as the data integration analysis platform. In order to generate the map of land ecological risk in 1990, 2000, 2004 and 2010, the system sampling method and block Kriging were used to make the index a spatial variable. The results indicated that land use reasonable index in the study area increased from 0.78 to 0.81, a rise of 0.03 from 1990 to 2010, appearing first a deteriorating trend and then improved trend, land use structure is reasonable along with contiguous distribution of five ecological risk levels of the study area. Edge of the study area is at low risk, the closer the distance, the higher the level of risk of the center of the study area. Regional ecological risk distribution patterns have obvious space correlation with arable land and water distribution area. Five types of ecological risk are mainly concentrated on the slopes of 15°-25° and >25° and at elevations of 500-1000 m and 1000-1500 m. Ecological risk appears first a deteriorating trend and then improved trend. The largest area of ecological risk is at lower level risk in 1990 and 2010 of the study area, accounting for 28.23% and 37.41% of the total area; in 2000 and 2004, the largest area of ecological risk is at high level risk, accounting for 26.29% and 35.54% respectively. The study revealed the main reason for the temporal and spatial variation of the Caotang River Small Watershed Ecological Risk is the constraint of natural conditions and control of human factors. The natural conditions are the incentives and human factors control is the main reason. Type of land use changes is the most important impact of changes on ecological risk factors. Finally we put forward some countermeasures for temporal and spatial variation of regional ecological risk. Specific measures include to find out the optimal combination of land-use types with improved unreasonable land-use types, to improve the stand structure, vigorously transformation of coniferous forest and shrub replanting made mixed coniferous forest; we should undertake unitive reasonable planning and management for land use which was closed with Hydro-Fluctuation Belt area while considering the water environmental pollution and soil erosion problems as a whole.

1. College of Geography and Tourism, Chongqing Normal University, Chongqing 400047, China; 2. The Key Laboratory of GIS Application Research, Chongqing Normal University, Chongqing 400047, China

为揭示三峡库区小流域土地利用变化对生态风险的影响,选择草堂溪小流域作为研究区,以1990、2000、2004和2010年4期TM和CBERS影像获取草堂溪小流域土地利用信息,以500 m×500 m为基本单位,制作格网作为辅助评价单元,借助GIS技术为数据分析平台,对土地生态风险指数进行空间插值,生成1990、2000、2004和2010年4期生态风险分级图。结果表明:1990—2010年研究区土地利用相对合理指数上升0.03;研究区5种风险等级连片分布,与耕地和水域分布区域具有显著的空间相关性,5种生态风险等级主要集中在15~25°和>25°坡度带上以及500~1 000 m和1 000~1 500 m两个高程带上;研究区生态风险呈现先恶化后好转的趋势,较低风险等级面积在1990和2010年最大,分别占研究区总面积的28.23%和37.41%,2000和2004年高风险等级面积最大,分别为29.69%和35.54%。研究得出草堂溪小流域生态风险时空变化原因主要为自然条件限制和人为因素控制。针对研究区生态风险时空变化特征提出调控对策,具体有:进行最优土地利用组合类型搭配,调整不合理土地利用类型,改良林分结构;对流域近消落带部位的土地利用在统筹考虑水环境污染治理和土壤侵蚀问题的同时进行统一合理规划管理。

... 2 风险小区的划分为提高估算生态风险指数的精确度,并将其进行可视化表达,本研究参照国内相关研究成果^[27],根据景观生态学理论确定景观生态样方面积^[28],将研究区划分为6 km#cod#x000D7 ...

... 生态风险指数的空间分布格局变化受自然因素如海拔和坡度的诱导以及人为因素的影响^[27],在洋河流域表现为：海拔在500~1 500 m、坡度较小的洋河发源地、洋河干流以及干流两侧一级支流平坦地区分布着多数耕地和草地,时农时牧的人为活动频繁,生态风险相对较大 ...

1996

3.574

0.0

2004

0.0

2.498

范一大, 史培军, 辜智慧, 等. 行政单元数据向网格单元转化的技术方法[J]. 地理科学, 2004, 24(1): 105-108.

[FAN

Yi-da

, SHI

Pei-jun

, GU

Zhi-hui

, et al.

A method of data girding from administration cell to girding cell.

