李偉華
(寧夏大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院,寧夏 銀川 750021)
生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)是指生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能等所承受的風(fēng)險(xiǎn),即自然災(zāi)害和人為災(zāi)害對(duì)生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能的損害,從而在目前和將來(lái)減少該系統(tǒng)內(nèi)部某些要素或其本身的健康、生產(chǎn)力、遺傳結(jié)構(gòu)、經(jīng)濟(jì)價(jià)值和美學(xué)價(jià)值的可能性[1-3]。區(qū)域生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)作為生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的重要分支,目前學(xué)術(shù)界對(duì)其研究的類型從污染物生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)、生態(tài)事件類生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)發(fā)展到人類活動(dòng)對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響,并從單一地點(diǎn)的某一風(fēng)險(xiǎn)源研究逐漸發(fā)展到區(qū)域尺度的綜合多風(fēng)險(xiǎn)源的研究[4-6]。人類活動(dòng)對(duì)陸地生態(tài)系統(tǒng)造成深遠(yuǎn)的影響,這種活動(dòng)主要是土地利用[7]。土地利用是人類利用生物和技術(shù)手段,有目的的對(duì)土地進(jìn)行使用和改造的社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)。它是把自然生態(tài)系統(tǒng)變?yōu)槿斯ど鷳B(tài)系統(tǒng)的過(guò)程[8-10]。研究表明,生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)和土地利用之間具有緊密的聯(lián)系[11-13]?;谕恋乩玫纳鷳B(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)能綜合評(píng)價(jià)不同潛在風(fēng)險(xiǎn)影響以及它們的累積特征[14]。近些年,基于土地利用變化的區(qū)域生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià),已成為環(huán)境學(xué)領(lǐng)域的研究重點(diǎn),學(xué)者使用了不同的方法研究土地利用生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)。生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)是利用土地利用結(jié)構(gòu)和生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)強(qiáng)度參數(shù)來(lái)定量評(píng)估生態(tài)風(fēng)險(xiǎn),已得到廣泛運(yùn)用[15]。林媚珍[16]運(yùn)用土地利用生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)研究了中山市城市化水平與生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)之間的關(guān)系。周汝佳[17]利用景觀干擾度指數(shù)和景觀脆弱度指數(shù)來(lái)研究鹽城海岸帶的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)。徐羽[18]借助空間自相關(guān)和半變異函數(shù)等方法研究了鄱陽(yáng)湖流域土地利用生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的時(shí)空演變規(guī)律。
生態(tài)移民是指將居住在重要生態(tài)功能區(qū)、生態(tài)環(huán)境惡劣無(wú)法生存地區(qū)、生態(tài)環(huán)境嚴(yán)重破壞等地方的人遷移到環(huán)境承載力好的地方,從而實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的一種重要手段[19]。生態(tài)移民過(guò)程也是將遷出區(qū)生態(tài)壓力向遷入?yún)^(qū)空間轉(zhuǎn)移的過(guò)程,理論上會(huì)對(duì)遷入?yún)^(qū)生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生不同程度擾動(dòng)或破壞。紅寺堡區(qū)自1998年開(kāi)始安置來(lái)自寧夏貧困地區(qū)的群眾,已經(jīng)成為全國(guó)最大的生態(tài)移民安置區(qū),移民的不斷遷入,使該地土地利用結(jié)構(gòu)在十幾年內(nèi)發(fā)生翻天覆地的變化[20]。目前國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)生態(tài)移民安置區(qū)土地生態(tài)安全問(wèn)題以及土地利用模式進(jìn)行了研究,但是全面和系統(tǒng)地開(kāi)展生態(tài)移民安置區(qū)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)與管理研究仍然是一個(gè)薄弱的研究領(lǐng)域[21]。