劉永超,李加林,袁麒翔,史小麗,楊 磊,陳 鵬
(1.寧波大學(xué) 城市科學(xué)系,浙江 寧波 315211;2.浙江省海洋文化與經(jīng)濟(jì)研究中心,浙江 寧波 315211;3.象山縣海洋與漁業(yè)局 海洋資源管理中心,浙江 象山 315700;4.寧波大學(xué) 學(xué)報(bào)編輯部,浙江 寧波 315211)
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象山港流域景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)格局分析
劉永超1,2,李加林1,2,袁麒翔1,3,史小麗4,楊磊1,陳鵬1
(1.寧波大學(xué)城市科學(xué)系,浙江寧波315211;2.浙江省海洋文化與經(jīng)濟(jì)研究中心,浙江寧波315211;3.象山縣海洋與漁業(yè)局海洋資源管理中心,浙江象山315700;4.寧波大學(xué)學(xué)報(bào)編輯部,浙江寧波315211)
摘要:分析評(píng)估海岸區(qū)域的生態(tài)景觀和生態(tài)風(fēng)險(xiǎn),對(duì)維持海岸帶資源環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展有重要意義。以1985、1995、2005及2014年4個(gè)時(shí)期的TM遙感影像為象山港流域景觀格局分析的主要數(shù)據(jù)源,構(gòu)建景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)格局演變模型,對(duì)流域生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的時(shí)空特征進(jìn)行分析。結(jié)果表明:(1)1985-2014年,研究區(qū)內(nèi)景觀結(jié)構(gòu)發(fā)生了較大的變化,耕地、林地以及灘涂面積均呈減少態(tài)勢(shì),建設(shè)用地、未利用地和養(yǎng)殖用地及鹽田面積呈增加態(tài)勢(shì);(2)近30年來(lái),研究區(qū)內(nèi)的景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)在時(shí)間演變過(guò)程上發(fā)生了顯著變化。1985年,象山港流域景觀以低、較低等級(jí)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)為主,分別占全區(qū)總面積的48.01 %和34.35 %,1995年低、較低等級(jí)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)面積均有不同程度減少,中等生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)面積顯著增加。至2014年,低生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)面積進(jìn)一步減少,而高、較高生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)面積增加明顯;(3)從風(fēng)險(xiǎn)格局演變來(lái)看,1985-2014年象山港流域景觀低、較低等級(jí)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)不斷向流域上游遷移,面積呈減少趨勢(shì),中等、較高和高生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)在沿海地區(qū)不斷擴(kuò)展,侵占生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)相對(duì)較低區(qū)域,以沿海平原的淤泥質(zhì)海岸尤為典型。
關(guān)鍵詞:景觀格局;生態(tài)風(fēng)險(xiǎn);空間分析;象山港流域
生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)是指生態(tài)系統(tǒng)及其組分所承受的風(fēng)險(xiǎn),指一個(gè)種群、生態(tài)系統(tǒng)或整個(gè)景觀的正常功能受到外界脅迫,從而在目前和將來(lái)減少該系統(tǒng)內(nèi)部某些要素或其本身的健康、生產(chǎn)力、遺傳結(jié)構(gòu)、經(jīng)濟(jì)價(jià)值和美學(xué)價(jià)值的可能性(李國(guó)旗等1999;盧宏瑋等,2003)。科學(xué)的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)及風(fēng)險(xiǎn)格局演化分析對(duì)建立生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警機(jī)制、降低生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)概率(劉曉等,2012),促進(jìn)流域可持續(xù)發(fā)展具有重要的意義。