汾河源头区域土地利用及生境质量时空演变的多情景模拟
发布时间：2021-08-26 11:48
土地利用变化及生境质量服务的多情景模拟对制定区域差别化的生态保护和耕地保护政策具有重要的意义。以汾河源头区域为例,借助Logistic-CA-Markov耦合模型,对土地利用转移情况、影响因子和未来变化趋势进行了多情景模拟分析,然后运用InVEST模型分析土地利用变化对生境质量带来的影响。结果表明:不同驱动因子的解释能力具有差异,11个驱动因子整体解释效果较好,ROC值都在0.85以上;自然发展情景、生态保护情景、耕地保护情景下6种地类的变化方向、生境演变特征均有所不同;2017—2030年自然发展情景、生态保护情景、耕地保护情景生境质量分别为0.78,0.76,0.81,0.72;不同情景下的生境质量结果均表明随着海拔和坡度的升高,生境质量也不断得到提高,但是同一海拔和坡度下不同情景生境质量的变化具有差异。
【文章来源】：水土保持研究. 2020,27(05)北大核心CSCD
【文章页数】：9 页
【部分图文】：
汾河源头区域2017年土地利用现状图和模拟图
根据2017—2030年的土地利用变化数据以及生境贡献率的公式,得到土地利用变化对生境质量影响的贡献率(表5)。提高汾河源头区域生境质量的土地利用转移主要发生在耕地转草地,3种情景的贡献率分别达到1.609,1.168,0.958,其他用地转林草地也对生境质量的提高具有积极的意义。在情景1和情景3中,草地转耕地很大程度上降低了生境质量,情景3更为显著。2017—2030年土地利用转移运用桑基图来表示,自然发展型情景1,主要表现为草地转耕地、耕地转草地、林地转草地、草地转林地,分别转移了159.91 km2,137.33 km2,108.19 km2,94.52 km2。生态保护型情景2,主要为耕地向林草地的转移和草地向林地的转移,耕地转给草地100.12 km2,转林地57.39 km2,另外,草地转林地88.06 km2。耕地保护型情3主要表现为,351.41 km2的草地转给耕地,90.39 km2的林地转为草地,18.98 km2的林地转给耕地。总体来看,由于水域、建设用地以及未利用地的分布面积较小,土地利用之间的转移主要发生在林地、草地和耕地。表5 2030年3种情景土地利用转移类型及生境贡献率 土地利用类型变化 情景1 情景2 情景3 变化面积/km2 贡献率/% 变化面积/km2 贡献率/% 变化面积/km2 贡献率/% 草地转耕地 159.909 -1.946 - - 351.406 -4.215 草地转建设用地 14.070 -0.312 - - 6.737 -0.148 草地转林地 94.517 0.273 88.061 0.250 0.999 0.003 耕地转草地 137.327 1.609 100.118 1.168 82.476 0.958 耕地转建设用地 20.943 -0.227 - - 3.302 -0.035 耕地转林地 9.521 0.135 57.386 0.812 - - 林地转草地 106.069 -0.248 - - 90.392 -0.220 林地转耕地 9.790 -0.146 - - 18.975 -0.281 林地转建设用地 1.692 -0.042 - - - - 水域转草地 2.395 0.001 - - 2.664 0.001 水域转建设用地 7.927 -0.176 - - 3.932 -0.087 未利用地转建设用地 0.118 -0.001 - - - - 未利用地转林地 0.116 0.002 - - 0.005 0.001
