一种基于遥感与GIS的荒漠生态系统红色名录评估方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于遥感与GIS的荒漠生态系统红色名录评估方法，属于生物多样性保护技术领域。包括以下步骤：(a)构建荒漠生态系统分类体系；(b)划分荒漠生态系统评价植被群系；(c)建立荒漠生态系统受威胁等级评估标准；(d)计算荒漠生态系统受威胁评估指标；(e)划分荒漠生态系统受威胁等级；(f)构建荒漠生态系统红色名录。本发明专利技术的方法实现了荒漠生态系统红色名录受威胁等级的快速评估，将名录与生境斑块退化的空间信息相结合，可为大范围生态系统的保护与管理提供依据，克服了现有生态系统红色名录划分过程中生态系统分类难以统一、评估基本单元难以确定、生态系统变化过程量化指标缺乏、宏观尺度上难以实现批量评价等问题。

A Red List Evaluation Method of Desert Ecosystem Based on Remote Sensing and GIS

The invention discloses a red catalogue evaluation method of desert ecosystem based on remote sensing and GIS, which belongs to the technical field of biodiversity protection. It includes the following steps: (a) constructing the classification system of desert ecosystem; (b) dividing the vegetation groups of desert ecosystem evaluation; (c) establishing the assessment criteria of the threatened degree of desert ecosystem; (d) calculating the assessment indicators of the threatened degree of desert ecosystem; (e) dividing the threatened degree of desert ecosystem; (f) constructing the red desert ecosystem. Directories. The method of the invention realizes the rapid assessment of the threat level of the red list of desert ecosystem, combines the list with the spatial information of habitat patch degradation, provides a basis for the protection and management of a wide range of ecosystems, and overcomes the difficulty of unification and evaluation of ecosystem classification in the process of dividing the Red List of existing ecosystems. It is difficult to determine the basic unit of assessment, lack of quantitative indicators for the process of ecosystem change, and realize batch assessment at macro scale.

