Landscape Ecological Risk Analysis for Jingzhou City Based on PSR Model and Projection Pursuit Method

doi:10.13209/j.0479-8023.2017.065

Abstract

Abstract:

Based on pressure-state-response (PSR) model which was used to assess the landscape ecological risk and projection pursuit method, a landscape ecological risk assessment model was established for Jingzhou City, Hubei Province. The results showed that, Jingzhou City suffered increasing risk from 1995 to 2013 with landscape ecological risk index (LERI) from level I to level IV. Pressure index (PI) increased continuously, state index (SI) decreased, while response index (RI) increased gradually with the influence of economy and policy. The assessment results also showed that with the increasing pressure of society, the quality of landscape ecosystem decreased increasingly, but strengthening environmental protection measures could relieve the risk obviously, and made the risk to increase slowly.

Key words: landscape ecological risk, PSR model, projection pursuit

摘要：

在PSR (pressure-state-response)模型的基础上, 结合投影寻踪法, 建立荆州市景观生态风险评价模型, 分析荆州市景观生态风险变化。结果表明: 1995—2013年间研究区景观生态风险等级由1995年的“低”增大至2013年的“较高”; 压力指数随着社会经济发展有所增加, 状态指数持续减小, 响应指数随着经济和政策的影响逐渐增大。景观生态风险评价结果也表明, 随着社会经济压力不断增大, 景观生态系统质量日益下降, 但生态环境保护措施的加强能够显著缓解风险增大的趋势。

关键词: 景观生态风险, PSR模型, 投影寻踪

CLC Number:

X826

Jingjing CHEN, Tianhong LI. Landscape Ecological Risk Analysis for Jingzhou City Based on PSR Model and Projection Pursuit Method[J]. Acta Scientiarum Naturalium Universitatis Pekinensis, 2017, 53(4): 731-740.

陈晶晶, 李天宏. 基于PSR模型和投影寻踪法的荆州市景观生态风险评价[J]. 北京大学学报自然科学版, 2017, 53(4): 731-740.

Figures/Tables 6

References 35

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指标		表征	编码	I	II	III	IV	V
压力	暴雨灾害	日最大降雨量/mm	U_P1	10	25	50	100	250
	水土流失	水土流失指数LSI	U_P2	0.15	0.16	0.17	0.18	0.19
	地形	坡度	U_P3	≤2°	2°~6°	6°~15°	15°~25°	>25°
	土地利用变化	土地利用强度L	U_P4	275	276	277	278	279
	社会发展	人口密度/(人 · km^-2)	U_P5	300	400	500	600	700
		人均GDP/(万元 · 人^-1)	U_P6	2000	4000	6000	8000	10000
		人均GDP/(万元 · 人^-1)	U_P6	20000	18000	16000	14000	12000
		城市化率	U_P7	35	40	45	50	≥55
	污染负荷	饮用水源地水质达标率	U_P8	100	95	90	85	80
状态	生态功能	水源涵养	U_S1	7	6.5	6.0	5.5	5.0
		土壤形成与保护	U_S2	2	1.85	1.80	1.75	1.70
		生物多样性保护	U_S3	1.75	1.70	1.65	1.60	1.55
		废物处理	U_S4	8.0	7.5	7.0	6.5	6.0
	生产功能	食物生产	U_S5	1.0	0.95	0.90	0.85	0.80
	生产功能	原材料	U_S6	0.35	0.34	0.33	0.32	0.31
	文化功能	娱乐文化	U_S7	1.5	1.4	1.3	1.2	1.1
	景观破碎度	斑块密度	U_S8	0.2	0.22	0.24	0.26	0.28
	景观破碎度	形状指数	U_S9	40	38	36	34	32
	景观分离度	分割度指数	U_S10	0.95	0.96	0.97	0.98	0.99
	景观分离度	聚集度	U_S11	100	99	98	97	96
	景观优势度	优势度指数	U_S12	1	0.95	0.90	0.85	0.80
	景观优势度	Shannon均匀度指数	U_S13	0.50	0.52	0.54	0.56	0.58
	景观脆弱度	脆弱度指数	U_S14	0.180	0.182	0.184	0.186	0.188
响应	生境响应	绿化覆盖率/%	U_R1	40	35	30	25	20
		湿地退化率/%	U_R2	0	5	10	15	20
		Shannon多样性指数	U_R3	1	0.95	0.90	0.85	0.80
	经济响应	环保投资占GDP比例/%	U_R4	3.5	3	2.5	2	1.5
	经济响应	第三产业占GDP比例/%	U_R5	40	35	30	25	20
	政策响应	工业废水达标排放率/%	U_R6	100	95	90	85	80
	政策响应	城镇污水集中处理率/%	U_R7	85	80	75	70	65

