地球信息科学学报 ›› 2021, Vol. 23 ›› Issue (3): 456-466.doi: 10.12082/dqxxkx.2021.200278
张泽1,2,4(), 胡宝清1,2,3,*(
), 丘海红1,2,4, 邓雁菲1,2,4
收稿日期:
2020-06-03
修回日期:
2020-08-30
出版日期:
2021-03-25
发布日期:
2021-05-25
通讯作者:
*胡宝清(1966- ),男,江西临川人,博士,研究方向为脆弱环境演变与整治。E-mail: hbq1230@gxtc.edu.cn作者简介:
张 泽(1996- ),男,内蒙古乌兰浩特人,硕士生,研究方向为地理信息技术。E-mail: 3014930258@qq.com
基金资助:
ZHANG Ze1,2,4(), HU Baoqing1,2,3,*(
), QIU Haihong1,2,4, DENG Yanfei1,2,4
Received:
2020-06-03
Revised:
2020-08-30
Online:
2021-03-25
Published:
2021-05-25
Supported by:
摘要:
为揭示生态环境脆弱性的时空分异和驱动因子,本研究在山江海视角下,以桂西南喀斯特-北部湾海岸带为典型研究区,运用空间主成分分析法,地理探测器模型,结合生态环境脆弱性综合指数,系统分析桂西南喀斯特-北部湾海岸带生态环境脆弱性的时空分异特征及驱动机制。结果表明:① 研究区2008、2013、2018年脆弱性指数分别为0.54、0.61、0.69,多年平均值为0.61,整体处于中度脆弱,在空间上,由城市中心向四周逐渐降低的趋势;在时间上,生态环境脆弱等级呈微恶化趋势; ② 在单因子作用中6个驱动因子对生态环境脆弱性的解释力强度为汛期降雨量(0.457)>植被覆盖度(0.384)>高温季节温度(0.311)>废水入海量(0.248)>NPP(0.184)>人口密度(0.036)。在多因子交互中,只有汛期降水量和NPP, NPP和高温季节温度、废水入海量和NPP呈非线性增强,其余的交互作用均为双线性增强,而且汛期降水量和植被覆盖度的单因子影响较强,交互作用后影响也是最强(0.679),说明了汛期降水量和植被覆盖度为该区域的主要驱动因子。
张泽, 胡宝清, 丘海红, 邓雁菲. 桂西南喀斯特-北部湾海岸带生态环境脆弱性时空分异与驱动机制研究[J]. 地球信息科学学报, 2021, 23(3): 456-466.DOI:10.12082/dqxxkx.2021.200278
ZHANG Ze, HU Baoqing, QIU Haihong, DENG Yanfei. Spatio-temporal Differentiation and Driving Mechanism of Ecological Environment Vulnerability in Southwest Guangxi Karst-Beibu Gulf Coastal Zone[J]. Journal of Geo-information Science, 2021, 23(3): 456-466.DOI:10.12082/dqxxkx.2021.200278
表1
桂西南喀斯特-北部湾海岸带生态环境脆弱性评价指标体系
目标层 | 指标层 | 指标计算说明 |
---|---|---|
生态环境脆弱性评价指标 | 高程 | 裁剪、数据转换、分区统计 |
地形起伏度 | 高程数据模型得到地形起伏度、分区统计 | |
水土流失面积 | 统计数据 | |
植被覆盖度 | 最大合成法(MVC)合成为年数据、分区统计 | |
废水入海量 | 统计数据 | |
废水排放量 | 统计数据 | |
汛期降水量 | 反比距离权重法(IDW)进行插值 | |
高温季节温度 | 克里金法(Kriging)进行插值 | |
人口密度 | 区域人口数量/区域土地总面积 | |
人均海岸带面积 | 海岸带人口数量/海岸带土地总面积 | |
人均耕地面积 | 区域人口数量/区域耕地面积 | |
净初级生产力(NPP) | 提取、图像镶嵌、裁剪、数据转换、投影转换 | |
经济密度 | 区域国民生产总值/区域土地总面积 | |
海岸带经济密度 | 海岸带国民经济生产总值/海岸带土地总面积 |
表3
桂西南喀斯特-北部湾海岸带2008、2013、2018年主成分信息表
年份 | 主成分系数 | 主成分 | ||||
---|---|---|---|---|---|---|
PC1 | PC2 | PC3 | PC4 | PC5 | ||
