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长白山农林过渡区土地利用/覆被变化对生态系统服务的影响研究

赵淳哲  
【摘要】:长白山农林过渡区是吉林省重要的粮食主产区和森林生态系统之一。近年来,由于国家政策的牵引,当地土地利用/覆被与耕地,林地之间的转换发生了巨大变化,对生态系统服务产生了显著影响。本文选择长白山农林过渡区为研究区,对1988-2016年长白山农林过渡区土地利用/覆被幅度变化,速度变化,动态度变化,景观格局等进行分析,定量评估研究区不同土地利用/覆被变化对生态系统服务的影响。通过上述研究得出主要结论如下:1988-2016年长白山农林过渡区食物供给量呈上升趋势,增加48.78×1041。产水量呈微小上升趋势,增加0.98亿m3。碳储量呈下降趋势,减少1100×104t。生境质量指数呈下降趋势,从0.587下降到0.56。食物供给呈现出由南向北低-中-高的空间分布。产水量呈现出由南向北低-高-中的空间分布。碳储量和生境质量具有相似的空间分布格局,均呈现出由南向北高-中-低的带状分布特征。耕地和林地的相互转移是导致1988-2016年长白山农林过渡区生态系统服务变化的原因。其中,导致全区食物供给,产水量增加的主要原因为林地和耕地之间的转移,建设用地和林地,耕地之间的转移,草地和林地,耕地之间的转移,主要集中在梅河口市和辉南县。导致全区碳储量,生境质量损失的主要原因为林地转耕地,林地转建设用地,主要集中在梅河口市和辉南县。耕地和林地变化是导致长白山农林过渡区生态系统服务时空变化的两个主要因素。(1)1988-2016年全区耕地呈现上升趋势,上升了 6.17×104hm2·。旱田单一土地利用动态度为1.35%/a,同时扩展程度综合指数0.98,水田单一土地利用动态度为-1.45%/a,同时扩展程度综合指数1.03,说明耕地结构变化在这期间增加的速度非常快。从转入率来看,水田转移为旱田面积为49536.81hm2,转出率达到43.31%。旱田主要转移为建筑用地和阔叶。转移为建筑用地占地面积为14566.14hm2,转出率为5.01%,转移为阔叶林占地面积为14143.77hm2,转出率为4.95%。从迁移的距离来看,耕地质心偏移了 8006.46m。耕地破碎度指数上升,旱田切割水田,导致水田斑块破碎化,形状趋于复杂化和不规则化。耕地变化导致全区食物供给,产水量增加的主要因素有林地转耕地,建设用地转耕地,草地转耕地,主要集中在梅河口市和辉南县。导致全区碳储量,生境质量损失的主要因素为林地转耕地,建设用地转耕地,主要集中在梅河口市和辉南县。(2)1988-2016年全区林地呈现下降趋势趋势,下降了 8.31×104hm2·。针叶林单一土地利用动态度为0.63%/a,同时扩展程度综合指数0.45,阔叶林单一土地利用动态度为0.43%/a,扩展程度综合指数0.34,针阔混交林单一土地利用动态度为0.22%/a,扩展程度综合指数0.16,说明了林地结构变化仍然保持相对稳定。阔叶林转移为旱田占地面积为82314.27hm2,转出率达到12.48%。针阔混交林转移为旱田的占地面积为11735.91hm2,转出率为20.69%。从迁移的距离来看,林地质心偏移了 7115m。林地斑块数量呈现增加趋势,斑块密度增加,1988-1999年之间人类对林地的大量采伐,对阔叶林的破坏增强,到了 1999-20 07年对林地的管理措施,实行封山育林,严禁采伐,使对阔叶林的破坏有所减缓,但是2007-2016年,耕地切割林地,使阔叶林斑块破碎度增加。1988-2016年长白山农林过渡区林地面积呈现下降趋势,导致全区林地食物供给量,林地碳储量和生境质量下降明显。林地变化导致全区食物供给,产水量增加的主要原因为耕地转林地,建设用地转林地,草地转林地,主要集中在柳河县和通化县。导致全区碳储量,生境质量损失的主要原因为林地转耕地,林地转建设用地,主要集中在梅河口市和辉南县,通化市。总体来说,各项生态系统服务类型在空间分布上呈现出差异化规律。主要是因为北部地区梅河口市,辉南县土层厚而肥沃,以耕地土地利用类型为主,且地表水和地下水资源相对丰富,是食物供给的主要区域。但由于农业生产及其他人类活动的影响,生境质量下降幅度较大,碳储量减少严重。中部地区柳河县,通化县气候阴湿寒冷,以山地森林为主,受到人为干扰相对较少,植被较好,产水量和碳储量较大。南部地区通化市为城市景观生态系统,受到人类活动的干扰,生境质量下降,碳储量逐渐增加趋势。


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