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生态空间是指以?供生态系统服务为主要目标的地域范围,维护生态空间是协调保护与发展、保障生态服务持续供给的基础。近年来,随着人类社会对自然生态系统控制力的不断?高,生态空间持续遭到破坏,引发了一系列生态环境问题。合理、科学地评价生态空间生境质量,对于区域自然资源的持续利用与经济可持续发展之间的平衡有着重要的指导意义,可为生态规划与管理?供科学参考。
重庆市位于四川盆地与长江中下游平原过渡地带,是中国经济发达的东部地区与资源富集西部地区的结合部,产业和经济的发展使得厘清生态环境现状、构建生态环境保护和建设方向对于重庆市国土空间规划与整治、区域自然资源与生态环境保护具有重要意义。因此,本文以重庆市生态保护红线和自然保护地作为生态空间范围,以土地利用现状数据、Landsat系列卫星遥感影像数据、DEM高程数据、NDVI数据、NPP数据、降水量与气温数据、土壤数据和重庆市生态保护红线与自然保护地矢量数据作为数据基础,从景观格局、生态系统服务和生境现状3个层面分别选取斑块密度指数、聚集度指数、蔓延度指数、香农均匀度指数、水源涵养服务、土壤保持服务、碳固持服务、净初级生产力服务、植被覆盖度、生物多样性、生境退化指数和生境质量指数共12个生境因子并利用变异系数法附以权重,建立重庆市生态空间综合生境质量评价体系,对重庆市生态空间生境质量进行综合评价,分析各生境因子和综合生境质量指数像元尺度下的时空变化情况,并在区县尺度下对重庆市各区县生境质量进行评分定级,?出生态空间及其生境质量管控和优化建议,主要结论如下:
(1)重庆市生态空间在重庆市38个区县和万盛经济开发区均有一定分布,面积占比呈现出较大的差异。城口县、巫山县和巫溪县3个区县生态空间面积占其本身行政区面积50%以上,而涪陵区、合川区、荣昌区、渝中区生态空间面积仅占其行政区面积10%以下。巫溪县生态空间分布面积最大,面积达到2100.48km2,占总生态空间面积8.84%;渝中区生态空间面积分布最少,仅为0.25km2。
(2)景观格局层面,重庆市生态空间斑块密度数值各年份均在70以上,且在不断?高,说明各覆被类型破碎度较小。聚集度指数各年份均在74以上,说明各土地覆被类型斑块较为集中,但呈现出连续下降的趋势,需警惕斑块破碎化风险。蔓延度指数数值偏低,多年均值仅为11.2,但呈逐年上升趋势。香农均匀度指数数值多年均值为0.22,呈连续增长的趋势。
(3)生态系统服务层面,重庆市生态空间水源涵养服务各年均值在不断提高,2020年均值较2000年提升了23.01%,但从2005年开始的每个相邻年份都出现集中连片的下降现象。土壤保持服务2020年均值较2000年提升了27.04%,近5年同样呈现出区域集中连片轻微下降或显著下降的情况。碳固持服务2020年均值较2000年提升了0.45%,2015~2020年显著增长的趋势有明显的提高,说明碳固持服务能力变化趋势较好。净初级生产力2020年均值较2000年提升了18.02%,增长区面积之和达到76.75%,提升明显,但近5年出现了一定程度上的退化。
(4)生境现状层面,重庆市生态空间生物多样性近20年的差值表明显著增长区面积占比最多,达到60.94%,但近5年城口县、巫溪县等渝东南片区、南川区和万盛经开区的生物多样性出现较大规模的恶化趋势。植被覆盖度均值从2000年的77.94%提升至2020年的85.68%,提升较大,近5年轻微下降和显著下降区域之和占比开始提升。生境退化指数各年份以基本无退化为主,其占比均在55%以上,各年份基本无退化类型占比在逐年降低,研究区全域生境退化风险在不断提高。生境质量指数其均值由0.708连续提提升至0.734,生境质量较好,近5年的变化表明显著下降区和轻微下降区的占比出现少量上升,但生境质量显著增长的占比也明显提高,变化趋势良好。
(5)重庆市生态空间综合生境质量指数各年份区域均值在70分以上,说明区域生境综合质量较好。良生境质量和优生境质量年均占比分别达到63.57%和24.84%,差生境质量仅分布在江津区和巫山县长江沿岸。像元尺度下的一元线性回归分析结果表明,彭水县、荣昌区、万盛经开区、武隆区和秀山县5个区县综合生境质量指数在2000-2020年内持续退化占比高于持续提高占比,且数值出现降低,说明该5个区县生境质量出现较为严重的问题,亟需采取措施以控制恶化形势。区县尺度下的生境质量综合定级结果表明,2000-2020年间,各年份综合生境质量最多的等级为Ⅱ级,无等级降低的区县存在。其中综合生境质量Ⅰ级数量在不断上升,综合生境质量Ⅱ级数量呈现“升-降-升”的趋势,综合生境质量Ⅲ级数量呈现“降-升-降”的趋势,综合生境质量Ⅳ级数量呈现“升-降”的趋势。
