生态地理环境评价分析ppt课件.ppt

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1、2004年10月,1,生态地理环境分析,2004年10月,2,生态地理环境一般分析方法,一 类比分析法 定性和半定量分析方法，有生态环境整体类比、生态因子类比、生态环境问题类比1 方法 根据已有的开发建设活动对生态环境产生的影响来分析或者预测拟进行的开发建设活动可能产生的生态环境影响选择好类比对象是基础，是成败的关键。选择的条件是：工程性质、工艺和规模相当、生态环境条件（地理、地质、气候、生物因素）基本相似、所产生的影响已经全部实现选择和确定类比因子及指标对类比对象展开调查与分析分析拟建项目与类比对象的差异根据比较，作出类比分析结论,2004年10月,3,生态地理环境一般分析方法,2 应用进行

2、生态环境影响识别和分析因子筛选将原始生态系统作类比对象，可以分析生态环境的质量进行生态环境的定性分析与分析进行某一个或者几个生态环境因子的影响分析预测生态环境问题的发生与发展趋势及其危害确定环保目标和寻求最有效的、可行的环境保护措施,2004年10月,4,生态地理环境一般分析方法,二 列表情单法 1 方法将所有因子列在表中，逐因子进行，以正负号、数字或其他符号表示影响的性质、强度等,2004年10月,5,生态地理环境一般分析方法,2 应用影响因子的识别和筛选生态因子相关性分析开发建设活动对生态因子的影响分析,2004年10月,6,生态地理环境一般分析方法,三 生态图法图形叠加法，特点是直观、形

3、象，但是不能做精确的定量分析分析1 方法第一阶段，确定分析区范围；进行生态调查，收集分析范围与周边地区自然的和生态的信息，同时收集社会经济和环境污染及其环境质量信息；筛选分析因子；研究拟分析地区生态系统或者生态因子的地域分异特点与规律；建立指标体系；对指标进行赋值或者分级，依据指标值进行区域划分；绘制生态图,2004年10月,7,生态地理环境一般分析方法,第二阶段，制作生态环境主要因子信息底图，地图上应该具有植被覆盖、动物分布、河流水系、土地利用和特别保护目标等；用不同的色相和色彩饱和度表示影响的性质和程度；将因子图与底图叠加，得到环境影响分析图2 应用区域环境影响分析具有区域性影响的特大型项

4、目分析中，例如大型水利枢纽，新能源基地建设土地利用规划和农业开发规划,2004年10月,8,生态地理环境一般分析方法,四 指数方法 1 方法景观多样性指数（H)计算 H=-(Pi.lnPi)式中，Pi某类型景观所占%面积；优势度指数（D)计算 D =（Rd+Ri)/2+Lp/2*100%式中，密度Rd（拼块i的数目/拼块总数）*100%；频度Ri （拼块i出现的样方数/样地总面积）*100% ；景观比例（拼块i的面积/样地总面积）*100%,2004年10月,9,生态地理环境一般分析方法,五 景观生态学方法1.空间结构分析，认为景观是由拼块、模地和廊道组成。模地是区域景观的背景地块，是景观中一

5、种可以控制环境质量的组分，模地的判定是空间结构分析的重点。 模地的判定有3个标准：相对面积大、连通度高、具有动态控制功能。模地判定多采用传统生态学中计算植被覆盖度的方法。拼块的表征，一是多样性指数；二是优势度指数（D)，优势度通过密度（Rd) 、频度（Ri)和景观比例计算得出。2.功能与稳定性分析体现出生态系统结构与功能匹配一致的基本原理。包括组成因子的生态适宜性分析；生态的恢复能力分析；系统的抗干扰或称抗退化能力分析；种群源的持久性和可达性分析（能留是否畅通，物流是否畅通和循环）景观开放性分析（与周边生态系统的交流渠道是否畅通）,2004年10月,10,生态地理环境一般分析方法,3 生态环境

