基于景觀格局的左江流域景觀生態風險評價

關鍵詞：景觀格局；左江流域；景觀生態風險評價

中圖分類號：P901 文獻標識碼：A 文章編號：1008-9500（2025）04-0217-07

DOI：10.3969/j.issn.1008-9500.2025.04.060

Landscape Ecological Risk Assessment of Zuojiang River Basin Based on Landscape Pattern

WUYuhua，JIANGZhuoyue，HUANGQiuxia，LIUXia，HEJinni，HOUXiaohui，QIUJianying，HUANGCunmei （College of History Culture and Tourism，Guangxi Minzu Normal University，Chongzuo5322oo， China）

Abstract：Inordertoensurethehealthand stabilityof theecosysteminthe ZuojiangRiverbasinandimprove thelevel of landuse planningand management，thelandusedataforthethree periodsof2Ooo，2O10，and 2O2Oareusedas the basis，using landscapedisturbance index，landscapevulnerabilityindex，andlandscapeloss indexasevaluationindicators， alandscape ecological risk assessment model isconstructed to evaluate the landscapeecological risk in the Zuojiang Riverbasin from20O to2020.Research has shown thatthelandscape ecological risk index inthe Zuojiang Riverbasin isinfluencedbynaturalfactorsandhumanctivitiesinspatialdistribution，withthenorthwestregionsignificantlyhigher thanthecentraland southernregions.In2O2O，thearea ofecological risk zones below moderateecological risk was ，accounting for 7 6 . 7 % of the study area.The land use types in the research area are mainly cultivated land and forest land，in 2O2O，the total area of forestland and cultivated land was ，accounting for 9 2 . 9 % of the researcharea.Asaregionwith frequent humanactivities，the landscape patern changes in the Zuojiang River basinare closely related to human activities.

eywords：landscape pattern; Zuojiang River basin;landscape ecological risk assessmei

景觀生態風險是指在特定區域內由自然或人為干擾因素引發的潛在威脅，這些威脅可能對景觀生態系統的結構、功能及穩定性造成損害，進而影響其健康、生產力和美學價值，甚至對人類社會產生負面影響[1-5]。而生態風險評價作為衡量區域景觀生態風險和生態可持續發展水平的有效渠道，為控制生態風險和開展環境保護提供基礎支持。近年來，基于景觀格局的生態學研究成為國內外研究的熱點之一。

左江流域位于廣西壯族自治區西南部，地勢西北高、東南低，流域內有許多高大的山脈。左江流域屬于亞熱帶季風氣候區，降水充足，年平均降水量介于 ，降水大多集中在5一9月，年平均氣溫介于 2 0 . 6 ～ 2 0 . 8 % 。研究區植被類型以亞熱帶常綠闊葉林為主，物種豐富度高。土壤主要為赤紅壤，高海拔地區分布有紫色土和黃壤，水土流失嚴重[8。頻繁的人類活動嚴重影響物種分布，破壞區域生態系統平衡，而區域景觀格局研究可以為研究區生態系統改善提供理論依據?；谧蠼饔蚓坝^格局變化，本文以2000年、2010年、2020年三期土地利用數據為基礎，采用景觀干擾度指數、景觀脆弱度指數、景觀損失度指數作為評價指標，構建景觀生態風險評價模型，對2000一2020年左江流域景觀生態風險進行評估，以做好規劃，推動流域生態治理，保障流域生態安全。

1數據與方法

1.1數據來源

土地利用數據來源于國家基礎地理信息中心發布的GlobeLand30數據集，以2000年、2010年、2020年三期空間分別率為 3 0 m 的左江流域地表覆蓋數據為主要數據。2010年，數據總體精度為8 3 . 5 0 % ，Kappa系數為0.78；2020年，數據總體精度為 8 5 . 7 2 % ，Kappa系數為 。根據研究區土地利用類型，左江流域可以分為建設用地、耕地、林地、草地、水域等5種景觀。左江流域地形圖如圖1所示。

1.2研究方法

1.2.1 評價單元劃分

風險評價單元劃分是開展生態風險評價的基礎。采用規格 5 k m× 5 k m 的網格取樣，覆蓋全部研究區。研究區共分為909個評價單元，計算每個單元的生態風險指數。

