2000-2018年西秦岭景观格局变化及生态系统健康评价
作者:
基金项目:

科技部科技基础资源调查专项(2017FY100900)


Landscape pattern changes and ecosystem health assessment in the Western Qinling Mountains from 2000 to 2018
Author:
Fund Project:

National Science and Technology Basic Resource Investigation Program, No. 2017FY100900

  • 摘要
  • | |
  • 访问统计
  • |
  • 参考文献
  • |
  • 相似文献
  • |
  • 引证文献
  • |
  • 文章评论
    摘要:

    西秦岭地区生态环境脆弱,人地矛盾日益加剧,区域景观格局变化及其生态系统健康演变趋势关系到区域生态安全。研究探讨2000-2018年西秦岭景观格局和生态系统健康状况的时空演变,采用2000-2018年的遥感数据,分析西秦岭的景观格局及其演变;并且在活力-组织力-反弹力(VOR)框架模型的基础上,结合生态系统服务能力和人类胁迫指标,分析西秦岭的生态系统健康状态及变化趋势。研究结果表明:西秦岭有三种优势景观,包括林地、耕地和草地,2000-2018年景观类型转移主要发生在这三者的互相转换;城镇用地的面积也处于增加的态势且增势较大。西秦岭景观扩张是通过大量小规模零散的斑块扩张实现的。由于秦岭生态保护的加强,西秦岭的景观异质性和破碎化程度在2005年出现转折点,景观类型呈均衡发展趋势。研究区超过60%面积的地区生态景观属于健康状态,且2000-2018年西秦岭的生态系统健康指数呈增加态势,生态系统的状态逐渐向好发展,但西秦岭的高寒山地以及秦岭与黄土高原复合边缘地带的生态脆弱区处于亚健康或不健康状态。研究成果对西秦岭生态脆弱敏感地带的生态保护与治理具有重要意义。

    Abstract:

    The changes of regional landscape patterns and evolution trend of ecosystem health are significant for regional ecological security in the Western Qinling Mountains due to its fragile environment and increasing human-land conflict. This paper discussed the spatial and temporal evolution of landscape pattern and ecosystem health in the Western Qinling Mountains from 2000 to 2018. Landscape pattern in the Western Qinling Mountains was explored using remote sensing data from 2000 to 2018. The Vigor-Organization-Resilience model, the ecosystem service capacity and human disturbance were used to study the ecosystem health of the Western Qinling Mountains. The forest, cropland and grassland were three dominant landscapes in the study area. The transfers of landscape types mainly occurred in the mutual conversion of the three types from 2000 to 2018. In addition, the area of settlement has been increasing rapidly. The expansion of landscape types in the Western Qinling Mountains was realized through a large number of small-scale scattered expansion patches. There was a turning point in the landscape heterogeneity and fragility of the Western Qinling Mountains in 2005 and the landscape types showed a balanced development trend due to the strengthening of ecological protection. More than 60% of the ecosystem landscapes in the study area were in a healthy state, and the ecosystem health index of the Western Qinling Mountains increased from 2000 to 2018. However, the high-altitude ecologically fragile areas of the Western Qinling Mountains and the marginal zone of the Qinling Mountains and the Loess Plateau were in sub-health or unhealthy state. The research results are of great significance for the ecological protection and management of the ecologically fragile and sensitive zone in the Western Qinling Mountains and in prove the stability of its ecosystem.

