基于土地利用的滇中城市群“三生空间”演变和景观生态风险评价研究

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土地是人与自然相互作用的桥梁和纽带,土地利用方式及变化在一定程度上影响着生态系统的稳定,其与景观生态风险的空间分布密切相关。景观生态风险评价是衡量土地利用变化生态效应的重要方法,在管控区域生态风险与合理配置土地资源方面具有重要意义。滇中城市群是云南省的经济、人口密集区,经济的快速发展使得人类对土地的改造利用愈发强烈,人地矛盾日益突出,三生空间格局受人类活动干扰严重,由此引发的景观生态风险变化值得关注。对此,本文以滇中城市群作为研究区域,首先,从“三生空间”视角出发,综合考虑城市群的生产、生活、生态功能,分析“三生空间”格局时空演变;其次,基于2000、2005、2010、2015、2020年5期土地利用数据,采用空间自相关分析和热点分析法评价滇中城市群景观生态风险;最后,从自然环境和人为影响两个方面选取驱动因子,采用Pearson相关系数和地理探测器定量探究研究区景观生态风险变化的主要驱动因素。经综合研究分析,得出以下结论:(1)生态空间是滇中城市群的主要三生空间类型,占研究区总面积的77%左右,生产空间次之(20%左右),生活空间占比较小(不足2%)。从数量上看,研究期内林地生态空间、草地生态空间和农业生产空间面积最大,但逐渐缩减,研究期内分别减少303.27km~2、738.51km~2、505.5km~2,其他“三生空间”类型面积整体增加,其中工业生产空间、城镇生活空间增加幅度较大;从转移方向看,草地生态空间、农业生产空间、林地生态空间主要向城镇生活和工业生产空间转移。从土地利用强度看,研究区土地利用强度表现为中东部地区强度高,北部和西南部地区强度低,且随时间变化,土地利用强度显著提升。(2)研究期内滇中城市群整体景观生态风险呈上升趋势,研究区风险等级以低风险区和较低风险区为主,二者面积之和占研究区总面积的80%以上;研究期内农业生产空间、草地生态空间和林地生态空间的景观破碎化程度逐渐加深,景观连通性不断降低。从时间上看,2000、2005、2010、2015、2020年,综合景观生态风险指数依次是0.00826、0.00827、0.00847、0.00850、0.00843,表明2000—2015年风险不断加剧,2015—2020年生态风险有所缓和。从风险区面积看,低风险区和较低风险区面积减少,中风险区、较高风险区和高风险面积分别增加1505.92km~2、707.53km~2、11.01km~2。从空间分布看,景观生态风险空间分布特征表现为东高西低,高风险区主要集中在城市群中部,且研究区景观生态风险具有较强的正相关关系,“高高”、“低低”集聚特征显著。(3)驱动因素结果表明,自然因素中NDVI和坡度对景观生态风险变化的解释力较强,人为因素中土地利用强度和人为影响指数是LER变化的主要驱动因素,且人为因素的作用效果明显高于自然因素。Pearson相关系数结果显示,较高的坡度、气温、NDVI和ESV,对降低景观生态风险有着积极影响,有助于改善区域生态环境。因子探测结果显示,研究期末各因子中土地利用强度和人为影响指数的q值最大,分别是0.5607和0.5534,气温和土壤类型的解释力最低。交互探测结果显示,任意两个因子之间的交互作用对LER动态变化的解释力度要明显高于单个因子,双因子交互具有协同增强作用,尤其是2000年的ESV∩坡度,土地利用强度∩NDVI的交互作用效果最强。综上所述,首先,滇中城市群的“三生空间”类型以林地、草地生态空间和农业生产空间为主,20年来,“三生空间”结构发生较大变化,其中,工业生产空间和城镇生活空间的变化量及变化速度均明显高于其他“三生空间”类型,研究期内,土地利用强度显著提高。其次,城市群整体景观生态风险呈现先上升后降低趋势,总体景观生态风险仍处于较低水平,2015至2020年生态风险降低,意味着生态文明建设取得一定成效。最后,景观生态风险驱动因素中,人为因素的q值较大,表明人为因素是研究区景观生态风险变化的主要驱动力,因此未来应减少人类行为对生态系统的过分干预,降低区域生态风险,实现经济、社会和生态的可持续发展。
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