重庆市位于四川盆地与长江中下游平原过渡地带,是中国经济发达的东部地区与资源富集西部地区的结合部,产业和经济的发展使得厘清生态环境现状、构建生态环境保护和建设方向对于重庆市国土空间规划与整治、区域自然资源与生态环境保护具有重要意义。因此,本文以重庆市生态保护红线和自然保护地作为生态空间范围,以土地利用现状数据、Landsat系列卫星遥感影像数据、DEM高程数据、NDVI数据、NPP数据、降水量与气温数据、土壤数据和重庆市生态保护红线与自然保护地矢量数据作为数据基础,从景观格局、生态系统服务和生境现状3个层面分别选取斑块密度指数、聚集度指数、蔓延度指数、香农均匀度指数、水源涵养服务、土壤保持服务、碳固持服务、净初级生产力服务、植被覆盖度、生物多样性、生境退化指数和生境质量指数共12个生境因子并利用变异系数法附以权重,建立重庆市生态空间综合生境质量评价体系,对重庆市生态空间生境质量进行综合评价,分析各生境因子和综合生境质量指数像元尺度下的时空变化情况,并在区县尺度下对重庆市各区县生境质量进行评分定级,?出生态空间及其生境质量管控和优化建议,主要结论如下:
(1)重庆市生态空间在重庆市38个区县和万盛经济开发区均有一定分布,面积占比呈现出较大的差异。城口县、巫山县和巫溪县3个区县生态空间面积占其本身行政区面积50%以上,而涪陵区、合川区、荣昌区、渝中区生态空间面积仅占其行政区面积10%以下。巫溪县生态空间分布面积最大,面积达到2100.48km2,占总生态空间面积8.84%;渝中区生态空间面积分布最少,仅为0.25km2。
(2)景观格局层面,重庆市生态空间斑块密度数值各年份均在70以上,且在不断?高,说明各覆被类型破碎度较小。聚集度指数各年份均在74以上,说明各土地覆被类型斑块较为集中,但呈现出连续下降的趋势,需警惕斑块破碎化风险。蔓延度指数数值偏低,多年均值仅为11.2,但呈逐年上升趋势。香农均匀度指数数值多年均值为0.22,呈连续增长的趋势。
(3)生态系统服务层面,重庆市生态空间水源涵养服务各年均值在不断提高,2020年均值较2000年提升了23.01%,但从2005年开始的每个相邻年份都出现集中连片的下降现象。土壤保持服务2020年均值较2000年提升了27.04%,近5年同样呈现出区域集中连片轻微下降或显著下降的情况。碳固持服务2020年均值较2000年提升了0.45%,2015~2020年显著增长的趋势有明显的提高,说明碳固持服务能力变化趋势较好。净初级生产力2020年均值较2000年提升了18.02%,增长区面积之和达到76.75%,提升明显,但近5年出现了一定程度上的退化。
(4)生境现状层面,重庆市生态空间生物多样性近20年的差值表明显著增长区面积占比最多,达到60.94%,但近5年城口县、巫溪县等渝东南片区、南川区和万盛经开区的生物多样性出现较大规模的恶化趋势。植被覆盖度均值从2000年的77.94%提升至2020年的85.68%,提升较大,近5年轻微下降和显著下降区域之和占比开始提升。生境退化指数各年份以基本无退化为主,其占比均在55%以上,各年份基本无退化类型占比在逐年降低,研究区全域生境退化风险在不断提高。生境质量指数其均值由0.708连续提提升至0.734,生境质量较好,近5年的变化表明显著下降区和轻微下降区的占比出现少量上升,但生境质量显著增长的占比也明显提高,变化趋势良好。
(5)重庆市生态空间综合生境质量指数各年份区域均值在70分以上,说明区域生境综合质量较好。良生境质量和优生境质量年均占比分别达到63.57%和24.84%,差生境质量仅分布在江津区和巫山县长江沿岸。像元尺度下的一元线性回归分析结果表明,彭水县、荣昌区、万盛经开区、武隆区和秀山县5个区县综合生境质量指数在2000-2020年内持续退化占比高于持续提高占比,且数值出现降低,说明该5个区县生境质量出现较为严重的问题,亟需采取措施以控制恶化形势。区县尺度下的生境质量综合定级结果表明,2000-2020年间,各年份综合生境质量最多的等级为Ⅱ级,无等级降低的区县存在。其中综合生境质量Ⅰ级数量在不断上升,综合生境质量Ⅱ级数量呈现“升-降-升”的趋势,综合生境质量Ⅲ级数量呈现“降-升-降”的趋势,综合生境质量Ⅳ级数量呈现“升-降”的趋势。