土地利用覆蓋變化與生態(tài)安全格局的響應(yīng)

張?jiān)姮?/p>

摘要：綠洲是干旱區(qū)特有的地域景觀，諸多因素導(dǎo)致該狀況的形成，比如氣候、地貌、人類活動等，其中主要影響是水資源。其形成于山區(qū)，開發(fā)利用于綠洲內(nèi)陸平原，這種水資源的特點(diǎn)是產(chǎn)水和用水在不同的地方，在自然條件下，山區(qū)水資源多次進(jìn)入綠洲后轉(zhuǎn)化為地下水資源，使綠洲地下水資源的分布達(dá)到自然平衡。綠洲生態(tài)系統(tǒng)極為脆弱，其演化呈現(xiàn)出綠洲與綠洲荒漠化兩個(gè)相反的方向。利用TM和spot遙感圖像，利用遙感、Spss和gis等多種方法，根據(jù)連續(xù)20年的土地利用類型的變化，研究其空間以及面積的變化，城市擴(kuò)張，荒漠化程度以及帶給周邊環(huán)境的生態(tài)變化。得到土地利用類型變化的規(guī)律，并且結(jié)合氣候、植被覆蓋率等方面的影響，利用遙感方法反演植被生產(chǎn)力，構(gòu)建以水資源作為約束條件的生態(tài)安全模型。

關(guān)鍵詞：土地利用，生態(tài)，綠洲

1 引言

土地利用/覆蓋變化（LUCC）是地表對人類活動影響的反映情況。由于LUCC的改變可對土壤環(huán)境帶來一定的影響，比如土壤質(zhì)量方面下降，主要表現(xiàn)為土壤荒漠化、侵蝕、污染、酸化和物理退化。綠洲的產(chǎn)生和分布是建立在一定的自然條件和人類社會生產(chǎn)力發(fā)展的基礎(chǔ)上的。基于自然因素和人類活動的共同影響，對綠洲的興盛或衰敗產(chǎn)生很大程度上的抉擇。水資源是城市發(fā)展的重要條件之一，對于城市而言，河流水量的枯竭是水資源的減少的重要原因。一則是，歷史學(xué)家和地理學(xué)家從各自領(lǐng)域方面研究了綠洲的發(fā)源和城市綠洲的發(fā)展過程。再則是，通過對歷史資料和考古材料的研究，以及考古過程的發(fā)現(xiàn)，得到水源對于城市發(fā)展興亡的重要性。在此基礎(chǔ)上，水資源約束是綠洲城市可持續(xù)發(fā)展和生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的關(guān)鍵因素，通過對中國河西走廊拉斯韋加斯綠洲盆地的分析，可以看出綠洲城市化過程中幾乎所有的環(huán)境問題都需要水，在此基礎(chǔ)上，方傳林等提出了綠洲城市化過程中的水環(huán)境問題。基于研究城市化進(jìn)程及其環(huán)境影響的重要性，提出了研究西北干旱區(qū)水資源約束下城市化進(jìn)程及其環(huán)境影響的思路。從城市化過程中水資源壓力機(jī)制和規(guī)律出發(fā)，分析了城市化的水效應(yīng)，構(gòu)建有關(guān)于城市化以及其生態(tài)效應(yīng)的生態(tài)安全格局，并對此進(jìn)行預(yù)測未來其變化。對于其水資源約束設(shè)置不同情景，從而分析得到最佳模式。

對人類活動過程中LUCC的規(guī)律性和驅(qū)動機(jī)制的研究一直是國內(nèi)外學(xué)者關(guān)注的焦點(diǎn)。史培軍等[1]綜合論述了土地利用/土地覆被研究的方法，利用TM/Landsat數(shù)據(jù)對城市化進(jìn)程中的土地利用/土地覆被進(jìn)行了大量的應(yīng)用研究。本文利用DMSP/OLS數(shù)據(jù)和OLS統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，對20世紀(jì)90年代以來我國城市化進(jìn)程和機(jī)制進(jìn)行了研究。比較了兩種方法與Landsat TM方法的相似性?？盗岱业萚2]研究了不同土地利用方式對城市土壤理化性質(zhì)的影響，結(jié)果表明：道路兩側(cè)土壤有機(jī)碳含量明顯高于道路兩側(cè)土壤有機(jī)碳含量。不同土地利用方式下，居民區(qū)、公園、農(nóng)田土壤中Pb、Zn、Cu、Cd、Hg含量差異顯著。孟飛等[3]研究浦東新區(qū)高強(qiáng)度人類活動對土地利用的時(shí)空變化、驅(qū)動機(jī)制、水環(huán)境效應(yīng)。

