论文部分内容阅读
三峡库区的生态安全状况对整个重庆市乃至长江上游地区具有举足轻重的意义,近年来,受自然因素、人类活动的影响,导致区域景观格局不断发生变化,进而影响土地利用和景观生态安全。分析景观生态安全的时空异质性将有助于建立生态风险预警机制,降低生态风险的概率,维护区域生态安全。本文以三峡库区腹地忠县为研究对象,借助3S技术,以2000年、2006年、2012年和2018年四期遥感影像数据为主要数据源,结合地形气候和人类活动,从时间序列和空间尺度的角度,对研究区域的土地利用及其景观格局进行了深入分析。在此基础上,基于功能性、组织性和稳定性对研究区域开展景观生态安全度的评价研究,探索影响景观生态安全因素,根据影响因素寻求生态恢复途径和方法,以期为研究区的生态保护和可持续发展提供理论基础和科学建议。本研究主要结论如有:(1)忠县目前主要的土地利用/覆被用地类型是耕地,四个时期面积占比均在59%以上。耕地在区域内以大面积交互覆盖形式呈连续状分布格局,在景观中占主导地位。其他土地利用/覆被以块状格局、线状格局、点状格局,或以分散和聚集形式镶嵌在耕地景观斑块之中。在这18年里,各类土地利用/覆被类型呈“三增三减”的变化趋势,主要表现为:林地、建设用地和水域不同程度增加,分别增加了93.91 km~2、83.33 km~2和35.07 km~2,草地、耕地和未利用地面积不断减少,分别减少了104.48 km~2、99.15km~2和8.69 km~2。随着时间的推移,建设用地面积增长速度加快。耕地和林地变化相对稳定。未利用地不断被开发,面积大幅减少。(2)研究区土地利用程度有所提高,土地利用向着多样化和均匀化方向发展。土地利用综合程度相对较高的区域主要在长江中游-忠县主城区及西北区域附近。2000-2018年土地利用/覆被类型变化图谱以耕地向林地、草地和未利用地、林草地向建设用地间的转换为主。稳定型图谱单元在各类变化模式图谱单元中所占比例最大,占研究区总面积的39.90%,区域地形地貌、人口增长、经济水平和政策法规是影响区域土地利用/覆被类型变化的主因。(3)忠县景观破碎化程度有所缓和,各斑块聚集度增加,斑块间连通度上升,景观格局更趋于复杂。景观异质性提高,受人为干扰的程度增大。近年来建设用地受人类活动影响最显著,草地零星分布在林地周围,破碎化程度最高。草地和未利用地分布区域更小,分布更不均匀。水域景观表现为斑块个数增加,面积加权平均形状指数波动上升,面积加权平均分维度总体下降,斑块形状趋于复杂化。(4)2000-2018年间忠县景观生态水平有所下降,以临界安全为主,且临界安全区在不断地向低生态安全区转移,而高生态安全区的范围在逐渐缩小,四个时期的面积占比分别为13.40%、61.32%、28.34%、13.33%。研究区内低生态安全区域主要集中在东北部和中部,高安全区域主要集中长江河道及其两侧和西北部等植被覆盖较好的区域;四个时期景观生态安全的Moran’I值均大于0.5,表现出较强的空间正相关性,集聚态势先增后减;四个时期的景观生态安全度自相关格局较为一致,以高值-高值和低值-低值区域为主,高值-高值区集聚在长江流域,低值-低值区域主要分布在中北部和西北部区域。(5)景观生态安全的主要障碍因素由功能性转为稳定性,景观的斑块连接度、聚集度和破碎度等景观格局复杂程度阻碍了景观生态安全质量的提升。研究区植被覆盖度与景观生态安全度的线性相关系数为0.731,说明研究区域植被覆盖度决定了3/4左右的景观生态安全度区域。对于不同海拔、坡向、坡度景观生态安全度的三维趋势面模型分析可知,景观生态安全度较低的区域集中在丘陵地区,坡向在东北(22.5°-67.5°)、东方向(67.5°-112.5°)和海拔在100m-400m的交叉区域,随着海拔的升高,景观生态安全度呈现增加的趋势。在低海拔区域,坡度对景观生态安全度的影响较小。随着海拔的增大,坡度越小,景观生态安全度越大;坡度越大,景观生态安全度越小。根据研究区忠县景观生态安全的时空动态,提出了四个生态功能分区,分别为生态重点恢复区、生态植被建设区、生态农业发展区和生态安全保持区。探讨了每个分区的主要生态建设侧重点,从而有的放矢,为理解和规划区域发展提供了宝贵的参考,从而逐步提升忠县景观生态安全水平。