基于景观格局的江苏海岸带地区生态系统健康研究

发布时间：2017-12-06 23:35

本文关键词：基于景观格局的江苏海岸带地区生态系统健康研究

【摘要】：海岸带地区是海洋与陆地之间的过渡地带,由于其丰富的自然资源和优越的地理区位,成为人类生产与生活最为集中的区域之一。然而近几十年来,随着海岸带地区经济的快速发展和人口的增多,海岸带地区承受的压力逐渐增大,导致生态环境有所恶化,生态系统出现结构受损、功能降低等不健康症状,这在一定程度上影响到海岸带生态系统的稳定和地区社会经济的可持续发展。开展海岸带地区生态系统健康研究,探求生态系统健康演变特征及其驱动因素,对于合理开发利用海岸带自然资源、恢复受损的海岸带生态系统、实现地区可持续发展等方面具有重要的理论和现实意义。本文以江苏省海岸带地区为研究对象,以生态学的理论和方法为基础,通过1995年、2002年、2009年和2013年四个时期的遥感影像,运用遥感和地理信息系统技术,研究江苏海岸带地区景观格局变化及其与人为干扰之间关系,同时,基于景观尺度,采用“压力-状态-响应”(PSR)模型构建生态系统健康评价指标体系,对近19年江苏海岸带地区生态系统健康时空变化进行研究,得到结论如下:(1)通过监督分类与目视解译相结合方法,对江苏海岸带四个时期的遥感影像进行解译,得到不同年份各景观类型分布面积。结果表明,1995~2013年间,在人类活动的强烈干扰下,江苏海岸带地区景观类型发生了较大变化。水体和滩涂面积大幅减少,耕地面积也有下降趋势,而建设用地和人工塘面积明显增加;林地和草地面积呈现先减小后增大的波动变化。(2)使用Fragstats软件对解译后的数据进行计算,得到江苏海岸带地区景观水平上的景观格局指数。在近19年内,研究区景观格局变化明显。在景观水平上,景观破碎化程度增加,形状总体趋于复杂,空间异质性增强。(3)利用HDI公式计算得到各个子区域四个时期的人为干扰度指数。从时间变化来看,12个县市人为干扰度发生不同程度的变化。其中,滨海县、射阳县、如东县、启东市和海门市5个子区域的人为干扰度指数明显增加,其他子区域也较前期有一定程度的增加,表明江苏海岸带人为干扰程度不断加强。从空间分布上来看,中部地区人为干扰最为强烈,而南北两侧县市相对较低。通过景观格局指数与人为干扰度指数的Pearson相关分析可以得出,平均斑块面积、香农均匀度指数均与人为干扰度指数呈负相关,香农多样性指数与人为干扰度指数呈正相关,景观形状指数与人为干扰度指数相关性不显著。这表明,人类活动的干扰一方面使海岸带地区斑块逐渐破碎,优势景观类型受到削弱;另一方面也使海岸带地区景观多样性有所增加,而景观类型的空间分布渐趋不均匀。(4)通过“压力-状态-响应”(PSR)模型选取评价指标,利用层次分析法和熵权法确定指标权重,构建了生态系统健康评价指标体系,对江苏海岸带生态系统的压力、状态和响应因子的时空变化进行分析。“压力”方面,江苏海岸带压力因子值在19年间不断降低,说明其生态系统承受的压力和胁迫持续增大,南北部地区承受的压力大于中部地区,且在研究时段内不断增加;“状态”方面,中部地区的状态因子值较低,说明生态系统健康状态较差,而北部山区及南部启东市的状态较好,但有五个子区域的状态因子值下降明显,生态状况趋于恶化;“响应”方面,2002年由于大部分保护区的建成(主要在大丰市和射阳县),使得响应因子值增大,其余时段内因子值较低,说明人类对生态系统的保护和恢复力度有待进一步提高。(5)在生态系统健康评价指标体系基础上,运用综合指数法,得出各个子区域的生态系统健康综合值,并对各个区域的生态系统健康进行评价和对比。在时间尺度上,除2002年大丰市生态系统健康等级为良好,其他时期各个子区域均处于一般或较差的健康等级,同时在2002年以后,大部分子区域的综合健康指数有所降低,说明生态系统健康出现恶化趋势。从空间分布上来看,处于较差等级区域的面积占研究区总面积的34%~45%,主要分布在江苏省海岸带的南北两侧,包括连云港市区、赣榆县、灌云县、南通市区和海门县;处于一般等级区域的面积占总面积的54%~66%,主要分布在研究区的中部区域,包括响水县、滨海县、射阳县、大丰市、东台市、如东县和启东市。在人口压力大和经济发展较好的地区,生态系统所遭受的胁迫较大,再加上环境保护和治理的力度不够,使生态系统健康处于较差状态;在人口密度较小、经济发展速度相对较慢的地区,生态系统承受的压力较小,其健康状况处于相对较高的水平,由此可见,人类活动是造成研究区生态系统健康时空差异的主要驱动力。
【学位授予单位】：河南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：P901;X826

【参考文献】

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1 宁立新;马兰;周云凯;白秀玲;;基于PSR模型的江苏海岸带生态系统健康时空变化研究[J];中国环境科学;2016年02期

2 谢余初;巩杰;张玲玲;;基于PSR模型的白龙江流域景观生态安全时空变化[J];地理科学;2015年06期

3 张玉珍;鲍秋萍;王智苑;黄文丹;;敖江流域陆域生态系统健康评估研究[J];环境科学与技术;2014年S2期

4 张艳会;杨桂山;万荣荣;;湖泊水生态系统健康评价指标研究[J];资源科学;2014年06期

5 陈鹏;傅世锋;文超祥;吴海燕;宋志晓;;1989～2010年间厦门湾滨海湿地人为干扰影响评价及景观响应[J];应用海洋学学报;2014年02期

6 张晓祥;王伟玮;严长清;晏王波;戴煜暄;徐盼;朱晨曦;;南宋以来江苏海岸带历史海岸线时空演变研究[J];地理科学;2014年03期

7 顾湘;;我国海岸带开发中的生态环境问题及管理创新[J];江苏农业科学;2013年02期

8 闫文文;谷东起;王勇智;吴桑云;丰爱平;明洁;;盐城海岸带湿地景观演变分析[J];中国海洋大学学报(自然科学版);2012年12期

9 彭建;吴健生;潘雅婧;韩忆楠;;基于PSR模型的区域生态持续性评价概念框架[J];地理科学进展;2012年07期

10 王敏;谭娟;沙晨燕;王卿;阮俊杰;黄沈发;;生态系统健康评价及指示物种评价法研究进展[J];中国人口.资源与环境;2012年S1期