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基于InVEST的湿地景观格局变化生态响应分析

刘志伟  
【摘要】:杭州湾南岸湿地主要位于慈溪市北郊,区域内生境类型多样,物种丰富。然而近年来,由于社会经济的发展以及城市化的不断蔓延,出现了生境质量下降、生态系统退化等诸多环境问题。随着湿地面积的不断萎缩,以湿地生态为基础的各种生物资源逐渐消失,生物多样性受到严重威胁。杭州湾湿地的存在和发展也面临严峻挑战。 本文选取杭州湾南岸2000年和2010年Landsat5-TM遥感影像作为基础数据,运用Erdas Imagine9.2软件进行遥感解译获取景观类型信息,生成两期研究区景观类型图。运用Fragstats3.3景观格局分析软件计算景观格局指数,借助景观类型动态度、景观格局指数和景观类型面积转移矩阵系统全面的分析研究区景观格局特征及变化规律,并探讨该地区土地利用方式的转变。在此基础上利用In VEST模型生物多样性模块对杭州湾南岸生态环境质量进行综合评价,得出2000~2010年研究区生境退化程度、生境质量和生境稀缺性空间变化特征,进而分析湿地景观格局变化的生态响应。 本文主要的研究结论如下: (1)杭州湾南岸以旱地景观和湿地景观为主要景观类型,其中湿地景观以水田景观和浅海水域为主,非湿地景观中除旱地景观外,城乡聚落也占据很大比重。2000~2010年,杭州湾南岸景观结构变化显著。由于近年来的沿海围垦,旱地景观面积大幅度增加,而作为自然湿地的沿海滩涂和滨海沼泽面积迅速减少,湿地总面积有所下降。随着城市化进程的加快,城乡聚落面积也呈高速增长势头,林地景观面积出现下降。 (2)通过分析景观格局指数表明,杭州湾南岸景观整体破碎化程度较高,斑块结构复杂。2000~2010年研究时段内,研究区景观整体破碎化程度进一步提高,斑块形状趋于稳定。湿地景观类型中,除沿海滩涂外,其他湿地景观类型破碎化水平均有不同程度提高。由于其他景观类型向建设用地的不断转化,城乡聚落空间集聚度大大提高,景观破碎化程度有所下降。受周边城乡聚落和旱地景观的干扰,林地景观破碎化水平有较大提升。 (3)通过分析景观类型面积转移矩阵可以得出,2000~2010年杭州湾南岸各景观类型中浅海水域、旱地景观和城乡聚落面积转入较大,沿海滩涂和滨海沼泽等自然湿地面积转出较大。其他景观均有向旱地景观和城乡聚落转移的情况,而两者的主要转入来源是沿海滩涂、滨海沼泽和水田景观等湿地景观类型。水田景观有较大的转入和转出,转入来源主要是沿海滩涂,转出去向主要是旱地景观。林地景观面积转出较大,主要转化为旱地景观。综合来看,杭州湾南岸景观格局呈现出自然湿地向人工湿地、湿地向非湿地转移的趋势。 (4)结合景观格局变化特征及In VEST模型生态环境质量评价结果对湿地景观格局变化生态响应进行分析。结果表明,由于受到景观整体破碎化程度加剧的影响,杭州湾南岸生境退化面积有所增加,生境质量趋于下降。随着城市化进程向东部沿海蔓延,东部地区城乡聚落面积增加迅猛,造成高分值生境退化区域由西向东转移;由于大量的沿海造田和滩涂开垦,沿海滩涂和滨海沼泽等自然湿地面积大量减少,转化为旱地和城乡聚落,所在区域的生境退化程度加剧,生境质量明显下降,生境稀缺性呈现高分值状态。研究区东南部和沿海地带生境退化程度严重恶化。林地景观内部维持了较好的生境退化程度和生境质量,然而其边缘地带生境退化程度有所提高,生境质量呈阶梯型下降,呈现较高的生境稀缺性,这主要是由于人类毁林开垦使得林地景观周边地带向旱地景观转移,使得林地景观斑块遭到分割,原始生境受到破坏所致。


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