6、质量（功能与稳定性）计算（考虑4项指标） EQ=Ai/NA1土地生态适宜性（以土地的适宜性大小给分0-100分；A2植被覆盖度（以土地的实际覆盖度为权值，值域按实际覆盖度处以100计）；A3抗退化能力赋值（群落抗退化能力强时赋值100，较强赋值60，一般水平赋值40，一般以下赋值0）；A4恢复能力赋值（群落恢复能力强赋值100，较强赋值60，一般赋值40，一般以下赋值0）；N 这里等于4,2004年10月,11,生态地理环境一般分析方法,1) EQ值划分标准及相应生态级别,实施方法：专家评分法，对开发建设活动前后分别给分计算,2004年10月,12,生态地理环境一般分析方法,2) 应用 城市和

7、区域土地利用规划与功能区划 区域生态环境影响分析 特大型建设项目环境影响分析景观资源分析3) 判别,2004年10月,13,生态地理环境一般分析方法,3 生态问题判别的原则或方法景观镶嵌的稳定性以3种形式增大： 在完全没有生物量时,区域物理系统稳定性； 存在低生物量时，受干扰后趋于较快速恢复； 当存在高生物量时，通常对干扰有较高抵抗力，但干扰后恢复较慢景观改变的法则： 在未受干扰的条件下，水平景观结构倾向于渐进地变得均一；中等干扰能迅速地增大异质性；严重的干扰会可能增大异质性，也可能减少异质性。植被中的镶嵌性是由“干扰”引起的。这种干扰包括自然的和人工的。多重干扰的相互作用、干扰的累加作用等，

8、对于敏感生态环境和环境质量保护十分重要。,2004年10月,14,生态地理环境一般分析方法,养分分布法则：景观要素中的矿物养分再分布速率，随着景观要素受干扰的强度的增加而增大。尺度法则：空间格局与生态过程相互关联；在不同的空间和时间尺度上，生态过程的影响和重要形式不同的；不同的种和有机体群类在不同的空间尺度上起作用。,2004年10月,15,生态地理环境一般分析方法,结构格局影响功能：景观连接度对生物种分布空间格局与生态过程相互关联；板块的大小、空间格局与生态过程相互关联；形状和多样性影响生物钟的多度格局。廊道对生物种有较大的影响：绿色廊道有助于植物种和动物种从一个资源拼块运动到资源拼块内，有

9、助于生物多样性的维护；人造的廊道（公路等）却起到分割生境、阻碍物种运动的作用，容易造成生物钟的损失。据海南的研究和试验，绿色廊道的宽度应该大于12米。,2004年10月,16,生态地理环境一般分析方法,层系性质：低层次的事件比较小型和快速高层次的事件比较大型和缓慢研究不同的问题需要选择合适的层次。土地规划须遵守的法则：在给定的区域单元内，占优势的土地利用类型必须不是唯一存在的类型，至少地表的10-15%必须为其他的土地利用类型或生态区元。在集约农业和城市工业、住宅等土地规划中，至少应该有10%的地面保持自然、近自然和半自然生态系统，称为“10%急需率”,2004年10月,17,生态地理环境一般

10、分析方法,六 生态系统综合分析法生态系统是由多因子（生物和非生物因子）组成的多层次的复杂体系和开放系统，其系统内部各因子和系统、系统与外部环境之间有着千丝万缕的、密不可分的相互联系和相互作用。采用定性和定量相结合的方法认识和分析这样的复杂系统，是目前最常见的分析方法-层次分析法，它是一种对复杂现象的决策思维过程进行系统化、模型化、数量化的方法-多层次权重决策法,2004年10月,18,生态地理环境一般分析方法,1 方法明确问题：确定分析范围、分析目标和对象；进行识别和分析因子筛选，确定分析内容或因子；进行生态因子相关性分析，明确各因子之间的相关关系建立层次结构：对分析系统进行初步的分析，将分析

