研究生学位毕业论文选题报告县域生态环境评价与分区信息系统研究Word文档下载推荐.doc
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黄进华
专业:
地图学与地理信息系统
导师:
周兴副教授、华璀副研究员
论文工作的起止时间:
2004年5月至2005年3月
目录
一、课题的来源、研究的目的意义、国内外研究现状及水平
二、论文研究的主要内容、方案和准备采取的措施
三、已进行的科研工作基础和已具备的科学研究条件,对其他单位的协作要求
四、科研论文总工作量,文献阅读,科学调查,试验阶段,理论分析,论文初稿,文字总结各阶段的进度和要求,以及预期结果。
五、指导及辅导试验,论文撰写人员。
一、课题的来源、研究的目的意义(包括在我国的应用前景)、国内外研究现状及水平
1.选题背景
生态环境是人类赖以生存和发展的空间,是区域可持续发展的核心和基础。
保护和建设好生态环境,实现可持续发展,是我国现代化建设中必须始终坚持的一项基本方针。
近年来,中国经济发展和人口增长的双重压力对国家资源环境的影响程度超过了历史上的任何时期,为了保证国家资源与环境的可持续发展,如何准确及时地掌握耕地变化、天然植被变化、荒漠化、水体变化和土地退化等环境变化状况,进而指导人们正确开发利用自然资源、保护生态环境,合理进行生态环境规划,已成为国家决策部门和国内科学家普遍关注的问题。
为配合中国西部大开发战略的实施,国家环境保护总局与国家测绘局于2000年7月联合开展了“中国西部地区生态环境现状遥感调查”工作,旨在利用遥感(RS)和地理信息系统(GIS)技术对西部地区生态环境现状进行一次全面摸底,以全面反映西部地区生态环境的现状和动态变化,为西部地区生态环境规划、生态恢复和生态环境保护决策提供科学依据。
广西也在此次调查之列,而大化瑶族自治县是全国生态环境最脆弱区之一,也是石漠化问题严重、水土流失严重、地质灾害频发区,又是革命老区与少数民族聚居区。
尤其是在区域经济贫困→人口增长过快→耕地稀少→陡坡开垦、毁林毁草→石漠化与水土流失加剧→生态环境脆弱→更加贫困的恶性循环作用下,区域内的土地利用/土地覆被正面临着更为剧烈的变化过程,生态退化日趋严重。
生态环境退化已严重地阻碍了区域稳定脱贫与可持续发展。
生态环境保护和建设已成为区域可持续发展的战略保证。
而生态环境建设离不开生态环境信息的采集和处理,生态环境信息85%以上与空间位置有关。
GIS最大的特点就在于将社会生活中的各种信息与反映地理位置的图形信息有机地结合在一起,并可根据用户需要对这些信息进行分析,把结果交有关领导和部门作为决策的参考和依据。
在GIS的帮助下,不仅可以方便地获取存贮、管理和显示各种环境信息,而且可以对环境进行有效的监测、模拟、分析和评价,从而为生态环境建设提供全面、及时、准确和客观的信息服务与技术支持。
因此将计算机技术应用到生态环境评价与分区,建立区域生态环境评价与分区信息系统,不仅可以充分利用数据库强大的存储功能,对纷繁复杂的各类数据的输入、存储、修改等进行统一、有效的管理,利用计算机快速、准确的计算,对生态环境各单顶评价指标和综合评价评价进行计算,使相对静态的评价变为相对动态的评价,使得评价的可行性和实用性大大提高,从而实现了生态环境评价向智能化方向迈进,为推动区域生态环境评价理论向前发展奠定基础。
在周兴副教授、华璀副研究员的精心指导下,结合自己一年多来的学习体会,依据广西喀斯特地区的实际情况,以区域生态环境评价框架为理论方法基础,利用遥感、GIS和数学评价模型相结合的技术方法为手段,以广西大化县为实验区,初步拟定《县域生态环境评价与分区信息系统研究―以广西大化县为例》作为本人的硕士学位论文研究题目。
2.课题研究目的、意义
