特殊区域生态敏感性研究（三峡库区）毕业论文
2020-02-15 10:02
摘 要
本次研究以三峡库区丰都县为例，选择了水土流失、土地覆盖、生境敏感性三点作为评价生态敏感性的指标，对丰都县内部分村镇进行生态敏感性分析，将丰都县研究区域的生态敏感性分为不敏感、轻度敏感、中度敏感、高度敏感和极敏感。分析主要采用的是传统的层次分析法，在确定指标权重时使用熵权物元模型结合层级分析法替换了特尔斐方法，避免了权重判定的主观性。研究中使用层次分析法结合特尔斐法再次计算权重，以此验证两类方法之间是否具有相互替换的可能性。
研究结果显示：双路镇生态敏感性等级为极度敏感；名山街道、树人镇、龙孔镇、三合街道生态敏感性等级为高度敏感；虎威镇生态敏感性等级为中度敏感；十直镇、湛普镇、高家镇三镇生态敏感性等级为轻度敏感；兴义镇的生态敏感性指数最低，等级划分为不敏感。在空间分布上大体上呈现由东至西生态敏感性指数逐渐上升的特点。
关键词：生态敏感性；熵权物元模型；三峡区域；土地评价；特尔斐法
Abstract
aking Fengdu County, a special area of the Three Gorges as an example, this study selected three points of soil erosion, land cover and habitat sensitivity as indicators for evaluating ecological sensitivity, and analyzed the ecological sensitivity of some villages and towns in Fengdu County. The ecological sensitivity of the county study area is divided into insensitive, mildly sensitive, moderately sensitive, highly sensitive and extremely sensitive. The analysis mainly adopts the traditional analytic hierarchy process. When determining the weight of the index, the entropy weight matter element model is combined with the hierarchical analysis method to replace the Delphi method, which avoids the subjectivity of the weight determination. This study uses both analytic hierarchy process and Delphi method to calculate the weight again, and hopes to verify whether there is a possibility of mutual substitution between the two types of methods, so that appropriate research can be selected according to different situations in future related research. method. The study found that the ecological sensitivity level of Shuanglu Town is extremely sensitive; the ecological sensitivity level of Mingshan Street, Shuren Town, Longkong Town and Sanhe Street is highly sensitive; the ecological sensitivity level of Huwei Town is moderately sensitive; The ecological sensitivity levels of the three towns of Zhanpu Town and Gaojia Town are mildly sensitive; Xingyi Town has the lowest ecological sensitivity index, and the grade is classified as insensitive. In terms of spatial distribution, the ecological sensitivity index from east to west is gradually rising.
Key Words：Ecological sensitivity; entropy weight matter element model; Three Gorges region; land evaluation; Delphi method；
、
目 录
第一章 绪论 1
1.1研究目的及意义 1
1.2研究区域概况 1
1.3研究数据来源 1
1.2国内外研究现状 2
第二章 研究方法与技术路线 6