11、系统按照其组成层次构筑成一个树状层次结构。,2004年10月,19,生态地理环境一般分析方法,目标层：总目标层-分目标层。在区域生态环境质量分析中，社会-经济-自然符合生态系统作为总目标层。,社会-经济-自然复合生态系统,自然生态环境,社会生态环境,2004年10月,20,生态地理环境一般分析方法,指标层：有可直接量度的因素组成，例如大气二氧化硫浓度、土地的生物生产力、植被覆盖率。有些生态因子的表征比较复杂，可能有若干因子组成，所以指标层有时也包括分指标层。 例如，土壤是一个重要的生态因子，是分析生态系统质量的种的一个重要指标，但是土壤可由pH值、污染指数、有机质含量、氮磷钾含量、土壤容重、团

12、粒结构、抗侵蚀能力、渗透性等多个分指标表征，本身可以构成一个层次结构体系。策略层：对每一个指标的变化和发展都会有不同的发展防线和策略方案，既具有不同的可供选择的后果和对策措施,2004年10月,21,生态地理环境一般分析方法,标度在进行多因素、多目标的生态环境分析中，既有定性因素，又有定量因素，还有许多模糊因素，各因素的重要度不同，联系程度各异。标度定义如下,2004年10月,22,生态地理环境一般分析方法,构造判断矩阵：在每一层上，按照上一层次的对应准则要求，对该层次的元素（指标）进行逐对比较，依照规定的标度定量化后，写成矩阵形势，即构造判断矩阵，是层次分析法的关键步骤,2004年10月,2

13、3,生态地理环境一般分析方法,层次排序和计算和一致性检验-权重计算： 排序计算的实质是计算判断矩阵的最大特征根值及相应的特征向量。最大特征根值机一致性检验方法如下： An,nW=maxWAn,n为n阶互反性判断矩阵；max最大特征根；W最大特征根对应的特征向量 max=AijWj / Wi(i=1,2,n) 求得的W便是要求的排序权重。max可用于矩阵的一致性判断 CR=(max-n)/(n-1)/RIRI小于1时，被认为一致性可以接受。,2004年10月,24,生态地理环境一般分析方法,选择分析标准：上述步骤确定了区域生态系统综合分析的指标体系、层次结构及各层次的权重，接着确定相应于指标体系

14、的分析标准体系分析标准有些可以根据国家颁布的标准，例如地面水环境质量标准、渔业水质标准、农田灌溉水质标准、空气质量标准等；社会体系的标准有些可以格局国家社会经济发展规划或有关规定确定；有些标准由专家研究确定，例如自然生态体系的标准分析：采用指数方法2 应用分析区域性生态环境总体质量及其变化区域生态环境功能区划大中型建设项目的生态环境影响分析自然保护区质量分析社会经济环境综合决策分析,2004年10月,25,生态地理环境一般分析方法,3 判别在区域生态环境综合分析中，对生态环境质量按照如下表进行综合性判别,2004年10月,26,生态地理环境一般分析方法,七生物生产力分析法衡量生物生产力功能优劣

15、有个基本参数：生物生长量：生态系统在单位空间和单位时间所能生产的有机质的数量生产速率平方千米。以绿色植物的生长量代表全部动植物的生长量。表征系统的生产能力，在一定程度上表征系统受影响后的恢复能力。生物量：一定空间内某个时期全部活有机体的数量现有量。在生态环境影响分析中一般选用标定相对生物量标定（考虑了非生物因素参数的作用）的参数,2004年10月,27,生态地理环境一般分析方法,物种量：单位空间内的物种数量，以生态系统稳定性以及系统与环境和谐程度的表征。在分析中标定物种量是一个重要的概念。一般分析方法生物生产力一般表达式 ，为总生物生产量；净生物生产量；生物呼吸作用消耗量；活物质生产量；枯枝落

16、叶量；被动物消耗掉的生物量。,2004年10月,28,生态地理环境一般分析方法,标定生长系数a ，排除生物生长变化不稳定性考虑 aqmoa 愈大生态环境质量愈好；mo标定生物量标定相对生物量Pb Pb=mmom生物量；mo标定生物量；b 增大生态环境质量变好标定相对物种量Ps Ps=ssos物种量（种数/亩或公顷）；so标定物种量；s 增大生态环境质量变好,2004年10月,29,生态地理环境一般分析方法,2 气候生产力估算植物产量与年均气温的关系 TSPt=300/（1+e（1.315-0.119t)TSPt植物干物质产量(g/m2.年)；t年均气温植物产量与降水量关系（可靠性60-70%）

