【摘 要】
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越来越强烈的人类活动使得地球陆地生态系统发生着巨大变化。土地利用是一种表达人类活动很好的方式,但目前的研究多关注土地利用/土地覆被类型变化(LUCC)对地球环境的影响,忽略了同一土地利用类型内部的强度差异所造成的影响差异。继LUCC计划之后,“全球土地计划(GLP)”提出定量比土地利用类型更加细致的土地利用强度的需求,相关研究正处于初探阶段。植被覆盖变化是反应生态环境变化的重要载体,越来越受到人为
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越来越强烈的人类活动使得地球陆地生态系统发生着巨大变化。土地利用是一种表达人类活动很好的方式,但目前的研究多关注土地利用/土地覆被类型变化(LUCC)对地球环境的影响,忽略了同一土地利用类型内部的强度差异所造成的影响差异。继LUCC计划之后,“全球土地计划(GLP)”提出定量比土地利用类型更加细致的土地利用强度的需求,相关研究正处于初探阶段。植被覆盖变化是反应生态环境变化的重要载体,越来越受到人为因素和自然因素的交互作用影响。但人类活动强度变化与自然驱动因素交互作用对生态环境影响的定量分析还较为匮乏。因此,定量长时间序列的土地利用强度,并结合自然因素,分析植被覆盖变化的人为-自然交互影响,对于更好地理解人类赖以生存的地球环境系统与人类日益发展的生产系统的相互作用关系具有重要的实践指导意义。本研究以我国社会经济发达的江苏省为研究区,共收集9个县级的社会经济统计指标,并叠加县级行政区和土地利用类型空间数据作为计算单元,分别计算1995、2000、2005、2010、2015和2018年江苏省耕地、农村居民点和城镇建设用地三种用地类型的土地利用强度,然后赋予各土地利用类型相应的土地开发强度系数,最终生成多年的土地利用强度数据。随后,基于此数据,以植被指数NDVI变化作为反应植被覆盖变化的指标,结合SEM结构方程模型,研究土地利用强度变化、气候变化和地形条件与NDVI变化之间的交互影响关系,同时计算各驱动因素对植被覆盖变化直接和间接的影响效应及大小。研究结果表明:1)江苏省土地利用强度以增加类型为主,占全部类型的51%,而同时也有约25%的线性和非线性减少类型。土地利用强度整体逐渐展现出与该省社会经济梯度一致的“西北-东南方向”空间分化模式。省内各流域承受着一种或多种不同程度的越来越强烈的土地利用活动的干扰;2)土地利用强度变化和年总降水量变化是江苏省植被变化最重要的驱动因素,年均气温变化和高程次之,而坡度影响极小。另外,在不同土地利用类型的模型中,各因素对植被变化的直接影响和同时考虑交互作用带来的间接影响的总影响的重要性并不相同。因此,在植被变化的模拟或归因研究中,人为因素和自然因素间的交互作用不可忽视。3)除耕地上的农耕管理强度外,土地利用强度增强均直接或间接地导致了植被退化。而农耕管理活动强度增强对植被变绿的直接影响和间接影响大小相近。因此,农耕管理强度增强的积极影响因其与年均气温和年总降水量变化间较强的交互关系而具有很大的不确定性。4)年总降水量增加导致了植被退化,而年均气温升高整体来看有利于植被变绿。但在人类活动干扰最大的城镇建设用地内,年均气温升高呈现出消极影响。5)就地形而言,高程对植被变化的直接和间接作用均为积极影响,而坡度间接的消极影响大于其直接的积极影响。最后研究鉴于各流域不同的土地利用强度变化模式对生态环境和人类福祉的威胁,对江苏省的土地利用管理提出以下建议:一是对于西北的沂沭泗流域和中部的淮河流域,需注意现有农耕管理强度造成气候干旱的潜在威胁,大力实施可持续的和多功能的农业管理模式,以保证粮食安全,同时统筹缩小城乡差距;二是对于长江沿岸的长江流域和东南地区太湖流域,需缓解强化的土地开发活动对植被覆盖变化的负面影响,且城镇建设用地与农村居民点生态环境治理工作并行,同时,要积极推进生态农业建设,并实行合理的休耕制度以提高土壤自然肥力,同时避免耕地资源闲置。本研究为定量模拟生态环境变化背后的自然-人为因素间复杂关系,进而为管理和控制人类活动强度的生态环境影响,以及制定相关政策提供了可行的研究框架。
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