1.2.2 景觀生態風險評價

生態風險評價是衡量景觀生態風險和區域可持續發展水平的有效工具，為控制生態風險和開展環境保護提供基礎支持[10]。在自然因素和人為因素的基礎上，綜合評價左江流域的生態風險和潛在威脅，結合研究區實際情況，采用景觀干擾度指數、景觀損失度指數和景觀脆弱度指數，構建景觀生態風險評價模型[1]

1.2.3景觀干擾度指數

景觀干擾度是指生態系統受到人類與自然的干擾時表現出抵抗力的大小。在面對外部干擾時，抗干擾能力越弱，景觀脆弱度指數越小，景觀生態風險指數增大；相反，抗干擾能力越強，景觀脆弱度指數越大，景觀生態風險指數減小。根據式（1）計算景觀干擾度指數，采用式（2）計算景觀破碎度指數[12]，采用式（3）計算景觀分離度指數。分別計算景觀破碎度指數、景觀分離度指數和景觀優勢度指數的百分比，3個指標分別賦予0.5、0.3、0.2的權重[13]。

式中： 為景觀干擾度指數； 為景觀破碎度 指數； 為景觀分離度指數； 為景觀類型 i 的總 面積； 為景觀優勢度指數； 和 分別為相應 景觀指標的百分比，三者之和為1； 為各景觀類型 的斑塊數量； B 為各景觀類型的斑塊面積。

1.2.4其他評價指標

除了景觀干擾度指數以外，其他評價指標有景觀脆弱度指數、景觀損失度指數、景觀生態風險指數和景觀優勢度指數?；谙嚓P研究[14-15]，對研究區景觀進行分類，將其劃分為5個級別，由高到低的排序為建設用地、耕地、林地、水域、草地。經歸一化處理，獲得各類景觀的景觀脆弱度指數 。景觀損失度指數是指生態系統對抗人類與自然干擾時產生的損失程度，采用式（4）進行計算。景觀生態風險指數采用式（5）進行計算。景觀優勢度指數用于衡量斑塊在景觀中的重要性，它可以直觀地反映斑塊對景觀格局的形成與改變作用，可采用式（6）計算。

式中： 為景觀損失度指數； 為第 i 類景觀生態風險指數； 為第 k 個風險單元第 i 類景觀面積; 為第 k 個風險單元的面積； 為第 i 類景觀損失度指數[17-18]； 為第 i 類景觀優勢度指數； 為斑塊 i 出現的樣方數與斑塊樣方總數的比值； 為斑塊 i 數目與斑塊總數的比值； 為斑塊 i 面積與斑塊樣方總面積的比值。

2 結果與分析

2.1景觀要素變化分析

2000一2020年，左江流域各景觀類型面積占比變化如表1所示，研究區景觀類型轉移矩陣如表2所示。數據顯示，研究區2020年景觀類型的相互轉換頻率較高，各景觀類型的變化方式豐富。面積變化上，水域景觀最為穩定；2020年林地變化最為明顯，增加的林地面積由耕地與草地轉化而來；2020年建設用地主要轉變為耕地和林地；轉出的耕地大部分轉變為林地和草地，使得林地與草地面積有所增加；減少的林地大部分則轉變為耕地。在2000一2020年景觀類型轉移矩陣中，不同土地利用類型面積排序為林地 gt; 耕地 gt; 草地 gt; 水域 gt; 建設用地。

2.2左江流域景觀指數變化分析

2000一2020年，左江流域各景觀指數變化如表3所示。由于人類活動與其他要素的影響，不同時序的斑塊面積與斑塊數量發生改變，不同景觀類型生態風險指數也發生變化。數據顯示，2000一2020年，研究區景觀破碎度指數小于1，與景觀分離度指數和景觀干擾度指數相比，景觀破碎度指數較低；2000一2020年，草地的景觀干擾度指數與景觀分離度指數一直處于增長態勢，耕地的景觀干擾度指數與景觀分離度指數呈先下降后上升的變化趨勢。水域、建設用地、林地的景觀干擾度指數與景觀分離度指數整體處于降低狀態。數據顯示，2000一2020年，草地數據變化趨勢不明顯，景觀類型差異性趨于縮小。

