景观格局动态变化下的生态风险.docx

景观格局动态变化下的生态风险区域生态风险评价是指人为活动或自然灾害对区域内的生态系统结构与功能等产生不良作用的可能性和危害程度[1-2]对其进行研究可以预测或评估区域生态风险水平为生态环境的保护和资源的合理利用提供科学依据。景观是人为活动或自然灾害的主要载体由相互作用的景观要素或生态系统以一定的规律组成具有异质性。掌握景观格局、组成要素相互作用以及功能的变化特征和演替规律可以快速、准确地了解区域生态系统结构与功能的变化[3]。在景观层次上研究区域生态风险具有尺度适宜性。基于景观格局动态变化角度对生态风险进行研究可以掌握景观的各种潜在生态类型和积累效果从而为区域风险管理提供理论和技术支持。随着人为活动的不断加剧、生态问题的突显人们对生态风险和环境保护的认识不断提高。生态风险研究也受到广泛学者的关注相关研究主要集中于湖泊河流流域[4-5]、城市[6-8]和城乡交错带[9]以及湿地[10-11]等方面的研究并且从重金属污染[12]、土地利用变化[13]和景观结构[14]等角度研究区域生态风险。扎龙自然保护区作为国家级湿地保护区不仅能够为人们提供观赏的景观价值而且具有巨大的环境功能和生态效益。本文综合运用景观生态学原理和地理信息系统技术以扎龙自然保护区为研究区分别从斑块类型水平指数（class-levelindex）和景观水平指数（landscape-levelindex）中选取具有典型代表性的指数对1995~2010年15年间研究区景观格局的变化规律进行分析；构建景观生态风险指数对景观格局变化进行生态风险分析揭示研究区生态风险的时空变化特征从而为保护区生态环境保护维护区域生态健康和实现区域可持续发展提供科学指导。1研究区概况扎龙自然保护区位于黑龙江省西部松嫩平原乌裕尔河下游西北距黑龙江省齐齐哈尔市约30km地理位置为123度47′~124度37′E46度52′~47度32′N所辖区域包括齐齐哈尔的富裕县、泰来县、铁锋区、昂昂溪里以及大庆市的林甸县、杜尔伯特蒙古自治县共六个县区保护区总面积为2100km2。其由乌裕尔河下游流域一大片永久性和季节性淡水沼泽地和无数小型浅水湖泊组成区域属寒温带大陆季风气候平均气温2~4℃平均降雨量426mm是我国北方同纬度地区保留最完整、最原始、最开阔的湿地生态系统。扎龙自然保护区是我国第一批国家自然保护区之一。1976年由黑龙江省林业厅开始筹建至1979年黑龙江省人民政府批准成立黑龙江省扎龙自然保护区；1987年4月国务院批准扎龙自然保护区为国家级自然保护区；1992年中国加入《关于特别是作为水禽栖息地的国际重要湿地公约》扎龙保护区被列入国际重要湿地名录。2数据来源与景观类型提取本研究以1995年LandsatTM影像和2010年SPOT5影像为基础数据以扎龙自然保护区1:5万地形图等图件为辅助图件数据。运用ERDAS8.5等遥感图像处理软件对1995年LandsatTM影像和2010年SPOT5影像进行图像镶嵌、融合、几何校正和掩膜裁剪等预处理工作。根据研究的需要和各地物光谱特征本文结合研究内容和研究区特点把研究区的景观类型分为沼泽地、耕地、林地、草地、居民点及工矿用地、水域和未利用地七个类型分别建立解译标志进行图像增强和判读解译等工作分类结果经过验证分类精度符合研究要求。根据分类结果将空间栅格数据矢量化并在ArcGIS10.0中创建拓扑关系最终生成空间信息与属性信息相结合的数据库。利用Ar-cGIS10.0的空间分析功能将创建的SHP矢量数据转化成以30m为网格尺寸的栅格数据以便利用Fragstats3.3软件进行相关景观格局指数分析与计算。3研究区景观格局动态变化景观格局指数可分为斑块水平指数（patch-levelindex）、斑块类型水平指数（class-levelindex）和景观水平指数（land-scape-levelindex）3个层次目前已经有许多用来分析景观格局的指标[15]。本文选取具有典型生态涵义的8个斑块类型水平指数分别为斑块类型面积、斑块所占景观面积比例、斑块数量、斑块密度、归一化景观形状指数、平均形状指数、平均分维数、平均临近指数；选取4个景观水平指数分别为斑块数量、斑块密度、蔓延度和香农多样性指数。通过计算表明1995~2010年研究区景观总体斑块数量和斑块密度分别由817、0.3629升高到7063、3.1383景观破碎化严重；并且能够敏感反应景观总体空间格局分布的景观蔓延度和香农多样性两项指数分别降低和升高表明研究区各景观类型斑块连通度降低景观呈现具有多种要素的密集格局景观异质性和破碎度增强。对比分析1995年和2010年研究区各景观类型的景观格局变化特征结果表明：沼泽地、耕