河湟地区生态安全格局构建研究

发布时间：2020-09-16 20:01

　　随着社会经济的发展,人口逐渐向城市转移,中国的城市化进程取得了举世瞩目的成绩。但随着城市化进程的推进,人类活动对国土空间不合理的开发利用,导致区域内生态环境状况逐渐恶化。面对愈演愈烈的生态环境问题,国家在十八大时提出了生态文明建设的总体思路,构建区域生态安全格局作为生态文明建设的重要内容,目前已上升到国家安全战略层面。与此同时,国家为顺应城市化发展规律,制定了新型城镇化发展规划,城市群建设作为新型城镇化规划的核心抓手,在促进区域协调发展,培育区域增长极中发挥着重要的作用。但是,城市群的发展取决于区域的资源环境承载能力,只有合理配置资源、环境容量,科学构建区域生态安全格局,才能处理好国土开发和生态环境保护的关系。河湟地区地处青藏高原生态屏障和我国北方防沙带之间,对保护好“中华水塔”、阻止西部荒漠化地区向东蔓延具有独特的战略支撑作用,与“两屏三带”为主体的国家生态安全战略格局密切相关,对承载区域生态保护具有重要作用。但区域自身所处的自然环境条件,又决定了该地区生态环境十分脆弱,随着人类活动不合理的开发利用,水土流失严重、土地沙化面积扩大、地质灾害频发、生物多样性降低等生态环境问题突出。随着国家新型城镇化建设的推进,河湟地区作为兰州—西宁城市群的重要承载地域,适时构建该地区的生态安全格局显得尤其必要。基于此,本文在梳理生态安全相关理论及国内外研究进展的基础上,采用土地利用动态度、土地利用转移矩阵、景观格局指数、水量平衡模型、修正后的通用土壤流失方程、INVEST模型、最小累积阻力模型等研究方法构建区域生态安全格局。通过分析20年来研究区的土地利用演变过程和景观格局特征,了解了区域生态环境特征;通过生态系统功能评价,掌握了区域重要生态功能的空间分布,为识别研究区重要生态源地奠定了基础;通过最小累积阻力模型,建立了研究区最小累积阻力面,并最终构建了以生态源地、生态缓冲区、生态廊道、生态战略节点组成的区域生态安全格局。结论如下:(1)河湟地区土地利用演变过程:河湟地区土地利用类型以农业为主,主要为耕地、林地、草地,三者合计占研究区面积的80%以上。通过前后两个10年的对比,可以发现土地利用变化速度在逐渐加快,后10年的变化速度是前者的1.61倍。其中变化速度加快的有建设用地、耕地、林地、未利用地;变化速度减慢的有草地、水域。后10年建设用地增加量是前十年的6.7倍,主要是占用耕地和草地,主要分布于兰州市、白银市、西宁市、海东市;耕地面积整体处于减少趋势,主要是建设占用、退耕还林、撂荒之后转化为草地;林地面积整体处于增加趋势,主要由耕地、草地转化而来;草地面积持续减少,主要转化为耕地、建设用地;水域面积前后波动变化,基本持平,主要转化为林地和建设用地;未利用地逐渐减少,主要转化为耕地、林地和草地。(2)河湟地区景观格局特征:1995-2015年,在人类社会经济活动的压力下,河湟地区景观类型空间分布趋于分散,聚集度降低,景观更加破碎化和复杂化,单一景观类型的优势度降低,景观多样性提高。建设用地不仅在扩张,形状更加不规则,而且逐渐形成聚集中心;随着退耕还林政策的实施,林地景观破碎化程度逐渐降低,形状更加规则,连通性提高;耕地、草地、未利用地景观破碎化程度逐渐加剧,形状复杂,连通性降低;水域变化不明显。综合以上研究结果,可以发现人类活动在不断的改变着河湟地区土地利用,进而对自然生态的影响程度也在逐渐增强。(3)河湟地区生态系统功能评价:经过评价,将河湟地区生态系统功能分为高等、中等、中低等、低等四种类型,分布占研究区的21.78%、18.73%、35.62%、23.87%。功能高等区域主要集中分布于河湟地区的南部和西北部,南部以甘南藏族自治州、黄南藏族自治州为主体,西北部以祁连山区和青海湖为主体。功能低等区域主要集中分布于东北部和西南部,东北部主要集中于兰州市、白银市、定西市与临夏回族自治州北部、西宁市与海东市所在的湟水河谷地;西南部主要集中于海南藏族自治州中部盆地区。从单一生态系统功能评价结果来看,四种指标的功能等级都可以分为四种类型,空间分布结果基本一致,即生态系统功能高的区域基本都分布于河湟地区的南部和西北部,功能低的区域大体都分布于东北部和西南部。从规模结构上看,固碳释氧功能高等、中等、中低等、低等四种类型分别占研究区的25.42%、23.60%、20.38%、30.60%;水源涵养四种类型占研究区的21.20%、28.04%、32.07%、18.70%;土壤保持四种类型占研究区的14.38%、16.03%、33.88%、35.71%;生物多样性四种类型占研究区的19.48%、8.67%、53.68%、18.17%。(4)河湟地区重要生态源地识别:依据生态系统功能评价,识别了河湟地区重要生态源地,区域内确定的具有重要生态系统服务功能的源地占研究区总面积的40.51%。包围在研究区的南部和西北部,南部以甘南藏族自治州和黄南藏族自治州为中心,西北部以青海湖和祁连山为中心,土地类型以林地、水域、草地为主。(5)河湟地区生态安全格局构建:从地形因素和土地覆被类型的角度设置基本阻力面,采用最小累积阻力模型构建研究区最小累积阻力面。按照阻力值出现的频率分布曲线,将最小累积阻力面分为高、中、低三种安全水平的生态安全格局,其在生态源地外分别占研究区的14.46%、13.71%、31.32%,其中低生态安全水平的区域应该重点予以保护,城市建设和农业发展应优先利用高生态安全区域。通过对生态源地之间在最小累积阻力面上流动的最短路径分析和水文分析,研究区共确定57条生态廊道和37个生态战略节点,在未来的生态工程建设中,要重点加强生态廊道的建设,特别是生态廊道中十分脆弱的生态战略节点。
【学位单位】：西北师范大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TU986;X826
【部分图文】：

