Comprehensive assessment of ecosystem vulnerability， the value of service function and risk in Kezi River Basin in 2000-2018

doi:10.7522/j.issn.1000-694X.2020.00107

Journal of Desert Research ›› 2021, Vol. 41 ›› Issue (2): 164-172.DOI: 10.7522/j.issn.1000-694X.2020.00107

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Comprehensive assessment of ecosystem vulnerability， the value of service function and risk in Kezi River Basin in 2000-2018

Li Li¹(), Qingqing Zhang¹(), Yamei Wang¹, Hong Li¹, Xinfeng Zhao²

^1.College of Grass Industry and Environmental Science，Xinjiang Agricultural University，Urumqi 830054，China
^2.Xinjiang Institute of Ecology and Geography，Chinese Academy of Sciences，Urumqi 830011，China

Received:2020-07-19 Revised:2020-09-30 Online:2021-03-20 Published:2021-03-26
Contact: Qingqing Zhang

Abstract

Abstract:

Under the continuous increase of the intensity of human activities， finding out the current situation of regional ecological environment quality may provide scientific and technical support for regional ecological risk prevention. Based on the remote sensing image data of 2000， 2010 and 2018， this study uses principal component analysis， ecological service function value and ecological risk model to explore the temporal and spatial differentiation characteristics of ecological vulnerability， service function value and risk in Kezi River basin. The results show that：（1） the seriously vulnerable area of the Kezi River basin shows an obvious growth trend， with an increase of 204.78% in 18 years； its spatial distribution is the middle reaches， the lower reaches and the upper reaches from high to low. （2） the functional value of ecosystem services decreased by 65.20% in 18 years. Among them， the natural forest and grass， as the main contributor to ecological services， also significantly decreased by 43.05%； the spatial distribution of the functional value of ecological services showed a decreasing trend from west to east， from oasis to desert. （3） the spatial distribution of ecological risk from high to low is the middle reaches， the lower reaches and the upper reaches of the basin， respectively； the area of the high risk area of the basin has increased by 112.48% in the past 18 years， and the overall distribution has changed from low risk to about 50% of low risk and 50% of medium and high risk， indicating that the ecological environment of the basin has been seriously damaged.

Key words: watershed ecosystem, ecological vulnerability, functional value of ecosystem services, ecological risk assessment

CLC Number:

Q148

Li Li, Qingqing Zhang, Yamei Wang, Hong Li, Xinfeng Zhao. Comprehensive assessment of ecosystem vulnerability， the value of service function and risk in Kezi River Basin in 2000-2018[J]. Journal of Desert Research, 2021, 41(2): 164-172.

