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3S技术支持下的九寨沟核心景区生态地质环境评价及演化趋势研究

作　者: 张瑞英
导　师: 何政伟
学　校: 成都理工大学
专　业: 地球探测与信息技术
关键词: 3S 九寨沟生态地质环境评价演化趋势
分类号: X141
类　型: 博士论文
年　份: 2007年
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内容摘要

九寨沟核心景区地处青藏高原东缘岷山山脉南段，面积720km~2。因独特的地理位置和生态地质环境演化历史，塑造了规模宏大、造型特异的高寒岩溶地貌和湖泊峡谷风光，也使九寨沟拥有了“世界自然遗产”、“国际生物圈保护区”、“绿色环保21世纪”等世界级荣誉。近年来九寨沟一些海子出现了萎缩、局部钙华坍塌等退化现象，引起了政府和各学科领域对研究九寨沟景区生态地质环境演化与景观可持续发展的关注。在地理学、地质学、环境学、生态学等科研领域，九寨沟景区已经成为研究热点。作为自然景观类的景区，其生态地质环境评价与环境演化趋势的分析，对景区的进一步开发、利用和保护具有重要作用，研究成果对其他景区和区域环境评价研究也将提供很有价值的借鉴意义。九寨沟生态地质环境研究始于1978年，在地质学、生态学、气象学等学科领域积累了有益的基础研究资料。但也存在一些不足，如多学科进行生态地质环境的综合性研究不够，定量研究比较薄弱，3S技术的数学评价与研究几乎没有开展。本文正是选取了九寨沟核心景区生态地质环境评价的空白研究领域及研究基础较薄弱的领域，综合现有的研究资料，运用自然地理学、构造地质学、植被生态学、环境遥感学、地理信息科学等学科知识，通过建立数学模型、运用3S方法进行景区生态地质环境稳定性评价、敏感性区域研究和生态地质环境质量综合评价，最后进行演化趋势预测分析。论文得出如下结论：(1)在九寨沟核心景区，地质环境是景观得以存在和可持续发展的基础和背景。水循环系统是景区的灵魂，景观水的水量、水质的变化直接影响着景观的稳定性和可持续发展。自然生态环境变化也是影响景观稳定性的重要因素。近年来随着景区旅游人数的增多，人类活动对景区的影响慢慢显现，对生态地质环境的稳定性也产生一定影响。本文从以上几个方面筛选出主要指标建立生态地质环境稳定性评价指标体系，采用层次分析法确定指标权重，建立并运用评价模型，对九寨沟核心景区的生态地质环境稳定性进行评价。论文对九寨沟景观单体、景观段和整个景区三方面的生态地质环境稳定性评价，评价认为，九寨核心景区的生态地质环境整体处于稳定级别；16个典型单体景观中，9个海子属于稳定级别，5个海子(五彩池、五花海、上季节海、下季节海和熊猫海)和2个瀑布(诺日朗瀑布和珍珠滩瀑布)属于基本稳定级别；6个景观段中，5个景观段处于稳定级别，1个景观段(五花海-珍珠滩景观段)处于基本稳定级别。基本稳定级别的单体和景观段需注意它的脆弱性，针对性地保护。(2)在生态地质环境质量评价研究中，论文开创性地运用RS和GIS技术从TM遥感数据、1：5万等高线数据中提取植被指数、湿度指数、土壤亮度指数、地形、温度指数等作为生态地质环境质量的评价指标，采用多元线性回归的方法建立生态地质环境质量综合评价方程：EI=0.801-0.319T6+0.433NDVI-0.131B1-0.624SLOPE利用以上评价方程进行研究发现：九寨沟生态环境质量可分为5级。优、良以上级别面积占总面积71.09％，中级占14.30％，差级占4.20％。统计数据来看，生态地质环境质量总体较好。(3)对九寨沟核心景区进行了稳定性评价和生态地质环境质量评价后，开展生态地质环境敏感性的研究，以便于明确景区的环境敏感区，利于重点保护。生态地质环境敏感性指生态地质环境系统对各种环境变异和人类活动反应的敏感程度，用来反映产生生态地质失衡与生态地质环境问题的可能性大小和区域。论文进行九寨沟核心景区的生态地质环境敏感性评价，就是评价和划分出具有不同敏感等级的生态地质环境区域，进行针对性地保护和治理，主要基于地理信息系统和遥感(GIS和RS)技术进行。论文从“地质环境”、“水循环系统”、“生态环境”、“人类活动”四个方面挑选出敏感性因子，赋以各因子权重，通过以地理信息系统技术为主的空间分析和因子图层叠加手段，进行敏感性分级分区评价，并制定出不同等级敏感性区域的保护措施，建立各生态地质环境敏感性因子的地理信息系统数据库。因为植被对于景区的特殊重要性，论文运用LANDSAT／TM和NOAA／AVHRR遥感图像作了多年植被动态变化的专题分析。(4)综合分析影响景区生态地质环境演化的环境因子，尤其是对环境演化起主要控制作用的地质环境、水文气象环境因子的发展演化趋势，论文对九寨沟核心景区生态地质演化趋势进行了研究。研究认为，从景区演化所处的地质时间段来看，地质条件可以认为是稳定的。从降水、温度等气象条件分析，景区在未来的一段时间内降水、气温都将呈上升的趋势，这将对景区植被的生长发育、水分补给更为有利。植被的改善，会促进土壤环境和地下水涵养等环境的改善。因此，在对游客实行科学管理和引导的情况下，景区生态地质环境不会恶化，现有的主体景观也会得以保持。