位置,青海省,湟水河,藏族

研究区范围界定河湟”一词最早出现于《汉书》中，指日月山以东、同仁县以北、黄河、湟水河流域一带，系由龙羊峡以下的黄河和湟水河谷盆地及的地理单元。其地理范围有狭义和广义之分，本次确定的研究范围湟地区，地理位置介于 34°7′31″N～39°5′7″N，98°6′8′28″之间（图 2-1）。包括甘肃省的兰州市（含兰州新区）、、临夏回族自治州、武威市天祝藏族自治县，甘南藏族自治州合作临潭县、卓尼县，青海省的西宁市、海东市、海北藏族自治州门源海晏县、祁连县，海南藏族自治州共和县、贵德县，黄南藏族自治扎县，共 53 个县（区），国土面积 15.22 万 km2，其中甘肃省 8.52省国土面积的 18.78%，青海省 6.7 万 km2，占青海省国土面积的

分布特征,藏族,临夏回族自治州,湟水河

地空间布局情况为：耕地主要集中在研究区的中部和东部地区，主、定西市、兰州市、临夏回族自治州、海东市、西宁市和海北藏族回族自治县；林地主要分布在研究区的南部和西北部地区，涉及甘、临夏回族自治州南部、海东市南部、海南藏族自治州、海北藏族市天祝藏族自治县所在的祁连山区；草地在整个研究区均有分布,类面积最大的一种类型；水域以穿过全境的黄河、湟水河、大通河布于青海湖、龙羊峡水库、刘家峡水库，以及海南藏族自治州和海中的许多小湖泊；建设用地主要集中于研究区内的城镇所在地，以的兰州市、白银市和以湟水河谷所在的西宁市、海东市分布最为密以裸地和冰川与永久积雪为主，主要分布在研究区的西部。

空间分布,固碳,功能分布

图 4-1 河湟地区固碳释氧功能分布Fig.4-1 Distribution of Carbon Sequestration and Oxygen Release Function in HehuangAre用 2015 年 MODIS MOD17A3 全年的产品，借助 ARCGIS10.1 平台的地Algebra）模块，提取植被净初级生产力（NPP）年合成数据，作为态系统固碳释氧功能的依据。采用自然断裂法将 NPP 合成数据划分分为固碳释氧功能高等、中等、中低等和低等，具体见图 4-1。从，高等、中等、中低等、低等四种类型的面积分别占研究区的 2、20.38%、30.60%。从空间分布情况来看，固碳释氧功能高的区域究区的中西部和南部、青海湖南部山区，行政辖区由东往西主要涉夏回族自治州南部、甘南藏族自治州、黄南藏族自治州、海东市的、西宁市西北部的大通回族土族自治县、青海湖南北部山区所涉天祝藏族自治县，其他区域零星分布，比如榆中县兴隆山、景泰县

【参考文献】