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基于土地利用动态变化的区域景观生态风险时空分异研究

昝旺  
【摘要】:随着近年来生态问题的日益凸出,人类社会在发展过程中对区域生态环境安全的干扰活动愈来愈强,尤其是区域土地资源不合理的利用方式,严重扰乱了区域生态环境的稳定性及区域生态安全。客观研究区域生态风险时空特征,并结合区域土地利用变化特征研究与其之间的耦合相关性,对于科学制定区域发展规划,优化土地利用结构,实现区域社会、经济、人口、资源、环境有机协调发展具有重要的指导意义。本文以四川省西昌市作为研究区域,首先基于2010年和2014年西昌市土地利用变更调查矢量数据,通过更新、补充调查资料,对研究区域2010—2014年土地利用动态变化特征进行了分析。然后运用Arcgis10.1中的Patch Analyst插件,选取了斑块数目、斑块面积、平均斑块面积等13个景观格局指数,基于景观水平和景观类型两个尺度对西昌市区域景观格局变化进行测度和分析,并在此基础上构建了基于景观格局指数的区域生态风险评价模型,对西昌市在研究时段内的区域景观生态风险水平进行了测度和分析。最后以西昌市37个乡镇作为评价单元,运用Arcgis10.1和ESDA(探索性空间数据分析方法)软件,对2010—2014年西昌市区域景观生态风险时空分异特征及其空间耦合性进行了研究,以期为保护区域生态环境安全,优化土地利用结构提供一些参考。本文主要研究结论如下:(1)2010—2014年西昌市土地利用数量结构变化特征显著表现为城镇及工矿用地面积大幅度增长以及耕地面积快速下降,林地在土地利用结构中占有优势地位,占全市总面积的57%以上。土地利用结构空间变化主要表现为以耕地为主的土地用地类型快速向以城镇及工矿用地为主的建设用地转移的特点。土地利用程度空间特征主要集中于西昌市辖区及紧邻其附近的安宁河谷中部区域,其中高枧乡土地利用程度最高,且呈现逐渐增强的趋势,西部山区土地利用程度较弱,几乎没有变化。(2)2010—2014年西昌市景观格局总体上呈现景观破碎度升高、景观斑块离散程度增强,外部干扰影响景观形状不规则加剧。各景观类型格局变化特征显示,除林地景观和草地景观外,其他景观类型景观斑块破碎度均较大,其中尤以城镇及工矿用地景观贡献度最大,多数景观受外部干扰影响较强。区域景观生态风险变化幅度十分微小,生态风险维持在较高生态风险水平,林地景观和耕地景观的生态风险贡献较高,同时,城镇及工矿用地景观、其他用地景观、交通运输用地景观生态风险水平呈上升趋势。(3)2010—2014年西昌市区域景观生态风险时空格局总体上呈现出高生态风险区、较高生态风险区及较低生态风险区面积减少,中等生态风险区及低生态风险区面积增加的趋势。在空间格局上相同的生态风险区域具有较强的聚集态势,集中表现为高生态风险区域集中聚集在西昌市中部地形平坦,自然条件较好的安宁河谷纵向带上,低生态风险区则呈环形布局在安宁河谷东西两侧的山区,呈现出显著的空间正相关,形成一个环形包围态势,中部高、四周低。54.05%的乡镇土地利用景观生态风险耦合弹性正相关,主要集中分布于安宁河谷平原及向东西山区过渡的区域,表明土地利用动态变化是该区域景观生态风险变化的重要驱动因素,且在空间上存在向地形过渡区的中等、较低生态风险水平区域转移的趋势。


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