2.3景觀生態風險時空變化分析

2000一2020年，左江流域景觀生態風險指數呈下降趨勢。為了更便利地解析生態風險面積等級占比的空間分布特征，依據式（5）計算各景觀生態風險區的生態風險指數。數據顯示，2000年左江流域景觀生態風險指數介于 0 . 0 0 7 5 ～ 0 . 1 4 4 6 ，2010年生態風險指數介于 ，2020年生態風險指數介于 。利用自然斷點法，對研究區景觀生態風險進行分級評價。若景觀生態風險指數介于 0 . 0 0 7 5 ～ 0 . 0 2 2 0 ，則該區域屬于低生態風險區；若景觀生態風險指數介于 0 . 0 1 9 2 ～ 0 . 0 3 5 4 ，則該區域屬于較低生態風險區；若景觀生態風險指數介于 0 . 0 3 1 4 ～ 0 . 0 5 2 8 ，則該區域屬于中等生態風險區；若景觀生態風險指數介于 0 . 0 4 7 4 ～ 0 . 0 7 8 0 ，則該區域屬于較高生態風險區；若景觀生態風險指數大于0.0169，則該區域屬于高生態風險區。2000—2020年，左江流域景觀生態風險等級空間分布如圖2所示。

2000一2020年，左江流域不同景觀生態風險等級面積變化如表4所示。2020年，低生態風險區面積為 ，主要位于研究區中部與南部，占研究區面積的 5 5 . 4 % ，隨著其他地區生態風險的降低，低生態風險區面積處于增長狀態。較低生態風險區面積為 ，主要位于研究區北部和西北部，占研究區面積的 2 2 . 3 % ，景觀類型主要為林地與耕地。

中等生態風險區面積為 ，主要位于研究區西北部，小部分位于研究區東北部與中部，占研究區面積的 1 3 . 5 % 。較高生態風險區面積為 主要分布在研究區西北部、東北部，占研究區面積的7 . 5 % 。高生態風險區面積為 ，大部分位于研究區西北部，小部分位于研究區中部，占研究區面積的 2 . 0 9 % 。

2000—2020年，5類生態風險區中，高生態風險區面積占比小，面積減少 2 0 . 8 % ；低生態風險區面積逐漸增加，占比最大，2020年面積較2000年增加14 % ；受其他因素影響，較低生態風險區面積明顯增加，2020年面積較2000年增加 2 6 . 7 % ；中等生態風險區面積下降，2020年面積較2000年減少 3 5 . 2 % 2000一2010年，較高生態風險區面積增加 6 . 1 7 % 2010—2020年，面積下降 1 4 . 8 % 。

總體來看，2000一2020年，低生態風險區與較低生態風險區面積占研究區面積的比重最大，面積變化最大的為低生態風險區。較低生態風險區面積呈先增加后降低的變化趨勢。高生態風險區占研究區面積的比重最小，并且一直下降。較高生態風險區和高生態風險區面積基本保持穩定。中等生態風險區面積呈先平穩后直線下降的變化趨勢。

2.4相關性分析

2.4.1 空間自相關分析

通過計算2000一2020年左江流域景觀生態風險區的分布數據，得到莫蘭散點圖，展現2000一2020年研究區景觀生態風險的整體分布與空間聚集情況，如圖3所示。2000年、2010年和2020年，左江流域景觀生態風險指數分別為0.594、0.639、0.663。數據顯示，2000年、2010年和2020年景觀生態風險的莫蘭指數都大于0，表明研究區景觀生態風險具有明顯的空間相關性，并且呈正相關。

2.4.2 生態風險局部自相關分析

2000一2020年，研究區景觀生態風險局部空間自相關分析結果如圖4所示。經局部空間自相關分析，

2000一2020年，左江流域景觀生態風險指數高高聚類區與低低聚類區占研究區面積的比重較高。結果顯示，高高聚類區主要分布在研究區北部與中部，說明研究區北部與中部景觀生態價值較高，而與其相似的區域景觀生態風險等級也很高。低低聚類區大多集中在研究區南部和中部，表明其南部和中部的景觀生態價值較低，其鄰近區域景觀生態風險等級較低。

局部空間自相關分析結果顯示，低低聚類區以林地為主，與低生態風險區相符。高高聚類區主要是草地、建設用地和林地，這與高生態風險區、低生態風險區相一致。高高聚類區中，草地、林地和建設用地分布比較零散，加之人為因素的干擾，高高聚類區具有較高的景觀生態風險。