目前,國(guó)內(nèi)外學(xué)者大多采用ERI、RRM和PESR模型等評(píng)價(jià)方法對(duì)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)展開研究(W allack etal,2002;陳鵬等,2003;Liu et al,2008;高永年等,2010;楊沛等,2011),主要涉及農(nóng)業(yè)土地利用與居住用地?cái)U(kuò)展對(duì)生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生的潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)研究(W alkeretal,2001)、濱海平原生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值變化研究(李加林等,2005)、海岸濕地景觀生態(tài)系統(tǒng)研究(李楊帆等,2005)、熱帶海岸景觀生態(tài)結(jié)構(gòu)研究(雷隆鴻等,2006)、城市擴(kuò)展過(guò)程中自然/半自然景觀空間生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)水平的評(píng)估分析(李景剛等,2008)、互花米草入侵對(duì)潮灘生態(tài)服務(wù)功能的影響(李加林等,2005)、土地利用類型和景觀格局變化分析(石浩朋等,2013)、淤泥質(zhì)海岸濕地景觀格局的主要特點(diǎn)及影響因子研究等(李加林,2003),但多為生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)狀態(tài)分析,對(duì)風(fēng)險(xiǎn)格局演變的時(shí)空規(guī)律研究較少(蔣衛(wèi)國(guó)等,2008;張學(xué)斌等,2014),尤其缺乏生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)格局演變的研究。隨著城市化的推進(jìn)和沿海地區(qū)的開發(fā),象山港流域的生態(tài)系統(tǒng)受到了不同程度的影響和破壞,因此,本文以象山港流域?yàn)檠芯繀^(qū),構(gòu)建流域景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù),對(duì)1985-2014年期間以人類生產(chǎn)、生活開發(fā)利用活動(dòng)為主要風(fēng)險(xiǎn)源的景觀利用進(jìn)行生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)格局演化分析,來(lái)揭示研究區(qū)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的時(shí)空變化特征,以期為象山港流域生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)管理提供理論、技術(shù)支持及決策依據(jù)。
象山港位于浙江省寧波市東南部沿海,介于29°24'-30°07'N,121°43'-122°23'E之間,跨越象山、寧海、奉化、鄞州、北侖五縣(市、區(qū)),北面緊靠杭州灣,南鄰三門灣,東側(cè)為舟山群島,是一個(gè)NE-SW走向的狹長(zhǎng)型潮汐通道海灣。象山港潮汐汊道內(nèi)有西滬港、鐵港和黃墩港三個(gè)次級(jí)汊道。從港口到港底全長(zhǎng)約60km,港內(nèi)多數(shù)地區(qū)寬度5-6 km,平均水深10m,入港河川溪流眾多,水域總面積為630km2。
本文所指的象山港流域,是以象山港周邊的象山、寧海、奉化、鄞州和北侖5個(gè)縣(市、區(qū))最終地表水匯入港灣的陸域部分(圖1)(袁麒翔等,2014),其面積為1450km2,多年平均降水量約為1500mm,沿岸有大小溪流95條注入港灣,多年平均徑流量為12.9×108m2。

圖1 象山港流域景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)格局研究區(qū)地理位置圖
2.1景觀格局?jǐn)?shù)據(jù)來(lái)源及處理
以1985、1995、2005及2014年的TM遙感影像作為數(shù)據(jù)源,在ENVI4.7軟件的支持下,以象山港1∶50000地形圖為基準(zhǔn)并結(jié)合GPS野外調(diào)查控制點(diǎn)對(duì)1985年、1995年、2005年及2014年4期的TM遙感影像數(shù)據(jù)進(jìn)行幾何糾正、地理配準(zhǔn)、鑲嵌拼接、研究區(qū)裁剪等綜合處理。在此基礎(chǔ)上,參考《土地利用現(xiàn)狀分類》(GB/T 21010-2007)和全國(guó)遙感監(jiān)測(cè)土地利用/覆蓋分類體系的分類方法,將研究區(qū)的景觀類型劃分為建設(shè)用地、養(yǎng)殖用地及鹽田、未利用地、耕地、湖泊河流、林地及灘涂,利用eCognition Developer8.7基于樣本的分類方式進(jìn)行初步分類,再通過(guò)分類后比較法(劉慧平等,1999)以及人機(jī)交互式解譯等方法,借助ArcGIS10.2對(duì)分類結(jié)果進(jìn)行校對(duì)、更正,得到研究區(qū)1985、1995、2005及2014年的景觀格局矢量圖。最后將不同時(shí)期的各類型景觀作為流域生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的受體,在此基礎(chǔ)上建立生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù),利用ArcGIS10.2中的空間分析方法及Geostatistical Analyst模塊,得到象山港流域的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)空間分布圖,對(duì)其生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)時(shí)空變化特征進(jìn)行分析。
人類活動(dòng)導(dǎo)致的流域景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)格局演變分析可以表示為流域景觀的生態(tài)脆弱性和風(fēng)險(xiǎn)受體對(duì)風(fēng)險(xiǎn)源的響應(yīng)程度函數(shù)式(張學(xué)斌等,2014),其中包括干擾度指數(shù)、破碎度指數(shù)、分離度指數(shù)、優(yōu)勢(shì)度指數(shù)、損失度指數(shù)。景觀脆弱度指數(shù)主要用來(lái)表征不同景觀類型內(nèi)的生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的易損性。結(jié)合研究區(qū)的實(shí)際情況,同時(shí)在借鑒前人的研究成果(謝花林,2008;徐昕,2008)的基礎(chǔ)上,采用專家打分法,將研究區(qū)的景觀類型脆弱性分為7級(jí),歸一化處理后得到各類景觀類型的脆弱度指數(shù)Fi(表1)。并以ArcGIS10.2及Fragstats3.4軟件的相關(guān)功能,分別提取1985-2014年各景觀類型的斑塊數(shù)及面積,參照計(jì)算公式(張學(xué)斌等,2014),得到象山港流域1985年、1995年、2005年、2014年各景觀類型的景觀格局指數(shù)(表1)。