移民規(guī)模愈大,對(duì)安置區(qū)生態(tài)環(huán)境的擾動(dòng)愈大,而且其產(chǎn)生的影響將是長(zhǎng)期的、多方面的。目前,生態(tài)移民安置區(qū)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)管理體系尚不完善,系統(tǒng)開(kāi)展生態(tài)移民安置區(qū)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)及其空間異質(zhì)性研究,將為生態(tài)移民安置區(qū)生態(tài)環(huán)境管理提供強(qiáng)有力的理論依據(jù)。
紅寺堡區(qū)位于毛烏素沙漠邊緣,是寧夏中部干旱帶的核心區(qū),它由鹽池縣、同心縣、青銅峽市、中寧縣、利通區(qū)等周邊縣(市)行政面積調(diào)整組合而成。介于東經(jīng) 105°43′45″~106°42′50″,北緯 37°28′08″~37°37′23″之間,現(xiàn)轄 2 鎮(zhèn) 3 鄉(xiāng),62個(gè)行政村,總面積2767平方千米,紅寺堡區(qū)地形以坡丘陵為主,平均海拔1345米,屬中溫帶干旱氣候區(qū),年平均氣溫在8.4℃,晝夜溫差大,降雨量為277毫米,且集中在7-9月,相對(duì)濕度達(dá)到52%。紅寺堡區(qū)是寧夏唯一全縣域生態(tài)移民安置區(qū),也是國(guó)內(nèi)最大的異地生態(tài)移民安置區(qū)。截至2015年底,全區(qū)總?cè)丝谶_(dá)197350人。
以紅寺堡區(qū) 1995年、2005年、2015年的landsat TM遙感影像(6-10月份)為數(shù)據(jù)源,空間分辨率為30米。經(jīng)輻射校正、波段合成、幾何精矯正等綜合,利用ENVI5.1人工目視解譯得到三期的分類數(shù)據(jù),各期Kappa系數(shù)都達(dá)到0.8,符合精度要求。參考國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)出臺(tái)的《土地利用現(xiàn)狀分類》體系,結(jié)合研究區(qū)土地利用特點(diǎn),劃分為耕地、林地、草地、水域、建設(shè)用地和未利用地等6種地類。其他統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來(lái)源于《見(jiàn)證——紅寺堡開(kāi)發(fā)建設(shè)之路》(2014年)。
為了表現(xiàn)生態(tài)空間的空間分異,文章利用等間距系統(tǒng)采樣法,對(duì)研究區(qū)構(gòu)建1.5x1.5千米的單元網(wǎng)格,得到1362個(gè)樣地。網(wǎng)格采樣法可以利用網(wǎng)格內(nèi)各種地類占網(wǎng)格內(nèi)研究區(qū)面積比重來(lái)計(jì)算每個(gè)網(wǎng)格綜合生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的大小,并將其作為網(wǎng)格中心點(diǎn)的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)值。其表達(dá)式為:
式中,ERI為生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù);i為土地利用類型;Ai為網(wǎng)格內(nèi)第i種地類的面積;A為網(wǎng)格內(nèi)土地總面積;Wi為第i種土地利用類型的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)強(qiáng)度參數(shù)。通過(guò)專家打分法,并參考前人[12][16][18][22]的研究成果,采用層次分析法得出各種地類的權(quán)重。耕地、林地、草地、水域、建設(shè)用地、未利用地的土地生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)強(qiáng)度參數(shù)分別取:0.32、0.12、0.16、0.53、0.85、0.82。生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)強(qiáng)度參數(shù)的原理是:土地利用類型越脆弱,對(duì)外界抵抗力越差,生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)強(qiáng)度越大。相對(duì)于耕地、林地和草地來(lái)說(shuō),水體抗外界干擾能力比較弱,因此其風(fēng)險(xiǎn)強(qiáng)度較大。
1.空間自相關(guān)分析。當(dāng)數(shù)據(jù)在空間分布表現(xiàn)出一定的規(guī)律,即不是隨機(jī)分布,則存在著空間自相關(guān)??臻g自相關(guān)研究在一定區(qū)域中某個(gè)位置上的變量與其鄰近位置變量的相互關(guān)系[23]??臻g自相關(guān)用全局和局部?jī)煞N指標(biāo)來(lái)度量。全局自相關(guān)用單一的值來(lái)表示該區(qū)域的自相關(guān)程度,局部自相關(guān)計(jì)算每一個(gè)空間單元與鄰近單元在某個(gè)屬性的相關(guān)程度,可用于分析數(shù)據(jù)的“熱點(diǎn)區(qū)域”以及空間異質(zhì)性[24]。Moran's I是最常用的全局自相關(guān)系數(shù),它的數(shù)值范圍為-1到1之間,正值表示該空間的事物屬性取值分布具有正相關(guān)性,負(fù)值表示該空間事物屬性取值分布具有負(fù)相關(guān)性,數(shù)值為0時(shí)表示事物的屬性取值范圍不存在空間自相關(guān)。數(shù)值越大,表示空間分布的相關(guān)性越大,即空間聚集較明顯,值越小代表空間分布相關(guān)性越小。每個(gè)網(wǎng)格的土地利用生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)值作為一種空間數(shù)據(jù),因此可以用空間統(tǒng)計(jì)學(xué)方法進(jìn)行空間分析。