17、 TSPn=1-e（-0.000664n)TSPn植物干物质生产量，n年均降水量,2004年10月,30,生态地理环境一般分析方法,植物产量与蒸发散失量关系 TSPv=30001-e（-0.0009695（v-20）)TSPv植物干物质产量(g/m2.年)；3000地球上自然物质每年每平方米土地上最高干物质产量气候生物生产量（ I）计算 I=（Tm P G S）/（120Tr）Tm最热月平均气温；P降水量；G生长期的持续时间；S区域太阳辐射量与极地太阳辐射量之比； Tr最热月与最冷月的月平均气温差数应用分析生态环境质量机器变化趋势；估价土地的生物资源生产力；估价土地资源破坏导致的经济和环境损失

18、；分析影响生态系统生物生产力的主要气候因素,2004年10月,31,生态地理环境一般分析方法,3 作物气候生产潜力(Yc)计算一般采用光热水构成的生产力阶乘模型估算 Yc=Yq f(T) f(W) Yq光合潜力；T气温；W水分； f(T) 和 f(W)分别指温度条件和水分条件对光合潜力的订正系数（待加内容）4 农田生物生产力估算 光能利用率Eu=(生物生产量能量系数）/生育期内接受光能总量 水分生产率Wa=等价产量/生育期供水量 祭文生产效率Tu=（生物生产量能量系数100）/生育期内5度积温,2004年10月,32,生态地理环境一般分析方法,5 鱼类生产潜力估算利用浮游生物估算鱼产潜力（三江

19、平原为例） 植食性 FH=(mP/aB)/E 动食性 FA=(mP/aB)/E m年平均浮游生物量；P/B浮游物系数，浮游植物取50，浮游动物取20；a饵料利用率%三江平原浮游植物取20%，浮游动物取50%；E饵料系数，三江平原浮游植物取30，浮游动物取10,2004年10月,33,生态地理环境一般分析方法,八 其他方法1 多因子数量分析法2 回归分析方法3 数学模型方法4 系统分析方法,2004年10月,34,Q.2 森林生态地理功能分析方法,一 概述森林是地球上最大的生态系统。森林生态系统的功能具有普遍性和多功能性，很强的地域性。山区森林的生态效益体现在水文效应，涵养水源，调节径流，保持土

20、壤和减少水土流失，减少自然灾害；平原农业区的森林，生态效益体现在防风，改善小气候，增加土壤肥力；干旱风沙区的森林，防风固沙，防止土地沙漠化等。天然林和人工林，乔木林与灌木林，生态环境功能大小不同。森林的结构和布局特点差异，影响森林的生态环境功能。在开发建设活动中，以人工林代替自然森林生态系统或者干扰森林生态系统中某些重要组成因子而削弱森林生态环境功能，或者因为影响了部分森林而导致整个森林生态地理功能的改变，都需要进行分析。,2004年10月,35,Q.2 森林生态地理功能分析方法,森林的环境功能，远远地高于其生产木材的经济效益。根据美国人估算，森林的直接效益与间接效益价值之比是1：9，我国认为

21、是1：3，对于认识森林的环境功能作用认识不足。森林的生态环境功能效益可以作为其他生态地理功能分析的基础和参考,2004年10月,36,Q.2 森林生态地理功能分析方法,二 森林环境功能分析方法1 水源涵养指标：蓄水量增加t/(hm2年) 地表径流减少t/(hm2年)林冠截留降水量，少雨区截流率高截流率与降雨强度有关：一次余粮0.1-5mm时，截流率25-42%；一次雨量40mm,截流率6-22%常绿阔叶林（广西里骆林区）林冠截留雨水量194.2mm人工杉木林（桂东），林冠截留雨水量年均为196.7mm天然阔叶防护林截流率45%；人工阔叶防护林截流率57.8%；马尾松复层混交林35.7%；马尾松