表1 景觀格局指數(shù)
2.2生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)分析
結(jié)合前人相關(guān)研究經(jīng)驗(yàn)(曾輝等,1999;高賓等,2011),并綜合考慮研究區(qū)范圍及處理工作量的大小,將研究區(qū)劃分為20km×20km的風(fēng)險(xiǎn)小區(qū)采樣方格,采用等間距系統(tǒng)采樣法,落在研究區(qū)范圍內(nèi)的風(fēng)險(xiǎn)小區(qū)共185個(gè)(圖2)。得出每一個(gè)風(fēng)險(xiǎn)小區(qū)的綜合生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù),將其作為該小區(qū)中心質(zhì)點(diǎn)的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)水平。
計(jì)算景觀指數(shù)并構(gòu)建綜合的景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)ERIi(張學(xué)斌等,2014)來(lái)表征一個(gè)樣地內(nèi)綜合的生態(tài)損失的相對(duì)大小,通過(guò)采樣的方法將景觀的空間格局轉(zhuǎn)化為空間化的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)變量。在此過(guò)程中,引入景觀各組分的面積比重,由景觀干擾度指數(shù)和景觀脆弱度指數(shù)來(lái)構(gòu)建景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù),其計(jì)算公式如下:

式中,ERIi表示第i個(gè)風(fēng)險(xiǎn)小區(qū)的景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù),Ri為i類景觀的損失度指數(shù),Aki為第k個(gè)風(fēng)險(xiǎn)小區(qū)內(nèi)景觀類型i的面積,Ak為第k個(gè)風(fēng)險(xiǎn)小區(qū)的面積。
在此基礎(chǔ)上,得出象山港流域185個(gè)風(fēng)險(xiǎn)小區(qū)1985、1995、2005及2014年的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)采樣數(shù)據(jù),并對(duì)其變異函數(shù)進(jìn)行理論模型的最優(yōu)擬合。然后選取高斯模型并進(jìn)行相關(guān)參數(shù)設(shè)置,運(yùn)用ArcGIS10.2軟件的地統(tǒng)計(jì)分析模塊,通過(guò)Kriging插值進(jìn)行區(qū)域生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的空間分析。為了便于比較象山港流域各個(gè)不同時(shí)期的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)ERI的大小變化情況,在此采用相對(duì)指標(biāo)法對(duì)風(fēng)險(xiǎn)小區(qū)的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)進(jìn)行自然斷點(diǎn)劃分,共分為5個(gè)等級(jí),最后利用ArcGIS10.2中的空間疊加分析功能,將研究區(qū)各時(shí)段生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)分布圖進(jìn)行疊加,并構(gòu)建生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)轉(zhuǎn)移矩陣Aij、Bij、Cij、Dij來(lái)對(duì)其轉(zhuǎn)化類型和面積進(jìn)行定量分析。
3.1景觀格局時(shí)空變化
由遙感解譯結(jié)果圖3可見,1985-2014年,人類活動(dòng)由顏公河、大嵩溪和裘村溪流域逐漸擴(kuò)展到整個(gè)象山港流域的河流谷地與河口平原地帶,土地利用方式和強(qiáng)度的空間差異造成了景觀格局和結(jié)構(gòu)的演變。從表1可以看出,在整個(gè)研究期內(nèi),各類景觀指數(shù)均發(fā)生了較大的變化,其中林地和耕地的破碎度和分離度指數(shù)明顯增加,由此表明,這兩類景觀類型的地域分布日趨分散化,隨機(jī)散布的現(xiàn)象不斷加劇,并且優(yōu)勢(shì)度指數(shù)不斷減小,表明景觀優(yōu)勢(shì)逐漸降低。

圖3 象山港流域景觀類型分布(1985-2014年)
1985-2014年間,象山港流域的景觀格局空間動(dòng)態(tài)變化顯著(圖4),人類活動(dòng)作用力度較大的景觀類型,如建設(shè)用地、未利用地和養(yǎng)殖用地及鹽田,面積呈現(xiàn)增長(zhǎng)趨勢(shì),而屬于自然景觀類型的耕地、林地以及灘涂面積呈現(xiàn)減少趨勢(shì)。其中,面積增長(zhǎng)最快的是建設(shè)用地,年均增加量為2.49 km2,1985-1995年增加量最大,凈增長(zhǎng)47.8%。可以看出,隨著城市化進(jìn)程的推進(jìn)和工業(yè)化步伐的不斷加快,建設(shè)用地面積不斷增加,使得建設(shè)用地的分離度減小,優(yōu)勢(shì)度增加,景觀類型在地域上的分布趨于集中,成為影響流域景觀格局演變的重要因素。30年來(lái),面積增長(zhǎng)率最高的是養(yǎng)殖用地及鹽田,增長(zhǎng)了2.95倍。此外,未利用土地增長(zhǎng)速度也比較快,增長(zhǎng)率達(dá)47.7%。面積減少最多的是灘涂,年均減少了29.6%,其中,1985-1995的10年間減少最多,累計(jì)凈減少了37.31 km2。另外,從2014年的景觀類型來(lái)看,林地和耕地仍處于主導(dǎo)地位,分別占景觀類型面積的66.2%、17.8%。總體來(lái)看,自然景觀面積不斷減少的同時(shí),人工景觀面積在不斷增加,所以導(dǎo)致了象山港流域生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)幾率不斷加大。

