新疆喀什噶尔河流域土地利用/覆被变化及其生态环境效应

【摘要】：土地利用/覆被变化作为目前全球变化的关键性论题,其过程中的生态环境效应是人们不可忽视的研究内容。社会经济快速发展的同时,水土资源的大规模开发不仅改变了绿洲土地类型的时空格局,也对生态环境产生了相应的影响。新疆喀什噶尔河流域位于我国西北干旱区,随着社会的快速发展,耕地面积的扩张以及水资源的逐渐匮乏导致喀什噶尔河流域的生态环境愈发脆弱。本文主要选择新疆喀什噶尔河流域为研究靶区,以1990、2000、2010及2020年同期Landsat TM遥感影像为数据源,运用多种方法对该区域近30年土地利用变化时空格局演变规律及其造成生态环境效应进行探讨,为干旱区典型流域水土资源的可持续利用和生态环境的健康发展至关重要。主要结论如下:(1)1990-2020年期间,喀什噶尔河流域土地利用结构变化较大。其中,耕地面积向东部扩张66.17%,高覆盖度草地和未利用地面积也分别增加1963.06 km~2和2278.70 km~2;此外,水域面积的缩减最为显著。低覆盖度草地面积向耕地转移频繁,此变化在研究区东部地区最为明显。高覆盖度草地在30年间转入面积多于转出面积,转入面积主要来自于中覆盖度草地。信息熵和均衡度在1990-2020年呈现出先升高后下降的趋势,表明流域内土地利用系统趋于稳定但均衡性日趋减弱。(2)喀什噶尔河流域植被净初级生产力总量在2000-2020年呈现出增加的趋势;流域植被净初级生产力在空间上呈现出绿洲区高、山区及荒漠区较低的分布格局,研究期间喀什噶尔河流域各土地利用类型的植被净初级生产力均发生显著变化,耕地、林地、高覆盖度草地呈现出增加的态势,而中、低覆盖度草地植被净初级生产力减少。2000-2020年间,耕地、林地和高覆盖度草地植被净初级生产力的重心与土地利用类型重心迁移方向相似。流域的土地利用变化对植被净初级生产力的贡献率在2010-2020年达到48.94%。(3)喀什噶尔河流域生态系统服务价值总体呈现先升高后降低的趋势,其中调节服务价值损失较多,该变化主要受到草地和水域面积变化的影响;且由于耕地面积扩张,食物生产服务功能出现升高的趋势。流域内GDP和生态系统服务价值的发展也在2000年后呈现出负相关,生态经济协调度逐年降低,生态环境质量指数在研究期间降低了-0.027。该流域的生态环境在2000-2010年呈现改善的态势,但2010年后,生态环境的稳定性在耕地面积迅速扩张以及水域面积大幅下降的趋势下逐渐降低。由此可见,喀什噶尔河流域的土地利用/覆被在1990-2020年的变化显著,引起了生态环境的变化。在气候变暖的背景下,山区冰雪的融化为研究区提供了充足的水资源,故植被NPP呈现出增加的趋势,但由于人类对土地资源的过度开发,水域、草地面积逐渐减少,生态环境效应各项指标逐渐下降。因此,在发展社会和经济而改变土地利用/覆被的同时,应注重土地利用结构的均衡和稳定,避免土地利用/覆被变化对生态环境造成负面效应。