乌鲁木齐河流域中下游地区土地利用变化的时空特征及生态影响

• 作 者: 郭俊莉
• 出 处: 山西师范大学
• 发表日期: 2020年01期
• 关键词: 土地利用变化 时空特征 生态系统服务价值 乌鲁木齐河流域

土地是人类生存与发展的基础,是影响生态环境变化的重要因素,与人类福祉密切相关,分析土地利用变化特征及其生态影响,对区域可持续发展具有重要意义。位于西北干旱区的乌鲁木齐河流域,是典型的绿洲生态系统,是区域社会、经济和环境可持续发展的基础。受气候变化的影响,西北地区呈现明显的变暖增湿趋势,流域受气温和降水的影响显著,加上近几十年人类活动程度加大,土地利用及其生态系统服务发生了动态变化。因此,对流域土地利用变化特征及其生态影响进行定量评估与分析,对推动流域可持续发展具有重要意义,也为满足生态脆弱区生态安全文明建设的需求提供参考。本文以乌鲁木齐河流域中下游为研究区,利用随机森林分类法解译1995-2015年间5期遥感影像,建立土地利用数据库,从数量、空间、程度和结构等方面分析其土地利用变化特征,并利用当量因子法定量评估该区生态系统服务价值,根据生态系统服务变化指数、权衡协同度模型、相关系数法,定量分析了流域各类生态系统服务之间的权衡与协同关系。最终从时空尺度探讨了研究区1995-2015年的土地利用变化特征及其生态影响。通过研究,得到以下结论:1995-2015年,乌鲁木齐河流域中下游地区各土地利用类型在空间分布上较为集中,以耕地、建设用地和未利用地为主,三者占总面积的85%以上。在数量变化上表现为耕地、未利用地和盐碱地面积减少,建设用地、林地、草地及水域面积增加的过程,城市化建设中大量耕地被占用,然而林草地逐步恢复,水域面积增加(增幅达4.2%),用地结构变化显著。各地类的综合土地利用动态度先降后升,土地流转较为频繁,利用程度整体处于中等水平。总体而言,土地利用系统正在向有序、合理的方向发展,土地利用结构逐步趋向稳定。研究区生态系统服务价值呈上升趋势,20年间净增加7.08×10~8元,耕地、林地和水域是其主要构成部分;从贡献率看,水域、草地及林地成为研究区生态服务价值的主要贡献体,三者占总贡献率的75%以上,且贡献率持续上升,促使生态系统向良性转变。因此,进一步贯彻国家退耕还林还草政策以及加强水域保护是保障流域未来可持续发展和生态安全文明建设的有效举措。单项生态功能中,除粮食生产外,其他各项功能的服务价值呈上升态势,且生物多样性保护、废物处理与水源涵养的服务价值占比达54.87%,表明研究区生态系统的服务性功能大于生产性功能。1995-2015年,各类生态系统服务变化指数表现出倍增、持平、减少的变化趋势。调节服务的价值最大,是研究区最主要的生态系统服务。在乌鲁木齐河流域中下游地区生态系统服务之间,主要以协同关系为主,在支持服务、文化服务和调节服务三者之中表现更为显著。权衡关系主要与供给服务有关。2005年以后,生态系统各项服务之间表现出协同关系加强、权衡关系减弱的趋势。长时序整体分析以及短时间动态分析的结果基本一致。利用CA-Markov模型预测乌鲁木齐河流域中下游地区2025年、2035年的土地利用情况。2015-2025年间,盐碱地的面积减少最多,草地面积增加最多,水域、建设用地及耕地变化较小。2025-2035年间,盐碱地依然在减少,草地在增加,但草地的增加幅度在变小,与此同时,水域的面积在增加,增加幅度比较大。