三峽庫區(qū)土地利用變化及結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究.pdf

1、三峽庫區(qū)是中國生態(tài)環(huán)境脆弱區(qū)之一，庫區(qū)土層貧瘠，保土保水能力差，隨著三峽庫區(qū)人口的急速增長，庫區(qū)資源相對不足，環(huán)境承載能力逐漸減弱，人地之間的矛盾日益突出，特別是三峽工程建設(shè)過程中，大規(guī)模的移民和城鎮(zhèn)整體搬遷引起三峽庫區(qū)土地利用利用/覆被發(fā)生重大改變。土地利用/覆被變化會引起一系列的生態(tài)環(huán)境問題，土壤侵蝕、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的改變等均受到熱切關(guān)注。
　　本研究在土地利用/覆被變化理論、景觀生態(tài)學(xué)理論、空間分析理論、土地利用優(yōu)化配置理

2、論及RS、GIS技術(shù)的支持下，通過三峽庫區(qū)TM影像解譯及MODIS數(shù)據(jù)、地形數(shù)據(jù)、土壤數(shù)據(jù)、氣象數(shù)據(jù)、森林資源二類清查數(shù)據(jù)與社會經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)的數(shù)學(xué)模擬和地統(tǒng)計(jì)分析，研究了三峽庫區(qū)土地利用/覆被變化特征、景觀格局動態(tài)與影響因素、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能及土壤侵蝕的土地利用結(jié)構(gòu)控制。主要研究結(jié)論如下:
　　(1)基于1988年、2000年、2007年3個時期遙感影像，運(yùn)用動態(tài)度模型、信息熵模型、土地利用綜合程度模型和土地利用轉(zhuǎn)移矩陣等研究方法，分

3、析了三峽庫區(qū)土地利用/覆被動態(tài)變化與空間分異特征。結(jié)果表明:三峽庫區(qū)的土地利用特點(diǎn)以林地和耕地為主導(dǎo)類型，兩者占庫區(qū)總面積的85％左右;三峽庫區(qū)幅員遼闊，區(qū)域分異明顯，林地空間分布呈現(xiàn)出東部多西南部少的特點(diǎn)，而耕地空間分布與林地相反，呈現(xiàn)出西南部多東部少的特點(diǎn);19年間，三峽庫區(qū)土地利用類型發(fā)生了較大的變化，林地面積和城鎮(zhèn)面積大幅增加，耕地面積明顯下降;三峽庫區(qū)土地利用變化的區(qū)域分異明顯，西南部地區(qū)土地利用類型變化幅度低于東部地區(qū)變化幅

4、度。研究期間三峽庫區(qū)土地利用類型之間的轉(zhuǎn)化模式主要表現(xiàn)為:林地與耕地之間的相互轉(zhuǎn)化;林地和草地之間的相互轉(zhuǎn)化;耕地和草地之間的相互轉(zhuǎn)化。三峽庫區(qū)土地利用變化過程中，耕地的面積持續(xù)減少，而庫區(qū)人口激增，人均耕地面積迅速減少，隨著城鎮(zhèn)面積急速擴(kuò)張，逐漸加大了人-地之間的矛盾;19年間庫區(qū)土地利用程度逐漸下降，在一定程度上緩解了土地壓力;隨著林地、水域面積等生態(tài)用地面積的持續(xù)增加，三峽庫區(qū)生態(tài)環(huán)境得到改善。
　　(2)從研究區(qū)總體尺度和

5、區(qū)域尺度考慮，采用景觀指數(shù)的研究方法，分析了1988-2007年三峽庫區(qū)景觀格局的變化情況。結(jié)果表明:研究期間三峽庫區(qū)景觀格局發(fā)生較大變化。在庫區(qū)整體尺度上，林地平均斑塊面積增加，斑塊數(shù)減少，斑塊密度減小，斑塊形狀逐漸簡單。研究期間林地破碎化程度有減緩趨勢，林地面積逐步擴(kuò)張。林地景觀在各區(qū)域分布不均，庫區(qū)東部和中南部各指數(shù)變化幅度大于西南部地區(qū);耕地斑塊數(shù)下降，斑塊密度增加，平均斑塊面積呈明顯減小，耕地的破碎化程度呈增加的趨勢，耕地景觀