【技术实现步骤摘要】
一种基于遥感与GIS的荒漠生态系统红色名录评估方法
本专利技术属于生物多样性保护
，涉及一种基于遥感与GIS的荒漠生态系统红色名录的评估方法。
技术介绍
生物多样性是生命系统的物质基础，可直接为人类和其他生物提供生存空间，并通过生态功能的发挥，为生物提供适宜的栖息环境及各种服务。然而，由于气候变化及人为活动的加剧，全球生物多样性在不断丧失。生物多样性评估是制定保护措施的前提，传统的生物多样性评估主要关注物种多样性，存在着对生物多样性的代表性不足，不能及时反应生态系统多样性的变化等缺点。将生态系统作为整体进行保护可以更有效的保证自然生态-人类社会的协调发展。因此，迫切需要评估和识别珍稀生态系统的现状和动态。生态系统红色名录主要收录生态系统的受威胁现状信息，通过选取一些指标对生态系统物种多样性和服务功能等进行评价，进而量化生态系统的受威胁程度，并将其分为若干等级。评估结果可被用于如下方面：1)监测生态系统状态，确定保护优先级；2)针对性地开展受威胁生态系统的保护和修复；3)指导土地利用规划和国民经济规划的制定；4)评估生物多样性保护和生态系统管理措施的效果等。国际自然保护联盟(IUCN)在全球尺度已开始了生态系统红色名录编制的相关研究，澳大利亚、芬兰、新西兰等国也开始了对本国生态系统濒危级别的研究。我国近年来也开始了相关内容的研究。陈国科和马克平(2012)对辽河三角洲滨海地区的芦苇湿地、草地、翅碱蓬盐化草甸和丘陵灌丛4个生态系统的受威胁等级进行了评估。(陈国科,马克平.生态系统受威胁等级的评估标准和方法[J].生物多样性,2012,20(1):66-75.)欧阳志云(2014)完成了全国生态系统十年服务功能及变化状况，分析了2000至2010年生态系统格局、质量与功能等变化状况，积累的大量生态系统实测数据。(欧阳志云,王桥,郑华,等.全国生态环境十年变化(2000-2010年)遥感调查评估[J].中国科学院院刊,2014,1(4):462-466.)朱超(2015)结合国内生态系统评价的现状，提出了在我国开展生态系统红色名录研究的可行建议。(朱超,方颖,周可新,等.生态系统红色名录-一种新的生物多样性保护工具[J].生态学报,2015,35(9):2826-2836.)谭剑波(2017)回顾了生态系统红色名录的发展过程，归纳了IUCN生态系统红色名录评估方案中指标的含义和评估过程，论述了利用遥感和生态模型可能提供的解决方案。然而，目前我国生态系统受威胁等级评估过程中普遍存在以下问题：1)生态系统分类难以统一；2)评估的基本单元难以确定；3)缺少生态系统变化过程的量化指标；4)等级和标准的阈值难以量化，不同评估方案采用的指标和阈值也存在着差异；5)缺乏完整的生态系统评价方案。荒漠生态系统是指分布于干旱地区，以超旱生的小乔木、灌木和半灌木占优势的生物群落与其周围环境所组成的综合体。由于水分缺乏，植被稀疏，甚至有大片裸露土地，植物种类单调，生物生产量很低，能量流动和物质循环缓慢。中国的荒漠区占国土面积1/5以上，荒漠生态系统较之其他类型的生态系统更易崩溃。因此，需要一种大尺度、快速的荒漠生态系统红色名录的评估方法。基于GIS或遥感技术的评价方法目前已有公布的申请案，如中国专利申请号CN201210439612.1，公开日为2013.03.20的申请案公开了一种基于地理信息系统的农业鼠害暴发风险指数评价方法。基于生境越适宜的地方是鼠害暴发风险越高的地方的假设，筛选影响目标鼠种生境的因子，利用地理信息系统，评价农业区域不同地点农业鼠害的暴发风险，建立鼠害预测的初步模型，鼠害暴发风险图还能为鼠害的生态管理提供有益参考，同时，通过最终获得校正后的ORI模型能够评价不同因素在鼠害暴发风险中的作用。然而该申请案的方法存在以下缺陷：其主要用于特定事件的空间风险评估，不涉及长时间序列下评价单元的动态变化情况计算，且评估过程中不涉及分类、尺度、变化过程等量化指标。如中国专利申请号CN201410201081.1，公开日为2014.05.13的申请案公开了一种基于遥感技术的湿地生态系统健康综合评价方法，并对湿地生态提出保护对策。首先，基于多期遥感数据，结合人机交互的湿地信息提取方法，对遥感影像提取斑块面积、斑块数等湿地信息指标，对杭州西溪湿地景观格局变化进行定量分析；其次，在近10年湿地景观格局变化结果基础上，对西溪湿地生态健康系统进行评价得到综合评价指数；最后，对评价结果分析，提出一种基于遥感技术的湿地生态系统健康综合评价方法。然而该申请案的方法存在以下缺陷：其主要用于区域湿地健康评价，遥感解译的地类分类方式仍按照土地利用地类划分，并未按照生态系统的分类体系；仅计算了景观指数时段的变化，未能将生态系统长时间动态变化指标列入评估体系；此外，生态系统的健康评估指标均为景观指数且阈值主观性较强。目前，基于遥感与地理信息系统技术结合的评价方法也受到了越来越多的关注。如中国专利申请号CN200710130861.1，公开日为2010.11.24的申请案公开了一种利用地理信息系统与遥感技术进行生态功能区划的方法。其步骤为：第一步、获取评价指标信息图层；第二步、利用GIS软件对各个评价指标进行定量分析评价；第三步、区域生态功能综合评价，第四步、生态功能分区。其是在生态功能区划中，加入景观评价指标。利用RS获取实时的地理信息数据，利用GIS软件的空间分析与数据处理能力计算输出评价指标的属性值，利用VBA编程在Excel中批量计算出评价值并分类，最后利用GIS软件作出生态功能区划结果。然而该申请案的方法存在以下缺陷：其利用遥感获取区域地理信息数据，用GIS软件批量计算评价值，最终用于生态功能范围的界定，不涉及广域生态系统分类体系、评估单元划分、动态变化计算、指标参数计算等内容。中国专利申请号CN201310125372.2，公开日为2013.07.17的申请案公开了一种基于遥感与GIS相结合的水禽栖息地适宜性评价方法，本专利技术涉及湿地生态环境评价与保护技术。本专利技术是要提供一种高效的水禽栖息地适宜性评价方法。一、原始遥感与地理基础数据的获取与预处理；二、分析水禽栖息地与环境之间的关系；三、分析各湿地水禽栖息地适宜性评价指标对水禽栖息地的影响程度，根据层次分析法确定各湿地水禽栖息地适宜性评价指标权重；四、通过空间分析技术，得到水禽栖息地适宜性评价指标值，并按照等级划分；五、采用GIS空间分析与叠加技术，得到最终的水禽栖息地适宜性的空间分布；六、获取水禽巢址以及停歇地的精确位置，对水禽栖息地适宜性评价结果进行验证。然而该申请案的方法存在以下缺陷：其主要用于水禽栖息地的适宜性评价，不涉及生态系统的相关内容，在评价的方法上采用了原始遥感与地理基础数据作为评价的基础数据，采用了层次分析法确定了评价指标权重，不涉及评估单元的划分、动态变化计算、指标参数计算等内容。因此，基于现有技术的缺陷，亟需专利技术一种新的基于遥感与GIS的荒漠生态系统红色名录的快速评估方法。
技术实现思路
1.要解决的问题针对现有生态系统红色名录划分过程中的生态系统分类难以统一、评估的基本单元难以确定、生态系统变化过程的量化指标缺乏、宏观尺度上难以实现快速批量评价等问题，本专利技术旨在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于遥感与GIS的荒漠生态系统红色名录的评估方法，包括以下步骤：(a)构建荒漠生态系统分类体系；(b)划分荒漠生态系统评价植被群系：列出荒漠生态系统红色名录评价范围，收集和下载评价范围内的中分辨率遥感影像数据，结合中国植被图(1：100万)提取荒漠生态系统评价对象；依据荒漠生态系统分类体系，构建荒漠生态系统红色名录基础评估单元，划分荒漠生态系统植被群系；该步骤中将采用投影与坐标转换工具将所述的基础评估单元按照统一的投影与地理坐标系进行投影与坐标转换。(c)建立荒漠生态系统红色名录受威胁等级评估标准；(d)荒漠生态系统红色名录评估指标计算：对步骤b)所述的遥感影像数据采用变化矢量分析模型进行分析，统计不同荒漠生态系统群系类型及面积的多年变化情况；基于GIS工具统计不同荒漠生态系统群系类型的分布范围情况；(e)划分荒漠生态系统受威胁等级：根据步骤(c)所述的荒漠生态系统受威胁等级评估标准，将步骤(d)不同荒漠生态系统群系类型的分布范围情况进行等级划分，划分荒漠生态系统受威胁等级；(f)构建荒漠生态系统红色名录：选出荒漠生态系统受威胁等级评价中受威胁类别为易危、濒危、极危的生态系统，与GIS中的荒漠生态系统地理空间数据库进行连接，建立空间对应关系；按照编码、名称、分布范围、分布区域、受威胁等级对生态系统进行归纳，结合专家判定与意见，构建荒漠生态系统红色名录。...

