面向评估时段的生物多样性保护成效空间对比评估方法

摘要

面向评估时段的生物多样性保护成效空间对比评估方法，它涉及一种生物多样性保护成效对比评估方法。本发明是为了解决现有生物多样性保护成效对比评估方法无法实现评估目标时段的保护成效空间对比评估的技术问题。本发明方法：步骤一、生境质量参照基准构建；步骤二、评估时段的相对生境质量指数计算。本发明实现了生物多样性保护成效空间对比评估。本发明属于生物多样性保护成效空间对比评估领域。

说明书

技术领域

本发明涉及一种生物多样性保护成效对比评估方法。

背景技术

生物多样性保护成效的空间对比评估是国家有效实施生态补偿政策的基础性工作，它对于国家生态安全保障具有十分重要的意义。专利号为CN201810146386.5、发明名称《基于参照基准的湿地生物多样性保护成效区域对比评估方法》的专利，在构建参照基准基础上，将评估区的生境质量指数与之相减，生成相对生境质量指数，可以实现生物多样性保护成效的区域对比评估。

然而，生态补偿工作实际需要某一时段保护成效对比评估，上述相对生境质量指数只能反映由原始状态到评估时刻的整个时间区间的生物多样性保护成效的区域差异状况，却无法体现某一评估时段的生物多样性保护成效的空间差异。因此，构建可以反映某一时段的相对生境质量指数对生物多样性保护成效空间对比评估更为重要。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有生物多样性保护成效对比评估方法无法实现评估目标时段的保护成效空间对比评估的技术问题，提供了一种面向评估时段的生物多样性保护成效空间对比评估方法。

面向评估时段的生物多样性保护成效空间对比评估方法如下：

一、确定参照区、构建生境质量参照基准；

二、评估时段的相对生境质量指数计算：

基于InVEST模型计算得到评估时段起始时刻a的生境质量栅格数据和终止时刻b的生境质量栅格数据；在GIS软件环境下，分别对两期生境质量栅格数据进行区域平均处理，得到评估区的起始时刻生境质量指数和终止时刻生境质量指数；

将评估时期起始时刻生境质量指数和终止时刻生境质量指数分别与生境质量参照基准差值计算，获得起始时刻相对生境质量指数和终止时刻相对生境质量指数；

利用公式通过起始时刻相对生境质量指数和终止时刻相对生境质量指数进行相减，获得评估时段的相对生境质量指数，计算公式如下：

RHQ

式中，RHQ

评估时段的相对生境质量指数可以实现目标时段的生物多样性保护成效空间对比评估，评估标准为：参照区看作是一定空间范围内生态环境最优区域，生境质量参照基准是参照区在一定时间范围内生态环境最优水平，基于生境质量参照基准获得的相对生境质量指数可以用于生物多样性保护成效空间对比评估。

步骤一所述构建生境质量参照基准方法如下：

确定参照区，提取多个时期参照区的土地利用栅格数据；基于InVEST模型计算多个时期参照区的生境质量栅格数据；在GIS软件环境下，分别对每个时期的生境质量栅格数据进行区域平均处理，得到多期生境质量指数，选取最大值作为生境质量参照基准。

所述栅格大小为1km。

步骤一所述参照区为严禁人类活动、保护强度最大、仅受到自然因素影响的区域，代表该区域生态环境本底状况。

本发明实现了生物多样性保护成效空间对比评估。

具体实施方式

本发明技术方案不局限于以下所列举具体实施方式，还包括各具体实施方式间的任意组合。

具体实施方式一：本实施方式面向评估时段的生物多样性保护成效空间对比评估方法如下：

一、确定参照区、构建生境质量参照基准；

二、评估时段的相对生境质量指数计算：

基于InVEST模型计算得到评估时段起始时刻a的生境质量栅格数据和终止时刻b的生境质量栅格数据；在GIS软件环境下，分别对两期生境质量栅格数据进行区域平均处理，得到评估区的起始时刻生境质量指数和终止时刻生境质量指数；

