近35年来盐城海岸带景观生态风险评价

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海岸带处于陆地生态系统向海洋生态系统过渡的狭长地带,受到沿岸陆地和海洋动力的双重影响。当前经济全球化和区域经济发展的焦点在于海洋经济的发展,海岸带是临海地区和沿海国家的重要土地资源,也是发展海洋经济带的空间载体。人类经济活动对该区域的显著作用,导致海岸带正面临着一系列区域生态环境破坏等问题,这对沿海的可持续发展和海岸带生态系统产生负面效应,威胁着区域生态健康和生态安全。土地利用/土地覆被变化(LUCC)是人类经济活动行为影响自然环境最直接的表征,已成为全球变化的主要驱动力和重要组成部分,认识不同时空尺度的土地利用影响下的海岸带生态系统变化及其反馈的规律性,规避可能出现的风险,对制订科学的海岸管理政策,使未来海岸环境进入良性循环和平衡状态具有重要参考价值。  生态风险评价是调查各种风险源对生态系统产生负面生态效应的过程,其目的为环保部门进行生态环境风险管理与决策提供有价值的定量依据,尤其是基于人地关系视角的生态风险评价对区域生态建设和资源开发具有重要指示作用,已成为当前生态系统综合评估和宏观生态学的研究热点和关键问题之一。本文以江苏盐城海岸带为研究对象,运用景观生态学的原理与方法,以遥感和地理空间技术为辅助工具,从景观水平、景观类型方面对盐城海岸带1980-2015年土地利用、景观格局时空变化等进行分析,同时以土地利用变化为风险源,借助地统计分析及空间自相关分析方法,构建区域生态风险评价体系,对盐城海岸带生态风险的时空分异特征进行定量评价。在此基础上初步形成了较为系统的关于海岸带土地利用生态风险评价的理论与方法。  (1)以1980年、1995年、2005年和2015年这4期的陆地卫星Landsat影像为数据源,提取盐城沿海地区1980年、1995年、2005年和2015土地利用信息,并分析其近35年土地利用/土地覆被时空变化过程。结果表明,1980~2015年间,盐城海岸带土地利用类型以耕地、建设用地和草地为主,其中耕地景观面积百分比最大,占总面积的70%以上,区域景观基质类型,耕地面积在1995~2015年间不降反而有小幅度上升,说明盐城作为全国粮食生产核心区,其耕地占补达到平衡。建设用地中城镇用地以及沿海港口用地明显扩大,但总量保持小幅度下降,主要是沿海大量低产盐田被转型改造以及对零散农村居民点的土地整改。养殖用地和未利用地在近10年快速扩张。草地面积减少了76.65%,滩涂面积下降了69%,主要转为建设用地、养殖用地和耕地。  (2)1980~2015年间,盐城沿海地区土地利用类型相互变化显著,土地利用综合动态指数从1980~1995年间的0.67,增大到1995~2005年间的9.17,到2005~2015年间的49.44。就单一用地类型变化来看,未利用地面积和养殖用地在大幅度增加;滩涂和草地显著减少。  (3)在盐城海岸带土地利用类型的基础上,对景观格局指数进行计算分析。研究结果表明1980-2015年间景观斑块个数从4406个增加到8813个,斑块密度从0.38增加大0.77,形状指数从33.93降低到29.90,香农多样性指数从0.92持续增加到0.94,景观破碎化加剧,空间异质性加强,景观形状趋于简单,各景观类型趋向于均匀化分布。  (4)以土地利用变化为风险源,结合景观风险评价的理论和模型,运用GIS网格和地统计方法,得到景观生态风险值,并进行插值实现其空间可视化。研究结果表明,研究区生态风险时空变化情况主要表现以下特征,在生态风险数值变化方面,盐城海岸带地区生态风险平均值从1980年的0.5247,1995年的0.5894,2005年的0.5915,再持续增加到2015年的0.7236。高等级别的生态风险区从1980年的3.93%持续增加到2015年的40.72%,说明盐城海岸带地区整体生态环境质量有所恶化。在生态风险空间分布上,土地利用生态风险程度整体空间分异性不断增加,局部呈现高-高聚集和低-低聚集。研究区中部一直处于中等级生态风险区。1980~2005年间,盐城滨海狭窄地带一直处于低等级生态风险区,高等级生态风险区主要分布在射阳和东台行政中心附近的城镇,以及滨海和响水的东北部。2005-2015年间,沿海地带除了丹顶鹤保护区核心区以及射阳县东北沿海,即灌溉总渠和射阳河之间的区域处于中生态风险区,其余都已被高风险区覆盖。研究区西部边界一直处于低等级生态风险区。其原因主要是随着沿海开发的推进,临港产业和临海城镇的发展,海岸带土地利用变化加剧,沿海地区生态系统稳定性被破坏。生态风险指数值空间相关性分析表明,研究区生态风险的空间分布存在明显的尺度效应,随着粒度的扩大相关性呈逐渐减弱的趋势。另一方面,生态风险分布的高-高聚集和低-低聚集现象显著,且具有一定的区域分异特征。
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