草地退化、水資源枯竭和綠洲生態(tài)安全已成為制約區(qū)域發(fā)展的重要因素，土地利用/植被變化是區(qū)域發(fā)展的主要驅(qū)動力。建立以水為約束條件的綠洲生態(tài)安全格局，調(diào)整景觀的組成和分布，防止綠洲生產(chǎn)力下降，實(shí)現(xiàn)綠洲經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，對人類具有十分重要的意義。本論文以我國的TM影像和SPOT影像為基礎(chǔ)?利用遙感、遙感、地理信息系統(tǒng)和統(tǒng)計(jì)分析等方法，對重慶市土地利用/土地覆被空間擴(kuò)展變化進(jìn)行了研究。在研究區(qū)重建過程中，總結(jié)了近20年來綠洲荒漠化及其對生態(tài)環(huán)境的影響，總結(jié)了綠洲景觀格局、植被生產(chǎn)力根據(jù)地下水、氣象、植被、采樣等資料，構(gòu)建了水資源約束下的生態(tài)安全格局。

2 研究方法

（1）基于研究區(qū)域各個(gè)時(shí)期TM偽彩色衛(wèi)星圖像，對此進(jìn)行人工解譯，并且根據(jù)歷史資料和現(xiàn)場探勘，綜合性研究近20年來該區(qū)域的荒漠化和生態(tài)安全格局的變化。

（2）利用地理信息系統(tǒng)的空間分析功能，研究區(qū)域景觀格局變化過程和生態(tài)規(guī)律。

（3）利用典型采樣點(diǎn)測量了3種景觀類型的環(huán)境影響指標(biāo)，并通過空間變異分析將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為柵格數(shù)據(jù)。

（4）結(jié)合地下水、氣象、植被、采樣、調(diào)查等資料，建立水資源約束下的生態(tài)安全格局。

3 研究結(jié)果

以遙感和GIS技術(shù)為基礎(chǔ)，應(yīng)用景觀生態(tài)學(xué)原理，研究了區(qū)域地下水利用過程中景觀生態(tài)格局的變化規(guī)律。研究綠洲時(shí)空變化及其對生態(tài)環(huán)境的響應(yīng)，為綠洲可持續(xù)發(fā)展提供科學(xué)決策依據(jù)，并對政府在新視野方面提供一系列建議。在區(qū)域尺度上，構(gòu)建了以水資源為約束條件的區(qū)域生態(tài)安全格局，并結(jié)合 GIS 技術(shù)對等級分布格局進(jìn)行空間相關(guān)性分析，結(jié)果表明：在水資源約束條件下，不同類型的景觀與水體密切相關(guān)。在特定條件的約束下，構(gòu)建綠洲生態(tài)安全格局，調(diào)整景觀結(jié)構(gòu)和布局，防止綠洲生產(chǎn)力下降，提高土壤質(zhì)量，維持生態(tài)的結(jié)構(gòu)和能力，實(shí)現(xiàn)綠洲經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]史培軍， 宮鵬， 李曉兵等. 土地利用/覆蓋變化研究的方法與實(shí)踐[J]. 北京： 科學(xué)出版社， 2000.

[2] 康玲芬， 李鋒瑞， 化偉， 等. 不同土地利用方式對城市土壤質(zhì)量的影響[J] 生態(tài)科學(xué)，2006， 25（1）：59～63.

[3] 孟飛， 劉敏， 張心怡， 2005. 高強(qiáng)度人類活動下河網(wǎng)水系時(shí)空變化分析—以浦東新區(qū)為例[J]. 資源科學(xué)， 27（6）， 156～161.

成都理工大學(xué) 610059