圖4 象山港流域景觀結(jié)構(gòu)及面積構(gòu)成變化(1985-2014年)
從景觀類型的斑塊數(shù)量上看(圖5),1985-2014年間各景觀類型的斑塊數(shù)量均有變化,其中建設(shè)用地由1985年的228個(gè)增加至2014年的390個(gè),累計(jì)增加162個(gè),增加率達(dá)71.05%。30年來(lái)斑塊數(shù)量增加最多的景觀類型是耕地,由1985年的181個(gè)增加到2014年的372個(gè),增加了2.1倍,并且2005年到2014年的增加額度最大,凈增加246個(gè)。此外,林地的最大變幅為7%,是斑塊數(shù)量動(dòng)態(tài)變化最小的景觀類型。斑塊數(shù)量最少的景觀類型是未利用地。

圖5 象山港流域各景觀類型斑塊數(shù)量變化(1985-2014年)
3.2景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)格局時(shí)空分異
在本文研究涉及的時(shí)間段,通過(guò)對(duì)研究區(qū)內(nèi)185個(gè)風(fēng)險(xiǎn)小區(qū)1985、1995、2005、2014年的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)采樣數(shù)據(jù)分析,表明象山港流域生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)變化較大(圖6)。在此基礎(chǔ)上,根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)小區(qū)的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)自然斷點(diǎn)等距劃分結(jié)果,統(tǒng)計(jì)了生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)的分級(jí)所占面積(圖7)。可以看出,低生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)不斷向上游流域遷移,面積減少了561.14 km2,所占比例下降37.98%;較低生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)向上游和中游流域不斷延伸,面積增加226.68 km2;分布在中下游流域的中生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)向下游流域不斷后退;高生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)面積變化的差異較大,主要集中在2005年以后,1985年和1995年以低生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)和較高生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)為主,高生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)面積較小,2014年低等級(jí)和較高等級(jí)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)面積減少,較低等級(jí)和高等級(jí)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)面積增加,流域生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)由低等級(jí)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)為主導(dǎo)演化為低等級(jí)、較低等級(jí)和高等級(jí)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)并存的趨勢(shì)。

圖6 象山港流域景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)格局演變圖(1985-2014年)

圖7 象山港流域各生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)面積變化(1985-2014年)
研究區(qū)裘村溪、降渚溪、下陳溪、大佳何溪、淡港溪、黃溪、雅林溪和賢庠溪上游流域地區(qū)林地景觀類型廣布,生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)程度低,其中部分上游流域地區(qū)有河流湖泊分布,脆弱度相對(duì)較低,導(dǎo)致出現(xiàn)較低的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)區(qū);中游河流谷地分布有大量的灘涂和耕地及局部的未利用地,生物個(gè)體較少,生態(tài)環(huán)境脆弱,生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)加大,流域生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)格局與自然環(huán)境狀況基本一致;下游河口平原區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá),人類活動(dòng)集中,建設(shè)用地分布較廣,斑塊分離度高,破碎度大,生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)較高。研究期間,經(jīng)濟(jì)社會(huì)快速發(fā)展,流域人口數(shù)量顯著增加,其中顏公河和松岙溪中下游流域地區(qū)景觀類型及相應(yīng)的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)發(fā)生改變,生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)不斷增大。
