基于LUCC的生態(tài)環(huán)境人為干擾度研究
——以滇金絲猴分布區(qū)為例

黃小鳳，李 麗

(云南財(cái)經(jīng)大學(xué) 城市與環(huán)境學(xué)院，云南 昆明 650221)

1 引言

由于人口的快速增加，人類活動(dòng)造成生境喪失與棲息地破碎已經(jīng)是影響生物多樣性最直接與嚴(yán)重的威脅之一。人類活動(dòng)對(duì)生境的干擾越來越大，對(duì)土地的不合理開發(fā)利用問題也越來越突出[1]。生態(tài)干擾(hemeroby)的概念是由植物學(xué)家Jalas引入，最初是為了測(cè)量人類對(duì)植物群和植被的影響而提出的，后來這個(gè)概念被應(yīng)用于整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)，據(jù)此，生態(tài)干擾的可以理解為所有人為干預(yù)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)影響的綜合衡量標(biāo)準(zhǔn)[2]。后來，德國(guó)生態(tài)學(xué)家Sukopp將其引入了生態(tài)學(xué)的范疇，提出了人為干擾度(degree of hemeroby)的理論。人為干擾是指人類的生產(chǎn)生活活動(dòng)對(duì)資源的改造利用中對(duì)生態(tài)系統(tǒng)所產(chǎn)生的影響。

張知彬研究組的研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)人類活動(dòng)引起的棲息地破碎在氣候變化的背景下進(jìn)一步阻礙生物交流，加速了物種滅絕，這一結(jié)果為定量研究人為干擾和氣候變化對(duì)動(dòng)物種群的影響提供了一個(gè)模型和工具[3]。人為干擾對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的影響主要表現(xiàn)為對(duì)生物多樣性的威脅，生態(tài)系統(tǒng)干擾加劇和功能退化，棲息地阻斷、呈現(xiàn)孤島化甚至喪失[4]。如今，人為干擾被廣泛應(yīng)用于諸如物種保護(hù)[5]、城市環(huán)境[6]等方面的生態(tài)評(píng)價(jià)研究中。人為干擾的強(qiáng)度可以反映人類活動(dòng)的強(qiáng)弱以及土地覆被類型對(duì)人為干擾的響應(yīng)。隨著地理遙感技術(shù)的不斷發(fā)展，現(xiàn)也有不少學(xué)者和研究人員將GIS和RS結(jié)合分析人為干擾的量化影響[7]。本文以滇金絲猴分布區(qū)域?yàn)檠芯繉?duì)象，計(jì)算研究區(qū)域內(nèi)人為干擾指數(shù)，并采用克立格法做了空間插值，加強(qiáng)了對(duì)研究區(qū)域內(nèi)人為干擾度空間分布的研究，對(duì)整體認(rèn)識(shí)滇金絲猴分布區(qū)人為干擾狀況具有重要意義。

2 研究區(qū)域概況

研究區(qū)域?yàn)槲覈?guó)云南省滇西北滇金絲猴分布區(qū)，研究區(qū)域緯度介于29°20′～26°14′N 之間, 東經(jīng) 98°05′～101°16′E之間，面積約15200 km2，滇金絲猴分布區(qū)域主要分布于怒江傈傈族自治州、迪慶藏族自治州、大理白族自治州、麗江市和西藏的芒康市內(nèi)部，主要包括有維西縣、德欽縣、玉龍縣、劍川縣、云龍縣、蘭坪縣和香格里拉縣等縣。

3 數(shù)據(jù)收集與處理

研究采用的數(shù)據(jù)為2015年研究區(qū)土地利用圖，使用Arcgis10.4經(jīng)過校正、裁剪、重分類后轉(zhuǎn)換成土地利用圖(圖1)。經(jīng)過重分類后具體分為了16個(gè)地類：云冷杉林、云南松林、人工建筑、人工經(jīng)濟(jì)林、其他非林地、農(nóng)牧地、華山松、鐵杉和箭竹林、水體、灌木林地、硬葉常綠闊葉林、積雪、荒山荒地、針闊混、非林地、高山針葉林。

4 評(píng)價(jià)指標(biāo)與方法

人為干擾指數(shù)計(jì)算方法：

(1)

式(1)中，M無量綱，n為統(tǒng)計(jì)單元內(nèi)中人為干擾度，A為該統(tǒng)計(jì)單元的總面積，Ai為該統(tǒng)計(jì)單元中第種土地利用類型的面積，為第 種土地利用類型的干擾人為干擾度的相對(duì)值[8]。用人為干擾指數(shù)來分析研究區(qū)內(nèi)生態(tài)環(huán)境中受到人類活動(dòng)的干擾程度。

