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

1、嚴重的水土流失是生態(tài)惡化的集中反映，是我國生態(tài)環(huán)境最突出的問題之一，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)安全的關鍵因子，但目前鮮見水土流失與生態(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)，基于水土流失動態(tài)監(jiān)測、生態(tài)安全動態(tài)分析，以及水土流失對生態(tài)安全影響研究這條主線對水土流失時空過程及其生態(tài)安全效應進行了較為系統(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)，構建基于背景因子和動態(tài)因子的水土流失的遙感定量化監(jiān)測技術，對研究區(qū)1985-2008年間的水土流失進行時空動態(tài)監(jiān)測，并利用探索性空間數據分析（Explotory Spatial Data Analysis，ESDA）方法對水土流失的時空分異規(guī)律進行分

3、析;其次，以突變理論為基礎，構建基于景觀尺度的生態(tài)安全評價模型，并對研究區(qū)1985-2008年的生態(tài)安全進行了動態(tài)監(jiān)測;第三，基于前兩部分的研究結果，運用地理權重回歸(Geographically Weighted Regression, GWR)模型對水土流失和生態(tài)安全的關系進行了定量的研究。
　　 主要研究結論如下:
　　 1、水土流失的遙感定量化監(jiān)測:基于修正通用水土流失方程，將方程中相關的因子劃分為背景因子和動態(tài)

4、因子，對研究區(qū)1985、1994、2003、2008年的水土流失進行監(jiān)測。結果表明，安吉縣水土流失惡化與恢復過程并存。但是，由于水土流失的惡化速度大于恢復速度，且水土流失惡化區(qū)面積始終大于恢復區(qū)面積，總體上呈現惡化趨勢。
　　 2、水土流失的時空分異規(guī)律:利用全局Moran's I和局部空間關聯指數LocalIndicators of Spatial Association(LISA)，從定量的統(tǒng)計學和可視化角度研究水土流失的時

5、空變異規(guī)律。結果再次表明，水土流失呈現惡化趨勢。水土流失的熱點區(qū)域，包括嚴重的水土流失區(qū)域和水土流失惡化區(qū)不斷擴大，且呈現較為集中的態(tài)勢，研究區(qū)受水土流失影響的范圍和影響的程度越來越大，水土流失越來越成為制約該區(qū)生態(tài)環(huán)境的主導因素。
　　 3、生態(tài)安全的時空分異規(guī)律:基于壓力-狀態(tài)-響應的理論框架，構建適合景觀尺度的生態(tài)安全評價指標體系，并利用突變級數法進行研究區(qū)生態(tài)安全評價。結果表明，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)安全性呈現持續(xù)的下降趨勢。
　　 4、水土流失的生態(tài)安全效應:在500m×500m格網尺度下，利用地理權重回歸(GWR)模型進行1985、1994、2003、2008年水土流失對生態(tài)安全及2000-2012年水土流失變化對生態(tài)安全變化的影響研究。結果表明，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)狀況變得越來越不安全，水土流失問題已越來越成為該區(qū)生態(tài)環(huán)境最主要的問題。
　　 本研究主要創(chuàng)新點:依據RUSLE以及區(qū)分背景因子和動態(tài)因子，構建了適合區(qū)域長期監(jiān)測的水土流失遙感定量化監(jiān)測方法，并將探索性空間分析技術引入到水土流失的時空分異規(guī)律研究，兼顧了定量的統(tǒng)計學和可視化方法研究水土流失的時空分異規(guī)律;利用突變理論進行生態(tài)安全評價，最大可能地克服了以往模型權重確定的主觀性，使評價結果更具可比性;將地理權重回歸

8、模型引入水土流失與生態(tài)安全關系研究，為充分體現兩者關系的空間異質性和盡可能消除兩者關系的空間自相關性提供了可能。
　　 受數據和能力的限制，仍有一些理論及技術問題需要進一步的探討。本文所選擇的時空尺度較為單一，致使對水土流失演變及水土流失的生態(tài)安全效應的時間和空間特征的分析有待進一步深入，水土流失時空過程及生態(tài)安全效應研究的尺度問題，也有待在今后的研究中做進一步的探討;在基于景觀尺度的生態(tài)安全評價中，受所獲數據的限制，評價指標的