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基于谷歌地球引擎大数据支撑的自然资源生态安全应用研究进展
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作者 蔡文博 王薇 +3 位作者 朱青 张智舵 彭婉婷 蔡永立 《生态学报》 北大核心 2025年第7期3544-3554,共11页
随着工业革命和城市化进程,全球资源消耗和生态环境恶化加剧,保障自然资源生态安全成为关注焦点。谷歌地球引擎(GEE)作为地球大数据云计算平台,为自然资源生态安全研究提供了新引擎,涵盖评价、预测预警及预案制定等全过程管理。系统梳理... 随着工业革命和城市化进程,全球资源消耗和生态环境恶化加剧,保障自然资源生态安全成为关注焦点。谷歌地球引擎(GEE)作为地球大数据云计算平台,为自然资源生态安全研究提供了新引擎,涵盖评价、预测预警及预案制定等全过程管理。系统梳理了GEE在自然资源生态安全评价、预测预警及预案制定等方面的应用进展,展示了其在森林资源、耕地资源、草地资源等多种自然资源管理中的广泛应用和显著成效。同时,也指出了GEE在数据源、研究深度及预警应用方面存在的不足和挑战。为了进一步提升自然资源生态安全研究水平,提出了基于大数据和云计算技术的自然资源生态安全研究框架,明确了大数据采集、处理、分析及决策支持等关键环节,并强调了自主研发、数据共享与开放的重要性。本研究不仅为当前自然资源生态安全研究提供了理论参考和实践指导,也为未来相关领域的深入探索和创新发展奠定了坚实基础。 展开更多
关键词 自然资源 生态安全 谷歌地球引擎(GEE) 大数据 云计算平台
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面向生态补偿的水净化生态系统服务供需流动的空间耦合研究——以长三角生态绿色一体化示范区为例
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作者 陈昊扬 姚申君 +2 位作者 彭婉婷 蔡文博 蔡永立 《生态学报》 北大核心 2025年第7期3079-3091,共13页
深入探讨了长三角生态绿色一体化发展示范区(简称“示范区”)内水净化生态系统服务(WPS)的供需状况、服务流动路径及其与生态补偿的关系。随着工业化和城市化的快速推进,示范区面临着严峻的水资源污染和生态系统退化挑战。针对这些问题... 深入探讨了长三角生态绿色一体化发展示范区(简称“示范区”)内水净化生态系统服务(WPS)的供需状况、服务流动路径及其与生态补偿的关系。随着工业化和城市化的快速推进,示范区面临着严峻的水资源污染和生态系统退化挑战。针对这些问题,首先采用InVEST模型对示范区内氮磷WPS的供需进行了量化分析,揭示了不同子流域和行政区域间的供需差异。研究结果显示,示范区大部分地区存在显著的WPS供需赤字,尤其是在太湖东南侧、示范区西南角和东北角区域,氮磷净化服务的供需矛盾尤为突出。为进一步理解WPS的流动特性,应用了SPANS算法来模拟服务在示范区内的流动路径。分析发现,服务盈余区域主要集中在示范区的中心地带以及吴江区的北部和东南部。这些区域通过生态服务流动有效缓解了周边地区的污染压力,形成了明显的区域生态优势。然而,流动路径的复杂性也揭示了生态服务在不同地区间分配的不均衡性,强调了进行合理生态补偿的重要性。基于供需流动分析结果,提出了示范区生态补偿的优化策略。应优先补偿那些接收大量外来污染负荷、提供重要WPS的区域,确保这些区域能够持续提供高质量的生态系统服务。通过政策支持和财政援助,引导资金和资源流向具有潜在供应能力的区域,增强其生态系统功能。研究还建议引入基于供需流动态监测的补偿调整,以应对区域生态服务变化的不确定性,确保生态补偿政策的精准性和有效性。研究不仅为示范区WPS的供需状况提供了全面的量化分析,还通过流动路径模拟和生态补偿设计,为区域生态治理和可持续发展提供了科学依据和实践路径。这些成果对于改善示范区水生态环境、优化水资源配置、推动生态文明建设具有重要意义,同时也为其他地区类似问题的解决提供了有益参考。 展开更多
关键词 水净化服务 生态系统服务流 供需空间关联 生态补偿 SPANS算法 长三角生态绿色一体化示范区
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生态风险与生态系统健康对生态系统服务的影响 被引量：2
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作者 朱青 蔡永立 《地理学报》 EI CSSCI CSCD 北大核心 2024年第5期1303-1317,共15页