22、纯林15.3%;杉木复层混交林31.9%；杉木纯林24.6%;空旷地集雨量0；,2004年10月,37,Q.2 森林生态地理功能分析方法,枯枝落叶层蓄水，一般2-5mm的降水。土壤层蓄水量 森林土壤理论蓄水量=森林面积土壤层平均厚度非毛细管空隙度 森林土壤一次蓄水量（较无林地）=森林面积土壤层厚度（林地非毛细管空隙度-无林地非毛细管空隙度）一般情况下，森林不会因水分饱和而产生地表径流，其涵养水源的功能是一个不断吸收和不断输出（含入渗）的动态过程，可以认为蓄水量是无限的,2004年10月,38,Q.2 森林生态地理功能分析方法,地表径流减少量消减地表径流效应：地表径流受林冠层、枯枝落叶层、土壤层

23、的综合影响，还与降雨量、降雨强度、将水日数等有关。地表径流与雨量呈线性相关:阔叶林径流量2.6m3;草坡6.1m3;杉木林5.1m3;采伐后草坡9.5m3森林的水文效应增加枯水季节径流: 涵养指数=最枯月流量/年径流量森林覆盖率提高10%， 增加0.1,2004年10月,39,Q.2 森林生态地理功能分析方法,削洪调洪: r=-100f/PF森林覆盖率；f覆盖率的变化（%）；r洪水径流系数； r径流系数变化（%）；P 暴雨量影响水流的主要因素是地形、土壤、降水量，其次才是森林；森林对水源的涵养作用具有累计和滞后效应,2004年10月,40,Q.2 森林生态地理功能分析方法,2 保持土壤指标：表

24、土流失量减少或者侵蚀模数变化 土方坍塌量减少 相关河流的年输沙率减小，森林系统排出土壤减少土壤流失量减少，一般可减少地表径流和土壤冲刷得70-80%，同时大大减少了矿物元素的流失。海南尖峰林区，林地土壤年流失量0.05吨，无林地32吨,2004年10月,41,Q.2 森林生态地理功能分析方法,减少河流输沙量，回归模型 S=a-cC-vV+pP+rRC森林覆盖率；V单位面积蓄积量；P年降雨量；R年径流量；acvpr相应的回归系数森林防止水土流失计算：统计区域随森林减少河流输沙增加量；统计区域性泥沙淤积量（水库湖泊等）；手机水土流失普查资料；了解有林地与无林地的侵蚀差；按建造和维护工程的土方费用计

25、算经济效益土壤养分保持效益计算：测定不同侵蚀强度下土壤的养分，指标包括：有机质、全氮、全钾、速效磷、速效钾、碱解氮；根据侵蚀面积算费分流失量；折合化肥，计算经济损失。,2004年10月,42,Q.2 森林生态地理功能分析方法,3 提高土壤肥力机理：森林借助光合作用，枯枝落叶返回土壤；植物根系疏松土壤，有利矿物上输；部分植物固氮有机质增加平价法，枯枝落叶作肥料，计算这部分肥料的经济价值土壤肥分增加，林地土壤养分与林外无林地土壤养分的差值4 森林改善气候的效应指标：调节气温，春秋增温或无霜期延长；高温天气日数减少；空气湿度增加；减少干热风天数；地温上升或者下降；对太阳辐射地吸收方法：林内与林外无林

26、地进行对比测量和统计比较,2004年10月,43,Q.2 森林生态地理功能分析方法,5 抗逆作用与减灾指标：降低灾害风速和减少灾害风天数；使得低湿区水位下降；干旱区减轻旱灾威胁；防风固沙，保护土壤和农田减轻旱灾威胁，计算有关地区森林增雨量减低风速，40-50%固沙，流动到固定6 改善空气质量指标：吸收CO2和释放氧；吸收有害气体与杀菌，净化空气；滞尘或者减少灰尘量，增加负离子,2004年10月,44,Q.2 森林生态地理功能分析方法,三 植被补偿的生态功能“当量”分析法1 基本原理谁破坏谁恢复，谁利用谁补偿以及利益与责任相平衡的原则植被还原，保证开发前后植被的生态功能相当，保证具有相当的绿量途

