Evaluation on ecological resilience in water conservation area in the upper Yellow River based on AHP： A case study of the Gannan and Linxia region

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

Journal of Desert Research ›› 2022, Vol. 42 ›› Issue (6): 85-93.DOI: 10.7522/j.issn.1000-694X.2022.00071

Evaluation on ecological resilience in water conservation area in the upper Yellow River based on AHP： A case study of the Gannan and Linxia region

Xinpeng Li¹^,²(), Chaoping Wang³, Songbing Zou¹^,²(), Wei Yue⁴, Shan Luo¹^,², Wenshu Wang¹^,², Yihao Qin¹^,², Jun Sang¹^,², Jikun Qian¹^,², Chunmiao Wang¹^,²

^1.College of Earth and Environmental Sciences /, Lanzhou University，Lanzhou 730000，China
^2.Key Laboratory of Western China's Environmental Systems /, Lanzhou University，Lanzhou 730000，China
^3.Office of Science and Technology, Lanzhou University，Lanzhou 730000，China
^4.Gansu Academy of Eco-Environmental Sciences，Lanzhou 730020，China

Received:2022-01-22 Revised:2022-04-18 Online:2022-11-20 Published:2023-01-09
Contact: Songbing Zou

Abstract

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

CLC Number:

Q148

Xinpeng Li, Chaoping Wang, Songbing Zou, Wei Yue, Shan Luo, Wenshu Wang, Yihao Qin, Jun Sang, Jikun Qian, Chunmiao Wang. Evaluation on ecological resilience in water conservation area in the upper Yellow River based on AHP： A case study of the Gannan and Linxia region[J]. Journal of Desert Research, 2022, 42(6): 85-93.

Figures/Tables 8

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

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

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

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

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

Fig.2 Spatial distribution of ecosystem resilience ranks

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

Fig.4 Change of ecosystem resilience in time series

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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