總體來(lái)看,象山港流域內(nèi)各生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)面積變化過(guò)程中,較低生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)區(qū)和高生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)區(qū)幅度較大,分別約占變化面積的28.59 %和23.52%。可以看出,30年來(lái),分布在象山港港口和港底的流域部分低生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)區(qū)面積變化呈遞減態(tài)勢(shì),中生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)和高生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)面積出現(xiàn)增加趨勢(shì),變化幅度最小的是中生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)區(qū)。
3.3景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)轉(zhuǎn)化分析
1985-2014年間各等級(jí)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)的面積增減交替演變,在此用生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)轉(zhuǎn)移矩陣Aij、Bij、Cij、Dij來(lái)定量分析1985-1995年、1995-2005年、2005-2014年以及1985-2014年4個(gè)時(shí)段的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)轉(zhuǎn)化情況,其中i、j分別等于1(表示低等級(jí)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)區(qū))、2(表示較低等級(jí)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)區(qū))、3(表示中等級(jí)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)區(qū))、4(表示較高等級(jí)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)區(qū))、5(表示高等級(jí)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)區(qū))。

對(duì)各時(shí)段相互轉(zhuǎn)化量進(jìn)行分析,總體來(lái)看,從1985-2014年整個(gè)流域內(nèi)的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)由高向低轉(zhuǎn)變的總面積僅為0.90 %,而生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)由低到高轉(zhuǎn)變的總面積卻達(dá)到751km2,約占全流域總面積的51.79%。其中,變化最大的是由低到較低等級(jí)的轉(zhuǎn)變,轉(zhuǎn)化面積達(dá)379km2,這類變化主要分布在下灣溪、鳳山溪、降渚溪、下陳溪、鳧溪、大佳何溪、雅林溪及錢倉(cāng)河流域等地區(qū),隨著人類活動(dòng)影響強(qiáng)度的增加,越來(lái)越多的林地景觀被生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)較高的耕地、建設(shè)用地等景觀類型所替代,使得生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)上升。可以看出象山港流域在過(guò)去的30年間,生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)雖然在局部地區(qū)有所下降,但在整體上呈現(xiàn)出逐步增高的趨勢(shì)。
分時(shí)段來(lái)看,1985-1995年生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)由低到高轉(zhuǎn)變的面積為495km2,而由高到低轉(zhuǎn)變的面積僅為29km2,表明人類活動(dòng)對(duì)象山港流域的生態(tài)影響開始逐步增大。隨著人類對(duì)河流下游地區(qū)的開發(fā)利用,生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)呈現(xiàn)由沿海地區(qū)向內(nèi)陸呈條帶半環(huán)狀遞增趨勢(shì)。1995-2005年,生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)由低到高轉(zhuǎn)變的面積為1985-1995年的88.89%,此類轉(zhuǎn)化主要集中在裘村溪、松岙溪和顏公河中下游流域一帶。