扎龙湿地土地利用程度分析及生态承载力研究

来源 :哈尔滨师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:sbsb5503564
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土地利用是自然供给与人类活动相结合的一种社会经济活动,一直以来在全球的生境变化研究中占据着足轻重的地位,很大程度来说,其功能和结构的变化与生态环境保护息息相关。同时,作为全球三大生态系统之一的湿地,在保护生物多样性、调节气候等方面起到至关重要的作用,一直以来备受关注;然而,在城市化、工业化飞速发展的当下,很大一部分湿地正面临着巨大压力,受干旱、火灾及人为破坏等影响的生态系统日渐失衡,因此探讨生态系统恶化背景下的土地利用程度分析及其生态承载力研究是探索可持续发展的新方向。本文以扎龙湿地为研究区,基于GIS、RS技术,以1998-2019年间的8期遥感影像解译数据为基础,提取土地利用信息,研究扎龙湿地20多年来的土地利用程度及结构时空变化;同时借助气象数据和社会经济数据,基于PSR模型,构建了弹性力系统、支撑力系统和压力系统三个方面,共选取了14个指标来评价扎龙湿地的生态承载力情况,通过熵权法来计算权重,计算了生态承载力指数,并从不同层面分析了生态承载力结果,然后对所选指标进行了障碍度分析,找到了影响扎龙湿地生态承载力发展排名前6位的主要制约因素,最后利用GM模型对扎龙湿地生态承载力结果进行预测,得到了未来9年的三期预测结果。研究结果如下:(1)提取土地利用信息可知,在20多年的时间里,自然再利用地一直以来利用程度最高,超过总体的70%;核心区的自然再利用地面积比重在三区管理中最大,但随时间变化稍有下降;实验区的人为再利用地面积占比最大,表明耕地大量集中于此。同年份的三区比较中,未利用地的面积占比情况一致,核心区最低;自然再利用地比重大小:核心区>缓冲区>实验区;以及人为再利用地占比情况:实验区>缓冲区>核心区,三者均能体现出核心区自然生态状况最好,缓冲区次之,实验区最低但人为土地利用程度最高。(2)在土地利用综合程度层面,扎龙湿地研究区范围内的土地利用程度整体较高,指数值都在200以上,但扎龙湿地土地利用先后经历了高速发展期-衰退发展反复-衰退的过程。结合三分区比较,土地利用程度指数高低状况:实验区>研究区>缓冲区>核心区;核心区最低,但年际间变化量最小、值略高于0;然而在缓冲区内,土地利用变化量及变化率呈负数居多;实验区内变化速度最快的时间在2013-2016年,其速率为-4.07%,分别是前后两期变化速率的1.5倍和3倍左右。(3)在土地利用结构层面,从时间来看,扎龙湿地在研究初期至末期,出现信息熵和均衡度变化一致,均略有降低,而优势度稍有升高,于2019年达到最高的情况,表明扎龙湿地土地利用变化在由无序向有序过渡,2019年是整个研究期内系统结构最稳定的一年;至于空间上,扎龙湿地东北部,有大量有水湿地向除明水外的其他地类转化,而在富裕县及林甸县内,还存在成片的无水湿地转为旱地,导致2019年的草地面积剧烈增加,可达1998年的2倍之多。(4)扎龙湿地1998-2019年生态承载力一直处于中承载状态,但其指数总体处于上升过程,表明扎龙湿地生态状况在朝良性发展。其中,弹性力系统一直处于弱稳定状态,支撑力系统经历了中支撑-低支撑-中支撑的过程,压力系统初期一直处于低压状态,直至2016年转为了较低压,扎龙湿地生态环境压力稍有增加。而在子系统下的5个因素层中,农业消耗层得分最高,随时间变化略有下降,自然资源层得分最低,但有缓慢上升趋势。(5)由障碍度结果可知,排名前6位的主要影响因子分别是年降雨量、年平均气温、耕地生产能力、明水面积、草地面积和草甸面积。在每一年的前6名中出现率高达100%,分别隶属自然环境和地物覆盖2个因素层,因而二者为制约生态承载力的主要因素。(6)根据GM预测结果,未来9年,扎龙湿地生态承载力指数随年份增加而升高,年均增长0.13%,生态状况持续向良性转化,符合国家生态文明建设与可持续发展理念。
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