水土流失時(shí)空過(guò)程及其生態(tài)安全效應(yīng)研究——以浙江省安吉縣為例.pdf

1、嚴(yán)重的水土流失是生態(tài)惡化的集中反映，是我國(guó)生態(tài)環(huán)境最突出的問(wèn)題之一，已成為生態(tài)安全的重要威脅因素。盡管水土流失是生態(tài)安全的關(guān)鍵因子，但目前鮮見(jiàn)水土流失與生態(tài)安全兩者之間的系統(tǒng)研究。本文以浙江省安吉縣為例，從水土流失的角度出發(fā)，基于水土流失動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、生態(tài)安全動(dòng)態(tài)分析，以及水土流失對(duì)生態(tài)安全影響研究這條主線對(duì)水土流失時(shí)空過(guò)程及其生態(tài)安全效應(yīng)進(jìn)行了較為系統(tǒng)深入的研究。
　　 首先，利用修正通用水土流失方程(Revised Univer

2、sal Soil Loss Equation,RUSLE)，綜合遙感（Remote Sensing，RS）和地理信息系統(tǒng)(Geographic InformationSystem，GIS)，構(gòu)建基于背景因子和動(dòng)態(tài)因子的水土流失的遙感定量化監(jiān)測(cè)技術(shù)，對(duì)研究區(qū)1985-2008年間的水土流失進(jìn)行時(shí)空動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，并利用探索性空間數(shù)據(jù)分析（Explotory Spatial Data Analysis，ESDA）方法對(duì)水土流失的時(shí)空分異規(guī)律進(jìn)行分

3、析;其次，以突變理論為基礎(chǔ)，構(gòu)建基于景觀尺度的生態(tài)安全評(píng)價(jià)模型，并對(duì)研究區(qū)1985-2008年的生態(tài)安全進(jìn)行了動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè);第三，基于前兩部分的研究結(jié)果，運(yùn)用地理權(quán)重回歸(Geographically Weighted Regression, GWR)模型對(duì)水土流失和生態(tài)安全的關(guān)系進(jìn)行了定量的研究。
　　 主要研究結(jié)論如下:
　　 1、水土流失的遙感定量化監(jiān)測(cè):基于修正通用水土流失方程，將方程中相關(guān)的因子劃分為背景因子和動(dòng)態(tài)

4、因子，對(duì)研究區(qū)1985、1994、2003、2008年的水土流失進(jìn)行監(jiān)測(cè)。結(jié)果表明，安吉縣水土流失惡化與恢復(fù)過(guò)程并存。但是，由于水土流失的惡化速度大于恢復(fù)速度，且水土流失惡化區(qū)面積始終大于恢復(fù)區(qū)面積，總體上呈現(xiàn)惡化趨勢(shì)。
　　 2、水土流失的時(shí)空分異規(guī)律:利用全局Moran's I和局部空間關(guān)聯(lián)指數(shù)LocalIndicators of Spatial Association(LISA)，從定量的統(tǒng)計(jì)學(xué)和可視化角度研究水土流失的時(shí)

5、空變異規(guī)律。結(jié)果再次表明，水土流失呈現(xiàn)惡化趨勢(shì)。水土流失的熱點(diǎn)區(qū)域，包括嚴(yán)重的水土流失區(qū)域和水土流失惡化區(qū)不斷擴(kuò)大，且呈現(xiàn)較為集中的態(tài)勢(shì)，研究區(qū)受水土流失影響的范圍和影響的程度越來(lái)越大，水土流失越來(lái)越成為制約該區(qū)生態(tài)環(huán)境的主導(dǎo)因素。
　　 3、生態(tài)安全的時(shí)空分異規(guī)律:基于壓力-狀態(tài)-響應(yīng)的理論框架，構(gòu)建適合景觀尺度的生態(tài)安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，并利用突變級(jí)數(shù)法進(jìn)行研究區(qū)生態(tài)安全評(píng)價(jià)。結(jié)果表明，在1985-2008年間研究區(qū)生態(tài)安全以比

6、較安全為主（占全區(qū)的55％以上），生態(tài)狀況總體上較為良好。然而，隨著不安全和很不安全區(qū)域比重的上升，生態(tài)安全性呈現(xiàn)持續(xù)的下降趨勢(shì)。
　　 4、水土流失的生態(tài)安全效應(yīng):在500m×500m格網(wǎng)尺度下，利用地理權(quán)重回歸(GWR)模型進(jìn)行1985、1994、2003、2008年水土流失對(duì)生態(tài)安全及2000-2012年水土流失變化對(duì)生態(tài)安全變化的影響研究。結(jié)果表明，研究區(qū)水土流失的變化決定著生態(tài)環(huán)境的變化。隨著時(shí)間的推移，研究區(qū)水土流失

7、的持續(xù)惡化使得生態(tài)狀況變得越來(lái)越不安全，水土流失問(wèn)題已越來(lái)越成為該區(qū)生態(tài)環(huán)境最主要的問(wèn)題。
　　 本研究主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn):依據(jù)RUSLE以及區(qū)分背景因子和動(dòng)態(tài)因子，構(gòu)建了適合區(qū)域長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)的水土流失遙感定量化監(jiān)測(cè)方法，并將探索性空間分析技術(shù)引入到水土流失的時(shí)空分異規(guī)律研究，兼顧了定量的統(tǒng)計(jì)學(xué)和可視化方法研究水土流失的時(shí)空分異規(guī)律;利用突變理論進(jìn)行生態(tài)安全評(píng)價(jià)，最大可能地克服了以往模型權(quán)重確定的主觀性，使評(píng)價(jià)結(jié)果更具可比性;將地理權(quán)重回歸

8、模型引入水土流失與生態(tài)安全關(guān)系研究，為充分體現(xiàn)兩者關(guān)系的空間異質(zhì)性和盡可能消除兩者關(guān)系的空間自相關(guān)性提供了可能。
　　 受數(shù)據(jù)和能力的限制，仍有一些理論及技術(shù)問(wèn)題需要進(jìn)一步的探討。本文所選擇的時(shí)空尺度較為單一，致使對(duì)水土流失演變及水土流失的生態(tài)安全效應(yīng)的時(shí)間和空間特征的分析有待進(jìn)一步深入，水土流失時(shí)空過(guò)程及生態(tài)安全效應(yīng)研究的尺度問(wèn)題，也有待在今后的研究中做進(jìn)一步的探討;在基于景觀尺度的生態(tài)安全評(píng)價(jià)中，受所獲數(shù)據(jù)的限制，評(píng)價(jià)指標(biāo)的