本课题在调查研究广西大化县社会经济及自然状况的基础上,利用遥感与地理信息系统为主要技术手段,对大化县生态环境质量、脆弱性及重要性等方面进行评价,将各单项评价指标进行模型化处理、计算并得到综合评价指标,并将综合评价指标与地理空间位置结合起来,利用地理信息系统提供空间分析功能,实现生态环境的区划研究。
初步建立喀斯特县域生态环境评价各指标体系,探索生态环境综合评价与分区的理论和方法,生态环境空间数据的表现与可视化的方法,基于组件技术的县域生态环境评价与分区信息系统开发技术方法。
本课题研究意义:
(1)生态环境评价与分区成果的应用,使得生态环境保护和建设工作更加具体化、更具可操作性;
(2)生态环境评价因子的分析研究,便于找出生态环境问题的主导性因子,并使得环境整治更具针对性;
(3)基于组件式GIS的县域生态环境评价及分区信息系统开发,为县域生态环境信息系统的研究探索一条新的途径,实现县域生态环境信息输入、编辑、管理、查询、空间分析、可视化,同时以图表方式输出,为生态环境信息的管理现代化和信息化做技术准备,进一步为生态环境建设、国民经济建设等可持续发展决策提供科学依据。
3.本课题国内外研究概况
生态环境是一个庞大的、复杂的、多变的系统。
虽然许多学者在生态环境评价方面曾进行过一系列有益的探索,但由于此项研究涉及面广、难度大,因而目前尚未有标准和公认的理论框架、指标体系和评价方法,仍处于探索阶段。
3.1国内研究概况
通过查阅有关的文献资料了解到,目前有关生态环境评价的研究工作主要集中在以下方面:
(1)在理论基础分析方面,景观生态学理论在区域生态评价、尤其是在中尺度区域生态评价中受到广泛关注。
任志远[18]在景观生态区划的基础上,以地貌特征作为划分评价单元的主要依据,选取气候、水文、土壤和植被四种环境要素作为评价对象,利用层次分析法对陕北高原神府地区进行了景观生态环境的多要素综合评价。
胡孟春等人[24]以景观生态学理论为指导,在景观生态分类的基础上,以景观生态单元为评价单元,选取地形、土壤、植被为评价指标对海南省生态环境质量进行了综合评价。
毛文永[2],提出用景观生态学的指标:
景观多样性指数、优势度指数、生态环境综合指数(土地生态适宜性、植被覆盖率、抗退化能力赋值、恢复能力赋值)评价生态环境质量。
赵跃龙等从协调人地关系的视角出发,在深入分析了脆弱生态环境的特征和成因之后,科学地对中国脆弱生态环境进行了类型和分布范围的划分,分析了脆弱生态环境对社会、经济发展的影响,建立了一套脆弱生态环境定量评价的方法,提出了脆弱生态环境综合整治的战略。
欧阳志云等在2000年做了中国生态环境敏感性及其区域差异规律研究,提出了生态敏感性的概念,分析了影响我国主要生态环境问题敏感性的因素,特别是气候对生态环境敏感性的影响,综合地提出了中国生态环境敏感性分区,划分出7个敏感区,并探讨了各分区的特点。
而有关生态环境重要性方面的研究文章,较缺乏。
(2)区域生态环境综合评价的方法有很多。
评价区域涉及到干旱地区、江河流域、山区、湖泊、湿地等,但目前尚未形成一种大家一致认可的评价方法。
无论评价采用何种方法,都必须经过三个步骤:
①选择建立评价指标体系;
②确定指标体系中各因子权重;
③利用数学原理分析计算。
数学原理(数学统计模型)包括评分叠加法、综合指标法、聚类分析法、自然度方法、景观生态学等方法。
其中最为常用的是综合指标法,可以充分体现生态环境评价的综合性、整体性和层次性。
并且越来越多的研究采用了包括层次分析法、模糊数学、主成分分析法、灰色关联等较先进的数学方法。
夏军[14]著《区域水环境及生态环境质量评价—多级灰关联评估理论与应用》一书,以我国西北地区的生态环境为例,把生态系统分成三个典型子系统,即高原区生态系统、山前倾斜平原区生态系统和荒漠区生态系统,采用的是递阶分解,从下而上的方式,应用多级灰色关联度方法实现生态环境质量评价。
