農村多水塘系統(tǒng)景觀結構及其生態(tài)系統(tǒng)服務功能研究——以風嶺流域為例.pdf

1、多水塘系統(tǒng)作為農村景觀組分，是一種特殊的人工濕地，是地球表面的生態(tài)系統(tǒng)之一，在維持自然生態(tài)系統(tǒng)環(huán)境方面具有不可替代的作用。隨著農業(yè)規(guī)模化，農業(yè)發(fā)展方式的轉變，農村土地格局將會進行新的調整。多水塘系統(tǒng)面對集約化的土地利用模式，需要適應現(xiàn)代農業(yè)的發(fā)展，更好地為農業(yè)可持續(xù)發(fā)展服務。本研究以江蘇省儀征市的風嶺流域為研究案例，運用景觀生態(tài)學原理、方法，利用RS以及GIS技術，對研究區(qū)多水塘系統(tǒng)的景觀結構、生態(tài)服務功能進行分析。在此基礎上，利用地理

2、加權回歸模型(GWR)，揭示景觀結構與綜合生態(tài)服務功能之間的響應關系，提出對多水塘系統(tǒng)景觀優(yōu)化的建議。主要得到以下結論:
　　(1)流域內多水塘系統(tǒng)由水塘和溝渠組成，空間上景觀結構比較復雜。研究區(qū)內含有水塘615個，總面積達1.75km2，占流域面積10.11％;溝渠3137條，長度達313.40km。多水塘系統(tǒng)景觀結構在子流域尺度上表現(xiàn)出明顯的空間差異性，總體的變化呈現(xiàn)由流域的下游向上游減少的趨勢。單位面積上，流域下游的水塘規(guī)模

3、大于上游，景觀的破碎度更高，水塘結構更復雜;流域下游的溝渠規(guī)模大于上游，溝渠之間的連通效率較高，網絡結構更加復雜。流域下游的水塘與溝渠之間的連接程度高于上游，水塘的使用更為有效，水資源從一個水塘到達另一個水塘的更為通暢，景觀結構更復雜。
　　(2)流域內的多水塘系統(tǒng)具有十分明顯的水文調節(jié)、水源涵養(yǎng)、水質凈化以及灌溉等水環(huán)境服務功能，這些功能均在流域內表現(xiàn)出明顯的空間差異。2015年流域內的多水塘系統(tǒng)截留的地表徑流量高達22.33×

4、105m3，調節(jié)率達到了60％。空間上，下游的多水塘系統(tǒng)對于流量的調節(jié)能力高于上游。在水塘、溝渠發(fā)達的區(qū)域，地表徑流調節(jié)能力也越強。流域水塘系統(tǒng)的水源涵養(yǎng)量達到31.06×105m3。在降水條件相同的情況下，地表徑流量較大的區(qū)域，多水塘系統(tǒng)的水源涵養(yǎng)量較大，反之水源涵養(yǎng)量較小。對于水塘中植被覆蓋度較高、多水塘系統(tǒng)越發(fā)達的區(qū)域，水塘水質凈化的能力越高。建設用地分布較多的區(qū)域，多水塘系統(tǒng)的水質凈化效率高于林地分布較多的區(qū)域。研究區(qū)一年內全期

5、的水稻灌溉需水量為450.75mm，合計約40.58×105m3。多水塘系統(tǒng)的存在為水稻的生長提供必需的灌溉水資源，經過多水塘系統(tǒng)的水資源供給，流域下游的水稻水資源比上游更為富余。對水資源短缺的區(qū)域，需要進行一定量的引水灌溉。
　　(3)研究區(qū)多水塘系統(tǒng)的綜合生態(tài)服務功能在空間上表現(xiàn)出明顯的差異。總體上，多水塘系統(tǒng)的綜合生態(tài)服務功能的變化趨勢是流域的下游向上游減弱。水塘的密度、庫容以及覆蓋率結構指數(shù)，溝渠的密度、數(shù)量、環(huán)度、線點比

6、，多水塘系統(tǒng)的線面率、連接率以及可達性總成本，均與多水塘系統(tǒng)的綜合生態(tài)服務功能表現(xiàn)出顯著的相關性。其中，水塘的景觀指數(shù)與多水塘的景觀指數(shù)、溝渠的環(huán)度、線點比均與綜合生態(tài)服務功能正相關，溝渠密度、數(shù)量與綜合生態(tài)服務功能存在負相關關系。影響程度在流域上總體變化均呈現(xiàn)為由流域下游向上游增強的趨勢。
　　(4)根據(jù)研究區(qū)綜合生態(tài)服務功能的強弱的分級情況，以及與多水塘系統(tǒng)景觀結構的相關關系，優(yōu)化多水塘系統(tǒng)的景觀結構。對流域的上游的水塘、溝渠