6、在各區(qū)域分布主要表現(xiàn)為西南部和中北部各指數(shù)變化幅度較大。草地景觀的斑塊數(shù)和斑塊密度下降明顯，平均斑塊面積明顯增加，可見草地斑塊破碎化程度下降，在空間分布上不均衡。城鎮(zhèn)景觀斑塊數(shù)明顯增加，平均斑塊面積和斑塊密度顯著增大，表明城鎮(zhèn)景觀的擴(kuò)張趨勢。未利用地和水域斑塊數(shù)和斑塊密度減少，平均斑塊面積持續(xù)增加，未利用地和水域破碎化程度下降。
　　從三峽庫區(qū)景觀格局整體變化趨勢來看，1988-2007年三峽庫區(qū)景觀多樣性指數(shù)和均勻度指數(shù)分別由0

7、.92和0.52增加至1.09和0.61，散布與并列指數(shù)由37.01％增加到47.23％，表明三峽庫區(qū)總體景觀結(jié)構(gòu)組成成分的復(fù)雜性增加，景觀類型向多元化方向發(fā)展，各景觀類型之間變得彼此鄰近，呈鑲嵌分布，呈現(xiàn)出多種景觀要素密集分布的格局。
　　(3)采用逐步回歸模型，通過空間分析，定量分析了土地利用景觀格局與影響因子的關(guān)系和影響大小。結(jié)果表明不同土地景觀類型的影響因素互不相同，自然因素是制約林地、草地和未利用地分布的關(guān)鍵因子，城鎮(zhèn)的

8、分布主要受到人文因素的影響，而耕地和水域受到自然和人文因素的共同作用，總體上來說，氣候（年均氣溫、年降水量）和地形（坡度、海拔）對三峽庫區(qū)土地利用類型分布的作用比較明顯，是形成三峽庫區(qū)土地利用景觀分布格局的主要因素。
　　(4)基于三峽庫區(qū)土地利用/覆被變化數(shù)據(jù)，采用生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評估模型，定量評估了三峽庫區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能。結(jié)果表明:1988-2007年三峽庫區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價值總量增加了144.04億元，生態(tài)環(huán)境質(zhì)量明顯提

9、高，土地利用類型得到改善。從土地利用類型生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值來看，林地和耕地類型的經(jīng)濟(jì)價值總量占三峽庫區(qū)生態(tài)系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)價值總量的90％左右，耕地的變化對三峽庫區(qū)的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量有負(fù)面效應(yīng)，而林地、草地和水域?qū)ι鷳B(tài)環(huán)境質(zhì)量起到正面效應(yīng)。生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價值從區(qū)域分布情況來看，地形復(fù)雜的東部地區(qū)林地面積大，生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值較大，以低山丘陵為主的西南部，生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能較小。
　　(5)基于降低土壤侵蝕風(fēng)險評估，對三峽庫區(qū)土地利用結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化。

10、優(yōu)化后，三峽庫區(qū)森林面積增加約5900km2，森林覆蓋率提高約10.3％，達(dá)到59.13％，耕地和灌草地面積分別下降至33.84％和3.78％。增加的林地主要來源于坡度較大的耕地、坡度較小且海拔較低的灌草叢以及未利用土地。土地利用結(jié)構(gòu)優(yōu)化后，三峽庫區(qū)土壤侵蝕模數(shù)、土壤侵蝕量平均為2514.74tkm-2a-1、145.02×106t，分別減少446.73tkm-2a-1、25.71×106t，降幅為17.76％。表明優(yōu)化土地利用結(jié)構(gòu)可使