广西岩溶生态脆弱区评价

如题所述

(一)评价因子选取

脆弱生态区最重要的特征就是其内部结构的不稳定性和对外界干扰的敏感性。其内部结构的不稳定性与脆弱区生态环境资源因子相关。岩溶环境是地理环境中一个独特的生态环境系统,处于一种碳、水、钙物质能量循环变异极强烈和快速的状态,具有环境容量低、生物量小、生态环境系统变异敏感度高、抗干扰能力弱、稳定性差等一系列的生态脆弱特征。造成岩溶环境脆弱的原因主要表现为:

(1)由于碳酸盐岩的出露造成的成土慢、土层薄、土被不连续使生产力低下;

(2)人口密度大、人口承载力低,造成人粮矛盾、人地矛盾突出;

(3)地形起伏大、植被覆盖率低使水土流失、石漠化严重;

(4)岩溶环境特有的双层水文地质结构引发的严重的旱涝灾害。

为了能够对脆弱性进行客观的评价,必须建立起统一的评价指标体系,并对不同的脆弱区的脆弱程度进行量化,才有可能对全区的岩溶生态脆弱区有一个整体客观的认识。据此,本书从岩溶生态区的主要环境影响因子入手,选择碳酸盐岩出露面积、地貌类型、地形坡度、石漠化程度5个方面共8项影响因子建立评价指标体系(图35),对广西岩溶生态环境的脆弱性进行评价。

图35 广西自治区岩溶区生态环境脆弱性评价指标体系

(二)各评价指标的权重

本课题采用层次分析法确定评价因子的权重,层次分析法(AHP)是由美国数学家(T.L.SE A Y)提出的,是一种定性分析和定量分析相结合的综合评判方法,已在国内外社会、经济、科技等各个领域得到广泛的应用。本次评价是以数位长期从事岩溶研究的专家打分为基础,采用1~9及其倒数的标度方法,构造判断矩阵,用方根法计算判断矩阵的特征根及其特征向量,此特征向量就是各评价因子的重要性排序,也即权系数的分配。计算结果如表77所示。

表77 各项评价指标的权重

(三)G IS支持下的评价指标数据集成

依据在评价体系中设定的评价因子,制作相关的碳酸盐岩分布、地形坡度、地貌类型、石漠化等专题信息图件。然后利用G IS的空间分析功能,将评价因子的专题信息集成到相应的基本评价单元。本次数据集成运算采用栅格结构,为了保证不同的专题数据层面具有良好的空间重合性,各数据层采用统一的坐标系和投影系统。

1.数据图层的生成

地形坡度图层是利用地形等高线构造TIN 模型,再由高程数据模型派生坡度数据集。

数字化碳酸盐岩、地貌类型、石漠化、森林、灌丛覆盖率等矢量图层,并把矢量数据层层转换为栅格数据图层。

2.重分类数据集

由于碳酸盐岩分布、地形坡度、地貌类型、石漠化程度、地下水资源分布为不同量纲的数据集,不具可比性,为了合并这些数据集,需要进行量化处理,重分类数据集。即给它们设置相同的等级体系,这个相同的等级体系就是指每一个单元的脆弱程度。

下面将对碳酸岩盐分布、地形坡度、地貌类型、石漠化程度、地下水资源分布数据集进行重分类,其中,易脆弱的属性赋予较高的值。

重分类碳酸盐岩分布图层数据:对纯灰岩赋值、纯白云岩赋值4,灰岩与白云岩互层赋值3,碳酸盐岩夹碎屑岩赋值2,碳酸盐岩与碎屑岩互层、碎屑岩夹碳酸盐岩赋值1,表明碳酸盐岩的含量越大越脆弱。非碳酸盐岩区赋空值,表示本次计算仅考虑碳酸盐岩区。输出的重分类的数据集将成为新的图层。

重分类坡度数据:对坡度>35°赋值4,25°~35°赋值3,15°~25°赋值2,5°~15°赋值1,<5°赋0值。表明坡度越大越脆弱。

重分类地貌类型图层数据,根据不同地貌类型的人口承载力,把地貌类型的脆弱度分为5级:岩溶洼地区赋值4,峰丛谷地、岩溶垄岗赋值3,峰林谷地赋值2,孤峰平原区赋值1,非岩溶区赋值0。

重分类土壤侵蚀强度数据,根据土壤侵蚀程度分类,极度侵蚀赋值5,强度侵蚀赋值4,中度侵蚀赋值3,轻度侵蚀区赋值2,微度侵蚀区赋值1。

重分类石漠化图层数据,根据石漠化程度分类,重度石漠化赋值4,中度石漠化赋值3,轻度石漠化赋值2,微度石漠化区赋值1,非石漠化区赋0值。

重分类森林覆盖度数据,覆盖度>40%的区赋值0,30%~40%的区赋值1,20%~30%的区赋值2,10%~20%的区赋值3,<10%的区赋值4。

灌丛覆盖度重分类等级与森林覆盖率相同。

重分类旱涝片数据图层,属于旱涝片的赋值4,旱片赋值2,其他区域赋值0。

3.赋权重合并数据集

重分类后,各个数据集都统一到相同的等级体系之内,根据层次分析法求得的结果,对不同的图层赋权值,然后进行数据集加权合并运算。计算结果数据集显示了各个面元的脆弱程度,值越高表示越脆弱。

4.岩溶生态区脆弱性分级

由于目前对岩溶石山区生态环境脆弱性的分级尚无统一的标准,没有普遍认可的评价依据。依据在评价模型中设定的规则,把评价标准分为潜在脆弱、轻度脆弱、中度脆弱、重度脆弱四个脆弱性等级,计算结果值为α<0.5为无明显脆弱区,0.5< a≤1.25为轻度脆弱区,1.25<α≤2.0为中度脆弱区,2.0< a≤2.75为重度脆弱区,α>2.75为极度脆弱区。

(四)广西岩溶区生态脆弱性评价结果

通过模型运算,即可获得广西岩溶区生态脆弱程度分区信息,结果以图形(见封三,彩图2)的形式输出。广西岩溶区的生态环境脆弱性反映了岩溶区特殊的自然因素与人为活动的综合作用,从脆弱性评价结果看,广西岩溶区生态极度、重度脆弱区面积分别占岩溶区总面积的3%和43%,主要发生纯碳酸盐岩、峰丛洼地地貌及旱涝灾害频繁复合地区。中度脆弱区面积占总面积的44%。由图34可见,脆弱程度高的峰丛洼地地貌县为都安县、大化县、靖西县、南丹县、忻城县、平果县、东兰县、天等县、凌云县、马山县、凤山县、巴马县、环江县等。

温馨提示:答案为网友推荐,仅供参考