2.5 小結

近年來，由于人類生產活動頻繁，研究區景觀干擾度指數迅速增加，土地利用類型轉化迅速，從而使景觀生態風險指數明顯增加。基于左江流域2000一2020年景觀格局變化，分析研究區景觀格局轉化特征，構建景觀生態風險指數，并通過相關性分析研究區域景觀生態風險變化。分析結果顯示，與景觀干擾度指數、景觀分離度指數相比，景觀破碎度指數較低。草地的景觀破碎度指數最高，其景觀干擾度指數與景觀分離度指數一直處于增長態勢。耕地景觀干擾度指數與景觀分離度指數呈先下降后上升的變化趨勢，其中復雜的地勢可能加劇水土流失，降低生態系統穩定性。2000一2020年，研究區景觀生態風險指數存在空間正相關，在局部空間自相關分析給定的顯著性水平下，研究區在不同年份產生的集聚效果相似。根據前人經驗[10-]，結合景觀生態風險區分級，高高聚類區和低低聚類區占研究區面積的比例最大。

總體而言，在整個研究時段內，低生態風險區和較低生態風險區占研究區面積的比重較大，面積變化最大的是低生態風險區。盡管左江流域存在一些生態風險，但生態狀況總體較好。較高生態風險區和高生態風險區占研究區面積的比重較小，但在不同時間段內有所波動。2000一2010年，較高生態風險區面積明顯增加，而2010一2020年則呈下降趨勢，這可能與當地環境保護措施和生態恢復工程有關。左江流域的總體生態風險指數較低，這反映流域生態系統具有一定的穩定性和恢復力。然而，不能忽視局部地區生態風險加劇的現象，特別是隨著城市化的推進，一些敏感區域的生態風險可能會進一步上升。未來，應建立完善的生態監測網絡，定期對左江流域的景觀格局和生態風險進行評估，為制定科學的環境保護政策提供數據支持；在城鎮化過程中，要注意土地利用的可持續發展，防止土地過度開發與擴張；通過規劃引導和政策調控，優化土地利用結構，保護生態環境；針對已經受損的生態系統，應積極開展生態修復工程，如植樹造林、水土保持等，以提高生態系統的穩定性和恢復力。

3結論

基于區域景觀格局變化，本文以左江流域為研究區，建立景觀生態風險評價模型，對2000一2020年區域景觀生態風險進行評估。結果表明，2020年，在5種景觀類型中，林地面積占比最大，建設用地面積占比最小，反映出周邊城市的不斷擴張。低生態風險區面積占比最大，高生態風險區面積占比最小。其間，一些景觀類型發生重大改變，使得空間分異性明顯下降?？傮w來看，左江流域景觀生態風險指數較低，研究區西北部比中部、南部高。高生態風險區與較高生態風險區面積占比較小，主要集中在研究區西北部，面積呈逐年下降趨勢。中等生態風險區與低生態風險區面積逐漸減小，主要位于研究區東北部。2020年，低生態風險區面積占比最大，主要位于研究區南部和中部。

參考文獻

1JOSHUAL，HECTORG，JOANNAB，etal.A paradigm for ecological risk assessment[J].Environmental Management，1993（1）：1-5.

2 GRAHAMR，HUNSAKERC，O’NEILLR，etal.Ecological risk assessment at the regionalscale：ecological archives Aoo5-OO1[J].EcologicalApplications，1991（2）：196-206.

3 JIEF，AHEMAITIHALIA，LIW，etal.Dynamicassessment and sustainability strategies of ecologicalsecurity in the Irtysh River basin of Xinjiang，China[J].Chinese Geographical Science，2O23（3）：393-409.

4LIUJG，MOONEYH，HULLV，et al.Systemsintegration for global sustainability[J].Science，2015（2）：963.

5李月月，黃義雄，楊陽，等.基于景觀結構的福建省沿海生態風險時空特征[J].水土保持通報，2018（4）：241-246.

6 李川琳，黃琳.左江流域水文特性分析[J].廣西水利水電，2015（4）：52-55.

7 胡孔發，曹幸穗，張文教．民國時期蘇南水災研究[J].農業考古，2010（3）：9-11.

8 蘇文靜，盧遠.左江流域土壤侵蝕敏感性評價研究[J].中國水土保持，2011（11）：35-37.

9 陳軍，廖安平，陳晉，等.全球 3 0 m 地表覆蓋遙感數據產品-GlobeLand3O[J].地理信息世界，2017（1）：1-8.

10彭建，黨威雄，劉焱序，等.景觀生態風險評價研究進展與展望[J].地理學報，2015（4）：