    参考文献
    [1] Xie YJ, Yu X J, Ng N, Li K, Fang L. Exploring the dynamic correlation of landscape composition and habitat fragmentation with surface water quality in the Shenzhen River and deep bay cross-border watershed, China. Ecological Indicators, 2018, 90:231-246.
    [2] 麻海涛. 耕地质量与耕地景观格局的耦合性研究——以嵊州市为例[D]. 杭州:浙江大学, 2018.
    [3] 傅伯杰, 陈利顶, 王军, 孟庆华, 赵文武. 土地利用结构与生态过程. 第四纪研究, 2003, 23(3):247-255.
    [4] 柳迪子, 杜守帅, 王晨旭. 旅游型乡村景观格局变化及生态系统服务价值响应——以江苏省无锡市太湖国家旅游度假区为例. 水土保持通报, 2021, 41(5):264-275, 286.
    [5] Kelly M, Tuxen K A, Stralberg D. Mapping changes to vegetation pattern in a restoring wetland:finding pattern metrics that are consistent across spatial scale and time. Ecological Indicators, 2011, 11(2):263-273.
    [6] Abdullah S A, Nakagoshi N. Changes in landscape spatial pattern in the highly developing state of Selangor, peninsular Malaysia. Landscape and Urban Planning, 2006, 77(3):263-275.
    [7] 刘小平, 黎夏, 陈逸敏, 秦雁, 李少英, 陈明辉. 景观扩张指数及其在城市扩展分析中的应用. 地理学报, 2009, 64(12):1430-1438.
    [8] 傅伯杰, 刘世梁, 马克明. 生态系统综合评价的内容与方法. 生态学报, 2001, 21(11):1885-1892.
    [9] 彭建, 王仰麟, 吴健生, 张玉清. 区域生态系统健康评价——研究方法与进展. 生态学报, 2007, 27(11):4877-4885.
    [10] Harwell M A, Gentile J H, McKinney L D, Tunnell J W Jr, Dennison W C, Kelsey R H, Stanzel K M, Stunz G W, Withers K, Tunnell J. Conceptual framework for assessing ecosystem health. Integrated Environmental Assessment and Management, 2019, 15(4):544-564.
    [11] Council N R. Sustainable construction:green building design and delivery2nd ed.-Hoboken, N.J.:John Wiley & Sons, 2008.
    [12] 常守志. 基于生态流的城市景观生态变化与优化研究[D]. 长春:吉林大学, 2019.
    [13] 张渊. 基于VOR模型的滇池流域生态系统健康多尺度评价研究[D]. 昆明:云南财经大学, 2020.
    [14] 徐烨, 杨帆, 颜昌宙. 基于景观格局分析的雄安城市湿地生态健康评价. 生态学报, 2020, 40(20):7132-7142.
    [15] 牛明香, 王俊, 徐宾铎. 基于PSR的黄河河口区生态系统健康评价. 生态学报, 2017, 37(3):943-952.
    [16] 徐国荣, 马维伟, 李广, 张宏奎. 基于PSR模型的甘南尕海湿地生态系统健康评价. 水土保持通报, 2019, 39(6):275-280.
    [17] 沙宏杰, 张东, 施顺杰, 刘兴兴. 基于耦合模型和遥感技术的江苏中部海岸带生态系统健康评价. 生态学报, 2018, 38(19):7102-7112.
    [18] 郭秀锐, 杨居荣, 毛显强. 城市生态系统健康评价初探. 中国环境科学, 2002, 22(6):525-529.
    [19] Peng J, Liu Y X, Wu J S, Lv H L, Hu X X. Linking ecosystem services and landscape patterns to assess urban ecosystem health:a case study in Shenzhen City, China. Landscape and Urban Planning, 2015, 143:56-68.
    [20] Kesgin Atak B, Ersoy Tonyaloǧlu E. Monitoring the spatiotemporal changes in regional ecosystem health:a case study in Izmir, Turkey. Environmental Monitoring and Assessment, 2020, 192(6):385.
    [21] 刘思怡, 丁建丽, 张钧泳, 张振华, 陈香月, 玛依拉·热西丁. 艾比湖流域草地生态系统环境健康遥感诊断. 草业学报, 2020, 29(10):1-13.
    [22] 朱卫红, 郭艳丽, 孙鹏, 苗承玉, 曹光兰. 图们江下游湿地生态系统健康评价. 生态学报, 2012, 32(21):6609-6618.
    [23] 张月琪, 张志, 江鎞倩, 沈小雪, 李瑞利. 粤港澳大湾区典型城市红树林生态系统健康评价与管理对策. 中国环境科学, 2022, 42(5):2352-2369.
    [24] 蒋旻婧. 基于土地利用景观格局变化的滇池流域生态系统健康评价研究[D]. 昆明:云南财经大学, 2019.
    [25] 王瑗. 流域尺度景观格局时空演变与生态系统健康评价研究[D]. 长春:东北师范大学, 2012.
    [26] Liu G Y, Yang Z F, Chen B, Zhang Y, Zhang L X, Zhao Y W, Jiang M M. Emergy-based urban ecosystem health assessment:a case study of Baotou, China. Communications in Nonlinear Science and Numerical Simulation, 2009, 14(3):972-981.
    [27] 王根绪, 刘国华, 沈泽昊, 王文志. 山地景观生态学研究进展. 生态学报, 2017, 37(12):3967-3981.
