基于层次分析法的黄河上游水源涵养区生态系统恢复力评价——以甘南州、临夏州为例

doi:10.7522/j.issn.1000-694X.2022.00071

摘要/Abstract

摘要：

在全球气候变化背景下，人类活动对生态环境质量影响的定量评价是区域生态保护与高质量发展的关键问题。本文基于层次分析法（AHP）和GIS可视化空间分析技术，应用遥感反演的生态系统分类资料和社会经济统计资料等，构建了包含社会经济、土地压力、自然条件3个准则层的生态系统恢复力评价指标体系，结合指标时空尺度无量纲化与综合指数法，进行了甘肃省甘南州、临夏州2000—2020年的生态系统恢复力定量评估。结果表明：研究区域空间尺度生态恢复力范围分别为0.14—0.65（2000年）、0.12—0.72（2005年）、0.07—0.70（2010年）、0.12—0.70（2015年）、0.28—0.82（2020年）；甘南生态系统恢复力较高，临夏生态系统恢复力较低，在空间分布上，生态系统恢复力呈现北低南高的总体特征，高生态恢复力的乡镇以草地、森林、灌木生态系统为主，低生态恢复力的乡镇以农田、城镇生态系统为主；在时序变化特征中，生态系统恢复力总体向好，呈现先上升、后下降、最后上升趋势，受人类活动与气候变化共同作用。

关键词: 水源涵养区, 生态恢复力, 综合评估模型, 黄河上游

Abstract:

In the context of global climate change， the quantitative assessment of human activity's impact on the quality of the ecological environment is a key issue for regional ecological conservation and high-quality development. Based on the Analytic Hierarchy Process （AHP） method and GIS visualization and spatial analysis technology， we structured an ecological resilience assessment system including three criteria layers： social economy， land pressure and natural conditions， using ecosystem classification data meteorological data retrieved from remote sensing. Combining with the spatiotemporally nondimensionalized indicators and the synthetical index method， we quantitatively assessed the ecological resilience in Gannan and Linxia every five years from 2000 to 2020. The results show that the spatial scale ecological resilience thresholds of the study area are 0.14-0.65 （2000）， 0.12-0.72 （2005）， 0.07-0.70 （2010）， 0.12-0.70 （2015）， 0.28-0.82 （2020）. The ecological resilience level in Gannan is relatively high， and the ecological resilience level in Linxia is relatively low. In the aspect of spatial distribution, the ecological resilience showed a decreasing trend with the latitude increased. The regions with high ecological resilience are dominated by grassland, forest and shrub ecosystems, and the regions with high ecological resilience are dominated by farmland and urban ecosystems. In the aspect of time series， the ecosystem resilience is generally positive， showing an upward trend at first， then falling， and finally rising， affected by human activities and climate change.

Key words: water conservation area, ecological resilience, integrated assessment model, the upper reaches of the Yellow River

中图分类号:

Q148

李鑫鹏, 王朝平, 邹松兵, 岳玮, 罗珊, 王文澍, 秦艺豪, 桑骏, 钱继坤, 王春苗. 基于层次分析法的黄河上游水源涵养区生态系统恢复力评价——以甘南州、临夏州为例[J]. 中国沙漠, 2022, 42(6): 85-93.

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图/表 8

图1 甘南藏族自治州与临夏回族自治州地理位置

Fig.1 Location of the Gannan Tibetan Autonomous Prefecture and Linxia Hui Autonomous Prefecture

表1 专家决策法指标重要性打分标度

Table 1 Expert decision-making index importance scoring scale

重要程度	标度	意义
$a i j = A i$ / $A j$	1	$A i$ 和 $A j$ 一样重要
	3	$A i$ 和 $A j$ 相比，稍微重要
	5	$A i$ 和 $A j$ 相比，明显重要
	7	$A i$ 和 $A j$ 相比，强烈重要
	9	$A i$ 和 $A j$ 相比，极端重要

表1 专家决策法指标重要性打分标度

Table 1 Expert decision-making index importance scoring scale

重要程度	标度	意义
$a i j = A i$ / $A j$	1	$A i$ 和 $A j$ 一样重要
	3	$A i$ 和 $A j$ 相比，稍微重要
	5	$A i$ 和 $A j$ 相比，明显重要
	7	$A i$ 和 $A j$ 相比，强烈重要
	9	$A i$ 和 $A j$ 相比，极端重要

表2 生态系统恢复力评价指标体系

Table 2 Ecosystem resilience assessment index system

目标层（I）	准则层（B）	权重	指标层（C）	权重
生态系统恢复力	社会经济（E）	0.1245	人口密度（E₁）	0.0554
			城市化率（E₂）	0.0374
			人均收入（E₃）	0.0317
	土地压力（S）	0.1989	垦殖指数（S₁）	0.0649
			单位面积耕地化肥施用量（S₂）	0.0435
			放牧压力（S₃）	0.0905
	自然条件（N）	0.6766	年均气温（N₁）	0.1201
			年降水量（N₂）	0.1711
			森林覆盖率（N₃）	0.1096
			湿地覆盖率（N₄）	0.0880
			草地覆盖率（N₅）	0.1150
			灌木覆盖率（N₆）	0.0728

表3 生态恢复力划分等级

Table 3 The rank of ecosystem resilience

综合指数（I）	<0.42	0.42—0.49	0.49—0.58	0.58—0.65	>0.65
生态恢复力等级	低	较低	中等	较高	高

图2 生态恢复力等级空间分布

Fig.2 Spatial distribution of ecosystem resilience ranks

图3 研究区一级生态系统分类

Fig.3 First-class classification of ecosystems at the study area level

图4 生态恢复力时间序列变化

Fig.4 Change of ecosystem resilience in time series

表4 2000—2020年生态恢复力各等级面积占比

Table 4 Area ratio of the ecosystem resilience rank

年份	恢复力等级
年份	低（<0.42）	较低（0.42—0.49）	中等（0.49—0.58）	较高（0.58—0.65）	高（>0.65）
2000	0.0301	0.1043	0.3322	0.4792	0.0541
2005	0.0308	0.0958	0.2208	0.5008	0.1518
2010	0.0803	0.0986	0.4502	0.3287	0.0421
2015	0.0114	0.1031	0.1857	0.6835	0.0163
2020	0.0043	0.0878	0.2568	0.6112	0.0399

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