2.半變異函數(shù)。半變異函數(shù)(又稱半方差分析或變異距分析)是地統(tǒng)計(jì)學(xué)中的一種分析方法,它是關(guān)于數(shù)據(jù)點(diǎn)的變異值和數(shù)據(jù)點(diǎn)距離的函數(shù),經(jīng)常用來(lái)分析地理現(xiàn)象空間分布規(guī)律[25-27]。計(jì)算公式為:
式中為半變異函數(shù),h為樣本間隔距離,即步長(zhǎng);N(h)為抽樣間距為h時(shí)的樣點(diǎn)總數(shù),和分別為景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)在空間位置和的觀測(cè)值。
一個(gè)地區(qū)土地利用變化主要表現(xiàn)為土地利用類型面積變化和相對(duì)變化率。通過(guò)分析研究區(qū)在一段時(shí)間內(nèi)的土地利用類型的變化,可以了解研究區(qū)土地利用變化的總體態(tài)勢(shì)。紅寺堡區(qū)各土地利用類型所占比及變化率如表1所示,結(jié)合表1和各年面積統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可知:
1995年紅寺堡區(qū)土地利用類型主要以草地為主,占研究區(qū)總面積62.476%,耕地和未利用地次之,分別達(dá)到 27.674%和 8.27%。2005 年土地利用類型還是以草地為主,占比為74.247%,草地有一定幅度的增加,來(lái)源為耕地。耕地和未利用地次之,所占比分別為9.607%和9.661%,耕地大幅度減少,林地有一定幅度的增加。2015年土地利用類型依舊以草地為主,耕地和林地大幅度增加,所占比分別為14.51%和7.024%。建設(shè)用地小幅上升,所占比為3.844%,與未利用地比例相當(dāng)。從變化率來(lái)看,在1995-2005年期間,紅寺堡區(qū)林地和建設(shè)用地上升最為顯著,變化率分別達(dá)到637.186%和313.927%。草地和未利用地也有所上升,分別達(dá)到18.841%和16.820%。耕地減少最多,面積減少了497.009平方公里,其次是水域,變化率為4.1667%。2005-2015年間,建設(shè)用地和林地,增幅減慢,但還屬于上升趨勢(shì)。草地面積減少了106.758平方公里,變化率為5.215%。耕地和水域有小幅增加,變化率分別為47.299%和36.957%,未利用地減少,變化率為 60.801%。
總體來(lái)看,在這20年內(nèi)林地增加幅度最大,變化率為1076.549%,面積增加了176.496平方公里。建設(shè)用地也增加了970.752%,面積增加了95.698平方公里。草地和水域都有一定程度的增加,耕地和未利用地小幅度下降。
1.全局自相關(guān)。利用 Geoda 1.4.1 計(jì)算出紅寺堡區(qū)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)在1995年、2005年、2015年 的 Moran's I 值 分 別 為 0.543276、0.602595、0.532877。全局 Moran's I的值都大于 0,說(shuō)明紅寺堡區(qū)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)值在空間分布上存在著正相關(guān)性,存在聚集效應(yīng)。Moran's I先增加后減小,說(shuō)明生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)值在空間上的聚集程度隨時(shí)間段先聚集后分散。
表1 1995-2015年紅寺堡區(qū)土地利用類型及變化率 單位:%
2.局部自相關(guān)。全局自相關(guān)只是用單一的值來(lái)表示區(qū)域的自相關(guān)程度,而局部自相關(guān)則可以識(shí)別出“熱點(diǎn)區(qū)域”“冷點(diǎn)區(qū)域”以及數(shù)據(jù)的空間異質(zhì)性。利用Geoda 1.4.1得出紅寺堡區(qū)1995-2015年三期數(shù)據(jù)的局部空間自相關(guān)圖(見(jiàn)圖1),三期數(shù)據(jù)主要以高—高聚集和低—低聚集為主,而高—低聚集和低—高聚集很少,零星分布。生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的高值(H-H)主要集中在紅寺堡鎮(zhèn)以及柳泉鄉(xiāng)和太陽(yáng)山鎮(zhèn)的交界處等經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的地區(qū),并不斷向南部延伸。紅寺堡鎮(zhèn)聚集特征最明顯,與周邊的差距不斷拉大。說(shuō)明經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,使得建設(shè)用地和耕地面積大量增加,生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)加大。生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的低值(L-L)主要分布在新莊集鄉(xiāng)和劉泉鄉(xiāng)東側(cè)。說(shuō)明羅山被設(shè)立為自然保護(hù)區(qū)后,林地覆蓋率明顯增加,生態(tài)環(huán)境變好,生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)明顯降低。