本研究對(duì)于人為干擾等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)參考劉富強(qiáng)等[9]對(duì)人為干擾等級(jí)的劃分，結(jié)合國(guó)家森林資源連續(xù)清查云南省第六次復(fù)查操作細(xì)則和滇金絲猴生境適宜性。在國(guó)家森林資源連續(xù)清查云南省第六次復(fù)查操作細(xì)則中明確說明非林地是指林地以外的耕地、牧草地、水域、未利用地和建設(shè)用地，因此認(rèn)為非林地和其他非林地是完全人為干擾區(qū)域。而冰川積雪能很好的保持其地質(zhì)地表狀態(tài)，幾乎無人類活動(dòng)，因此認(rèn)為是無人為干擾地區(qū)。其余土地覆被類型按人為干擾的影響強(qiáng)度分級(jí)賦值(表1)。

圖1 研究區(qū)域土地利用

表1 人為干擾程度分類及賦值

5 結(jié)論與分析

5.1 研究區(qū)域人為干擾強(qiáng)度

用人為干擾強(qiáng)度指數(shù)評(píng)價(jià)研究區(qū)域的人類活動(dòng)的干擾強(qiáng)度能夠直觀揭示人為干擾強(qiáng)度的空間分布規(guī)律。本文以網(wǎng)格作為統(tǒng)計(jì)單元，首先使用ArcGis創(chuàng)建漁網(wǎng)工具，采用5 km×5 km的正方形網(wǎng)格等間距進(jìn)行空間采樣，共有680個(gè)樣區(qū)和樣點(diǎn)。計(jì)算出每個(gè)網(wǎng)格中心點(diǎn)的人為干擾指數(shù)作為樣地中心點(diǎn)的人為干擾值。

從計(jì)算得到的各網(wǎng)格點(diǎn)的人為干擾指數(shù)可以統(tǒng)計(jì)出各等級(jí)人為干擾強(qiáng)度的網(wǎng)格點(diǎn)數(shù)目(圖2)。圖2為統(tǒng)計(jì)的各人為干擾等級(jí)的面積占總面積的百分比，從中可以發(fā)現(xiàn)H2(微弱干擾)所占總面積的比例是最大的，說明研究區(qū)域?qū)⒔?0%的面積都處于微弱人為干擾的狀態(tài)下。其次是輕度人為干擾區(qū)域和強(qiáng)烈人為干擾區(qū)域，所占比例在10%以上，其余等級(jí)人為干擾強(qiáng)度面積相對(duì)較少?？傮w來說，研究區(qū)域人為干擾較弱，這主要得益于滇金絲猴分布區(qū)位于云南西部和西北部，地勢(shì)以高原山地為主，經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平相對(duì)較低，從而人為干擾度總體偏低，大部分地區(qū)處于微弱人為干擾。

圖2 不同人為干擾等級(jí)面積占總面積比例

5.2 人為干擾空間分布

對(duì)計(jì)算出的網(wǎng)格點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行克立格插值(Kring)可得到人為干擾的空間分布圖，疊加滇金絲猴棲息地可以識(shí)別滇金絲猴分布區(qū)周圍的人為干擾情況(圖 3)。人為干擾強(qiáng)度從總體上看較低且空間差異明顯，從北向南呈現(xiàn)上升的趨勢(shì)，人為干擾最高的區(qū)域集中分布在西南位置的南坪縣，結(jié)合村點(diǎn)分布和道路分布圖，可以發(fā)現(xiàn)人為干擾強(qiáng)烈的區(qū)域位于村點(diǎn)和道路周圍，特別是村點(diǎn)密集和道路交叉位置。滇金絲猴棲息地附近人為干擾程度偏低，說明滇金絲猴棲息地總體上受人為干擾的影響較低，這為滇金絲猴種群的生存和發(fā)展提供了一種有利條件。

圖3 人為干擾與疊加滇金絲猴棲息地的人為干擾

5.3 討論

由于人為干擾尤其是土地利用變化所造成的生境破碎化問題廣泛地引起人們注意，生境的消失和破碎化已成為生物多樣性的最大威脅[10]。土地利用的變化是生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能退化的主要驅(qū)動(dòng)力，也是影響生物多樣性的關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)力。特別是人為干擾影響下的土地利用類型的轉(zhuǎn)變打破了原來的土地利用的模式，改變了景觀格局和結(jié)構(gòu)，生態(tài)系統(tǒng)的功能和服務(wù)也隨之改變，從而影響生物多樣性。

滇金絲猴現(xiàn)有棲息地極度破碎，而且種群之間越來越趨于隔離，而該地區(qū)人口的增加和高山牧場(chǎng)的不斷擴(kuò)大正是造成這種局面的主要原因[11]。所以在未來的一段時(shí)間內(nèi)，加強(qiáng)滇金絲猴棲息地的保護(hù)工作仍然是工作的重點(diǎn)。合理調(diào)整各類土地利用類型的面積，減輕人為因素對(duì)對(duì)滇金絲猴棲息地破碎的影響，保護(hù)高山森林，為滇金絲猴種群的生存和擴(kuò)散提供更為有利的條件。