2008 | 特征值λ | 0.04263 | 0.02768 | 0.01454 | 0.00565 | 0.00129 |
贡献率/% | 41.95250 | 26.57840 | 12.21970 | 4.15090 | 4.01350 | |
累计贡献率/% | 41.95250 | 68.53090 | 80.75030 | 84.90150 | 88.91500 | |
2013 | 特征值λ | 0.04629 | 0.02459 | 0.01359 | 0.00676 | 0.00193 |
贡献率/% | 44.43210 | 23.16610 | 11.34610 | 5.25850 | 1.53820 | |
累计贡献率/% | 44.43210 | 67.59820 | 78.99430 | 84.25280 | 85.79100 | |
2018 | 特征值λ | 0.03954 | 0.02267 | 0.01428 | 0.00971 | 0.00565 |
贡献率/% | 38.36110 | 21.67230 | 13.88610 | 8.78620 | 6.99840 | |
累计贡献率/% | 38.36110 | 60.03340 | 73.91950 | 82.70570 | 91.75730 |
表4
桂西南喀斯特-北部湾海岸带生态环境脆弱性分级标准
脆弱性等级 | 生态环境脆弱性指数标准化值 | 脆弱程度 | 生态特征 |
---|---|---|---|
Ⅰ | <0.2 | 潜在脆弱 | 生态系统结构完整,无生态异常出现,服务功能很好,承受生态压力小,对各类干扰敏感性弱 |
Ⅱ | 0.2~0.4 | 微度脆弱 | 生态系统结构较为完善,存在潜在的生态异常,服务功能良好,承受生态压力较小,对各类干扰敏感性较弱 |
Ⅲ | 0.4~0.6 | 轻度脆弱 | 生态系统结构尚可维持,出现少量生态异常,服务功能退化,承受生态压力接近阈值,对各类干扰敏感性中等 |
Ⅳ | 0.6~0.8 | 中度脆弱 | 生态系统结构出现缺陷,生态异常较多,服务功能不全,承受生态压力较大,对各类干扰敏感性较强 |
Ⅴ | >0.8 | 重度脆弱 | 生态系统功能退化严重,生态异常集中连片出现,服务功能完全丧失,承受生态压力大,对各类干扰敏感性强 |
表5
各因子交互探测结果
X1∩X2 | P(X1∩X2) | 判断 | 交互作用 |
---|---|---|---|
汛期降水量∩植被覆盖度 | 0.679 | P(X1∩X2)>max(P(X1),P(X2)) | 双线性增强 |
汛期降水量∩高温季节温度 | 0.607 | P(X1∩X2)>max(P(X1),P(X2)) | 双线性增强 |
汛期降水量∩废水入海量 | 0.541 | P(X1∩X2)>max(P(X1),P(X2)) | 双线性增强 |
汛期降水量∩NPP | 0.648 | P(X1∩X2)>P(X1)+P(X2) | 非线性增强 |
汛期降水量∩人口密度 | 0.433 | P(X1∩X2)>max(P(X1),P(X2)) | 双线性增强 |
植被覆盖度∩高温季节温度 | 0.442 | P(X1∩X2)>max(P(X1),P(X2)) | 双线性增强 |
植被覆盖度∩废水入海量 | 0.429 | P(X1∩X2)>max(P(X1),P(X2)) | 双线性增强 |
植被覆盖度∩NPP | 0.406 | P(X1∩X2)>max(P(X1),P(X2)) | 双线性增强 |
植被覆盖度∩人口密度 | 0.327 | P(X1∩X2)>max(P(X1),P(X2)) | 双线性增强 |
高温季节温度∩废水入海量 | 0.453 | P(X1∩X2)>max(P(X1),P(X2)) | 双线性增强 |
高温季节温度∩NPP | 0.537 | P(X1∩X2)>P(X1)+P(X2) | 非线性增强 |
高温季节温度∩人口密度 | 0.233 | P(X1∩X2)>max(P(X1),P(X2)) | 双线性增强 |
废水入海量∩NPP | 0.479 | P(X1∩X2)>P(X1)+P(X2) | 非线性增强 |
废水入海量∩人口密度 | 0.247 | P(X1∩X2)>max(P(X1),P(X2)) | 双线性增强 |
NPP∩人口密度 | 0.108 | P(X1∩X2)>max(P(X1),P(X2)) | 双线性增强 |
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