为了探讨地形对生境质量的影响,采取等间距法将海拔分为1 000～1 400 m,1 400～1 800 m,1 800～2 200 m、>2 200 m,将坡度分为0°～6°,6°～15°,15°～25°、>25°,分别统计了不同时期生境质量随海拔、坡度的变化。结果均表明随着海拔和坡度的升高,汾河源头区域的生境质量也不断得到提高。因此测算了生境质量在不同海拔和坡度的变化量,见图4。从同一时期不同海拔的生境质量分析,在2000—2017年表现为1 000～1 800 m为增加趋势,>1 800 m生境质量减少。2017-自然发展情景中,除1 400～1 800 m生境质量减少量较多外,其他无显著变化。2017-生态保护情景中,在海拔各个分级中都明显的增加,相反在2017-耕地保护情景中,均有不同程度的降低。同一海拔下不同情景生境质量的变化具有差异,可以看出海拔较低的区域生境质量变化较明显。从不同坡度等级来分析不同情景下的生境质量的变化,0°～6°生境质量都表现为降低,表明容易受人为干扰的区域,生境质量最可能有下降趋势。6°～15°和15°～25°两个坡度分级中,生境质量变化方向具有一致性,2000—2017年和2017-生态保护情景均表现为增加,其他均为降低态势。>25°中未来2030年3种情景生境质量均为增加态势。4 结论与讨论
【参考文献】：
期刊论文
[1]袁河流域河流生境质量评价及其影响因素分析[J]. 雷呈,黄琪,倪才英,刘丽贞,罗津,刘建新,温巍. 江西师范大学学报(自然科学版). 2019(04)
[2]不同格网尺度下的黄山市生境质量差异分析[J]. 彭建,徐飞雄. 地球信息科学学报. 2019(06)
[3]沅江源自然保护区生境质量变化遥感监测[J]. 顾羊羊,黄贤峰,邹长新,叶鑫,林乃峰,张卫民. 生态与农村环境学报. 2019(06)
[4]基于土地覆盖和NDVI变化的拉萨河流域生境质量评估[J]. 税燕萍,卢慧婷,王慧芳,严岩,吴钢. 生态学报. 2018(24)
[5]基于CA-Markov和InVEST模型的城市景观格局与生境质量时空演变及预测[J]. 褚琳,张欣然,王天巍,李朝霞,蔡崇法. 应用生态学报. 2018(12)
[6]基于InVEST模型的昌黎县土地利用变化对生境质量的影响研究[J]. 郑宇,张蓬涛,汤峰,赵丽,赵旭. 中国农业资源与区划. 2018(07)
[7]基于土地利用格局变化的北京市生境质量时空演变研究[J]. 冯舒,孙然好,陈利顶. 生态学报. 2018(12)
[8]基于遥感和InVEST模型的白龙江流域景观生物多样性时空格局研究[J]. 谢余初,巩杰,张素欣,马学成,胡宝清. 地理科学. 2018(06)
[9]基于InVEST模型的甘肃白龙江流域生境质量时空分异[J]. 巩杰,马学成,张玲玲,柳冬青,张金茜. 水土保持研究. 2018(03)
[10]三大自然区过渡带生境质量时空差异及形成机制——以榆中县为例[J]. 刘春芳,王川,刘立程. 地理研究. 2018(02)
本文编号：3364188
【文章来源】：水土保持研究. 2020,27(05)北大核心CSCD
【文章页数】：9 页
【部分图文】：
汾河源头区域2017年土地利用现状图和模拟图
根据2017—2030年的土地利用变化数据以及生境贡献率的公式,得到土地利用变化对生境质量影响的贡献率(表5)。提高汾河源头区域生境质量的土地利用转移主要发生在耕地转草地,3种情景的贡献率分别达到1.609,1.168,0.958,其他用地转林草地也对生境质量的提高具有积极的意义。在情景1和情景3中,草地转耕地很大程度上降低了生境质量,情景3更为显著。2017—2030年土地利用转移运用桑基图来表示,自然发展型情景1,主要表现为草地转耕地、耕地转草地、林地转草地、草地转林地,分别转移了159.91 km2,137.33 km2,108.19 km2,94.52 km2。生态保护型情景2,主要为耕地向林草地的转移和草地向林地的转移,耕地转给草地100.12 km2,转林地57.39 km2,另外,草地转林地88.06 km2。耕地保护型情3主要表现为,351.41 km2的草地转给耕地,90.39 km2的林地转为草地,18.98 km2的林地转给耕地。总体来看,由于水域、建设用地以及未利用地的分布面积较小,土地利用之间的转移主要发生在林地、草地和耕地。