三峽庫區(qū)(重慶)典型區(qū)縣土地利用-覆被變化及其生態(tài)環(huán)境效應(yīng)分析.pdf

1、長期以來，人類改造自然的腳步從未停止過，而地表系統(tǒng)的土地利用/覆被格局正被這些人類活動不停的改變著，這種改變一方面導(dǎo)致自然環(huán)境發(fā)生變化，另一方面直接作用于人類社會、經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。土地利用/覆被變化已成為全球變化研究的一個重要內(nèi)容。三峽庫區(qū)自然地理?xiàng)l件復(fù)雜，是我水土流失嚴(yán)重的生態(tài)脆弱區(qū)之一。在經(jīng)濟(jì)加速發(fā)展、快速城市化進(jìn)程的大背景下，隨著重慶市的直轄、三峽工程的實(shí)施，區(qū)內(nèi)人類活動持續(xù)的干擾著土地利用/覆被格局，影響著區(qū)域生態(tài)環(huán)境變化。土地利用

2、/覆被研究是區(qū)域生態(tài)環(huán)境變化研究的基礎(chǔ)，通過監(jiān)測三峽庫區(qū)土地利用/覆被的動態(tài)變化，研究土地利用/覆被變化過程和機(jī)理，可以為了解區(qū)域生態(tài)環(huán)境的演替過程、掌握區(qū)內(nèi)自然和社會環(huán)境變化、提高三峽庫區(qū)的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量及區(qū)域土地資源的可持續(xù)利用提供參考。三峽庫區(qū)面積巨大，主要分布在重慶市和湖北省兩個地區(qū)，其中絕大部分在重慶市境內(nèi)，這里也是土地利用/覆被變化較明顯的地區(qū)。同時，為了便于收據(jù)資料的收集，我們選擇三峽庫區(qū)(重慶)為主要研究區(qū)域，結(jié)合不同的自

3、然地理?xiàng)l件與社會經(jīng)濟(jì)差異，選擇了江津區(qū)、忠縣、巫溪縣和奉節(jié)縣4個典型區(qū)縣作對比。以1986年、1995年、2000年和2007年4期土地利用數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，結(jié)合遙感影像、自然地理和社會經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)建立地理信息數(shù)據(jù)庫，分別對區(qū)內(nèi)土地利用/覆被格局、動態(tài)機(jī)制進(jìn)行分析；對土地利用/覆被變化趨勢進(jìn)行模擬；從自然和社會兩方面對比土地利用/覆被變化的驅(qū)動因素差異；從生物多樣性、土壤侵蝕、景觀生態(tài)變化、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值以及生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)等方面探討了三峽庫區(qū)(重慶)

4、土地利用/覆被變化的生態(tài)環(huán)境效應(yīng)。結(jié)果表明：
　　 1.耕地和林地始終是三峽庫區(qū)(重慶)主要的土地利用/覆被類型。其中，耕地以旱地居多；林地以有林地和稀疏林地為主。研究區(qū)幅原遼闊，區(qū)域差異明顯：下游地區(qū)的巫溪縣和奉節(jié)縣林地最多；中游地區(qū)的忠縣以耕地為主；上游的江津區(qū)內(nèi)耕地和林地都較多。從土地利用類型的多樣化程度來看，下游地區(qū)的土地利用類型多樣化更高，理論上這里的土地利用景觀穩(wěn)定性更高。在上游地區(qū)和中游長江周邊立地條件較好的地區(qū)，

5、土地利用程度較高，下游地區(qū)的土地利用程度相對較低，特別是周邊高海拔的山區(qū)土地利用程度更低。
　　 2.1986年以來，三峽庫區(qū)(重慶)的耕地先增后減，林地先減少后增加，草地和未利用地的面積持續(xù)減少，水體與建設(shè)用地面積持續(xù)的增加。上游的江津區(qū)和中游的忠縣土地利用變化趨勢同三峽庫區(qū)(重慶)較一致，下游的奉節(jié)縣和巫溪縣同三峽庫區(qū)(重慶)土地利用變化差異明顯。從土地利用/覆被類型變化速率來看，耕地、林地和草地的相對變化率更高，空間分布較

6、分散，水體和建設(shè)用地變化的區(qū)域則更集中。利用不同的衛(wèi)星影像，直觀的展示了研究區(qū)內(nèi)森林景觀演替、耕地與草地轉(zhuǎn)化、城區(qū)快速擴(kuò)張和新城鎮(zhèn)的興起等4種土地景觀變化過程。對未來土地利用/覆被變化趨勢的模擬表明：三峽庫區(qū)(重慶)的耕地和草地面積減少，林地、水體和建設(shè)用地面積增加。江津區(qū)和忠縣的變化趨勢同三峽庫區(qū)(重慶)的相似，下游的奉節(jié)縣和巫溪縣的明顯不同。奉節(jié)縣的耕地、林地和草地面積持續(xù)減少，水體和建設(shè)用地面積增加；巫溪縣的耕地、林地、水體和建設(shè)

