安徽升金湖国家级自然保护区景观格局变化及其人为干扰影响研究

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自然保护区具有十分重要的生态价值和社会经济价值,是生态敏感区域,人类活动容易导致自然保护区的景观格局变化和生物多样性丧失,影响生态系统的结构和功能,进而影响保护区功能的发挥。因此研究自然保护区景观格局演变特征及人为干扰机制,掌握自然保护区景观格局在人为干扰下的时空动态变化规律,合理辨识人为干扰的作用方式和强度大小,对于加强自然保护区有效管理具有重要的现实意义。本文以安徽升金湖国家级自然保护区为研究对象,基于RS和GIS空间分析等技术方法,利用景观格局指数和人为干扰度模型,并结合特定人类活动干扰类型的变化情况,定量研究了1995年、2006年和2018年升金湖保护区内景观格局变化以及人类干扰强度时空分异特征,并对保护区管理提出了建议措施。主要研究结果如下:
  1.保护区景观类型以农田和水域为主,占总面积的60%以上;林地、泥滩和草滩面积相对较小,占4%-17%左右;居民点和道路的面积最小。在1995-2018年间,水域面积减少了9.47%,泥滩面积增加了11.67%,居民点和道路面积从1995年0.85%上升到2018年4.51%。研究区景观类型变化主要体现在居民点和道路的扩张,以及水域的减少和泥滩的增多。
  2.保护区1995-2018年间,水域和林地的斑块数量(NP)和密度(PD)在逐渐下降,居民点和道路的NP和PD在逐渐上升;居民点和道路的景观形状指数(LSI)持续上升,其余各景观类型均呈现波动式变化;农田的最大斑块指数(LPI)均最高,水域的LPI大幅度下降,泥滩和居民点的LPI上升较明显。景观平均斑块面积(AREA_MN)、聚集度指数(AI)和斑块内聚力指数(COHESION)持续下降,平均斑块分维数(FRAC_MN)和香农多样性指数(SHDI)均呈逐年上升趋势,说明随着人类干扰活动增强,升金湖保护区景观破碎化加剧,相同区域间连通性减弱,斑块的形状逐渐变得更加复杂和不规则,景观多样性和空间异质性增加。
  3.保护区在1995、2006和2018年的平均人为干扰度分别为0.476、0.497、0.499,总体处于人为干扰等级Ⅲ。在时间维度,人为干扰度的数值呈上升趋势,说明随着时间的推移,研究区域人为干扰越来越强烈,但是后期(2006-2018年)的人为干扰增长速度明显缓于前期(1995-2006年)。在空间维度,三个目标年份的核心区、缓冲区和实验区的人为干扰等级基本呈逐步上升的趋势,核心区人为干扰度等级基本处于Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ等级,缓冲区基本处于Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ等级,实验区基本处于Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ等级。
  4.从1995年到2018年,随着年份的增长,保护区内的人类活动影响指数先增后减。在此期间核心区和缓冲区影响指数的变化趋势与总体一样,其中核心区在1995-2006年间增加的尤为明显;实验区的影响指数则呈现出缓慢的增长趋势。在人类活动因子中,农田所占面积最大,多集中于实验区,占保护区总面积的40%左右,但是2006年集中分布于中下湖的围网养殖的人类活动影响指数最高,高达5.3673×10-3。
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