表5 2030年3种情景土地利用转移类型及生境贡献率 土地利用类型变化 情景1 情景2 情景3 变化面积/km2 贡献率/% 变化面积/km2 贡献率/% 变化面积/km2 贡献率/% 草地转耕地 159.909 -1.946 - - 351.406 -4.215 草地转建设用地 14.070 -0.312 - - 6.737 -0.148 草地转林地 94.517 0.273 88.061 0.250 0.999 0.003 耕地转草地 137.327 1.609 100.118 1.168 82.476 0.958 耕地转建设用地 20.943 -0.227 - - 3.302 -0.035 耕地转林地 9.521 0.135 57.386 0.812 - - 林地转草地 106.069 -0.248 - - 90.392 -0.220 林地转耕地 9.790 -0.146 - - 18.975 -0.281 林地转建设用地 1.692 -0.042 - - - - 水域转草地 2.395 0.001 - - 2.664 0.001 水域转建设用地 7.927 -0.176 - - 3.932 -0.087 未利用地转建设用地 0.118 -0.001 - - - - 未利用地转林地 0.116 0.002 - - 0.005 0.001
为了探讨地形对生境质量的影响,采取等间距法将海拔分为1 000～1 400 m,1 400～1 800 m,1 800～2 200 m、>2 200 m,将坡度分为0°～6°,6°～15°,15°～25°、>25°,分别统计了不同时期生境质量随海拔、坡度的变化。结果均表明随着海拔和坡度的升高,汾河源头区域的生境质量也不断得到提高。因此测算了生境质量在不同海拔和坡度的变化量,见图4。从同一时期不同海拔的生境质量分析,在2000—2017年表现为1 000～1 800 m为增加趋势,>1 800 m生境质量减少。2017-自然发展情景中,除1 400～1 800 m生境质量减少量较多外,其他无显著变化。2017-生态保护情景中,在海拔各个分级中都明显的增加,相反在2017-耕地保护情景中,均有不同程度的降低。同一海拔下不同情景生境质量的变化具有差异,可以看出海拔较低的区域生境质量变化较明显。从不同坡度等级来分析不同情景下的生境质量的变化,0°～6°生境质量都表现为降低,表明容易受人为干扰的区域,生境质量最可能有下降趋势。6°～15°和15°～25°两个坡度分级中,生境质量变化方向具有一致性,2000—2017年和2017-生态保护情景均表现为增加,其他均为降低态势。>25°中未来2030年3种情景生境质量均为增加态势。4 结论与讨论
【参考文献】：
期刊论文
[1]袁河流域河流生境质量评价及其影响因素分析[J]. 雷呈,黄琪,倪才英,刘丽贞,罗津,刘建新,温巍. 江西师范大学学报(自然科学版). 2019(04)
[2]不同格网尺度下的黄山市生境质量差异分析[J]. 彭建,徐飞雄. 地球信息科学学报. 2019(06)
[3]沅江源自然保护区生境质量变化遥感监测[J]. 顾羊羊,黄贤峰,邹长新,叶鑫,林乃峰,张卫民. 生态与农村环境学报. 2019(06)
[4]基于土地覆盖和NDVI变化的拉萨河流域生境质量评估[J]. 税燕萍,卢慧婷,王慧芳,严岩,吴钢. 生态学报. 2018(24)
[5]基于CA-Markov和InVEST模型的城市景观格局与生境质量时空演变及预测[J]. 褚琳,张欣然,王天巍,李朝霞,蔡崇法. 应用生态学报. 2018(12)
[6]基于InVEST模型的昌黎县土地利用变化对生境质量的影响研究[J]. 郑宇,张蓬涛,汤峰,赵丽,赵旭. 中国农业资源与区划. 2018(07)
[7]基于土地利用格局变化的北京市生境质量时空演变研究[J]. 冯舒,孙然好,陈利顶. 生态学报. 2018(12)
[8]基于遥感和InVEST模型的白龙江流域景观生物多样性时空格局研究[J]. 谢余初,巩杰,张素欣,马学成,胡宝清. 地理科学. 2018(06)
[9]基于InVEST模型的甘肃白龙江流域生境质量时空分异[J]. 巩杰,马学成,张玲玲,柳冬青,张金茜. 水土保持研究. 2018(03)
[10]三大自然区过渡带生境质量时空差异及形成机制——以榆中县为例[J]. 刘春芳,王川,刘立程. 地理研究. 2018(02)
本文编号：3364188
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