濟(jì)南南部近郊區(qū)景觀動(dòng)態(tài)變化及其生態(tài)效應(yīng)分析.pdf

1、從景觀生態(tài)學(xué)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(wèn)題，大多是由于不合理的景觀格局造成的城市內(nèi)部各要素之間的不協(xié)調(diào)，從而消弱了城市景觀的生態(tài)、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)功能。研究景觀變化以及由此引發(fā)的生態(tài)效應(yīng)，具有重大的理論與實(shí)踐意義。 本文以景觀生態(tài)學(xué)為理論基礎(chǔ)，借助RS和GIS技術(shù)，以濟(jì)南市重要的地下水直接補(bǔ)給區(qū)—濟(jì)南南部近郊區(qū)為例，對(duì)南部近郊區(qū)1987、1995、2003年三期遙感影像進(jìn)行解譯，完成了景觀制圖工作；在此基礎(chǔ)上，研

2、究南部近郊景觀變化及其生態(tài)效應(yīng)。希望通過(guò)研究，對(duì)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(hù)、維持區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù)功能提供現(xiàn)實(shí)參考。通過(guò)研究得到如下主要結(jié)論： 1.南部近郊區(qū)景觀數(shù)據(jù)庫(kù)的建立建立景觀類型分類系統(tǒng)，確立遙感解譯標(biāo)志。在此基礎(chǔ)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(shù)據(jù)庫(kù)，生成研究區(qū)三個(gè)時(shí)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(dòng)態(tài)變化研究針對(duì)不同時(shí)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(jì)算各時(shí)期景觀指數(shù)，分析景觀格局特征及變化規(guī)律。得到如下結(jié)論：(1)南部近郊區(qū)現(xiàn)狀格局總體上以耕地為基質(zhì)，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(shè)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(yán)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(xiàn)為：耕地、有林地、水域持續(xù)減少；城市用地、農(nóng)村居民點(diǎn)、工礦建設(shè)用地、未利用地持續(xù)增加；灌叢、疏林地、草地、園地略有波動(dòng)，前三者表現(xiàn)為先增加后減少的趨勢(shì)。景觀轉(zhuǎn)變規(guī)律表現(xiàn)為耕地、林地、水域等自然景觀向城市、農(nóng)村和獨(dú)立工礦用地等人文景觀的轉(zhuǎn)變。并利用轉(zhuǎn)移矩陣對(duì)各景觀類型的變化特征和變化過(guò)程，進(jìn)行了詳細(xì)分析。 (3)區(qū)域整體的景觀格局變化特征表現(xiàn)為：破碎化程度

5、加重；多樣性指數(shù)增加，景觀異質(zhì)化程度上升；蔓延度指數(shù)呈下降趨勢(shì)，表明由1987年以耕地為優(yōu)勢(shì)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(xiàn)為1987-1995年趨于簡(jiǎn)單化；1995-2003年趨于復(fù)雜化。 (4)區(qū)域景觀格局的變化與城市化過(guò)程有密切的關(guān)系。景觀利用程度指數(shù)的變化與城市化水平指數(shù)呈現(xiàn)一定的正相關(guān)性。 3.南部近郊區(qū)景觀變化的生態(tài)效應(yīng)分析從景觀水平上的生態(tài)效應(yīng)和具體

6、的單要素生態(tài)效應(yīng)兩個(gè)層次分析。景觀水平上的生態(tài)效應(yīng)主要包括以下方面： (1)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能變化表征生態(tài)效應(yīng)。引用謝高地中國(guó)生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)服務(wù)價(jià)值當(dāng)量因子表，對(duì)研究區(qū)1987、1995、2003年的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值進(jìn)行評(píng)估。依據(jù)差異，定量綜合評(píng)價(jià)區(qū)域土地利用/土地覆被變化的生態(tài)效應(yīng)。1987年、2003年研究區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能經(jīng)濟(jì)價(jià)值分別為1.178×109和1.016×109元，研究區(qū)整體的生態(tài)價(jià)值呈下降趨勢(shì)，景觀生態(tài)功能受損

7、。景觀類型中，以農(nóng)田和森林生態(tài)系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)價(jià)值減少最多。從服務(wù)功能來(lái)看，南部近郊區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能損失最大的是廢物處理、土壤保護(hù)和水源涵養(yǎng)功能。 (2)整體生態(tài)環(huán)境質(zhì)量變化。景觀斑塊破碎化，會(huì)通過(guò)降低總的生境面積導(dǎo)致斑塊內(nèi)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(zhì)量下降。以斑塊數(shù)、平均斑塊面積、邊緣密度為參數(shù)，從景觀類型和景觀層次分析表明生態(tài)環(huán)境質(zhì)量下降。 (3)邊緣效應(yīng)增強(qiáng)。以邊界密度和景觀斑

8、塊周長(zhǎng)為參數(shù)，計(jì)算兩個(gè)時(shí)期各景觀類型變化情況，結(jié)果表明2003邊緣效應(yīng)增強(qiáng)。 (4)穩(wěn)定性分析。主要通過(guò)斑塊凈邊緣效應(yīng)及斑塊轉(zhuǎn)移矩陣，從景觀斑塊類型水平進(jìn)行穩(wěn)定性分析。各斑塊間的凈邊緣效應(yīng)的差異性沒(méi)有減少，說(shuō)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(jié)構(gòu)的區(qū)域生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)分析?；诰坝^結(jié)構(gòu)，構(gòu)建生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)；通過(guò)空間采樣使生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)空間化；利用地統(tǒng)計(jì)學(xué)方法完成生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)分析。結(jié)果表明

9、2003年生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)強(qiáng)度高值區(qū)明顯增加，高值區(qū)范圍擴(kuò)大。 單要素生態(tài)效應(yīng)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(jié)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(zhì)量下降，土壤退化和土壤侵蝕嚴(yán)重。 (2)結(jié)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(duì)水資源的影響。水量方面，計(jì)算城市擴(kuò)展引起地表徑流量的增加和地下水補(bǔ)給量的減少。水質(zhì)