1.生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)的半變異函數(shù)分析。利用GS+9.0(美國(guó) Gamma Design Software)對(duì)三期數(shù)據(jù)的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)值進(jìn)行半變異函數(shù)擬合,并利用回歸系數(shù)和殘差得到最優(yōu)擬合模型。數(shù)據(jù)如表2所示,從中可知,三期數(shù)據(jù)最優(yōu)擬合模型并不一樣,分別為 Gaussian、Spherical、Exponential。決定系數(shù)分別為 0.973、0.983、0.961。從 1995-2015 年塊金與基臺(tái)的比值逐步減小,說(shuō)明隨機(jī)因素引起的空間異質(zhì)性占總空間異質(zhì)性的比重逐漸減小,空間自相關(guān)引起的空間異質(zhì)性占總空間異質(zhì)性的比重增加。表明土地利用生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)具有高度的空間自相關(guān)性。變程分別為4470米、14160米、4370米,先增大后減小,說(shuō)明生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)的相關(guān)性范圍先增大后減小。
2.生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)的空間分布特征。通過(guò)檢驗(yàn)后發(fā)現(xiàn),生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)值在空間上存在相關(guān)性,因此運(yùn)用普通克里金(Ordinary Kriging)對(duì)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)進(jìn)行空間插值,并對(duì)插值結(jié)果進(jìn)行重分類,劃分為 5 個(gè)等級(jí):低風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)(ERI<0.222)、較低風(fēng)險(xiǎn)等級(jí) (0.222≤ERI<0.324)、中風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)(0.324≤ERI<0.426)、較高風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)(0.426≤ERI<0.528)、高風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)(ERI≥0.528),得出紅寺堡區(qū)三期土地利用生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)空間分布圖(見(jiàn)圖2)。
由圖2可知土地利用生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)呈圈層分布,并由紅寺堡鎮(zhèn)中部向外擴(kuò)散。1995年,紅寺堡區(qū)的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)主要以低風(fēng)險(xiǎn)和較低風(fēng)險(xiǎn)為主,兩者面積達(dá)到2352.920平方公里,比例達(dá)到85.7%。較低風(fēng)險(xiǎn)區(qū)比較連續(xù),低風(fēng)險(xiǎn)區(qū)呈散點(diǎn)狀分布在大河鄉(xiāng)、太陽(yáng)山鎮(zhèn)中部、劉泉鄉(xiāng)北部。高風(fēng)險(xiǎn)分布在紅寺堡鎮(zhèn)中部并延伸至紅寺堡鎮(zhèn)和劉泉鄉(xiāng)交界處以及柳泉鄉(xiāng)和太陽(yáng)山鎮(zhèn)的交界處。2005年,主要以低風(fēng)險(xiǎn)區(qū)為主,低風(fēng)險(xiǎn)區(qū)基本連成一片,并在新莊集鄉(xiāng)境內(nèi)大幅度擴(kuò)張。低風(fēng)險(xiǎn)區(qū)面積達(dá)到1557.082平方公里,比例達(dá)到56.50%。較低風(fēng)險(xiǎn)區(qū)范圍急劇減小,面積減少了783.568平方公里,比例減少了28.40%。高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)較1995年稍有擴(kuò)張,面積增加了27.673平方公里。2015年和2005年相比低風(fēng)險(xiǎn)區(qū)稍微減小,高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)和較高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)大幅度縮小,面積減少了184.684平方公里,比例減少了6.70%。中等生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)在三個(gè)時(shí)間段內(nèi)逐步增加,在2015年面積達(dá)到300.167平方公里,比例為 10.90%。
圖1 紅寺堡區(qū)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)的局部空間自相關(guān)