2005-2014年在前10年的基礎(chǔ)上生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)由低到高累積增長(zhǎng)面積為897km2,占流域總面積的61.86%。對(duì)比前后3個(gè)時(shí)段的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)變化情況可知,1985-1995年由低到較低以及較低到中的轉(zhuǎn)變面積變化較大,分別為165km2、138km2,主要分布在鳧溪與賢庠河下游流域,裘村溪、松岙溪及大嵩溪中下游流域以及整個(gè)顏公河流域。1995-2005年,變化最大的是低生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)轉(zhuǎn)化為較低生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)區(qū),其轉(zhuǎn)化面積較前10年有所減少,而2005-2014年,變化較大的為低到較低以及較低到中的轉(zhuǎn)變,轉(zhuǎn)變面積達(dá)196km2,此類轉(zhuǎn)化除鳧溪和下陳溪上游流域外,在象山港流域均有分布。這些較大面積的生態(tài)等級(jí)轉(zhuǎn)化源于象山港流域社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度加快,人口密度增加,基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)模擴(kuò)大,土地利用與景觀結(jié)構(gòu)的干擾度越來(lái)越大,各種景觀類型之間的轉(zhuǎn)變以及邊界的變更越來(lái)越復(fù)雜,生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)轉(zhuǎn)變不斷加快。所以,象山港流域開發(fā)進(jìn)程中,應(yīng)將自然資源、生態(tài)環(huán)境和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展之間的關(guān)系進(jìn)行耦合研究和綜合評(píng)價(jià),制定適合流域發(fā)展的規(guī)劃,來(lái)調(diào)整過(guò)度依賴資源的經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式,保護(hù)生態(tài)環(huán)境,提高土地利用效率,因地制宜的發(fā)展工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。
本文以1985、1995、2005、2014年的TM遙感影像數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),在GIS技術(shù)的支持下,對(duì)象山港流域景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)格局演變進(jìn)行了分析,得到以下結(jié)論:
(1)在研究時(shí)段內(nèi),研究區(qū)的景觀結(jié)構(gòu)發(fā)生了較大的變化,建設(shè)用地、未利用地和養(yǎng)殖用地及鹽田面積呈現(xiàn)增長(zhǎng)趨勢(shì),而耕地、林地和灘涂面積呈現(xiàn)減少趨勢(shì)。其中,面積增長(zhǎng)最快的是建設(shè)用地,年均增加量為248.51km2,1985-1995年增加量最大,凈增長(zhǎng)47.8%。并且,建設(shè)用地分離度減小到0.24732,優(yōu)勢(shì)度增加至0.30060,景觀類型在地域上的分布趨于集中。
(2)近30年來(lái),研究區(qū)內(nèi)的景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)在時(shí)間演變過(guò)程上發(fā)生了顯著的變化。1985年,象山港流域景觀以低和較低等級(jí)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)為主,分別占全流域總面積的48.01%和34.35%,1995年,低、較低等級(jí)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)面積均有不同程度減少,而中等生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)面積則有顯著增加。至2014年,低生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)面積進(jìn)一步減少,而高、較高生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)面積增加明顯。
(3)1985-2014年的30年間,研究區(qū)內(nèi)的景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)在空間分布格局上發(fā)生了顯著的變化。總體演化趨勢(shì)表現(xiàn)為低、較低生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)不斷向流域上游遷移,面積分別減少561.14km2和85.10km2,較高和高生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)也不斷向流域中上游延伸,占據(jù)了原有的較低等級(jí)的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域,到2014年,較高和高生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)向下游擴(kuò)展,尤其在沿海平原的淤泥質(zhì)海岸一側(cè)更為集中分布,30年來(lái),面積分別增加127.38km2和321.34km2,說(shuō)明人類活動(dòng)對(duì)象山港流域景觀資源的開發(fā)利用正在增強(qiáng)。
