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生态安全研究已成为当前可持续发展问题研究的重要课题之一。目前针对国家生态安全、区域生态安全和农业生态安全已有广泛研究,但对草原生态安全的研究较少,而我国作为一个草原大国,草原生态安全不仅与牧区社会经济发展息息相关,甚至影响着整个国家的可持续发展,因而草原生态安全研究在我国显得尤为重要。另外,随着生态安全研究的不断深入,人们已逐渐认识到生态安全与土地利用/覆被变化(LUCC)密切相关,生态安全对LUCC的响应机制也成为当今生态安全研究的重要课题。
针对以上问题,本文以典型草甸草原-呼伦贝东盟鄂温克族自治旗为研究区域,在解译出1992年、2001年和2010年三期土地利用分类图的基础上,深入分析了研究区土地利用数量、结构、空间格局、程度四个方面的变化情况。并基于压力-状态-响应(D-PSE-R)模型构建出生态安全评价的指标体系,运用层次分析法确定了指标权重,分别采用乘算模型评价法和模糊评价法计算了研究区不同时期的生态安全综合指数,对评价结果从像元、行政区划单元以及土地利用格局尺度上进行了横向和纵向比较分析,揭示了生态安全的时空分异规律。在此基础上探讨了生态安全变化的驱动因子,并分析了研究区生态安全对LUCC的响应机制,提出基于土地利用格局的生态系统管理对策与措施,以期为区域生态安全水平的提高及生态恢复的开展提供科学依据和实践指导。所得主要结论如下:
(1)草地和林地是该区域主要的土地利用/覆被类型。在整个研究时段中,居民用地的年变化率最大,耕地的土地利用变化速度次之;该旗的土地利用结构中农业用地的比重最大且呈逐年上升趋势,建设用地的比重上升明显,未利用地的比重逐年下降;土地利用类型的景观多样性指数及均匀性指数逐年上升,而优势度逐年下降;土地利用程度综合指数总体呈增加趋势,且三期土地利用程度综合指数的变化量和变化率均大于零。
(2)从空间动态来看,鄂温克族自治旗整体生态安全水平不高、区域差异明显;从时间动态上看,研究区的平均生态安全指数不断降低,等级优(Ⅴ)的比例下降而较差等级(Ⅱ)和一般安全等级(Ⅲ)的比例在上升。
(3)整个研究时段内生态安全指数变化的空间差异十分明显。就生态安全指数空间变化趋势而言,在不同时段内以未变化类型为主,其次是波动变化类型,而单调增加类型和单调减少类型所占的面积比例较小。
(4)响应层及压力层中的部分人文因素指标是草原生态安全变化的主要驱动因子,表明人类活动是影响生态安全水平的重要因素。
(5)不同土地利用类型对应的生态安全综合指数大小顺序基本符合:林地>沼泽草甸>高覆盖草地>水体>中覆盖草地>低覆盖草地>耕地>交通用地>居民用地>其他。
(6)通过分析1992~2001年和2001~2010年两个时段内各个土地类型变化对研究区生态安全的效应,发现:耕地、居民用地、低覆盖草地、中覆盖草地和水体对研究区生态安全具有负向效应,而林地、沼泽草甸具有正向效应。