基于地理国情数据的宿松县景观指数粒度效应及景观生态风险评价

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土地资源是人类社会赖以生存和发展的基础,然而随着城市化进程的不断加快,耕地流失和环境问题的日益严重,土地利用景观的生态风险评价已成为近年来全球环境变化研究的热点问题。尺度作为景观生态学研究的核心之一,其中粒度的合理确定是进行景观格局变化和景观生态风险评价研究的关键。研究县域尺度下景观指数的粒度效应,并计算景观指数的适宜粒度范围对分析景观格局变化和提高土地利用景观生态风险评价的精度具有重要的参考价值。鉴于此,本文在宿松县2015、2017年县地理国情数据的基础上,首先以2017年宿松县的景观分布图为数据源,从类型水平和景观水平上探讨各个景观指数在20~500 m粒度范围内的粒度效应,利用景观指数拐点法,确定出适宜的粒度范围;借助拟合函数揭示出不同景观格局指数的粒度效应特征;结合景观面积损失精度评价模型确定适宜的研究粒度。其次,基于适宜粒度值从景观面积与结构、形状、多样化三方面选取相关景观指数对土地利用景观格局的时空变化展开研究。最后划分生态风险小区,选取景观破碎度、景观分离度、景观分维度等景观指数构建景观生态风险评价模型,分析2015-2017年宿松县土地利用景观生态风险的时空变化及人类干扰活动对其的影响,并为不同风险区的土地资源管理提出建议和对策。得出的主要结论如下:(1)在类型水平和景观水平下发现景观指数具有一定的空间粒度效应性,其中大部分景观指数的可预测性强,但景观总面积指数、平均面积分维数、平均形状指数、Simpson多样性指数、Simpson均匀度指数对空间粒度响应不敏感;景观指数的粒度效应曲线可分为单调递减、单调递增、无变化、复杂变化4种类型;景观指数的拐点主要集中在70、200 m;在景观水平下景观指数粒度效应曲线拟合后的函数主要为幂函数,且拟合程度高。(2)结合景观指数拐点法和景观面积损失评价法确定出研究宿松县景观格局变化的适宜粒度为100~110 m,最佳粒度值为100 m。(3)2015-2017年研究区土地利用景观格局动态变化变化趋于不稳定状态,研究期间林地面积减少最多,减少了969 hm~2,建设用地面积增加最多,增加了1084 hm~2,整体景观的破碎化程度不断增高,景观形状越来越复杂,多样化程度和均匀度不断增强。(4)宿松县的景观生态风险等级分布与当地的地貌特征和经济的发展有明显的关联性,呈阶梯状分布。生态风险等级由高到低依次为矿产资源区>鱼米之乡>交通枢纽镇>农业区>山地旅游区。西北部景观破碎度、分离度、分维度均较低,景观多样化水平低,景观生态风险较低,中部和东南部景观破碎度、分离度、分维度较高,景观分布结构较为复杂,景观生态风险较高。(5)2015-2017年间宿松县景观生态风险程度有所增加,生态等级表现为低等级向相邻的高等级转化,其中低生态风险区、较低生态风险区、中等生态风险区面积呈降低趋势,而较高生态风险区和高生态风险区面积呈增加趋势。
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