【技术特征摘要】
1.一种基于遥感与GIS的荒漠生态系统红色名录的评估方法，包括以下步骤：(a)构建荒漠生态系统分类体系；(b)划分荒漠生态系统评价植被群系：列出荒漠生态系统红色名录评价范围，收集和下载评价范围内的中分辨率遥感影像数据，结合中国植被图(1：100万)提取荒漠生态系统评价对象；依据荒漠生态系统分类体系，构建荒漠生态系统红色名录基础评估单元，划分荒漠生态系统植被群系；该步骤中将采用投影与坐标转换工具将所述的基础评估单元按照统一的投影与地理坐标系进行投影与坐标转换。(c)建立荒漠生态系统红色名录受威胁等级评估标准；(d)荒漠生态系统红色名录评估指标计算：对步骤b)所述的遥感影像数据采用变化矢量分析模型进行分析，统计不同荒漠生态系统群系类型及面积的多年变化情况；基于GIS工具统计不同荒漠生态系统群系类型的分布范围情况；(e)划分荒漠生态系统受威胁等级：根据步骤(c)所述的荒漠生态系统受威胁等级评估标准，将步骤(d)不同荒漠生态系统群系类型的分布范围情况进行等级划分，划分荒漠生态系统受威胁等级；(f)构建荒漠生态系统红色名录：选出荒漠生态系统受威胁等级评价中受威胁类别为易危、濒危、极危的生态系统，与GIS中的荒漠生态系统地理空间数据库进行连接，建立空间对应关系；按照编码、名称、分布范围、分布区域、受威胁等级对生态系统进行归纳，结合专家判定与意见，构建荒漠生态系统红色名录。2.根据权利要求1所述的基于遥感与GIS的荒漠生态系统红色名录的评估方法，其特征在于：所述步骤(d)统计不同荒漠生态系统群系类型的分布范围情况所依据的指标包括分布范围、占有面积...

【专利技术属性】
技术研发人员：单楠，周可新，唐夫凯，潘扬，
申请(专利权)人：环境保护部南京环境科学研究所，
类型：发明
国别省市：江苏,32