生态风险、生态系统健康和生态系统服务是描述区域生态安全的关键特征。生态风险和生态系统健康分别代表生态系统的压力侧和状态侧,二者相互作用共同影响着生态系统服务。鲜有研究将生态风险、生态系统健康和生态系统服务联系起来分析... 生态风险、生态系统健康和生态系统服务是描述区域生态安全的关键特征。生态风险和生态系统健康分别代表生态系统的压力侧和状态侧,二者相互作用共同影响着生态系统服务。鲜有研究将生态风险、生态系统健康和生态系统服务联系起来分析三者之间的影响机制。本文选择淮河流域为研究区,通过InVEST模型和最大熵模型从空间上量化生态系统的供给服务、调节服务和文化服务;采用增强回归树算法和结构方程模型探究生态风险要素(自然灾害风险、人类活动风险和景观格局风险)和生态系统健康要素(活力、组织力和恢复力)对不同生态系统服务类型的影响程度和路径。结果表明,2020年淮河流域的生态系统供给服务、调节服务和文化服务的空间异质性明显,三者整体处于较低等级水平。区域生态安全特征之间的作用路径包括生态风险→生态系统服务和生态风险→生态系统健康→生态系统服务,其中活力对供给服务的直接正向影响较大,但恢复力的直接抑制作用更为明显,相对重要性为32.79%;恢复力对调节服务的直接促进作用最强,相对重要性为70.52%,其次是人类活动风险的间接抑制作用;人类活动风险对文化服务具有最高的直接正向影响和较弱的间接负向影响,相对重要性为55.40%。研究结果有助于深化人们对生态风险、生态系统健康与生态系统服务之间内在关系的认识,为区域生态系统管理和决策提供科学依据。 展开更多
关键词 生态安全特征 内在关系 影响机制 淮河流域
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基于“风险-健康-服务”的生态安全评价框架构建及模拟预测--以淮河流域为例
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作者 朱青 蔡永立 《自然资源学报》 CSSCI CSCD 北大核心 2024年第11期2676-2690,共15页
生态安全评价和预测为生态安全格局构建和空间优化提供了重要支撑,是生态安全管理与决策的有效手段。以淮河流域为例,从生态风险、生态系统健康和生态系统服务三个维度构建生态安全评价框架,揭示2000—2020年生态安全的时空分布格局;利... 生态安全评价和预测为生态安全格局构建和空间优化提供了重要支撑,是生态安全管理与决策的有效手段。以淮河流域为例,从生态风险、生态系统健康和生态系统服务三个维度构建生态安全评价框架,揭示2000—2020年生态安全的时空分布格局;利用斑块级土地利用变化模拟模型识别影响生态安全的内外部关键因素,预测潜在风险区。结果表明:2000—2020年淮河流域生态安全表现出先升高后降低的趋势,整体呈现“东北—西南高、东南—西北低”的分布格局;相对安全等级和一般安全等级面积占比最大(均在30%以上),转移面积最多。相比于自然和社会经济等外部因素,风险、健康和服务等内部因素对生态安全的影响更大,且多以调节生态系统服务和人类足迹等因素为主导。到2030年淮河流域生态安全状况相较2020年有所下降,安全等级区域在东北部山地丘陵地带和西南部林农交错地带的空间变化最为明显。研究结果不仅是对现有生态安全评价和预测研究的有益补充,而且对淮河流域的生态安全建设具有一定指导意义。 展开更多
关键词 生态安全 多维评价 内外部影响因素 安全风险预测 流域尺度
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基于GEE平台的鄱阳湖区水体面积变化时空格局分析
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作者 刘修钰 朱青 +1 位作者 王薇 蔡永立 《测绘地理信息》 CSCD 2024年第4期57-62,共6页
利用Google Earth Engine(GEE)平台,采用基于Sentinel-1双极化水体指数(Sentinel-1 dual-polarized water index,SDWI)的Otsu最佳阈值法对鄱阳湖区进行水体范围提取,并对水体面积进行曼-肯德尔(Mann-Kendall)趋势检验,同时对2015—2022... 利用Google Earth Engine(GEE)平台,采用基于Sentinel-1双极化水体指数(Sentinel-1 dual-polarized water index,SDWI)的Otsu最佳阈值法对鄱阳湖区进行水体范围提取,并对水体面积进行曼-肯德尔(Mann-Kendall)趋势检验,同时对2015—2022年淹没频率的空间格局变化进行统计分析。结果表明:①基于GEE平台,利用Sentinel-1数据可以实现水体面积高时相频率的动态监测,识别精度最高达到0.93;②2015—2021年鄱阳湖区水体面积整体呈显著上升趋势(Z>0,P<0.01),其中,2018年枯水年水体面积波动较2020年丰水年小;③鄱阳湖区西南及东南部分季节性水体广布,水体空间格局变化最为显著,研究时段内淹没频率为(0,20%]的面积年际变化最大。研究表明,基于GEE平台和Sentinel-1雷达数据可以有效监测鄱阳湖区的水体面积动态变化,能够为区域洪涝灾害风险管理、湿地栖息地保护提供支持。 展开更多
关键词 Sentinel-1 Google Earth Engine 鄱阳湖区 水体面积 Sentinel-1双极化水体指数 时空变化
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