全文目录

摘要  4-6
ABSTRACT  6-10
1 绪论  10-19
  1.1 选题依据及研究意义  10-11
  1.2 研究现状  11-16
    1.2.1 生态地质环境理论研究状况  11-13
    1.2.2 生态地质环境评价现状  13-15
    1.2.3 九寨沟生态地质环境研究现状及存在问题  15-16
  1.3 主要研究内容及技术路线  16-18
    1.3.1 研究内容  16-17
    1.3.2 技术路线  17-18
  1.4 研究的特色和创新  18-19
2 九寨沟生态地质环境  19-56
  2.1 九寨沟景区生态地质环境  19-34
    2.1.1 地质环境条件  19-28
    2.1.2 水文气象  28-30
    2.1.3 自然生态环境  30-34
    2.1.4 人类活动  34
  2.2 九寨沟景观单体生态地质环境  34-43
  2.3 九寨沟沟谷及景观组合段生态地质环境  43-56
    2.3.1 九寨沟景观沟谷  43-44
    2.3.2 九寨沟各景观组合段  44-52
    2.3.3 跨沟谷补给的泉群与地下水溢出带  52-56
3 九寨沟生态地质环境评价方法  56-69
  3.1 生态地质环境稳定性评价方法  56-63
    3.1.1 评价指标体系建立的目的、作用和原则  56-57
    3.1.2 评价方法  57-63
  3.2 生态地质环境质量评价方法  63-64
    3.2.1 数据源  63
    3.2.2 生态环境质量评价方法  63-64
  3.3 生态地质环境敏感性评价和分区研究方法  64-69
    3.3.1 生态地质环境敏感性评价目标  64-65
    3.3.2 基本思路和方法  65-69
4 九寨沟生态地质环境稳定性评价  69-91
  4.1 九寨沟核心景区单体景观稳定性评价  69-81
    4.1.1 评价指标体系  69-70
    4.1.2 评价指标的重要性比较度  70
    4.1.3 确定各层次及各评价因子的权重  70-73
    4.1.4 核心景区单体景观量化评价  73-80
    4.1.5 核心景区单体景观评价结果  80-81
  4.2 九寨沟核心景区景观段稳定性评价  81-89
    4.2.1 评价指标体系  81-83
    4.2.2 核心景区景观段量化评价  83-87
    4.2.3 核心景区景观段评价分析  87-89
  4.3 九寨沟整体稳定性评价  89-91
5 基于RS技术的九寨沟生态地质环境质量评价  91-100
  5.1 数据源  91-92
  5.2 生态地质环境质量评价  92-100
    5.2.1 评价指标的遥感指数提取和归一化  92-95
    5.2.2 构建生态地质环境质量评价模型  95-97
    5.2.3 2006年生态环境质量分析  97-100
6 九寨沟生态地质环境敏感性评价与分区研究  100-124
  6.1 生态地质环境敏感性评价与分区研究  100-110
    6.1.1 生态地质环境敏感性评价目标  100
    6.1.2 生态地质环境敏感性评价原则  100-101
    6.1.3 生态地质环境敏感性因子选取  101
    6.1.4 九寨沟生态地质环境敏感性因子分析  101-105
    6.1.5 九寨沟生态地质环境敏感性评价  105-109
    6.1.6 九寨沟生态地质环境敏感性分区研究  109-110
  6.2 生态地质环境敏感性因子——植被变化的分析研究  110-124
    6.2.1 图像预处理  110-111
    6.2.2 NDVI图及NDVI合成图生成  111
    6.2.3 植被演变分析  111-115
    6.2.4 植被覆盖度总体变化情况  115-124
7 生态地质环境发展演化趋势分析  124-127
  7.1 地质演化分析  124
  7.2 水文气象分析  124-126
    7.2.1 气温变化预测  124-126
    7.2.2 降水变化预测  126
  7.3 景区生态地质环境发展演化趋势分析  126-127
8 主要结论  127-129
致谢  129-130
参考文献  130-134

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