濟南南部近郊區(qū)景觀動態(tài)變化及其生態(tài)效應分析.pdf

1、從景觀生態(tài)學角度出發(fā)，城市所面臨的環(huán)境污染、生態(tài)破壞等城市問題，大多是由于不合理的景觀格局造成的城市內部各要素之間的不協調，從而消弱了城市景觀的生態(tài)、經濟和社會功能。研究景觀變化以及由此引發(fā)的生態(tài)效應，具有重大的理論與實踐意義。 本文以景觀生態(tài)學為理論基礎，借助RS和GIS技術，以濟南市重要的地下水直接補給區(qū)—濟南南部近郊區(qū)為例，對南部近郊區(qū)1987、1995、2003年三期遙感影像進行解譯，完成了景觀制圖工作；在此基礎上，研

2、究南部近郊景觀變化及其生態(tài)效應。希望通過研究，對于南部近郊區(qū)景觀格局的優(yōu)化、該區(qū)生態(tài)環(huán)境的保護、維持區(qū)域生態(tài)系統的服務功能提供現實參考。通過研究得到如下主要結論： 1.南部近郊區(qū)景觀數據庫的建立建立景觀類型分類系統，確立遙感解譯標志。在此基礎上，利用GIS軟件(主要使用Arc/GIS8.1和Arcview3.3)，提取各景觀要素并建立各景觀類型的空間數據庫，生成研究區(qū)三個時期的景觀生態(tài)類型圖。 2.南部近郊區(qū)景觀格局

3、及其動態(tài)變化研究針對不同時期的景觀圖，利用Arcview3.3的空間分析功能和景觀空間格局分析軟件FRAGSTATS，計算各時期景觀指數，分析景觀格局特征及變化規(guī)律。得到如下結論：(1)南部近郊區(qū)現狀格局總體上以耕地為基質，城鎮(zhèn)用地占一定比例，其他類型以小斑塊鑲嵌，水域和交通建設用地以東南—西北向的線性廊道貫穿全景的景觀格局。研究區(qū)景觀類型除城市用地外集中連片分布外，自然景觀均破碎化比較嚴重，分離度大，連通性差，是以小斑塊為主的景觀格局

4、。 (2)1987到2003年，研究區(qū)景觀類型的面積變化規(guī)律表現為：耕地、有林地、水域持續(xù)減少；城市用地、農村居民點、工礦建設用地、未利用地持續(xù)增加；灌叢、疏林地、草地、園地略有波動，前三者表現為先增加后減少的趨勢。景觀轉變規(guī)律表現為耕地、林地、水域等自然景觀向城市、農村和獨立工礦用地等人文景觀的轉變。并利用轉移矩陣對各景觀類型的變化特征和變化過程，進行了詳細分析。 (3)區(qū)域整體的景觀格局變化特征表現為：破碎化程度

5、加重；多樣性指數增加，景觀異質化程度上升；蔓延度指數呈下降趨勢，表明由1987年以耕地為優(yōu)勢景觀、連接性好的景觀格局逐漸向連接性較差的多種要素組成的密集格局演變。景觀整體形狀表現為1987-1995年趨于簡單化；1995-2003年趨于復雜化。 (4)區(qū)域景觀格局的變化與城市化過程有密切的關系。景觀利用程度指數的變化與城市化水平指數呈現一定的正相關性。 3.南部近郊區(qū)景觀變化的生態(tài)效應分析從景觀水平上的生態(tài)效應和具體

6、的單要素生態(tài)效應兩個層次分析。景觀水平上的生態(tài)效應主要包括以下方面： (1)生態(tài)系統服務功能變化表征生態(tài)效應。引用謝高地中國生態(tài)系統生態(tài)服務價值當量因子表，對研究區(qū)1987、1995、2003年的生態(tài)系統服務價值進行評估。依據差異，定量綜合評價區(qū)域土地利用/土地覆被變化的生態(tài)效應。1987年、2003年研究區(qū)生態(tài)系統服務功能經濟價值分別為1.178×109和1.016×109元，研究區(qū)整體的生態(tài)價值呈下降趨勢，景觀生態(tài)功能受損

7、。景觀類型中，以農田和森林生態(tài)系統經濟價值減少最多。從服務功能來看，南部近郊區(qū)生態(tài)系統服務功能損失最大的是廢物處理、土壤保護和水源涵養(yǎng)功能。 (2)整體生態(tài)環(huán)境質量變化。景觀斑塊破碎化，會通過降低總的生境面積導致斑塊內部生境損失，使物種容易受到外界的侵襲干擾，影響景觀穩(wěn)定性，生態(tài)環(huán)境質量下降。以斑塊數、平均斑塊面積、邊緣密度為參數，從景觀類型和景觀層次分析表明生態(tài)環(huán)境質量下降。 (3)邊緣效應增強。以邊界密度和景觀斑

8、塊周長為參數，計算兩個時期各景觀類型變化情況，結果表明2003邊緣效應增強。 (4)穩(wěn)定性分析。主要通過斑塊凈邊緣效應及斑塊轉移矩陣，從景觀斑塊類型水平進行穩(wěn)定性分析。各斑塊間的凈邊緣效應的差異性沒有減少，說明景觀斑塊間的相互作用還在繼續(xù)，這不利于保持斑塊和景觀的穩(wěn)定性。 (5)基于景觀結構的區(qū)域生態(tài)風險分析?；诰坝^結構，構建生態(tài)風險指數；通過空間采樣使生態(tài)風險指數空間化；利用地統計學方法完成生態(tài)風險分析。結果表明

9、2003年生態(tài)風險強度高值區(qū)明顯增加，高值區(qū)范圍擴大。 單要素生態(tài)效應研究中，從林地、耕地、城鎮(zhèn)用地變化分析造成的環(huán)境影響。結果為： (1)林地面積減少，造成森林水源涵養(yǎng)功能降低、生物多樣性減少、水土保持能力降低；耕地面積減少、質量下降，土壤退化和土壤侵蝕嚴重。 (2)結合南部近郊區(qū)主要生態(tài)功能——水源涵養(yǎng)，分析城鎮(zhèn)用地變化對水資源的影響。水量方面，計算城市擴展引起地表徑流量的增加和地下水補給量的減少。水質