石林世界地质公园景观格局演变及驱动机制研究

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喀斯特地区生态系统脆弱且敏感性高,一旦遭到破坏,就很难恢复。由于近年来城市化进程加快等原因,我国西南喀斯特地区石漠化、土壤侵蚀、土壤贫瘠、地下水污染、频繁旱涝和塌陷等生态环境问题愈发严重。石林世界地质公园作为最具代表性的世界高原山地喀斯特地区,目前因公园的保护管理措施的落实,已经取得了较好的生态效应。但同时,又因园内旅游业和经济社会的发展,导致公园景观格局产生了变化,这就可能引发系列的生态环境问题。因此,研究石林世界地质公园景观格局演变及其驱动机制,对于实现公园内景观格局良性发展、评价和提升地质公园的保护效果,促进公园生态环境保护及资源可持续利用,具有重要指导意义。本文运用Arc GIS、ENVI等软件,解译石林世界地质公园2000年至2020年中以5年为时间间隔的遥感影像,将公园的景观类型分为耕地、林地、草地、水域、石漠化地及建设用地6类。对公园研究期内的景观类型和变化特征从景观类型的构成、变化和转移矩阵三个方面进行分析。利用景观格局指数分析法,选取针对石林世界地质公园具有代表性的景观格局指数,通过使用Fragstats等软件计算,对公园景观格局的时空演变从景观斑块类型上和景观水平两方面进行研究。综合考虑研究区实际情况及数据可得性等因素,选取高程、坡度、坡向、NDVI、距主要道路的距离和距居民点的距离6个自然和人文驱动因子,利用Logistic逻辑回归分析方法对景观格局驱动因子进行定量化分析计算,计算结果利用ROC曲线进行验证。并采用定量和定性分析相结合的方法,对石林世界地质公园景观格局演变驱动机制进行了分析讨论。研究表明:(1)石林世界地质公园的主要优势景观为石漠化地、耕地和林地景观,而建设用地、草地和水域景观散落分布在其中,6类景观用地面积在研究期内均有改变;(2)从景观转移矩阵上看,研究期内,主要的变化为耕地景观和林地景观转化成为石漠化地景观和建设用地景观;(3)从景观斑块类型上看,6类景观类型中,林地景观斑块破碎化程度较低,斑块连通性高,水域景观受人类干扰最小,景观斑块聚集程度最高,景观破碎化程度最低,而石漠化地景观的斑块形状最不规则,景观破碎化程度较高;(4)从景观水平上看,20年间,石林世界地质公园各类景观斑块的形状在向着不规则化和复杂化发展,景观的蔓延度有所升高,但景观聚合度降低,不同类型景观斑块间的相邻的概率也有所下降。不同景观类型斑块的个体空间分布特征的离散分布状态加剧,景观斑块边界的破碎化程度有一定幅度的增加。园内的景观多样性变化不稳定,各个景观类型的单一或多元变化特征不断交替出现;(5)从自然和人文驱动因素两方面对石林世界地质公园的景观格局演变造成的影响进行分析可得,距主要道路的距离等人为驱动因子对耕地和水域景观演变产生的影响较大。而坡度、坡向等自然驱动因子,则会对林地、草地等自然状态的景观类型演变产生较大影响。
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