将评估时期起始时刻生境质量指数和终止时刻生境质量指数分别与生境质量参照基准差值计算，获得起始时刻相对生境质量指数和终止时刻相对生境质量指数；

利用公式通过起始时刻相对生境质量指数和终止时刻相对生境质量指数进行相减，获得评估时段的相对生境质量指数，计算公式如下：

RHQ

式中，RHQ

评估时段的相对生境质量指数可以实现目标时段的生物多样性保护成效空间对比评估，评估标准为：参照区看作是一定空间范围内生态环境最优区域，生境质量参照基准是参照区在一定时间范围内生态环境最优水平，基于生境质量参照基准获得的相对生境质量指数可以用于生物多样性保护成效空间对比评估。

具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤一所述构建生境质量参照基准方法如下：

确定参照区，提取多个时期参照区的土地利用栅格数据；基于InVEST模型计算多个时期参照区的生境质量栅格数据；在GIS软件环境下，分别对每个时期的生境质量栅格数据进行区域平均处理，得到多期生境质量指数，选取最大值作为生境质量参照基准。其他与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是所述栅格大小为1km。其他与具体实施方式一或二相同。

具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三不同的是步骤一所述参照区为严禁人类活动、保护强度最大、仅受到自然因素影响的区域，代表该区域生态环境本底状况。其他与具体实施方式一至三相同。

采用下述实验验证本发明效果：

实验一：

面向评估时段的生物多样性保护成效空间对比评估方法(1990—2015年生物多样性保护成效空间对比评估方法)按照以下步骤进行：

一、确定参照区、构建生境质量参照基准：

首先，确定滇西山地和西鄂尔多斯-贺兰山-阴山重要生态功能区内部的国家自然保护区核心区作为参照区，获取1990、2000、2010及2015年核心区的土地利用栅格数据；其次，在InVEST模型软件中，分别将多个时期核心区的生态用地栅格数据及其生境适宜度因子权重与威胁敏感度量化表、生态威胁因子栅格数据及其威胁度因子权重表数据输入，输出四期自然保护区核心区的生境质量栅格数据；再次，在ArcGIS软件环境下，分别对每个时期的生境质量栅格数据进行区域平均处理，获取到多期生境质量指数(表1)；最后，从中提取出生境质量指数最大值作为生境质量参照基准，两个重要生态功能区的生境质量参照基准分别为0.925与0.496。

表1参照区历年生境质量指数

二、评估时段的相对生境质量指数计算：

在InVEST模型软件中，分别将1990年和2015年滇西山地和西鄂尔多斯-贺兰山-阴山重要生态功能区的生态用地栅格数据及其生境适宜度因子权重与威胁敏感度量化表、生态威胁因子栅格数据及其威胁度因子权重表数据输入，输出两期两个重要生态功能区的生境质量栅格数据；在ArcGIS软件环境下，对生境质量栅格数据进行区域平均处理，获得两个重要生态功能区1990年和2015年的生境质量指数(表2)。

表2 1990和2015年重要生态功能区生境质量指数

在Excel软件中，将1990年和2015年的生境质量指数分别与生境质量参照基准指数差值，得到滇西山地和西鄂尔多斯-贺兰山-阴山重要生态功能区两个时期的相对生境质量指数(表3)。

表3 1990和2015年重要生态功能区相对生境质量指数

利用公式通过起始时刻相对生境质量指数和终止时刻相对生境质量指数进行相减，获得评估时段的相对生境质量指数，计算公式如下：

RHQ

式中，RHQ

将1990年和2015年的相对生境质量指数差值，得到1990—2015年滇西山地重要生态功能区相对生境质量指数为-0.005，西鄂尔多斯-贺兰山-阴山重要生态功能区相对生境质量指数为-0.016。

由此可见，1990—2015年时段内两个重要生态功能区的生境质量指数均表现为下降趋势，其中，西鄂尔多斯-贺兰山-阴山重要生态功能区在生物多样性保护方面的工作成效比滇西山地重要生态功能区差。