7、用地增加，草地大幅度減少。通過墾殖指數(shù)來定量耕地的變化，從1986～1995年，耕地變化不明顯；1995～2007年，墾殖指數(shù)明顯增加，在空間上的差別明顯，在庫區(qū)上游的重慶市主城區(qū)負(fù)增長強(qiáng)烈，而在開縣、武隆縣和巫山縣等地正增長較強(qiáng)。4個典型區(qū)縣中，江津區(qū)和忠縣的耕地變化數(shù)量和速率都比奉節(jié)縣和巫溪縣更強(qiáng)；林地變化集中研究區(qū)東部、南部和西北部，在地勢較高的山地，林地正向變化明顯，逆向變化在庫區(qū)上游、中游和下游地區(qū)都有集中分布。
　　

8、 3.對土地利用/覆被變化自然驅(qū)動因素分析發(fā)現(xiàn)：海拔與坡度制約著土地利用/覆被類型分布，耕地多在中低海拔的緩坡區(qū)，林地和草地與之相反，水體與建設(shè)用地的海拔較低，坡度較小。1995年來，低海拔平坦地區(qū)的耕地減少明顯，陡坡耕地有所增加；高海拔區(qū)的林地大幅度增加、草地減少、水體和建設(shè)用地有所增加。從地貌類型上看，耕地多在低山、丘陵、和喀斯特平原等，林地在中低山分布最多，草地在丘陵與中低山分布明顯，而建設(shè)用地多集中分布在丘陵與喀斯特平原。從土壤

9、類型上看，紫色土、黃壤、水稻土等面積較大。1986年至1995年，不同地貌類型與土壤類型上的土地利用/覆被變化不明顯，1995年以后，變化明顯加快，在丘陵與中低山的土地利用變化最快。紫色土與水稻土分布面積最廣，立地條件相對較好，人為干擾較重，土地利用變化強(qiáng)烈。對比三峽庫區(qū)(重慶)4個典型區(qū)縣耕地變化的主要驅(qū)動差異發(fā)現(xiàn)：江津區(qū)位于庫區(qū)上游、其經(jīng)濟(jì)發(fā)展最快，非農(nóng)業(yè)人口快速增長帶來的壓力是其耕地變化的主要驅(qū)動因子；庫區(qū)下游奉節(jié)縣的耕地變化主要

10、受科技進(jìn)步因素與以三峽移民活動為主的人口流動影響；巫溪縣耕地變化第一驅(qū)動因素是總?cè)丝跀?shù)，其次是人為政策因素(如：農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整)；忠縣位于庫區(qū)中游，人為政策因素的影響最強(qiáng)。
　　 4.三峽庫區(qū)是我國生物多樣性較高區(qū)域之一，生物多樣性受土地利用/覆被變化影響明顯。①20世紀(jì)80年代末以前，森林植被破壞嚴(yán)重使得其生物多樣性降低，20世紀(jì)90年代以來，雖然森林面積有所恢復(fù)，但是生物多樣性并未見明顯恢復(fù)。②草地面積減少，質(zhì)量下降，草地

11、內(nèi)生物多樣性減少。③研究區(qū)內(nèi)的工程施工、移民、城市擴(kuò)張等人為活動都影響著區(qū)內(nèi)的生物多樣性。④三峽工程蓄水形成的消落區(qū)對水體中的藻類、維管植物會有所沖擊，但為水生生物也提供了多樣的生存環(huán)境。不同土地利用方式對土壤侵蝕的影響差異明顯，三峽庫區(qū)(重慶)境內(nèi)，耕地上土地侵蝕最高、其次是草地、林地上較低。不同地區(qū)來看，庫區(qū)下游的巫溪縣和奉節(jié)縣耕地上的土壤侵蝕最強(qiáng)，其次是草地和林地；上游的江津區(qū)草地上土壤侵蝕最高；中游忠縣的林地上土壤侵蝕較高。根據(jù)

12、土地利用類型破碎化情況對三峽庫區(qū)(重慶)內(nèi)的22個區(qū)縣進(jìn)行分類，空間上分屬東、中和西3個地區(qū)，土壤侵蝕由東向西減弱，分別對應(yīng)著農(nóng)草地破碎區(qū)、林地破碎區(qū)和建水破碎區(qū)。較強(qiáng)的土壤侵蝕(強(qiáng)度侵蝕、極強(qiáng)度侵蝕和劇烈侵蝕)會增加土地利用破碎程度，但是其加劇土地利用景觀破碎化的速率同土壤侵蝕級別相反。
　　 5.景觀上看，三峽庫區(qū)(重慶)景觀異質(zhì)性增加，穩(wěn)定性增強(qiáng)，抗干擾能力增加。1986年～1995年生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值變化速率較低，1995

13、年～2007年，區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值明顯加快。模擬發(fā)現(xiàn)，2007年后，研究區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值不同程度的增加，區(qū)域土地利用具有明顯的可持性。從生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)上看，庫區(qū)上游和中游地區(qū)的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)高于庫區(qū)下游地區(qū)。1986年至2007年，三峽庫區(qū)(重慶)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)整體上有所增加，但是高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域分布更為破碎，庫區(qū)下游地區(qū)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)增加明顯。
　　 本研究特色：
　　 從不同空間和時間尺度對比了三峽庫區(qū)(重慶)土地利用/覆被格局、動態(tài)過程、驅(qū)