Scientia Geographica Sinica, 2004, 24(1): 105-108. ]

Data gridding is a fundamental work to plot map, calculate for science and realize the spatial model. In this paper, a new method of spatial data transform from administration cell to gridding cell is presented and realized with a case of population data, supporting with ARC/INFO software. As a result, the spatial distribution of social and economic data what gridding cells express is closer to fact than what administration cells do. With the spatial resolution of gridding cells improved and the spatial scale of administration cell increased, this method of data gridding will have a more satisfied effect. Furthermore, it can be applied for data gridding from other statistics cell including remote sensing data to gridding cell.

数据网格化是图形绘制、科学计算和空间模型实现的基础工作。文章提出了空间数据从行政单元向网格单元转化的技术方法,在ARC/INFO软件的支持下,以人口数据为例,实现了这一方法。结果表明:利用网格单元表达社会、经济数据的空间分布,比用行政单元本身更接近于实际。如果提高网格单元的分辨率和行政单元数据的空间尺度,网格化的结果就会达到更加令人满意的效果。而且这种方法也可以用于其它统计单元数据(包括遥感数据)向网格单元的转化。

... 利用景观生态风险模型计算每一单元样地内各类景观的综合生态风险指数^[29] ...

2013

1.998

0.0

... 景观干扰度指数表达式^[30]见表1 ...

2004

3.188

0.0

... 2的权值^[31] ...

2001

0.0

王存美. 张家口市人口、资源、环境及可持续发展研究[J]. 河北建筑工程学院学报, 2001, 19(1): 74-79.

[WANG

Cun-mei.

The research on the population, natural resources, environment and sustainability development of Zhangjiakou.

Journal of Hebei Institute of Architectural Engineering, 2001, 19(1): 74-79. ]

论述了可持续发展概念,着重就张家口市人口、资源、环境间相互关系的现状分析,及张家口市实现人口、资源、环境的可持续发展战略对策进行了分析.

... 081%,原因如下：洋河流经张家口相关区县的人口从20世纪80年代中期的约250万增加到2008年末的305万,而在80年代末至90年代初期增加速率较快^[32] ...

... 一期、二期工程陆续开始,很快在内蒙古高原南部和冀北山地地区形成了林网,使洋河流域林地面积增加^[32,36] ...

2012

0.0

0.468

王宏, 王秀丽, 张文龙, 等. 张家口44年气候变化特征分析[J]. 安徽农业科学, 2012, 40(28): 13883-13885.

[WANG

Hong

, WANG

Xiu-li

, ZHANG

Wen-long

, et al.

Analysis on the characteristics of climate change in Zhangjiakou city in recent 44 year.

Journal of Anhui Agricultural Sciences, 2012, 40(28): 13883-13885. ]

利用张家口站1966 ～ 2009年的气温、降水、风速资料及近几年自动站资料,采用基本统计量分析和Mann - Kendall突变检验等方法,对张家口市44年来气候变化特征进行了统计分析.结果表明,44年来张家口年、季平均气温呈显著上升趋势；年、季降水量为减少趋势,但趋势并不明显；年、季平均风速有显著减小趋势,但主导风向来发生改变;气温和风速在1986年发生突变.

... 898 mm/10 a^[33] ...

2008

0.0

... 人口增加和气候暖干化使得靠雨水补给的河流地表蓄水量减少,水域面积萎缩,无规划开垦耕地、过度放牧等一些广种薄收的生存方式盛行,使得农牧交错带的沙漠化土地急速增加^[34] ...

2007

0.0

1.16

邵景安, 李阳兵, 魏朝富, 等. 区域土地利用变化驱动力研究前景展望[J]. 地球科学进展, 2007, 22(8): 798-809.

[SHAO

Jing-an

, LI

Yang-bing

, WEI

Chao-fu

, et al.

The drivers of land use change at regional scale assessment and prospect.

Advances in Earth Science, 2007, 22(8): 798-809. ]

