基于景观格局与生态系统服务功能的海南岛森林生态安全研究

来源 :海南大学 | 被引量 : 5次 | 上传用户:jimmyhill
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本研究利用多源数据,以统计学、景观生态学、可持续发展理论、生态安全理论为指导,运用地理信息系统技术、遥感技术、数据库技术,采用数学模型方法、PSR框架、层次分析法等手段,采取定性和定量相结合、规范研究与实证研究相结合的方法,在对海南岛森林景观格局进行分析和对生态服务功能进行核算的基础上,与压力-状态-响应模型(Pressure-State-Response, PSR)以及复合生态系统理论相结合,建立相关的指标体系,对海南岛森林生态安全进行综合评价,衡量区域人类活动对森林生态系统的胁迫和压力,明确海南森林生态安全所处状态与趋势。论文首先对海南岛森林景观格局进行分析,搜集研究区域内的森林资源二类调查、国土土地利用规划、公益林调查、林地落界,结合SPOT5影像,建立全岛森林资源空间与属性数据库。在GIS支持下,选取10个类型水平与景观水平的的景观指数进行了分析,结果表明:人工林、农地和天然林三种景观类型占总面积89%,是形成海南岛景观格局的决定因素,海南岛中部地区的白沙、五指山、琼中、乐东等市县的天然林最大斑块指数与聚集度指数较高,连通性好,破碎程度不明显。而沿海较发达的市县天然林面积较少,建设用地斑块数最多,森林破碎化程度高,空间异质性程度较大,城市建设呈多中心分散分布。本文还按照森林涵养水源、保育土壤、固碳释氧、积累营养物质、净化大气环境、生物多样性保护、森林防护和森林游憩8个方面14个森林生态系统服务功能指标,采用尖峰岭生态定位站等本地观测数据,对海南岛森林生态系统服务功能进行了相关评估。结果表明:海南岛8项森林生态服务功能总价值量为2528.3亿元/年,功能价值贡献大小依次为:涵养水源(47.5%)>净化环境(12.4%)>固碳释氧(11.7%)>生物多样性保护(10.3%)>固土保肥(6.6%)>森林防护(6.2%)>森林游憩(4.4%)>积累营养物质(0.9%),根据不同森林类型的生态服务功能价值量分析,原始林(28.3%)>次生林(27.0%)>橡胶林(24.4%)>用材林(14.0%)>防护林(3.2%)>经济林(2.3%)>灌木林(0.4%)>红树林(0.3%);根据市县划分,森林生态服务功能最高的分别为琼中(占全岛13.3%)、白沙(9.0%)、乐东(8.8%)、儋州(7.4%)、三亚(7.3%)、五指山(6.5%)、东方(5.9%),森林生态服务功能较低的市县为临高(占2.4%)、定安(2.2%)。PSR框架模型逻辑结构清晰,可以很好地体现人类活动与资源环境之间的相互作用和联系,是评价森林生态安全最适用的方法。本文在景观格局分析与森林生态系统服务功能评估的基础上,以PSR为框架,根据整体性、科学性、独立性、完整性、可评价性和因地制宜原则,建立了包含28个指标的生态安全评价指标体系。指标体系分为4层,根据层次分析法(AHP)结合专家咨询,建立了森林生态安全指标体系的综合评价方法。通过综合各指数和权重后综合分析,在状态上较优的市县有白沙(0.5797)、五指山(0.5581)、琼中(0.4756)、保亭(0.3600)、三亚(0.3565)、昌江(0.3419)、乐东(0.2987)、东方(0.2322),状态指数较低的为定安(0.1063)和临高(0.1136),通过对压力指数的分析,三亚(0.5145)、海口(0.4842)、文昌(0.3418)三个市县面临压力较大,白沙(0.0203)、保亭(0.0490)、五指山(0.0603)面临压力较小,响应较高的三个市县为乐东(0.4783)、琼中(0.4440)、三亚(0.4172)。综合分析,五指山(0.6341)、琼中(0.5417)、白沙(0.5058)、乐东(0.4880)生态安全综合指数较高。通过对海南岛各市县的森林生态安全的分析,海南岛人类活动对森林生态系统施加了较大的压力,与此同时,对森林的保护力度和对林业的投入相对较小。我们应致力于改善“压力”负效应所带来的“木桶效应”。从具体分值来看,排在前五位的都处于海南岛的中部山区位置,森林植被景观格局合理,生态服务功能水平都比较强,但也不能忽视森林承载力阀值与人为因素对其所造成的影响,应当适当地加以保护与利用,以维护海南岛整体的森林生态安全。而综合分值最低的为海口市(0.2515),因其主要的用地类型为农地、其他非林地以及人工林,三者占到总面积的81%以上。农地小斑块化以及其他非林地的影响,造成景观破碎化程度高。本文在对海南岛的森林景观格局及其生态服务功能进行分析的基础上,综合考虑经济、社会、资源环境、旅游及制度等因素构建了海南岛森林生态安全评价指标体系,并从压力(P)、状态(S)和响(R)三个方面探讨了海南岛森林生态安全的现状,并分析了相关原因,为下一步制定森林保护与恢复措施、完善生态效益补偿机制提供依据。
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