基于生态系统服务功能的阜平县地形梯度效应及生态功能分区研究

来源 :河北农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:agony2013
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在我国城市化和工业化及乡村振兴政策有力推动的进程中,阜平县经济发展速度显著加快。经济快速发展带来的生态系统服务功能退化、失衡以及脆弱等问题制约了阜平县乡村振兴战略的全面实施。基于此,探究生态系统服务空间格局,划定生态功能区,制定针对性治理政策是阜平县未来发展进程中需要解决的热点问题。本文基于InVEST模型对阜平县重点生态系统服务功能进行评估,利用ArcGIS、SPSS等软件,以网格为单元探究阜平县生态系统服务空间格局及地形梯度效应;基于生态系统服务空间格局,运用K-means聚类法进行聚类分析,识别生态系统服务簇,构建PSO-SVM分类模型,确定阜平县生态系统服务功能分区边界,划定生态功能区。得到以下研究结果:(1)阜平县各项生态系统服务呈现明显空间异质性:碳固持服务总量为2.49×107t,高值区主要分布于阜平县西部高植被覆盖区;粮食生产服务总量为4.69× 104 t,高值区主要分布于阜平县东部地势平缓、水源充沛区域;生境质量高值区主要分布于西部、北部以及东南部等高海拔及高植被覆盖区;土壤保持服务总量为4.06×108t,高值区主要分布于西北部、东北部以及西南部高植被覆盖区;产水服务总量为2.15 ×1 07 m3,高值区主要分布于阜平县中部雨水充沛区。(2)阜平县生态系统服务呈现明显地形梯度效应:生境质量高值区分布于Ⅰ级和V级地形梯度,随地形梯度递增呈先下降后上升趋势;碳固持服务与土壤保持服务高值区分布于V级地形梯度,随地形梯度递增呈现递增趋势;粮食生产服务、产水服务高值区分布于Ⅰ级地形梯度,随地形梯度递增呈现递减趋势。生态系统服务高度重要区主要集中于Ⅰ级地形梯度,中度重要区和一般重要区主要集中于Ⅴ级地形梯度,非重要区在Ⅲ级地形梯度面积占比达到最大。(3)运用K-means聚类方法识别4种生态系统服务簇:Ⅰ类簇主导生态系统功能类型为粮食生产与产水服务,主要分布于阜平县中南部;Ⅱ类簇主导生态系统功能类型为碳固持服务,其次为生境质量,主要分布于阜平县西部与东北部;Ⅲ类簇主导生态系统功能类型为土壤保持服务,主要分布于东北部、西北部以及西南部;Ⅳ类簇各项生态系统功能均处于研究区较低水平,主要分布于阜平县中部与东部。(4)基于K-means聚类结果,构建PSO-SVM分类模型,确定阜平县生态功能分区:粮食主产区、生态保育区、生态缓冲区以及生态脆弱区。其中:粮食主产区位于阜平县中南部,地处Ⅰ级地形梯度带,产水服务能力与粮食供给能力较强;生态保育区位于阜平县西部及东北部高海拔地带,地处V级地形梯度带,生境质量与碳固持服务能力较强;生态缓冲区位于阜平县西北部、东北部以及西南部,地处Ⅳ和Ⅴ级地形梯度带,土壤保持服务水平较高;生态脆弱区位于阜平县中部和东部,地处Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ级地形梯度带,各项生态系统服务均处于较低水平。本研究可为阜平县生态环境保护提供参考,为该区域国土空间规划编制和生态建设政策制定提供理论支撑,对维护阜平县经济社会可持续发展具有重要意义。
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