This paper reviews the research on the drivers of regional land use change. The study of regional land use change drivers is to reveal the real motivation behind the land use change and its interacting mechanism in the aspect of the typical region, so as to simulate and predict the process of land use change. Presently, studies rooting from different natural and socioeconomic backgrounds, and from different scales, have deepened the understanding and cognition of regional land use change driving forces. In order to confirm the fit quantifiable index to embody the driving effect of outer driving factor, the study in the future need to be related with a special region determined by the selforganization of land use system and the complexity of its inner driving forces function. To comprehensively identify the driving factor of land use system under the control of different states and its multiple spatialtemporal scales domino effect, and to establish the regional land use change dynamic models of comprehensive simulation, will reduce the situation of land use system impacted by critical threshold and break. Providing a scientific understanding of the causes and process of regional land use change, the measurements of how, why and where' of current or future changes in regional land use, the impacts of different land use decisions, and the ways that decisions are affected by a changing environment and increasing ecological variability are priority areas for research: (1) identification of divers of regional land use change and scale dependency of their effects; (2) contribution quantification of drivers of regional land use change and their nonuniform distributions in specific region; and (3) incorporation of biophysical feedbacks in land use change models. These issues are very basic. The incorporation of dynamic feedbacks between changing regional land use and changing environmental conditions and vice versa, therefore needs to focus on solving these problems. These findings will be useful to supply fine ground and knowledge for establishing appropriate land use practices, and be important policy implications for the promotion of environmentally and economically sound land use.

区域土地利用变化驱动力研究旨在从典型区域角度揭示土地利用变化背后的真正动因及其作用机理，进而动态模拟、预测区域土地利用变化过程。土地利用系统的自组织性及其内驱动因子作用的复杂性，决定了其研究必须与某一特定区域相联系，以便确定合适的可定量指标来体现外生驱动因子的驱动效果。系统地识别土地利用系统在不同控制状态下的驱动因子及其多种时空尺度效应，建立具有综合模拟的区域土地利用变化动态模型，能减少土地利用系统通常受临界值域和突变所左右的局面。区域土地利用变化驱动因子识别、区域土地利用变化驱动机制分析、区域土地利用变化驱动过程模拟等的研究现状表明，为更好地理解区域土地利用变化的机制和原因，测度现有及未来土地利用变化的速率、过程和地点，支持政府相关决策的制定与实施，促使区域土地利用变化向有利于人类的方向发展,区域土地利用变化驱动力分析应优先考虑以下研究领域：①驱动力因子识别及其作用效应的尺度依赖性；②驱动力因子的贡献量化及其在具体区域的非均一分布；③驱动力因子作用过程的自然反馈机制模型化。

... 90年代初随国家城乡二元户籍政策的松动,非农人口增加,城镇工矿用地面积增加,农村弃耕撂荒等现象增多,导致耕地面积减少,未利用地面积剧增^[35] ...

... ^[35]政策遏制了洋河流域耕地和草地减少的趋势 ...

0.0

0.242

王占国. 怀安县林业可持续发展的思考与对策[J]. 河北林业科技, 2000(6): 33-36.

[WANG

Zhan-guo.

Thinking and Measures for the sustainable development of forestry in Huaian county. Hebei Forestry Science and Technology, 2000(6): 33-36. ]

根据怀安县的立地、自然条件 ,总结了“三北”防护林工程建设以来的发展现状 ,提出了全县林业发展的构想、存在问题及对策

... 一期、二期工程陆续开始,很快在内蒙古高原南部和冀北山地地区形成了林网,使洋河流域林地面积增加^[32,36] ...

... 怀安县地处冀西北丘陵山区,海拔多在800 m以上,坡度相对较大,植被稀少、干旱少雨、灾害频繁^[36],也是东、西、南洋河汇流处,原本脆弱的生态环境易受外界因子干扰,波动性较大 ...

... 50%,生态环境明显好转^[36] ...

0.0

... 尽管70年代兴起营造防护林,但在后期的维护和保护方面做得不够充分^[37],导致洋河流域林地在90年代末面积萎缩 ...

2013

0.0

2010

0.0

... 改革开放以来,张家口市、宣化县、下花园区和怀来县工业发展导致洋河流域污染严重,影响到流域和官厅水库的水质,引起国家的高度重视,90年代中后期首都北京为保护水源地而制定了限制水源地包括洋河流域尤其是张家口的经济发展政策,对其发展进行生态补偿,生态环境逐渐趋向好转^[39,40] ...

2011

0.0

... 作为离河流较远的张北县、崇礼县、宣化县周边、涿鹿县南部、怀安县与张家口市部分区域,均属于洋河一二级支流的中上游地段（图1）,海拔多在1 000 m以上,地形多为山地和丘陵,林草覆盖率较高,人口密度小^[41],土地开发利用程度远低于洋河干流两侧平坦地带,人为活动对景观干扰程度较轻,景观破碎度小,整体景观生态风险低于其他区域 ...

... 93%,特别是2004年以来,人口呈直线上升,耕地数量增加^[41] ...