凉城县景观格局及其脆弱性时空变化研究

凉城县景观格局及其脆弱性时空变化研究随着中国社会经济的快速发展以及一系列重大生态工程的实施,地表景观剧烈变化,而景观变化必然影响着景观中的各种生态过程及功能,表现为景观受到强烈的分割与转化,诱发了一系列生态环境问题,因此景观时空变化及其脆弱性研究已然成为景观生态学的热点研究领域。尺度是景观生态学的核心问题,同样也是景观时空变化及其脆弱性研究的核心问题之一。本文以凉城县为例,在分析景观格局空间尺度效应的前提下,开展该区域近37年来的景观格局变化及其脆弱性研究。凉城县地处内蒙古自治区乌兰察布市南部,正处于快速城镇化阶段,景观发生快速变化,并且景观破碎化加剧,同时岱海地处凉城县境内,它是内蒙古自治区第三大湖泊,也是我国重要的湖泊湿地,发挥着极为重要的生态效应,但由于多方面原因,多年来岱海面积不断萎缩,形势严峻。基于此,本文以凉城县作为研究区,基于GIS、Fragstats、GS+、GeoDa等平台,结合景观类型数据,剖析凉城1980-2017年的景观类型变化过程,并在分析空间尺度的前提下探究凉城县景观格局及其脆弱性的时空分异特征及空间关联关系。初步结论如下:(1)凉城县以耕地和草地为主导景观类型。1980-1995年凉城以耕、林、草地的变化为主,尤以草转耕最为显著;1995-2010年景观动态变化最为剧烈,耕、林、草、水域和城乡工矿居民用地均发生了明显变化,尤以耕转草最为显著;2010-2017年景观变化剧烈程度较低,耕、林、草地的面积规模基本达到稳定状态,城乡工矿居民用地快速增加。就岱海而言,1980-1995年岱海处于萎缩状态;1995-2010年岱海处于快速萎缩状态;2010-2017年岱海周边的主要景观类型变化是沼泽地转为水域。(2)空间尺度效应研究表明凉城县的最佳空间粒度是70m,最适宜的空间幅度是3km×3km的网格大小。基于此空间粒度的景观格局研究表明:景观水平上,1980-2017年凉城县的景观破碎化程度逐步加深;1980-1995年凉城县的景观形状复杂化,景观类型组成多样化,并且景观中不同斑块类型的团聚程度降低,而1995-2017年凉城县的景观形状简单化,景观类型组成单一化,并且景观中的某种优势斑块类型形成了较好连通性。(3)时间上,1980-1995年凉城县局部地区的景观脆弱度明显上升,1995-2017年有所下降。空间上,景观脆弱度指数的高值区集中分布在凉城中部及东南部,中部景观脆弱度较高的原因是:景观系统主要受耕地控制,优势度较高造成景观敏感度高,并且景观多样性低、空间分布不均匀导致景观适应度低;东南部景观脆弱度较高的原因是:景观系统主要受耕地和草地的共同控制,耕地和草地的优势度较高一定程度上造成景观敏感度较高,同时该区域景观破碎化严重,尤其是草地。(4)从整体水平看,凉城县的景观格局脆弱性程度以中等和较高脆弱为主,尤以中等脆弱为主导,并且凉城县景观格局脆弱性存在显著的空间正相关关系。1980年景观脆弱度指数的“高-高”值区集中分布在凉城中部及东南部;1995年凉城中部的“高-高”值区分布范围明显缩小;2010年凉城中部的“高-高”值区空间分布范围扩大,并且麦胡图镇北部出现了“高-高”值区;2017年凉城中部的“高-高”值区几乎消失,这表明该时段凉城中部的景观格局脆弱性得到缓解。(5)凉城县景观格局优化与管控的主要建议有:1)加强耕地、林地和草地的合理利用和保护,减少人类活动对耕地、林地、草地的不合理扰动和破坏,降低耕地、林地、草地的割裂和