黄思铭等人[15]编著的《刚性约束—生态综合评价考核指标体系》一书,以可持续发展为指导思想,通过分析云南省的生态环境质量状况,提出了生态评价指标体系,然后采用模糊综合评价方法和环境污染指数法进行生态质量现状评价。
刘燕华采用将主因素分析、承载背景分析和区域脆弱承受能力等3要素结合,进行脆弱性的分析。
冯利华等利用主成分分析法对我国26个省市的生态环境脆弱度作了综合评价。
王言荣等以贵州省46个典型喀斯特县域作为研究对象,共选取了5大类19项指标,通过层次分析法计算出各指标的相对权重,采用模糊综合评判方法对各县生态环境脆弱度进行计算和定量评价,并根据最大隶属原则把46个典型喀斯特县份分别划分为极度脆弱、强度脆弱、中度脆弱和轻度脆弱四种不同脆弱等级。
在生态环境敏感性定量研究中,主要是针对某一单一的生态环境问题进行敏感性研究,如:
关于土壤和生态系统对酸沉降敏感性、盐渍化的动态敏感性、地质环境敏感性、流域生态的敏感性及恢复力分析等研究,苏维词以乌江流域为研究区,通过分析人类活动与生态环境变化之间的关系,利用层次分析法对岩溶地区生态环境敏感度作了评价;
而关于区域生态环境敏感性综合评价研究则较为缺乏。
随着计算机事业的蓬勃发展,信息系统在环境保护和生态建设方面得到了应用。
国家环保局建立了覆盖全国,纵跨国家、省、地(市)、县(市)环保局及相关企业的基于网络的国家环境监理信息系统,侧重于对环境污染的监测和管理。
在环境决策方面,徐贞元等研究了基于GIS和各种模型的中国省级环境决策支持系统[12],辅助领导决策,得到了广泛的应用。
戴尔阜[13]通过MapInfo提供的MapBasic语言建立了基于平台的县级生态环境信息系统。
另外一些地方也建立了省级生态环境动态监测与管理信息系统,如福建省、新疆、内蒙古、贵州、安徽等。
近年来,一些科研工作者以流域为研究区域,相应建立了部分流域生态环境信息系统。
刘传胜等以新疆克里雅河为研究区,建立了克里雅河流域生态环境信息系统,为流域管理提供了技术支持;
江苏省建立了基于WebGIS的流域环境信息系统;
张文安等建立了基于“3S”的沿河流域生态环境动态监测系统;
秦举礼等对长江上游安宁河流域进行了生态环境遥感动态监测研究等。
总之,随着计算机技术的发展,利用“3S”技术对资源、环境的动态监测、可视化管理将成为发展方向。
分析前人所做的研究成果可以看出,目前国内关于生态环境评价的研究,大部分仅是就某一区域的某些地貌单元(流域)或生产单元作一些初步的探索性评价;
或侧重于污染、灾害等方面,对于某一区域生态环境的系统综合评价,目前在国内尚无人做过全面系统的工作,对区域生态环境的整体状况(包括资源、环境、社会经济等)实现多要素的综合分析与整体评价尚显不足,尤其是利用定量分析对整个区域进行完整的全域分析的研究不够,定量分析研究注重单要素,对各生态环境问题间的相互关系及其区域分异规律研究不够。
利用信息技术,尤其是“3S”技术在生态环境领域研究方面,尚处在探索阶段。
3.2国外研究概况
国外环境评价工作于20世纪60年代开始出现,70年代蓬勃发展。
许多国家在环境科学研究中十分重视环境质量评价以及环境影响评价工作。
国外生态环境评价开始于80年代初,期间比较有影响的研究是90年代初美国环保局(U.S.EPA)提出的环境监测和评价项目(EMAP),从区域和国家尺度评价生态资源状况并对发展趋势进行长期预测,以后该项目又发展成州域和小流域环境监测和评价(REMAP)。
该项目应用的典型案例是90年代初美国环境保护局采用中尺度方法对大西洋中区进行生态评价以及CharlesJ.Strobel等人对河口地区进行的生态评价。
在评价理论与方法上,景观生态学和遥感、地理信息系统(GIS)被广泛
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