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博尔塔拉河流域景观生态风险时空变化分析

日期:2023-10-26 10:28:21     作者:贺洋    浏览:0    
核心提示:博河流域2000、2010和2020年平均景观生态风险指数分别为0.01137、0.01145和0.01100,整体变化不大,呈先增加后降低的趋势。
结果与分析
 
3.1景观格局指数的时序变化
 
参考相关研究[20],选取斑块面积比例、斑块平均面积等景观指数,运用Fragstats软件计算得出景观及类型水平的指数值。分析统计结果得出,博河流域的基质景观类型为草地,2000年面积为14722.08km2,2020年下降到12137.67km2,占比由59%下降到48%;裸地、耕地为其主要景观类型,裸地面积在第一个10年间快速增加,占比由20.21%上升到26.94%,在后10年间又降低至23.9%;耕地面积在2个时段内连续增长。研究区内有一定面积的特殊用地类型,如冰川永久积雪用地。其他景观类型,如湿地、水体和森林,虽然面积较小,但其变化对整体景观格局影响较大。
 
斑块平均面积在一定程度上反映了景观破碎度,数值越小,表示其越破碎。研究期间,耕地数值均为最大,灌木地均为最小;斑块密度同样反映景观破碎化及异质性程度,森林的斑块密度最大,其次草地、灌木地、裸地的斑块密度也相对较高,但均在逐渐降低;面积加权的平均形状因子AWMSI是评估景观空间格局复杂程度的重要指标之一,值越大说明斑块形状越复杂、越不规则[20],草地的AWMSI值最高,在2000年后先降低又升高,其次为裸地和耕地,裸地数值逐渐降低。综合来看,3年优势度指数分别为0.44、0.40和0.35,可以得知整个地区景观丰富度较高且持续增加。
 
3.2土地利用类型的时空变化分析

土地利用类型的时空变化分析
 
2000—2010年,土地转换类型主要为由草地转为裸地和森林(图4),其次为裸地、草地转为耕地;也有大面积水体退化为裸地、森林退化为草地。2010—2020年,土地转换类型主要为裸地转为水体和湿地,草地转为耕地,草地与裸地、草地与森林互相动态转换。综合来看,20年来草地存在大面积退化,耕地扩张,水体湿地面积大幅缩小后又有明显恢复,森林面积有一定增加。

博尔塔拉河流域景观生态风险时空变化分析
 
2000—2010年,在温泉县西部山体上、阿拉山口市、精河县南部、博乐市中南部有大量草地退化为裸地(图5)。裸地、草地转为耕地主要是由于生产用地开发,常出现在绿洲周边。2010—2020年,大量裸地转为水体,主要在艾比湖周边;其次仍有大面积草地转为耕地与人造地表。草地转为裸地面积相较于前10年有明显减少趋势,耕地、裸地转为草地的面积增大(图6)。纵观2000—2020年(图7),最主要的土地转换类型仍然是由草地转为裸地,其次是草地转为森林。
 
3.3流域景观生态风险时空变化分析
 
博河流域2000、2010和2020年平均景观生态风险指数分别为0.01137、0.01145和0.01100,整体变化不大,呈先增加后降低的趋势。
 
3.3.1流域景观生态风险的时序变化
 
研究区内各个时期景观生态风险等级占比有较大差异,2000和2010年以中风险区面积最多,其次为较高和较低风险区;2020年以较低风险区和中风险区面积最多。2000—2010年,高风险区面积增幅较大,增多的高风险区主要为较高和中风险区风险升级,整体景观生态风险呈恶化局面;2010—2020年,较高风险区面积降幅较大,较低风险区面积增幅较大,风险等级降低的趋势明显,高风险区面积基本保持不变,整体景观生态风险呈好转局面。
 
纵观20年间风险区面积转变,主要为较高风险区和中风险区风险降级,低风险区面积减少,较低风险区和中风险区面积增多,较高风险区面积大量减少,高风险区面积在前10年增多,后10年基本保持不变。
 
3.3.2流域景观生态风险的空间分异

 
2000年,高风险区主要分布在艾比湖东侧荒漠区(图8),位于全疆年大风日数最多的阿拉山口下风向[33],大面积是裸地,脆弱度和破碎度较高,由此导致高风险;较高风险区分布在温泉县西部的大面积山前草地、博乐市北部及阿拉山口市的草地区,博乐市博河南部绿洲-荒漠交错带。温泉县西部为博河上流地带,河谷湿地面积逐年缩减,过度放牧造成草场退化[34],博乐市北部同样是由于小营盘镇一带的牧业村对草原的影响,南部绿洲-荒漠交错带也有一些草地森林的退化。
 
流域景观生态风险的空间分异
 
对比2000—2010年土地利用类型变化空间分布图,较高风险区均有大面积土地退化。低风险区和较低风险区分布于绿洲地带附近及周边人为干扰少的地区,如精河县西部森林、草地、裸地、耕地和人造地表混合地带,生态系统较为稳定。2010年,艾比湖东侧荒漠区高风险区面积增长,但较高风险区面积缩减,风险等级空间分布变化不大;2020年,除艾比湖东侧荒漠区高风险区外,没有其他高风险区,较高风险区面积全面缩减,博乐市和精河县内大面积地区成为较低风险区。
 
2000—2010年,风险恶化区主要分布在艾比湖周边地区(图9),这些地方主要是草地、水体转为裸地,灌木地转为裸地、草地等不同程度的土地退化地区;2010—2020年,风险改善区较为明显,分布在艾比湖区域,土地转换类型主要为裸地转为湿地和水体,其余大面积风险改善区和裸地面积减少,森林、水体、湿地面积增加有关;风险恶化区较上一个10年减少。可见,自2010年以后,博河流域整体景观生态风险情况呈降低趋势,但局部地区的生态仍在持续恶化。
 
3.4自相关性分析检验
 
2000、2010、2020年研究区全局莫兰指数分别为0.309、0.220、0.291,均大于0,且通过正态分布显著性检验,说明研究区景观生态风险指数整体呈正相关,空间之间存在相互影响。由局部自相关性分析得到的聚类地图(图10)可知,空间关联显著性强的区域主要为高-高聚集和低-低聚集,与3个年份高风险区和低风险区相吻合。
 
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