表2 土地利用生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)的局部空間半變異函數(shù)
圖2 土地利用生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)空間分布圖
紅寺堡作為生態(tài)移民安置區(qū),在研究期內(nèi)土地利用類型發(fā)生巨大的變化。1995-2015年間生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)先增大而后減小。紅寺堡在開(kāi)發(fā)初期生態(tài)環(huán)境十分惡劣,植被很少、黃沙遍布。未利用地主要以沙地為主,主要分布在紅寺堡鎮(zhèn)北部以及太陽(yáng)山鎮(zhèn)北部。因此1995-2005年期間,紅寺堡境內(nèi)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)較大。在研究期內(nèi)紅寺堡區(qū)在1998年陸續(xù)進(jìn)行的生態(tài)移民,羅山自然保護(hù)區(qū)境內(nèi)的居民搬遷到紅寺堡中部的灌區(qū),紅寺堡西南部的居民也進(jìn)行了旱改水移民。生態(tài)移民使得遷出區(qū)土地利用類型發(fā)生了劇烈變化,耕地被草地和林地取代。因此到了2005年,紅寺堡西南部和東部地區(qū)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)減小,生態(tài)環(huán)境逐步轉(zhuǎn)好。然而,遷入?yún)^(qū)內(nèi)建設(shè)用地和耕地增加,風(fēng)險(xiǎn)加大。從1999年開(kāi)始,紅寺堡先后實(shí)行三北防護(hù)林工程、退耕還林工程、天然林保護(hù)工程、綠色通道綠化工程等大型環(huán)境保護(hù)工程。到2015年,紅寺堡鎮(zhèn)中部沙地得到控制并大面積減小,生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)減小。
為了研究地形因子和生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)之間的關(guān)系,本文以2015年的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)數(shù)據(jù)為例,研究2015年生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)在不同高程和坡度的分布情況。2015年的DEM數(shù)據(jù)為30米(來(lái)自地理空間數(shù)據(jù)云)。參考相關(guān)研究,并結(jié)合紅寺堡區(qū)實(shí)際情況,將高程重分類為:小于1200米、1200~1400米、1400~1600米、1600~1800米、1800~2000米、大于 2000米等6個(gè)高程帶。利用DEM數(shù)據(jù)提取坡度,將坡度重分類為6個(gè)坡度帶:小于。
將重分類后的高程圖和坡度圖分別與重分類后的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)圖進(jìn)行疊加分析,然后統(tǒng)計(jì)在不同坡度或高程上的各等級(jí)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)面積所占比(見(jiàn)圖3)。從生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)與高程的關(guān)系來(lái)看,隨著高度的增加,風(fēng)險(xiǎn)在各高程的分布比例先增大后減小。低風(fēng)險(xiǎn)在各個(gè)高程上均有分布,在1200~1400米和1400~1600米上,比例最大,分別達(dá)到22.95%和13.32%。較低風(fēng)險(xiǎn)和中等風(fēng)險(xiǎn)主要集中在1200~1400米和1400~1600米的高程上,在其他高程上比例都很小。較高風(fēng)險(xiǎn)和高風(fēng)險(xiǎn)的分布更加集中,主要分布在1200~1400米。在1200~1400米的高程帶上,研究區(qū)面積分布最廣,這個(gè)高程帶是紅寺堡人口的經(jīng)濟(jì)密集區(qū),高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)主要集中在此帶。生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)與坡度關(guān)系的折線走向與生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)與高程的走向比較相似。生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)與坡度關(guān)系中,前四種風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)在坡度帶時(shí)面積比例達(dá)到最大值。第五種風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)在小于坡度帶達(dá)到最大值。隨著坡度的上升,各風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)先增大后減小。低風(fēng)險(xiǎn)區(qū)在和坡度帶上比例最大,兩者比例占全區(qū)36.275%。較低風(fēng)險(xiǎn)區(qū)和中等風(fēng)險(xiǎn)區(qū)在小于坡度帶上占比最大;較高風(fēng)險(xiǎn)在坡度帶上占比最大;而高風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)在小于的坡度帶上占比最大。