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(本文編輯:袁澤軼)
Patternsoflandscapeecologicalrisksin Xiangshangang BayBasinofChina
LIU Yong-chao1,2,LIJia-lin1,2,YUAN Qi-xiang1,3,SHIXiao-li4,YANG Lei1,CHEN Peng1
(1.DepartmentofscientificresearchoftheUrban,NingboUniversity,Ningbo315211,China;2.ResearchCenterforMarineCulture andEconomy,ZhejiangProvince,Ningbo315211,China;3.CenterforMarineResourceManagement,OceanandFisheryBureau ofXiangshan,Xiangshan315700,China;4.EditorialDepartmentofJournalofNingboUniversity,Ningbo315211,China)
Abstract:To analyze and assessthe ecologicallandscapesand the ecologicalrisksofthe coastalareas,ithasa great significanceformaintainingthesustainabledevelopmentofthecoastalnaturalresourcesandenvironment.TakingTM remote sensingimageof1985,1995,2005and2014fourperiodsasthemaindatasourcefortheanalysisofthelandscapepatternin XiangshangangBayBasin,thepaperconstructedtheevolutionmodelofthepatternon landscapeecologicalrisksand made ananalysisonthespatialandtemporalcharacteristics ofriverbasinecologicalrisks.Theresultsshow that:(1)From 1985to 2014,majorchangesofthelandscapepatternhavetakenplaceinthestudyarea.Thearableland,woodlandandtidalflattake on a downward trend while the construction land,unused land,farming land and saltfield tend to have an increasing momentum; (2)In recent30 years,theregionallandscapeecologicalrisk haschanged dramatically in the courseoftime evolution.In 1985,the ecologicalrisk areas oflow and lower levels took a large partin Xiangshangang Bay Basin landscape,covering 48.01 % and 34.35 % ofthe totalarea ofthe districtrespectively.By the end of1995,the sizesof ecologicalriskareasoflow andlowerlevelsreducedindifferentpace,andthesizeofmedium ecologicalriskareaincreased significantly.In 2014,the area oflow ecologicalrisk had a furtherfallwhilethe area ofhigh and higherecologicalrisks increasedconspicuously; (3)Ontheevolutionoftheriskpattern,from 1985to2014,theecologicalriskareaatlow andlower levelsofXiangshangangBayBasinlandscapewasconstantlyshrinkingtotheupstream,therefore thesizeoftheareawason thedecline.Theecologicalriskareaatmedium,highandhigherlevelsexpandedconstantlyinthecoastalregion,occupyingbook=22,ebook=25theecologicalriskareaoflow levelandthemuddycoastinthecoastalplainwasthetypicalcase.
Keywords:landscapepattern;ecologicalrisk;spaceanalysis;XiangshangangBayBasin
通訊作者:李加林,教授,博士生導(dǎo)師。電子郵箱:nbnj2001@163.com。
作者簡(jiǎn)介:劉永超(1990-),男,碩士研究生,主要從事海岸帶資源環(huán)境利用與保護(hù)研究。電子郵箱:lycgeo@163.com。
基金項(xiàng)目:國(guó)家自然科學(xué)基金(41171073;41471004);浙江省自然科學(xué)基金(Y5110321);寧波大學(xué)研究生科研創(chuàng)新基金(G16082,G15059)。
收稿日期:2015-01-26;
修訂日期:2015-03-12
Doi:10.11840/j.issn.1001-6392.2016.01.004
中圖分類號(hào):Q149;X826
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
文章編號(hào):1001-6932(2016)01-0021-09