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重要生态功能区是指在涵养水源、保持水土、调蓄洪水、防风固沙、维系生物多样性等方面具有重要作用的区域,对于防止和减轻自然灾害,协调流域及区域生态保护与经济社会发展,保障国家和地方生态安全具有重要意义。我国重要生态功能区面积大,管理工作复杂、困难大;需要国家和地方共同管理,并予以重点保护和限制开发的区域。因此,通过评估功能区内生态用地的重要性并划分等级,坚持“以较小代价获取较大收益”,识别出优先生态保护用地,可以作为北方重要生态功能区生态环境保护管理工作的有效手段。本人在分析借鉴学者研究基础上,利用实测地面高光谱数据建立遥感估算模型,研究草地退化、沙化空间分布格局,并评价其对防风固沙功能区影响;运用PSR模型构建区域生态安全评估指标体系,评估基于主导服务功能生态安全水平和空间差异;分析影响草地生态安全的主要因素;从生态系统服务功能重要性、景观组分重要性、景观结构布局重要性三个方面,开展生态用地重要性综合评估,划分重要性等级,结合防风固沙功能区生态安全性和生态敏感性评价,识别出优先生态用地。主要研究内容和结论如下:(1)草地退化空间分布格局识别利用实测地面高光谱数据与同时期MODIS影像进行数据关联,构建基于MODIS遥感影像地上于物质量高光谱生产力估算模型以及植被覆盖度高光谱估算模型,地上干物质量高光谱估算模型:ANPP=295.51×(0.977×NDVIMODIS-0.028)1.174 (1)植被覆盖度高光谱估算模型:Vc=0(NDVIMoDIs≤0.1689) (2)Vc=131.981 ×NDVIMoDIs-22.29(0.1689<NDVIMoDIs≤0.8779) (3)Vc=1(NDVIMODls>0.8699) (4)分别构建基于草地现实生产力和潜在生产力草地生产力退化指数,以及植被覆盖度高光谱模型的植被覆盖度退化指数,根据分级指标分别对2000年、2005年、2010年、2014年草地退化空间分布进行识别,结果表明:2000年未退化、轻度退化草地面积约占研究区总面积的30.71%和27.42%,2005年中度退化面积较2000年增加5049.13 km2,2010年未退化草地面积占研究区总面积30.59%,2014年重度退化草地面积最小,仅占研究区总面积的11.91%。(2)基于防风固沙功能维持的生态安全评价根据研究目的,运用PSR模型构建区域生态安全评估指标体系,采用层次分析法研究指标权重,综合评价法对研究区进行基于防风固沙功能的生态安全性分析。结果表明:整体情况来看,研究区自2000年-2014年生态安全状况处于安全水平比例最大,面积所占研究区比例为34.57%-39.70%,其中2010年最大,2014年最小;其次为生态较安全区,面积所占研究区比例22.90%-30.35%,自2000年以来研究区极不安全区面积呈逐渐减少趋势。(3)优先生态用地识别依据景观生态学原理,构建生态功能重要性和生态敏感性评价指标体系,分别划分生态用地重要性和敏感性等级,将研究区生态用地极重要区、极敏感区以及生态极不安全区进行叠加从而识别出优先生态用地。识别结果显示:优先生态用地主要分布在东部的温性草甸草原区植被覆盖度高的地区、沙带区和西部部分干旱地区,总面积达29240.5km2,占区域总面积的38.20%。(4)驱动因子分析2000年、2005年、2010年、2014年遥感解译土地利用数据显示:草地、未利用土地是研究区主体景观类型,四个时期草地面积所占比重分别为:87.64%、89.95%、86.09%以及86.22%;研究区景观内部斑块数量呈增加趋势,斑块面积变小,景观空间连通性降低,景观多样性和异质性升高;海拔对各类型景观影响范围主要分布在低海拔地区的500m-850m区段内;不同坡度、坡向对景观类型变化没有影响;降水量年际间波动对生产力的影响具有极为显著的线性回归关系,变化趋势均为随降水量增加草原植被生产力增加;空间异质性研究表明,围栏后草地空间异质性变小,而放牧草地,空间异质性较弱,空间分布格局相对简单。