土地利用覆盖变化与生态安全格局的响应

张诗瑶

摘要：绿洲是干旱区特有的地域景观，诸多因素导致该状况的形成，比如气候、地貌、人类活动等，其中主要影响是水资源。其形成于山区，开发利用于绿洲内陆平原，这种水资源的特点是产水和用水在不同的地方，在自然条件下，山区水资源多次进入绿洲后转化为地下水资源，使绿洲地下水资源的分布达到自然平衡。绿洲生态系统极为脆弱，其演化呈现出绿洲与绿洲荒漠化两个相反的方向。利用TM和spot遥感图像，利用遥感、Spss和gis等多种方法，根据连续20年的土地利用类型的变化，研究其空间以及面积的变化，城市扩张，荒漠化程度以及带给周边环境的生态变化。得到土地利用类型变化的规律，并且结合气候、植被覆盖率等方面的影响，利用遥感方法反演植被生产力，构建以水资源作为约束条件的生态安全模型。

关键词：土地利用，生态，绿洲

1 引言

土地利用/覆盖变化（LUCC）是地表对人类活动影响的反映情况。由于LUCC的改变可对土壤环境带来一定的影响，比如土壤质量方面下降，主要表现为土壤荒漠化、侵蚀、污染、酸化和物理退化。绿洲的产生和分布是建立在一定的自然条件和人类社会生产力发展的基础上的。基于自然因素和人类活动的共同影响，对绿洲的兴盛或衰败产生很大程度上的抉择。水资源是城市发展的重要条件之一，对于城市而言，河流水量的枯竭是水资源的减少的重要原因。一则是，历史学家和地理学家从各自领域方面研究了绿洲的发源和城市绿洲的发展过程。再则是，通过对历史资料和考古材料的研究，以及考古过程的发现，得到水源对于城市发展兴亡的重要性。在此基础上，水资源约束是绿洲城市可持续发展和生态经济系统的关键因素，通过对中国河西走廊拉斯韦加斯绿洲盆地的分析，可以看出绿洲城市化过程中几乎所有的环境问题都需要水，在此基础上，方传林等提出了绿洲城市化过程中的水环境问题。基于研究城市化进程及其环境影响的重要性，提出了研究西北干旱区水资源约束下城市化进程及其环境影响的思路。从城市化过程中水资源压力机制和规律出发，分析了城市化的水效应，构建有关于城市化以及其生态效应的生态安全格局，并对此进行预测未来其变化。对于其水资源约束设置不同情景，从而分析得到最佳模式。

对人类活动过程中LUCC的规律性和驱动机制的研究一直是国内外学者关注的焦点。史培军等[1]综合论述了土地利用/土地覆被研究的方法，利用TM/Landsat数据对城市化进程中的土地利用/土地覆被进行了大量的应用研究。本文利用DMSP/OLS数据和OLS统计数据，对20世纪90年代以来我国城市化进程和机制进行了研究。比较了两种方法与Landsat TM方法的相似性。康玲芬等[2]研究了不同土地利用方式对城市土壤理化性质的影响，结果表明：道路两侧土壤有机碳含量明显高于道路两侧土壤有机碳含量。不同土地利用方式下，居民区、公园、农田土壤中Pb、Zn、Cu、Cd、Hg含量差异显著。孟飞等[3]研究浦东新区高强度人类活动对土地利用的时空变化、驱动机制、水环境效应。

草地退化、水资源枯竭和绿洲生态安全已成为制约区域发展的重要因素，土地利用/植被变化是区域发展的主要驱动力。建立以水为约束条件的绿洲生态安全格局，调整景观的组成和分布，防止绿洲生产力下降，实现绿洲经济的可持续发展，对人类具有十分重要的意义。本论文以我国的TM影像和SPOT影像为基础ﻻ利用遥感、遥感、地理信息系统和统计分析等方法，对重庆市土地利用/土地覆被空间扩展变化进行了研究。在研究区重建过程中，总结了近20年来绿洲荒漠化及其对生态环境的影响，总结了绿洲景观格局、植被生产力根据地下水、气象、植被、采样等资料，构建了水资源约束下的生态安全格局。

2 研究方法

（1）基于研究区域各个时期TM伪彩色卫星图像，对此进行人工解译，并且根据历史资料和现场探勘，综合性研究近20年来该区域的荒漠化和生态安全格局的变化。

（2）利用地理信息系统的空间分析功能，研究区域景观格局变化过程和生态规律。

（3）利用典型采样点测量了3种景观类型的环境影响指标，并通过空间变异分析将数据转换为栅格数据。

（4）结合地下水、气象、植被、采样、调查等资料，建立水资源约束下的生态安全格局。

3 研究结果

以遥感和GIS技术为基础，应用景观生态学原理，研究了区域地下水利用过程中景观生态格局的变化规律。研究绿洲时空变化及其对生态环境的响应，为绿洲可持续发展提供科学决策依据，并對政府在新视野方面提供一系列建议。在区域尺度上，构建了以水资源为约束条件的区域生态安全格局，并结合 GIS 技术对等级分布格局进行空间相关性分析，结果表明：在水资源约束条件下，不同类型的景观与水体密切相关。在特定条件的约束下，构建绿洲生态安全格局，调整景观结构和布局，防止绿洲生产力下降，提高土壤质量，维持生态的结构和能力，实现绿洲经济的可持续发展具有重要意义。

参考文献：

[1]史培军， 宫鹏， 李晓兵等. 土地利用/覆盖变化研究的方法与实践[J]. 北京： 科学出版社， 2000.

[2] 康玲芬， 李锋瑞， 化伟， 等. 不同土地利用方式对城市土壤质量的影响[J] 生态科学，2006， 25（1）：59～63.

[3] 孟飞， 刘敏， 张心怡， 2005. 高强度人类活动下河网水系时空变化分析—以浦东新区为例[J]. 资源科学， 27（6）， 156～161.

成都理工大学 610059