2.1研究拟采用的技术方案和措施 6
2.2生态敏感性与生态敏感性评价的内涵 7
2.3生态敏感性评价体系及体系建立的原则 8
第三章 研究区域概况与数据获取 9
3.1研究区域概况 9
4.2研究数据来源 9
第四章 研究内容 10
4.1水土流失敏感性因子设级标准 10
4.2土地覆被敏感性因子设级标准 11
4.3生境环境敏感性因子设级标准 11
4.4评价单元划分 12
4.5权重赋值 14
4.5.1物元分析 14
4.5.2熵权法 14
4.5.3熵值与权重的确定 14
4.5.4特尔斐法权重的确定 17
4.6研究结果 20
第五章 研究结论 24
5.1研究结果论述 24
5.2结论和建议 25
5.2.1研究结论 25
5.2.2建议 25
参考文献 26
致谢 27
绪论
1.1研究目的及意义
三峡区域位于长江中下游交界处，自修筑三峡水利工程以来，一直是我国的军事重地和交通枢纽，三峡地区的生态情况也较以往有了很大的变化。很多自然区域正逐渐受到更多的人类活动干预，人类参与原始的生态系统，使原本的生态受到不同程度的破坏或者降低原本生态系统的自我调节能力，逐渐生态敏感性加剧，产生生态失衡和紊乱的可能性上升[1]。本次研究目的旨在探索特定区域的生态敏感性大小，以及相应的敏感性空间分布特征，验证新的生态敏感性指数计算方式是否具有可行性。本次研究的意义在于，重庆市丰都县部分村镇目前可能存在不同大小的生态敏感性危机，通过研究不同村镇的生态敏感性指数和导致其生态敏感性指数较高的内在原因，可以对对应村镇提出可行的改善方案或者相应的对生态环境保护的相关意见。本次研究采用的新的更具有客观性的熵权物元分析方法[2]，经过本次研究的论证后，可以多次广泛的采用到其他的生态敏感性研究课题中，为生态敏感性研究提供更多的可选择方案。
1.2研究区域概况
本次生态敏感性研究的研究区域位于重庆市丰都县，选取丰都县内在行政区划上相联系，具有典型代表性的包括虎威镇、树人镇、兴义镇、龙孔镇等乡镇在内的十个乡镇作为研究的对象，总面积93676.49公顷。主要考虑到该县处于三峡区域的中游与上游交界处，在地理区域上具有特殊性，研究结论应该有突出的特征。丰都县地貌由一系列平行褶皱山构成，山地为主、其次丘陵，属于亚热带湿润季风性气候，年降水量在1100~1200mm之间，县内有长江及其多个支流，宜居程度较高[3]。
1.3研究数据来源
本次研究的数据来源主要获取自丰都县土地规划部门发布的丰都县土地调查数据、《丰都县土地利用现状变更调查数据》和一部分的实地调查数据。部分衍生数据通过Arcgis和其他相关的软件对已有数据进行计算和标准化得到的。人口和社会经济方面的数据取自国家统计局发布的相应年份的统计年鉴。
1.2国内外研究现状
在国外，对生态环境的研究起源各方面的学者对外部性问题的讨论，由于外部性问题牵涉到了社会与个体的利益关系，为了在保护社会合理发展的前提下，考虑到人性，才最终引起了各专家学者对生态环境问题的重视。20世纪70年代美国学者塞尼卡和陶希格提出了从环境与发展的关系方面入手的发展理论[4][5]。该理论认为，当生态环境成为稀缺品时，使用和消耗生态资源将付出高昂的代价。一直到上世纪80年爱以后，可持续发展的理念才在世界各国越来越受重视，相对应的理论实践的研究逐步发展起来，特别在西方，城市科学、生态科学开始出现百家争鸣的现象，国外的科研人员在寻找最合理的人类生存方式上做出了多方面的努力，各种生态环境主题的国际会议和联盟也逐渐出现。20世纪90年代后，西方国家和国际组织就众多生态环境问题做了细致的研究工作[6]。进入21世纪，生态环境状况研究更从单纯的生态学研究扩展到整个社会发展的各个领域[7]。部分研究可见表1.1。
表1.1国外对生态环境的相关研究
作者 | 研究内容 | 研究方法 | 研究成果 | 研究目的 |
John·c.Bergenren,Duane E.Waliser,Yuk.Yung | 气候变化与生态敏感性的关系 | 发展和应用了两个新的生态敏感性指标，模拟气候系统的敏感性，探讨植物群落在未来一段时间内的变化程度 | 模拟实验后发现气候的持续变化将在未来三个世纪内影响地球陆地面积49%的植物群落，造成37%的陆地生态系统中生物群落变化，从而影响生态系统的敏感性 | 通过模拟全球气候变化，寻找陆地生态系统与气候的关系，用于预测一段时间内的生态系统的变化情况 |
ROSS HORNE
JOHN HICKEY | 澳大利亚热带雨林的生态敏感性研究和选择性砍伐 | 通过研究森林组分结构的再回复能力、再生能力、个体数目生长和森林树种的组成以及水文影响、动物、火灾等方面的影响，对澳大利亚热带雨林地区的生态敏感性进行评估，并且根据评估结果给出选择性砍伐树木的相应建议 | 研究结果表明，除了长期的自然干扰效应外，多次的选择性砍伐雨林树木本身可能导致雨林生态系统敏感性更为持久和深刻的变化，在频繁砍伐时影响更明显。 | 通过研究影响澳大利亚热带雨林生态敏感性的重要因素，提出科学的砍伐利用热带雨林的方案，以保持生态系统不发生大的紊乱 |
J.CariboniabD.GatelliaR.LiskaaA.Saltellia | 生态敏感性分析模型 | 分别采用了典型生态模型和鱼类种群动态模型评估同一地区的生态敏感性，并分析了两种方案的异同以及最佳的生态敏感性分析模型 | 研究表明不同敏感性分析模型可运用于不同的实例，选择使用哪一个方法取决各种因素如计算成本、输入因素和设置的数量等 | 研究不同生态敏感性分析模型的最佳适用情况和适用范围，并且计算出这个应用范围的具体区间，用于给不同具体情况的生态敏感性分析作为参照 |
