基于InVEST模型的稀土矿区生境质量评价 ——以全南县为例

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土地是各类生态系统的承载体,土地利用的一系列改变对生态环境质量具有一定的影响,是经济社会环境与自然生态系统之间相互作用的中间传递表现。同时,稀土作为经济生产和国防安全等方面不可或缺的资源,在全球战略资源中占据举足轻重的地位。随着生态空间、生境质量等名词的出现,大量定性和定量评价生态环境质量的理念和方法也随之广泛应用。本文在文献分析法的研究基础上,提出的基于InVEST模型的稀土矿区生境质量评价方法,可以实现位于稀土矿区的城镇的生境质量评价。该方法综合考虑定性和定量两个方面,运用模型分析、统计分析和相关性分析等分析方法,可囊括研究区域几年甚至几十年的时间跨度,全面覆盖研究区域的基本土地利用类型及特有土地利用类型,能很好的对研究区域的生境质量进行评价分析。本文以赣南地区富含稀土资源的全南县作为研究实例,研究内容及成果总结如下:(1)面向生境质量评价的生态空间变化特征分析。通过对生态空间的划定,将研究区的土地利用类型分为两大类:生态空间(耕地、园地、林地、草地、水域、未利用地)和非生态空间(建设用地)。生态空间变化特征主要从以下三个方面进行分析:生态空间数量变化特征分析、生态空间结构类型变化特征分析和生态空间动态度分析。研究区生态空间处于主要地位,其中占比重最大的为林地,其次以耕地为主,园地、草地与水域面积处于同一水平,未利用地面积最少。生态空间类型的变更以园地、草地、林地、建设用地向耕地转入与建设用地向林地转出为主。(2)InVEST模型的参数改进及设置。InVEST模型的运行基础是土地利用数据、胁迫因子相关参数及生境类型对胁迫因子的敏感性参数,本文在研究对象的地理位置、区域特征等因素综合考虑上,结合已有相关文献研究成果的归纳总结,提出了适合于稀土矿区的胁迫因子:耕地、村庄、城镇、交通用地和采矿用地。确定胁迫因子之后,进而确定相关参数,其中胁迫因子对生境类型的影响权重采用熵权法确定。(3)基于InVEST模型生境质量分析及评价。通过InVEST模型对研究区生境质量进行模拟,对生境质量图与生境退化度图的数量特征及空间特征进行定量分析和定性分析。统计数据结果表明,研究区高生境质量等级与较高生境质量等级占比大,高生境质量区域大部分处于区划边界的林场,低生境质量区域集中在中部乡村和城镇。对各时间点的生境质量指数等级面积进行统计,由于城镇化的原因,低生境质量区域范围增加,高生境质量区域减少。同时,对不同用地类型生境质量变化情况分析,林地等用地类型生境质量变化基本在0.01以内,并以正负0.3为临界点,将变化情况分为3类:生境质量负向变化(-1~-0.3)、生境质量微弱变化(-0.3~0.3)、生境质量正向变化(0.3~1)。综合实验证明,基于InVEST模型研究区生境质量分析结果与研究区生态空间变化特征分析结果一致。从基于客观存在的土地利用类型的生态空间变化特征分析,到受人类活动影响的胁迫因子的生境质量模型评价,协同完善地对稀土矿区生态环境质量进行了全面评价,为相关规划政策和治理方法提供了有价值的参考依据。
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