陕西省灞河流域景观变化及生态风险评价

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灞河流域是西安市农副产品供应以及生态调节的重要区域,随着流域内城镇的发展,无人干扰的自然景观逐渐减少,景观演变会导致环境因子的变化,进而对生态风险造成影响。从时空尺度,对灞河流域景观演变及其生态风险进行研究,了解研究区内景观的空间分布规律,利用生态指标建模的方法以“地理一张图”的方式量化流域综合生态风险,探究自然和人为干扰下灞河流域人居保障区、产品供应区和生态调节区的生态风险变化,为未来区域土地治理、开发和空间规划提供依据。基于栅格尺度和乡镇尺度,对灞河流域单一生态风险因子和综合生态风险进行评价,首先,通过ENVI和ArcGIS对1995、2005、2015年三期遥感影像进行解译和图斑修正,获取景观类型,分析景观特征,并基于景观结构从生物多样性角度对生境质量进行评价;再选取高程、断裂带、地层岩性、降水量等环境因子,运用SPSS、ANUSPLIN等软件及相关数学模型,计算并分析植被覆盖度、地质灾害易发性、干旱等生态风险评价因子;最后,通过层次分析法确定自然环境因子的权重,其中地质灾害指标权重0.3971、植被指标权重为0.2726、降水量指标权重为0.2071、生境质量指标权重为0.1232,再利用生态风险评价模型得到综合生态风险指数。在基础上运用热点分析工具和双变量局部莫兰指数,探究研究区综合生态风险指数的空间分布状况,并分析生态风险与土地利用强度的空间相关性,为降低生态风险和促进流域可持续发展提供依据。研究结果如下:(1)自然和人为因素影响下,灞河流域逐渐演变为东南以森林基质为主,西北部以农田基质为主,河流廊道贯穿南北、支流分割中部,建设用地斑块沿河流集中分布的景观空间格局。景观类型水平上,研究区景观分离度指数DIVISION趋近于1,斑块密度PD缓慢增大,最大斑块指数LPI急剧下降到22.75%,人类活动干扰下最大斑块占比下降,灞河流域内的大面积基质逐渐被分割,斑块、廊道景观类型增多,景观破碎化程度加剧,景观异质性增加。香浓多样性SHDI值较低,灞河流域土地利用类型丰富度不高,而香浓均匀度SHEI趋近于1,生态系统处于稳定状态。(2)1995-2015年,低生境质量面积占比从3%增加到8%,中等级生境质量占研究区总面积的三分之一左右,较高和高等级生境质量占比最大;空间上,灞河流域东南部年平均生境质量明显优于西北部,灞桥街道和三里镇的生境质量较差;研究区3~6级地形位分布区,生境退化敏感度高,目前生境质量一般,易受干扰转变为低生境质量区。(3)地质灾害高易发区面积410.3km2,占全流域总面积的25%,地质灾害较高易发区为389.5km2,占研究区面积的23%,已发生的地质灾害主要分布在中部岭区的较高易发区和南部高易发区。(4)1995-2005年间,灞河流域东南部植被覆盖度下降,灞源镇FVC值下降最明显,中部植被覆盖度升高;2005-2015年间,各乡镇植被覆盖度均大幅度增加。(5)从干旱等级指标来看,1995年研究区较为干旱、2005年和2015年均为无干旱年,研究区间灞河流年降水呈波动式增加趋势。(6)灞河流域平均综合生态风险指数分别为0.356(1995年)、0.246(2005年)、0.254(2015年),空间分布上生态风险指数差异显著。1995~2015年,灞河流域人居保障功能区逐渐由生态风险热点区域转变为不显著区,生态风险性逐渐降低。产品提供功能区生态风险热点区由斑点状演变为团块状并集中分布于北部岭区,三里—三官庙镇是生态风险高值集中区。生态调节功能区是生态风险冷点集中区。
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