Figures/Tables 10

References 31

1	荔琢，蒋卫国.基于生态系统服务价值的京津冀城市群湿地主导服务功能研究［J］.自然资源学报，2019，34（8）：1654-1665.
2	陈桃，包安明，郭浩，等.中亚跨境流域生态脆弱性评价及其时空特征分析：以阿姆河流域为例［J］.自然资源学报，2019，34（12）：2643-2657.
3	胡文佳，陈彬，Panichpol Arnupap ，等.珊瑚礁生态脆弱性评价：以泰国思仓岛为例［J］.生态学杂志，2020，39（3）：979-989.
4	赵志刚，余德，王凯荣，等.赣西地区生态系统服务价值与生态补偿策略［J］.生态学报，2020，40（20）：7507-7518.
5	马国军，林栋.石羊河流域生态系统服务功能经济价值评估［J］.中国沙漠，2009，29（6）：1173-1177.
6	刘珍环，张国杰，付凤杰.基于景观格局-服务的景观生态风险评价：以广州市为例［J］.生态学报，2020，40（10）：3295-3302.
7	付在毅，许学工.区域生态风险评价［J］.地球科学进展，2001（2）：267-271.
8	许学工，梁泽，周鑫.黄河三角洲陆海统筹可持续发展探讨［J］.资源科学，2020，42（3）：424-432.
9	朗新文.喀什噶尔河流域水资源配置现状及对策探讨［J］.陕西水利，2019（10）：46-47.
10	黄劲柏，蒋海英.克孜河古河道现状及治理措施［J］.河南水利与南水北调，2019，48（4）：5-6.
11	蒋海英.克孜河渡槽槽身裂缝成因分析及处置措施［J］.水利规划与设计，2019（4）：114-117，153.
12	崔立新，李政海，张靖，等.克孜勒苏河流域植被覆盖空间格局及动态变化趋势分析［J］.大连民族大学学报，2019，21（1）：39-43.
13	Hu X，Ren H，Tansey K，et al.Agricultural drought monitoring using European Space Agency Sentinel 3A land surface temperature and normalized difference vegetation index imageries［J］.Agricultural and Forest Meteorology，2019，50（7）：279-290.
14	Yi G，Sheng Z H，Qiang H，et al.Propagation thresholds of meteorological drought for triggering hydrological drought at various levels［J］.Science of the Total Environment，2020，712（7）：1236-1248.
15	Wu F，Feng B.A new approach to predict normalized difference vegetation index using time delay neural network in the arid and semiarid grassland［J］.International Journal of Remote Sensing，2019，40（23）：146-153.
16	张学玲，张莹，牛德奎，等.基于TM NDVI的武功山山地草甸植被覆盖度时空变化研究［J］.生态学报，2018，38（7）：2414-2424.
17	程苗苗，江洪，陈健，等.基于Landsat数据的新疆和田地区植被覆盖变化研究［J］.安徽农业科学，2009，37（3）：1239-1250.
18	谢高地，张彩霞.基于单位面积价值当量因子的生态系统服务价值化方法改进［J］.自然资源学报，2015，30（8）：1243-1254.
19	何宝忠，丁建丽，张喆，等.新疆植被覆盖度趋势演变实验性分析［J］.地理学报，2016，71（11）：1948-1966.
20	布瑶.基于模糊综合评价和主成分分析的水资源承载力评价研究［D］.西安：西安科技大学，2019.
21	康爱红.基于主成分分析的城市水资源分析及优化配置［D］.河北邯郸：河北工程大学，2019.
22	姚昆，周兵，李小菊，等.基于AHP-PCA熵权模型的大渡河流域中上游地区生态环境脆弱性评价［J］.水土保持研究，2019，26（5）：265-271.
23	石惠春，何剑，刘伟.石羊河流域生态脆弱性评价研究［J］.资源开发与市场，2012，28（11）：1020-1024.
24	许学工，颜磊，徐丽芬，等.中国自然灾害生态风险评价［J］.北京大学学报（自然科学版），2011，47（5）：901-908.
25	陈忠升，陈亚宁，李卫红，等.新疆和田河流域土地利用及其生态服务价值变化［J］.干旱区研究，2009，26（6）：832-839.
26	陈荟竹，刘希林.广东省热带气旋、雨涝灾害和地质灾害生态风险评价（Ⅱ）［J］.生态环境学报，2018，27（11）：2047-2056.
27	贡璐，吕光辉，丁建丽，等.塔里木河上游土地利用变化中的生态价值损益分析［J］.生态学杂志，2006（5）：526-530.
28	何莎莎，李欣，何春龙，等.基于土地利用变化的扬州市广陵区景观生态风险评价［J］.南京师大学报（自然科学版），2019，42（1）：139-148.
29	徐露.四川省农业景观生态风险评价研究［J］.中国农业资源与区划，2019，40（1）：48-52.
30	Egbueri Johnbosco C，Enyigwe M T.Pollution and ecological risk assessment of potentially toxic elements in natural waters from the ameka metallogenic district in Southeastern Nigeria［J］. Taylor & Francis，2020，53（17）：1-28.
31	张雅洲，谢小平.基于RS和GIS的南四湖生态风险评价［J］.生态学报，2015，35（5）：1371-1377.

编号	类型	具体地类
1	耕地	旱地、水田、经济林地
2	林地	有林地、灌木林地、疏林地
3	草地	高覆盖草地、中覆盖草地、低覆盖草地
4	水域	河渠、水库、冰川、滩涂湿地
5	未利用地	沙漠、戈壁、盐碱地、裸土地、砾石裸岩地

编号	类型	具体地类
1	耕地	旱地、水田、经济林地
2	林地	有林地、灌木林地、疏林地
3	草地	高覆盖草地、中覆盖草地、低覆盖草地
4	水域	河渠、水库、冰川、滩涂湿地
5	未利用地	沙漠、戈壁、盐碱地、裸土地、砾石裸岩地

环境	指标	权重
环境	指标	2000年	2010年	2018年
自然环境	植被覆盖度	0.3093	0.3113	0.3163
	降水量	0.2177	0.2129	0.2346
	干燥度	0.0666	0.0865	0.0886
	高程	0.1500	0.1308	0.1096
人文环境	人口密度	0.1071	0.1052	0.1073
	耕地占比	0.1069	0.1205	0.1032
	人均GDP	0.0511	0.0503	0.0557