27、径：原位补偿，空地绿化立体种植，高功能代替低功能； 异地补偿，强化附近地区的植被2 生态补偿-植物还原量计算植物还原“绿量”=土地开发损失植被“绿量”=开发用地上剩余绿量+开发用地绿化种植绿量+异地补偿量,2004年10月,45,Q.3 生态环境问题分析方法,一 水土流失分析方法1 宏观判定土壤母质地形与植被覆盖降雨侵蚀2 土壤流失计算单位面积土壤流失量=降雨侵蚀量因子*土壤可侵蚀性因子*坡度-坡长因子*耕作与管理因子*控制侵蚀措施因子,2004年10月,46,Q.3 生态环境问题分析方法,3 水土流失经济损失比较 价格系数法确定水土流失指标体系价格系数计算法养分损失：市场相应的化肥售价；。4

28、 水土保持工程效益水土保持措施保土量计算， 单项计算 Sb=坡面侵蚀模数*但项措施利用面积*单项措施保土率水土保持措施蓄水量计算水土保持措施经济效益计算,2004年10月,47,Q.3 生态环境问题分析方法,二 沙漠化分析方法1 概念 非沙漠地区出现以风沙活动，沙丘起伏为主要标志的类似沙漠景观的环境退化过程，多发生在干旱 半干旱与半湿润地区湿润度计算干旱气候分级 极端干旱 Im0.652 沙漠化问题一般判别沙漠化土地特点沙丘，流沙存在和发展出现沙生植物，例如甘草，麻黄区域土壤 起沙风 植被条件变化3 工程施工对输沙量的影响4 风沙流，尘暴出现频繁,2004年10月,48,Q.4 生物多样性与生

29、态地理分析,一 生物多样性分析重在实际调查，包括生态系统和生物种的历史变迁调查和现状调查及主要问题等。分析的目的：有效保护生物多样性，保持区域发展的生物基础和生态环境基础多样性包括生态系统多样性、群落多样性、物种多样性。以物种对样型为主。1 生物多样性调查植物样地的设置与调查动物调查，栖息活动范围和生境，线与面的联合,2004年10月,49,Q.4 生物多样性与生态地理分析,2 生物多样性定量分析物种多样性指数均匀度优势度3 生境分析分析生物的生境要求，影响因素和主导因素建立分析准则综合的生境分析与分析,2004年10月,50,Q.4 生物多样性与生态地理分析,二 海洋生物资源分析1 海洋生物

30、资源蕴藏量估算面积法资源蕴藏数量=平均生物密度（格/m2)*分布面积（m2)总重量(kg)=平均个体重量（kg/个）*个体数生物学方法根据可持续捕获量与资源平均成熟期（年）计算出原始资源蕴藏量。,2004年10月,51,Q.4 生物多样性与生态地理分析,2 污染对海洋资源的影响分析潮间带底栖动物残毒污染分析方法：单因子污染指数法 Pi=Ci/CoPi某污染物的污染指数；Ci底栖动物实测的i污染物含量；Co分析指标分析标准(全国海岸带调查规定标准） 污染物 总汞 铜 锌 铅 镉 DDT 666 标准 0.3 100 250 10 5.5 0.2 0.2 (mg/kg),2004年10月,52,Q.4 生物多样性与生态地理分析,水产资源污染影响评估：溶解氧指标法估算：溶解氧(预测）=溶解氧（实测）-COD增量分析：指数法，标准采用渔业标准渔业资源损失计算各种生物资源增减遵循自然指数关系。受各种污染的毒性，渔业资源损失率为：,D损失率；Ci第i种污染物毒理作用临界值（一般采用渔业标准）#,2004年10月,53,本章结束,