土地利用覆蓋變化與生態安全格局的響應

張詩瑤

摘要：綠洲是干旱區特有的地域景觀，諸多因素導致該狀況的形成，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，開發利用于綠洲內陸平原，這種水資源的特點是產水和用水在不同的地方，在自然條件下，山區水資源多次進入綠洲后轉化為地下水資源，使綠洲地下水資源的分布達到自然平衡。綠洲生態系統極為脆弱，其演化呈現出綠洲與綠洲荒漠化兩個相反的方向。利用TM和spot遙感圖像，利用遙感、Spss和gis等多種方法，根據連續20年的土地利用類型的變化，研究其空間以及面積的變化，城市擴張，荒漠化程度以及帶給周邊環境的生態變化。得到土地利用類型變化的規律，并且結合氣候、植被覆蓋率等方面的影響，利用遙感方法反演植被生產力，構建以水資源作為約束條件的生態安全模型。

關鍵詞：土地利用，生態，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的改變可對土壤環境帶來一定的影響，比如土壤質量方面下降，主要表現為土壤荒漠化、侵蝕、污染、酸化和物理退化。綠洲的產生和分布是建立在一定的自然條件和人類社會生產力發展的基礎上的。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生很大程度上的抉擇。水資源是城市發展的重要條件之一，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，歷史學家和地理學家從各自領域方面研究了綠洲的發源和城市綠洲的發展過程。再則是，通過對歷史資料和考古材料的研究，以及考古過程的發現，得到水源對于城市發展興亡的重要性。在此基礎上，水資源約束是綠洲城市可持續發展和生態經濟系統的關鍵因素，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境問題都需要水，在此基礎上，方傳林等提出了綠洲城市化過程中的水環境問題。基于研究城市化進程及其環境影響的重要性，提出了研究西北干旱區水資源約束下城市化進程及其環境影響的思路。從城市化過程中水資源壓力機制和規律出發，分析了城市化的水效應，構建有關于城市化以及其生態效應的生態安全格局，并對此進行預測未來其變化。對于其水資源約束設置不同情景，從而分析得到最佳模式。

對人類活動過程中LUCC的規律性和驅動機制的研究一直是國內外學者關注的焦點。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數據對城市化進程中的土地利用/土地覆被進行了大量的應用研究。本文利用DMSP/OLS數據和OLS統計數據，對20世紀90年代以來我國城市化進程和機制進行了研究。比較了兩種方法與Landsat TM方法的相似性。康玲芬等[2]研究了不同土地利用方式對城市土壤理化性質的影響，結果表明：道路兩側土壤有機碳含量明顯高于道路兩側土壤有機碳含量。不同土地利用方式下，居民區、公園、農田土壤中Pb、Zn、Cu、Cd、Hg含量差異顯著。孟飛等[3]研究浦東新區高強度人類活動對土地利用的時空變化、驅動機制、水環境效應。

草地退化、水資源枯竭和綠洲生態安全已成為制約區域發展的重要因素，土地利用/植被變化是區域發展的主要驅動力。建立以水為約束條件的綠洲生態安全格局，調整景觀的組成和分布，防止綠洲生產力下降，實現綠洲經濟的可持續發展，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?利用遙感、遙感、地理信息系統和統計分析等方法，對重慶市土地利用/土地覆被空間擴展變化進行了研究。在研究區重建過程中，總結了近20年來綠洲荒漠化及其對生態環境的影響，總結了綠洲景觀格局、植被生產力根據地下水、氣象、植被、采樣等資料，構建了水資源約束下的生態安全格局。

2 研究方法

（1）基于研究區域各個時期TM偽彩色衛星圖像，對此進行人工解譯，并且根據歷史資料和現場探勘，綜合性研究近20年來該區域的荒漠化和生態安全格局的變化。

（2）利用地理信息系統的空間分析功能，研究區域景觀格局變化過程和生態規律。

（3）利用典型采樣點測量了3種景觀類型的環境影響指標，并通過空間變異分析將數據轉換為柵格數據。

（4）結合地下水、氣象、植被、采樣、調查等資料，建立水資源約束下的生態安全格局。

3 研究結果

以遙感和GIS技術為基礎，應用景觀生態學原理，研究了區域地下水利用過程中景觀生態格局的變化規律。研究綠洲時空變化及其對生態環境的響應，為綠洲可持續發展提供科學決策依據，并對政府在新視野方面提供一系列建議。在區域尺度上，構建了以水資源為約束條件的區域生態安全格局，并結合 GIS 技術對等級分布格局進行空間相關性分析，結果表明：在水資源約束條件下，不同類型的景觀與水體密切相關。在特定條件的約束下，構建綠洲生態安全格局，調整景觀結構和布局，防止綠洲生產力下降，提高土壤質量，維持生態的結構和能力，實現綠洲經濟的可持續發展具有重要意義。

參考文獻：

[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踐[J]. 北京： 科學出版社， 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量的影響[J] 生態科學，2006， 25（1）：59～63.

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

成都理工大學 610059