环境	指标	权重
环境	指标	2000年	2010年	2018年
自然环境	植被覆盖度	0.3093	0.3113	0.3163
	降水量	0.2177	0.2129	0.2346
	干燥度	0.0666	0.0865	0.0886
	高程	0.1500	0.1308	0.1096
人文环境	人口密度	0.1071	0.1052	0.1073
	耕地占比	0.1069	0.1205	0.1032
	人均GDP	0.0511	0.0503	0.0557

脆弱性	等级	生态脆弱指数标准化
轻度脆弱	Ⅰ	EVI<0.4
中度脆弱	Ⅱ	0.4≤EVI<0.8
重度脆弱	Ⅲ	EVI>0.8

Comprehensive assessment of ecosystem vulnerability， the value of service function and risk in Kezi River Basin in 2000-2018

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功能	2000年						2010年						2018年
功能	耕地	林地	草地	水域	未利用地	合计	耕地	林地	草地	水域	未利用地	合计	耕地	林地	草地	水域	未利用地	合计
合计	26.89	563.70	971.98	202.25	36.65	1801.47	42.61	355.11	566.42	123.86	46.20	1134.21	55.23	338.10	536.43	121.73	45.72	1 097.22
食物生产	6.11	4.81	12.61	3.11	0.35	26.98	9.68	5.62	13.59	3.74	0.44	33.06	12.55	5.35	12.87	3.67	0.43	34.87
原料生产	2.88	11.04	18.56	0.89	1.04	34.41	4.56	12.90	19.99	1.07	1.31	39.84	5.91	12.28	18.94	1.06	1.29	39.48
水资源供给	0.14	5.71	10.27	40.57	0.69	57.39	0.23	6.67	11.06	48.83	0.87	67.66	0.30	6.35	10.48	47.99	0.86	65.98
气体调节	4.82	36.32	65.22	3.69	4.49	114.54	7.63	42.44	70.27	4.44	5.67	130.44	9.89	40.40	66.55	4.36	5.61	126.82
气候调节	2.59	108.68	172.42	10.99	3.46	298.13	4.10	126.97	185.77	13.22	4.36	334.42	5.32	120.89	175.93	13.00	4.31	319.45
净化环境	0.72	31.85	56.93	22.17	14.18	125.85	1.14	37.21	61.34	26.68	17.87	144.23	1.48	35.42	58.09	26.22	17.68	138.90
土壤保持	7.41	3.38	6.13	0.27	5.19	22.37	11.74	51.67	85.60	4.35	6.54	159.89	15.21	49.19	81.07	4.27	6.47	156.22
维持养分循环	0.86	40.27	72.25	9.94	0.35	123.67	1.37	3.95	6.60	0.33	0.44	12.68	1.77	3.76	6.25	0.32	0.43	12.53
生物多样性	0.93	17.66	31.89	7.69	4.84	63.01	1.48	47.05	77.84	11.96	6.10	144.43	1.92	44.80	73.72	11.76	6.04	138.23
美学景观	0.43	303.96	525.71	102.93	2.07	935.11	0.68	20.63	34.36	9.25	2.61	67.54	0.89	19.65	32.54	9.09	2.59	64.75

[1]	Ma Zhenzhen, Wang Zhongjing, Gu Yanling, Xia Ting. Ecological Vulnerability Assessment of Nature Reserve in Arid Region of Northwest China: A case study of the Xihu Nature Reserve and the Suganhu Nature Reserve in Gansu [J]. JOURNAL OF DESERT RESEARCH, 2015, 35(1): 253-259.
[2]	ZHANG Long-sheng;WANG Jian-hong;SHANG Li-zhao;. Ecological Vulnerability Assessment based on Land Degradation Data in Gansu Province [J]. JOURNAL OF DESERT RESEARCH, 2010, 30(4): 783-787.
[3]	MENG Ji-jun;ZHANG Yan-ru;ZHOU Ping. Ecological Vulnerability Assessment of the Farming-Pastoral Transitional Zone in Northern China:A case study of Ordos City [J]. JOURNAL OF DESERT RESEARCH, 2010, 30(4): 850-856.
[4]	LI Zi-zhen, LI Wei-de, SHI Hong-hua, JIA Xiao-hong. Gray Model for Ecological Risk Assessment and Its Application in Salinization Oasis Agroecosystem [J]. JOURNAL OF DESERT RESEARCH, 2002, 22(6): 617-622.