指标		表征	编码	I	II	III	IV	V
压力	暴雨灾害	日最大降雨量/mm	U_P1	10	25	50	100	250
	水土流失	水土流失指数LSI	U_P2	0.15	0.16	0.17	0.18	0.19
	地形	坡度	U_P3	≤2°	2°~6°	6°~15°	15°~25°	>25°
	土地利用变化	土地利用强度L	U_P4	275	276	277	278	279
	社会发展	人口密度/(人 · km^-2)	U_P5	300	400	500	600	700
		人均GDP/(万元 · 人^-1)	U_P6	2000	4000	6000	8000	10000
		人均GDP/(万元 · 人^-1)	U_P6	20000	18000	16000	14000	12000
		城市化率	U_P7	35	40	45	50	≥55
	污染负荷	饮用水源地水质达标率	U_P8	100	95	90	85	80
状态	生态功能	水源涵养	U_S1	7	6.5	6.0	5.5	5.0
		土壤形成与保护	U_S2	2	1.85	1.80	1.75	1.70
		生物多样性保护	U_S3	1.75	1.70	1.65	1.60	1.55
		废物处理	U_S4	8.0	7.5	7.0	6.5	6.0
	生产功能	食物生产	U_S5	1.0	0.95	0.90	0.85	0.80
	生产功能	原材料	U_S6	0.35	0.34	0.33	0.32	0.31
	文化功能	娱乐文化	U_S7	1.5	1.4	1.3	1.2	1.1
	景观破碎度	斑块密度	U_S8	0.2	0.22	0.24	0.26	0.28
	景观破碎度	形状指数	U_S9	40	38	36	34	32
	景观分离度	分割度指数	U_S10	0.95	0.96	0.97	0.98	0.99
	景观分离度	聚集度	U_S11	100	99	98	97	96
	景观优势度	优势度指数	U_S12	1	0.95	0.90	0.85	0.80
	景观优势度	Shannon均匀度指数	U_S13	0.50	0.52	0.54	0.56	0.58
	景观脆弱度	脆弱度指数	U_S14	0.180	0.182	0.184	0.186	0.188
响应	生境响应	绿化覆盖率/%	U_R1	40	35	30	25	20
		湿地退化率/%	U_R2	0	5	10	15	20
		Shannon多样性指数	U_R3	1	0.95	0.90	0.85	0.80
	经济响应	环保投资占GDP比例/%	U_R4	3.5	3	2.5	2	1.5
	经济响应	第三产业占GDP比例/%	U_R5	40	35	30	25	20
	政策响应	工业废水达标排放率/%	U_R6	100	95	90	85	80
	政策响应	城镇污水集中处理率/%	U_R7	85	80	75	70	65

等级	SI	RI	PI	LERI	生态风险
Ⅰ	3.7410	2.6458	0	0	低风险
Ⅱ	2.7429	1.9843	0.6146	0.4238	较低风险
Ⅲ	1.8286	1.3229	1.3290	0.8553	中风险
Ⅳ	0.9143	0.6614	2.0948	1.2973	较高风险
Ⅴ	0	0	2.8248	1.7320	高风险

等级	SI	RI	PI	LERI	生态风险
Ⅰ	3.7410	2.6458	0	0	低风险
Ⅱ	2.7429	1.9843	0.6146	0.4238	较低风险
Ⅲ	1.8286	1.3229	1.3290	0.8553	中风险
Ⅳ	0.9143	0.6614	2.0948	1.2973	较高风险
Ⅴ	0	0	2.8248	1.7320	高风险