圖3 生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)與高程和坡度的關(guān)系
本文以1995年,2005年和2015年3期的Landsat TM/ETM+遙感影像為基礎(chǔ),根據(jù)景觀生態(tài)學(xué)的原理,構(gòu)建了綜合生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù),較客觀地反映了研究區(qū)不同時(shí)期的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)狀況。對(duì)研究區(qū)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)結(jié)果進(jìn)行了分析,得出以下幾點(diǎn)結(jié)論。
1.1995年紅寺堡區(qū)土地利用類型主要以草地和耕地為主,兩者所占比之和達(dá)到90%以上,土地利用結(jié)構(gòu)比較單一。2005年耕地面積大幅度縮小。草地小幅增加,主要來(lái)源為耕地。2015年,建設(shè)用地持續(xù)增加,比例達(dá)到3.844%。主要分布在紅寺堡鎮(zhèn)中部和新莊集北部、柳泉鄉(xiāng)中部和東部。從1995-2015年,隨著生態(tài)環(huán)境的好轉(zhuǎn),沙地減少,未利用地持續(xù)減少。耕地先減少后增加,林地持續(xù)增加。紅寺堡區(qū)土地利用結(jié)構(gòu)趨于穩(wěn)定,但是土地利用強(qiáng)度加大,土地利用類型趨于復(fù)雜。
2.1995-2005年,紅寺堡區(qū)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)增強(qiáng)。低風(fēng)險(xiǎn)區(qū)增加,較低風(fēng)險(xiǎn)區(qū)縮減,中等、較高、高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)增加。這一時(shí)期,羅山和西南部的居民已經(jīng)搬到了紅寺堡灌區(qū),因此中部地區(qū)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)加大,而遷出區(qū)進(jìn)行了生態(tài)恢復(fù),生態(tài)環(huán)境好轉(zhuǎn)。2005-2015年,紅寺堡區(qū)整體風(fēng)險(xiǎn)減弱。低、較低風(fēng)險(xiǎn)增加,中等、較高、高風(fēng)險(xiǎn)減小。這一時(shí)期,研究區(qū)耕地和建設(shè)用地不斷膨脹,但是一系列大型的環(huán)境保護(hù)工程的實(shí)施,使得以沙地為主的未利用地面積不斷縮減,植被覆蓋率大大提高,紅寺堡區(qū)生態(tài)環(huán)境整體好轉(zhuǎn)。
3.生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)在空間上呈圈層分布,呈現(xiàn)出較高的正相關(guān)性和空間集聚性,高—高聚集和低—低聚集分布較廣。在空間上高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)主要分布在紅寺堡鎮(zhèn)中部、紅寺堡鎮(zhèn)和柳泉鄉(xiāng)交界處、柳泉鄉(xiāng)東北部地區(qū)。低風(fēng)險(xiǎn)主要分布在新莊集鄉(xiāng)南部、太陽(yáng)山鎮(zhèn)中部以及羅山附近地區(qū)。總體來(lái)說(shuō)海拔低、坡度小的地方,生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)較大,而海拔較高、坡度大的地方風(fēng)險(xiǎn)較小,高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)集中在1200~1400米高程帶和 2o~5o坡度帶上。
總之,生態(tài)移民是生態(tài)壓力空間轉(zhuǎn)移的一種特殊人口遷移類型,相比較正常的區(qū)域土地利用演變來(lái)說(shuō),生態(tài)移民安置區(qū)土地利用格局變化較大。紅寺堡區(qū)作為全國(guó)最大的生態(tài)移民安置區(qū),城市化快速發(fā)展,人口不斷增加。大量草地轉(zhuǎn)為耕地和建設(shè)用地,對(duì)生態(tài)環(huán)境造成了巨大的擾動(dòng)。因此,當(dāng)?shù)卦谔岣呷嗣裆钏?,努力發(fā)展經(jīng)濟(jì)的同時(shí),應(yīng)該適當(dāng)控制建設(shè)用地以及耕地的面積,加強(qiáng)生態(tài)環(huán)境保護(hù),實(shí)現(xiàn)生態(tài)脆弱地區(qū)的可持續(xù)發(fā)展。在施行鼓勵(lì)安置區(qū)開(kāi)發(fā)利用的同時(shí),應(yīng)積極構(gòu)建一系列保護(hù)措施,避免盲目擴(kuò)張,從而有效維護(hù)安置區(qū)的生態(tài)安全水平。文章只是對(duì)紅寺堡土地利用生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)價(jià),還需進(jìn)一步對(duì)土地利用生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行預(yù)測(cè)預(yù)警研究,通過(guò)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè),保護(hù)紅寺堡區(qū)的生態(tài)環(huán)境。
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