Comprehensive Evaluation of Groundwater Dependent Ecosystems in the Surrounding Area of Dongting Lake
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摘要:
为了构建适用于洞庭湖环湖区地下水依赖型生态系统（Groundwater Dependent Ecosystems, GDEs）的综合评价指标体系，本文采用栅格叠加法，通过对多个生态指标的评分计算，建立了一套包括地下水位埋深、植被覆盖度、蒸散发、地形湿度指数及土壤有机碳含量等因子的评价体系。各因子的评分结果在GIS平台上进行空间叠加，得到洞庭湖区域GDEs的综合评价指数，并据此划分不同的依赖程度等级。研究结果表明，洞庭湖环湖区域GDEs的依赖程度差异显著，其中高度依赖地下水的区域主要分布在湖泊北部和西南部的湿地和沼泽地，覆盖率为67.78%。经成功率曲线法检验，评价结果合理，可为洞庭湖地下水资源的可持续管理及生态保护提供科学依据，同时也为其他湿地生态系统的评价和保护提供参考。
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关键词:
- 地下水依赖型生态系统 /
- 综合评价 /
- GIS /
- 洞庭湖环湖区
Abstract:To construct a comprehensive evaluation index system suitable for Groundwater-Dependent Ecosystems (GDEs) in the Dongting Lake surrounding area, this study adopts a grid overlay method to establish a set of evaluation systems including factors such as groundwater depth, vegetation cover, evapotranspiration, topographic wetness index, and soil organic carbon content, etc., by scoring several ecological indicators. These indicators are spatially integrated on a GIS platform to generate an integrated evaluation index for GDEs in the Dongting Lake region. This enables the classification of varying degrees of groundwater dependency. The results show significant spatial heterogeneity in groundwater dependency levels across the study area. Notably, regions with high groundwater dependency, predominantly in the wetlands and marshes of the northern and southwestern parts of the lake, account for 67.78% of the total area. The evaluation results, validated using the success rate curve method, demonstrate high reliability, offering a robust scientific foundation for the sustainable management of groundwater resources and the ecological conservation of Dongting Lake. Furthermore, this study provides a valuable reference for the assessment and protection of other wetland ecosystems.
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表 1 植被对地下水依赖程度综合指数评价等级划分
Table 1. Classification of comprehensive index for vegetation dependence on groundwater
评价指数 依赖程度分级 Ⅰ（非常低） Ⅱ（低） Ⅲ（中等） Ⅳ（高） Ⅴ（非常高） R R≤1.75 1.75<R≤2.5 2.5<R≤3.25 3.25<R≤4.0 R>4.0 
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表 2 洞庭湖环湖区GDEs评价指标及其量化分级
Table 2. GDEs evaluation indicators and the quantitative classification in the Dongting Lake surrounding area
评价指标 分级 备注 非常低 低 中等 高 非常高 Ⅰ（1分） Ⅱ（2分） Ⅲ（3分） Ⅳ（4分） Ⅴ（5分） 评分标准按5级分类 地下水位埋深（m） >10 [10，5.7） [5.7，3.7） [3.7，1） ≤1 依据常见地下水位埋深分区，结合植被
与地下水位关系确定植被覆盖度（%） <10 [10，30） [30，45） [45，60） ≥60 依据常用植被覆盖度划分标准 土壤类型 湖泊、
水库等潮土、
水稻土类红壤类 水稻土、
红壤类沼泽土类 根据土壤黏质含量的高低，
将土壤按持水能力由低到高划分蒸散发（mm/d） <5 [5，7.8） [7.8，10.3） [10.3,12.7） ≥12.7 根据数据统计特征，按照自然间断点法划分 地形湿度指数 <6 [6，6.5） [6.5，7） [7，7.5） ≥7.5 根据数据统计特征，按照自然间断点法划分 土壤有机碳（g/kg） <18 [18，21） [21，27） [27，48） ≥48 根据数据统计特征，按照自然间断点法划分
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表 3 洞庭湖环湖区植被对地下水依赖程度评价结果图统计
Table 3. Statistical results of vegetation dependence on groundwater evaluation in the Dongting Lake surrounding area
类型 非常低 低 中等 高 非常高 面积（km2） 占比（%） 面积（km2） 占比（%） 面积（km2） 占比（%） 面积（km2） 占比（%） 面积（km2） 占比（%） 0 0 111 0.63 5616 31.59 10558 59.39 1490 8.39
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图(4)
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