Rannveig Olafsdorrir,Micael C.Runnstrom | 使用GIS方法评估脆弱环境中的旅游业发展对生态敏感性的影响 | 以冰岛为例，采用地理信息系统作为辅助工具，探究旅游可持续性发展的方法，建立GIS模型分类识别影响生态敏感性的因素和变量 | 研究使用GIS开发了一个旅游抉择支持系统，系统能提供在保护生态环境受到最小程度干扰的同时最大力发展旅游业的可行方案 | 开发旅游决策支持系统（TSD）借此为北方生态环境敏感脆弱的地区提供发展可持续性旅游的方案 |
Hilde Eggermont,Dirk Verschuren,Leen Audenaert,Luc Lens,James Russell,Gerrit Klaassen,Oliver Heiri | 探究气候变化对鲁文佐里高山湖泊生物多样性和生态系统造成的影响以及相应的间接影响 | 使用基于加权平均、现代模拟技术以及两个不同的校准数据集的推理模型，同时采集气候变化的同时湖泊生态系统的动植物物种组合变化情况，以物种变化特征以及物种以外的生境特征PH\温度、氧气含量等探究气候变化对鲁文佐里山地湖泊生态的影响 | 研究结果表明，部分观察的物种组成变化以及生境特征变化在实验使用的两个校准集中相当同一，标志着气候的变化对鲁文佐里高山湖泊的生物多样性和生态系统造成了影响 | 评估鲁文佐里湖泊的生境环境是否对气候变化引起的环境变化较为敏感，以及是否与全球变暖可能导致的全球生态变化具有相似的规律 |
目前，我国大多数生态环境状况评价参考《生态环境状况评价技术规范（试行）》，该规范详细介绍了各种生态环境评价的参考标准，为定性和定量化的生态环境评价提供了较为官方的参考依据，为不同研究中对于生态环境评价提出了同一的规范化的模式。本次研究也多处参考了该规范中提出的标准。我国国内学者对生态敏感性进行了各方面的大量的研究，部分具体的研究内容和现状如下表1.2所示：
以下是国内部分生态敏感性相关研究的现状如表1.2：
表1.2 国内生态敏感性相关研究
作者 | 研究区域 | 研究方法 | 研究成果 | 研究目的 |
杨伟，谢德体，潘卓，李晓华，朱琳； | 重庆市巫山县 | 选择评价因子及评价标准，例如水土流失敏感性、地质灾害敏感性、生态系统生境敏感性，划分评价单元，用特尔菲法确定评价因子权重，计算生态敏感性评价综合指数 | 研究得出巫山县的生态敏感性等级以中度敏感和高度敏感为主，其次轻度敏感，最次极度敏感，全面没有生态不敏感区 | 调查三峡库区——以巫山县为例的生态敏感性综合评价 |
邓伟，刘德绍，胡志毅，唐燕秋 | 三峡库区土壤保持重要区域 | 选择4类生态环境要素建立生态环境敏感性评价模型，根据已有的研究对4类要素进行生态敏感性分级，最后对生态环境敏感性综合评价[8] | 生境、酸雨、土壤侵蚀、石漠化，4类单因子生态环境敏感性评价结果以及研究区域生态敏感性综合评价的结果和空间分布 | 寻找三峡库区土壤保持重要区域中，影响生态环境问题最强烈的因素，以及应该采取的抑制措施。 |
沈鸿飞 | 庆阳市 | 选择生态敏感性评价因子，分析单因子生态敏感性和多因子生态敏感性，采用AHP（层次分析法）构建判断矩阵，使用计算模型，计算生态环境敏感性指数[9] | 土壤侵蚀敏感性、沙漠化敏感性、盐渍化敏感性、水环境敏感性、生境敏感性分级表格和分级图，以及生态环境综合敏感性分级表格和分级图 | 对庆阳市的生态环境敏感性的分析评价，得到易受生态敏感性驱动因素干扰的主要因子，寻找解决庆阳市生态问题的关键。 |
康亚琳 | 武汉省市湖泊湿地 | 选择武汉22个典型湖泊构建生态敏感性评价因子，生态敏感性评价因子的调查与统计，对评价因子分级赋值使用AHP进行权重确定，计算每个湖泊的生态敏感性值 | 武汉市湖泊湿地水生态环境敏感性评价得分表和综合得分 | 根据研究结果提出武汉市湖泊生态敏感性类型与保护利用的对策 |
张成娟 | 崇明岛 | 在ARCGIS和ENVI软件支持下运用GIS统计分析功能，计算分析得到崇明岛的土地利用结构和时空演变，得到景观格局时空动态演变，在此基础上对崇明岛进行单因子和多因子生态敏感性分析评价，得到五中典型生态问题的敏感度分布特征和综合敏感度分布特征 | 土地利用时空变化分析、景观格局时空变化分析、崇明岛生态敏感性分析 | 对崇明岛进行生态敏感性分析和评价以及生态敏感区类型的划分，并提出相应的对策，为进行合理的土地开发利用和生态保护提供科学依据 |
研究方法与技术路线
2.1研究拟采用的技术方案和措施
本研究将采用层次分析法、特尔斐法、熵权物元分析方法等方法来对三峡库区的特殊区域进行生态敏感性分析，本次研究拟从《生态功能区划技术暂行规程》[10]并且结合所选区域的具体自然环境条件、社会经济特点及生态环境存在的主要问题，从“土壤侵蚀敏感性”“沙漠化敏感性”“石漠化敏感性”“盐渍化敏感性”“酸雨敏感性”中找出具有代表性的敏感性评价指标3-6个。
根据特殊区域的生态环境或生态系统在受到各种自然和人类等外界活动的干扰而出现的生态系统失去平衡状态的概率和产生生态问题的可能性大小，借鉴其他学者的研究方法及成果将各生态敏感因子按照受影响程度划分为不敏感、低敏感、中敏感、高敏感和极度敏感五个等级，赋予1，3,5,7,9等敏感性指数，分级标准为1-2为不敏感；2-4为轻度敏感；4-6为中度敏感；6-8为高度敏感；大于8为极度敏感.
