漳河上游生态系统服务功能价值时空演变及影响因子分析

来源 :河北工程大学 | 被引量 : 2次 | 上传用户:delphizhao
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随着中国社会经济的发展,人口的急剧增加,使得土地利用格局的不断变化,由人类活动导致的生态系统破坏等问题日益突出。生态系统服务功能作为支撑生态环境的基本要素,对人类的生存与发展起至关重要的作用,因此生态系统服务功能价值的的研究也逐渐被学者所重视。本文选择受人类影响较大的漳河上游为例,应用遥感、地理信息的方法,对漳河上游2001、2007、2009年土地利用类型的变化进行了分析,在此基础上对2000-2014年该地区生态系统服务功能价值的时空演变规律进行探讨,并进一步研究自然因素(气象因子)及其社会因素(人口及GDP)等对区域生态系统服务功能价值的影响,从而为漳河上游经济与生态环境的协同可持续发展提供科学的理论依据,本研究得到的主要结论如下:(1)漳河上游土地利用类型中,耕地的面积最大,其所占区域总面积的比例也最大,林地、草地次之,水域及建设用地面积所占比例最小,2001-2007年土地利用类型的主要转换方向是林地、耕地、草地和水体之间的转换,其中25.6%的林地和12.7%的耕地转换为草地,58.2%的草地转化为耕地,该时段漳河上游地区耕地面积不断增大,林地、草地、水面积不断减小,建设用地面积无明显变化;2007-2013年,土地利用类型的转换方向表现为水域、草地和耕地向林地的转换,分别有27.6%的水域、21.4%草地和3.8%的耕地转换为林地;该时段漳河上游地区林地面积不断增加,建设用地面积无明显变化,其他土地利用类型的面积均减小。景观格局分析表明2001-2013年间漳河上游区域景观格局的破碎度不断降低,景观复杂度减小,与2001-2007年相比,2007-2013年景观格局斑块间相似度发生的变化较大。(2)漳河上游5种生态系统服务功能中,营养物质价值最小,生产有机物功能价值次之,气体调节、土壤保持及涵养水源功能的价值均较高,5种生态系统服务功能的价值均主要由耕地所提供,因此耕地所提供的生态系统服务功能价值占漳河上游总价值的比例最大,在各年间均可占到50%-75%;就单位面积所提供的生态系统服务功能来看,林地所提供的土壤保持价值最大,而林地、草地所提供的的营养物质循环价值与耕地较为接近,水域与建设用地所提供的各项生态系统服务功能价值均较小。分区县来看,漳河上游区域所包含的各县、市中,单位面积生态系统服务功能价值最小的是长治市,其次是潞城市,而单位面积生态系统服务功能价值较大的是平顺县、林州市、黎城县等中东部地区。统计结果表明,2000-2014年漳河上游区域生态系统服务功能总价值呈现一定的上升趋势,通过基于像元的趋势斜率分析可知,生态系统服务功能价值未发生明显变化的区域面积占总面积的65.467%,呈增加趋势区域的面积占总面积的22.136%,其中主要以轻度增加为主,分布在西北及东南部地区,而呈减小趋势区域的面积占总面积的12.397%,且主要以轻度减小为主,分布于东部及东北部地区。(3)漳河上游区域生态系统服务功能价值与气象因子及社会经济因子之间存在一定的相关性,分析结果表明,各年生态系统服务功能与年降水量之间存在正相关关系,相关系数为0.663,生态系统服务功能价值随降水量的增加而增大,而与年均温存在一定负相关关系,但相关性不大,相关系数仅为-0.08。通过2010年人口及GDP分布对生态系统服务功能价值的影响分析可知,人口分布较为密集,GDP较大区域的生态系统服务功能价值较小,当人口大于5000人/km~2时,GDP均值为19562.123元/km~2,生态系统服务功能价值为350758元/km~2,反之,人口密度较小,GDP较低,生态系统服务功能价值较高,当人口小于100人/km~2时,GDP均值随之降为最低值99.655元/km~2,生态系统服务功能价值最大,为350758元/km~2。进一步对基于行政区域的人口、GDP与生态系统服务功能价值间的相关性进行分析可知,生态系统服务功能价值与二者之间存在显著的负相关关系,平均人口密度较大,GDP较高的县、市生态系统服务功能价值较低,反之平均人口密度较小,GDP较低的县、市生态系统服务功能价值较高。
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