西部典型牧区生态环境影响因子与综合评价研究

摘要

我国西部牧区生态环境的可持续发展对边疆稳定和民族团结具有重要意义。针对我国西部牧区生态环境存在的问题，本文选取内蒙古自治区鄂托克旗、甘肃省肃南裕固族自治县、青海省乌兰县作为西部典型研究区，分析研究区生态环境自然类和人类活动类影响因素，采用加权求和模型和相关系数法对研究区土壤质量进行定量评价，运用PSR概念框架模型构建西部典型牧区生态环境评价指标体系，基于专家咨询法和层次分析法确定指标权重，采用综合加权模型计算西部典型牧区态环境健康值，建立西部牧区生态环境可持续利用优化模型，主要研究结果如下： (1)针对研究区生态环境健康问题，从地形地貌、气象、土壤及植被四个方面共23个因子分析了研究区生态环境自然影响因子。结果表明：三大典型研究区境内地形位指数均值均大于0.55。从空间分布来看，鄂托克旗西北部、肃南县南部以及乌兰县除盆地外其余地区坡度大、高程高，地形位指数较大：2001-2018年，三大研究区年均降水量和温度均有所上升，总体来看降水距平百分率指数负距平频率高于正距平；三大研究区土壤紧实、荒漠化严重、含水量低、养分含量低且均伴随不同程度的盐碱化：2010-2015这6年间鄂托克旗平均植被覆盖度为0.47，肃南县为0.35、乌兰县为0.37。从时间分布来看，鄂托克旗植被覆盖度随时间有减小趋势，肃南县、乌兰县植被覆盖度较为稳定。从空间分布来看，受气候因素影响，三个研究区西部植被覆盖度均明显低于东部。 (2)从水资源生态承载力、土地利用及社会经济三个方面共19个因子分析了研究区人类活动类生态环境影响因子。结果表明：农业用水足迹是西部典型牧区水资源生态足迹主要构成部分。近年来西部典型牧区万元GDP生态足迹基本呈现随时间逐年下降趋势，鄂托克旗和乌兰县2014-2017年人均水资源生态赤字平均值分别为1.887、2.821hm2/人，水资源生态赤字严重，水资源生态压力指数均大于l，未能实现水资源可持续利用：鄂托克旗、肃南县和乌兰县土地利用程度年变化率分别为0.34、0.17和0.31%，土地利用均处于发展趋势，但利用程度不高，2005～2015年间垦殖指数和人均耕地面积大体均呈稳中升态势；2005～2015年间，西部典型牧区主要经济影响因子大体呈逐年增加趋势，自增率均为正值，其余社会影响因子基本呈现波动变化趋势。 (3)以研究区10项实测土壤指标为载体，结合相关系数法和加权求和模型计算各研究区土壤质量综合值。西部典型牧区土壤质量现状整体表现为：乌兰县>肃南县>鄂托克旗，鄂托克旗和肃南县表层（0-20cm）和亚表层（20-40cm）土壤质量指数相差不大，乌兰县表层土壤质量指数均值明显大于亚表层。受气候因素影响，研究区2018年4月土壤质量指数均大于2017年11月。从空间上看，鄂托克旗东部土壤质量状况较好，西部质量较差；肃南县研究区内中部地区有机质、速效钾含量高，土壤含盐量小，土壤盐碱化程度低，乌兰县北部和东部土壤状况较好，中南部土壤质量较差。土壤质量指数主要受地形、气候、植被等影响。 （4）运用PSR概念模型构建的西部牧区生态环境可持续利用优化模型，能够较为准地评价西部典型牧区生态环境健康状况。结果表明：2010~2015年，鄂托克旗生态环境健康值呈现“高升高落”态势，在2014~2015年趋于稳定，处于中等生态健康水平；肃南县生态环境健康值基本呈现递减趋势，主要原因为人口增多，牲畜养殖头数增大以及旅游人口暴增，导致生态环境压力增大，健康值降低；乌兰县2014~2015年生态环境健康值增加速率最大，2015年为高水平生态健康状态，与2010年相比，生态环境健康值显著增加的主控因素为农牧民收入和植被覆盖度。

目录

1 绪论

1.1 研究目的及意义

1.2 国内外研究进展

1.2.1 生态环境的内涵

1.2.2 生态环境评价研究进展

1.2.3 牧区生态环境评价研究进展

1.2.4 评价指标体系研究

1.2.5 评价方法研究

1.3 研究内容与技术路线

1.3.1 主要研究内容

1.3.2 技术路线

2 研究区概况与研究方法

2.1 研究区概况

2.1.1 地理位置

2.1.2 地貌特征

2.1.3 气候水文

2.1.4 土壤植被

2.1.5社会经济现状

2.2 数据来源与数据处理

2.2.1 数据来源

2.2.2 数据处理

2.3 生态环境主要影响因素

2.3.1 地形地貌因子

2.3.2 气象因子

2.3.3 土壤理化性质因子

2.3.4 植被因子

2.3.5 水资源生态承载力因子

2.3.6 土地利用程度因子

2.3.7 社会经济因子

2.4 评价指标体系的确定

2.4.1 评价指标体系确定原则

2.4.2 评价指标体系构建方法

2.5 评价方法

2.5.1 土壤质量评价方法

2.5.2 生态环境健康评价方法

3 西部典型牧区生态环境自然类影响因子分析

3.1 地形地貌因子分析

3.1.1 坡度

3.1.2 坡向

3.1.3 地形位指数

3.2 气象因子分析

3.2.1 年均降水量

3.2.2 年均气温

3.2.3 年均蒸散量

3.2.4 干旱指数

3.3 土壤理化性质因子分析

3.3.1 土壤容重和总孔隙度变化特征

3.3.2 土壤机械组成变化特征

3.3.3 土壤含水率变化特征

3.3.4 土壤水气热参数统计分析和空间分布特征

3.3.5 土壤有机质变化特征

3.3.6 土壤pH变化特征

3.3.7 土壤速效钾变化特征

3.3.8 土壤无机氮变化特征

3.3.9 土壤有效磷变化特征

3.4 植被因子分析

3.5 本章小结

4 西部典型牧区生态环境人类活动类影响因子分析

4.1 水资源生态承载力因子分析

4.1.1 水资源生态足迹变化分析

4.1.2 水资源生态足迹评价因子分析

4.2 土地利用因子分析

4.2.1 土地利用现状分析

4.2.2 土地利用数量和结构变化分析

4.2.3 土地利用程度变化分析

4.2.4 垦殖指数

4.2.5 人均耕地面积

4.3 社会经济影响因子分析

4.3.1 社会影响因子

4.3.2 经济影响因子

4.4 本章小结

5 西部典型牧区生态环境综合评价

5.1 土壤质量评价及时空分布

5.1.1 土壤质量评价指标相关性分析及权重确定

5.1.2 土壤质量综合评价结果及时空分布

5.2 西部典型牧区生态环境健康评价

5.2.1 评价指标体系构建—PSR法

5.2.2 数据标准化与指标权重确定

5.2.3 评价标准的确定

5.3西部典型牧区生态环境健康时间变化分析

5.3.1 生态环境压力分析

5.3.2 生态环境状态分析

5.3.3 生态环境响应分析

5.3.4 生态环境健康分析

5.4 西部典型牧区生态环境保护和发展措施

5.4.1 加大节水措施

5.4.2 加强水土流失治理

5.4.3 加强草畜平衡发展

5.4.4 促进现代农牧业产业发展

5.5 本章小结

6 主要结论与有待深入研究的问题

6.1 主要结论

6.2 存在问题及展望

致谢

参考文献

攻读学位期间主要研究成果