    [28] 杜子图, 吴淦国, 吕古贤, 王平安, 董法宪. 西秦岭及周边地区构造体系划分与构造演化. 地质力学学报, 1998, 4(3):41-49.
    [29] Liu X X, Yu L, Si Y L, Zhang C, Lu H, Yu C Q, Gong P. Identifying patterns and hotspots of global land cover transitions using the ESA CCI Land Cover dataset. Remote Sensing Letters, 2018, 9(10):972-981.
    [30] 吴健生, 罗可雨, 赵宇豪. 深圳市近20年城市景观格局演变及其驱动因素. 地理研究, 2020, 39(8):1725-1738.
    [31] 方庆, 董增川, 刘晨, 山成菊. 基于景观格局的区域生态系统健康评价——以滦河流域行政区为例. 南水北调与水利科技, 2012, 10(6):37-41.
    [32] 袁毛宁, 刘焱序, 王曼, 田璐, 彭建. 基于"活力-组织力-恢复力-贡献力"框架的广州市生态系统健康评估. 生态学杂志, 2019, 38(4):1249-1257.
    [33] 武鹏飞, 周德民, 宫辉力. 一种新的景观扩张指数的定义与实现. 生态学报, 2012, 32(13):4270-4277.
    [34] 王春叶. 基于遥感的生态系统健康评价与生态红线划分——以浙江省海岸带为例[D]. 上海:上海海洋大学, 2016.
    [35] Peng J, Liu Y X, Li T Y, Wu J S. Regional ecosystem health response to rural land use change:a case study in Lijiang City, China. Ecological Indicators, 2017, 72:399-410.
    [36] 秦艳丽, 时鹏, 何文虹, 霍春平, 李鹏, 李占斌, 杨殊桐, 冯朝红. 西安市城市化对景观格局及生态系统服务价值的影响. 生态学报, 2020, 40(22):8239-8250
    [37] 吴海珍, 阿如旱, 郭田保, 孙紫英. 基于RS和GIS的内蒙古多伦县土地利用变化对生态服务价值的影响. 地理科学, 2011, 31(1):110-116.
    [38] 肖风劲, 欧阳华. 生态系统健康及其评价指标和方法. 自然资源学报, 2002, 17(2):203-209.
    [39] 刘明华, 董贵华. RS和GIS支持下的秦皇岛地区生态系统健康评价. 地理研究, 2006, 25(5):930-938.
    [40] 燕守广, 李辉, 李海东, 张银龙. 基于土地利用与景观格局的生态保护红线生态系统健康评价方法——以南京市为例. 自然资源学报, 2020, 35(5):1109-1118.
    [41] 谢高地, 鲁春霞, 冷允法, 郑度, 李双成. 青藏高原生态资产的价值评估. 自然资源学报, 2003, 18(2):189-196.
    [42] 谢高地, 张彩霞, 张雷明, 陈文辉, 李士美. 基于单位面积价值当量因子的生态系统服务价值化方法改进. 自然资源学报, 2015, 30(8):1243-1254.
    [43] Costanza R, d'Arge R, de Groot R, Farber S, Grasso M, Hannon B, Limburg K, Naeem S, O'Neill R V, Paruelo J, Raskin R G, Sutton P, van den Belt M. The value of the world's ecosystem services and natural capital.Nature, 1997, 387(6630):253-260.
    [44] 王宁, 杨光, 韩雪莹, 贾光普, 刘峰, 李涛, 贾宁. 内蒙古1990-2018年土地利用变化及生态系统服务价值. 水土保持学报, 2020, 34(5):244-250.
    [45] 王秀兰, 包玉海. 土地利用动态变化研究方法探讨. 地理科学进展, 1999, 18(1):81-87.
    [46] 庄大方, 刘纪远. 中国土地利用程度的区域分异模型研究. 自然资源学报, 1997, 12(2):105-111.
    [47] Sen P K. Estimates of the regression coefficient based on Kendall's tau. Journal of the American Statistical Association, 1968, 63(324):1379-1389.
    [48] 蔡博峰, 于嵘. 基于遥感的植被长时序趋势特征研究进展及评价. 遥感学报, 2009, 13(6):1170-1186.
    [49] 王立安, 钟方雷. 西部山区退耕还林工程绩效评价——以陇南市武都区为例. 开发研究, 2011(1):94-97.
    [50] 杨斌, 詹金凤, 李茂娇. 岷江上游流域环境脆弱性评价. 国土资源遥感, 2014, 26(4):138-144.
    [51] 郑晓. 陇南地区土地利用/覆被变化及生态环境效应研究[D]. 兰州:兰州大学, 2010.
    [52] 卢雅茹. 基于景观格局演变的秦岭生态系统健康评价[D]. 西安:长安大学, 2021.
    [53] 郭少壮, 白红英, 孟清, 赵婷, 黄晓月, 齐贵增. 秦岭地区林地与草地景观格局变化及其驱动因素. 生态学报, 2020, 40(1):130-140.
    [54] 武都区林草局. 陇南市武都区新一轮退耕还林工程成效显著.[2020-12-15].http://lycy.gansu.gov.cn/contents/87498.html.
    [55] 王珞珈, 董晓峰, 刘星光. 人口城市化与土地城市化质量耦合协调性的时空特征——以甘肃省12个中心城市为例. 应用生态学报, 2016, 27(10):3335-3343.
    [56] 薛丹. 中国西北地区城市土地利用效率时空演变及其影响因素研究[D]. 兰州:兰州大学, 2021.
    [57] 李鹏山. 农田系统生态综合评价及功能权衡分析研究[D]. 北京:中国农业大学, 2017.
    [58] 汲玉河, 周广胜, 王树东, 王丽霞, 周梦子. 2000-2019年秦岭地区植被生态质量演变特征及驱动力分析. 植物生态学报, 2021, 45(6):617-625.
    [59] 丁丽. 陇南金矿区矿山环境遥感监测与GIS评价研究[D]. 长沙:中南大学, 2010.
    相似文献
    引证文献
    网友评论
    网友评论
    分享到微博
    发 布
引用本文

李凤,周文佐,邵周玲,周新尧,付小丽.2000-2018年西秦岭景观格局变化及生态系统健康评价.生态学报,2023,43(4):1338~1352

复制
分享
文章指标
  • 点击次数:502
  • 下载次数: 2858
  • HTML阅读次数: 966
  • 引用次数: 0