基于景观格局演变的秦岭生态系统健康评价

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秦岭和合南北,泽被天下,是中国的中央水塔,也是中华民族的祖脉和中华文化的重要象征。作为中国地理上重要的南北分界线,秦岭发挥着调节气候、保持水土、涵养水源和维护生物多样性等诸多功能。近年来随着城市化的快速发展和工业化规模扩大,人类活动严重影响秦岭生态系统的健康,一定程度上导致了生态退化和人地矛盾突出等社会问题,威胁到社会经济的可持续发展。本研究基于2000、2010和2020年秦岭三期土地利用数据,通过Arc GIS10.2分析景观类型面积变化并进行土地利用转移矩阵计算,利用软件Fragstats4.2计算秦岭景观指数,分析三期秦岭景观格局变化特征。在此基础上,以秦岭各县(市、区)为评价单元,基于PSR模型,选取15项指标,通过层次分析法为指标赋予权重,综合指数计算出秦岭不同时期各县市生态系统健康结果,总结秦岭2000-2020年生态系统健康的时空变化规律,分析秦岭景观格局与生态系统健康之间的相关性,并根据评价结果提出秦岭生态保护建议。研究得出的主要结论如下:(1)林地、耕地两种地类面积达研究区总面积92%以上,其余四种地类面积占比较小。其中,林地面积分布范围较广,面积变化幅度较小;区域内的建筑用地主要分布在南北山麓平坦地区,并在20年间成倍速增长;此外,受陕西省1999年退耕还林政策影响,耕地面积自2000到2020年呈显著下降趋势;水体呈增长趋势,且增长幅度较大。(2)在2000、2010、2020年三个时期中,秦岭大部分地区为健康区域,亚健康区域次之,少数一般区域与亚病态区域,无病态区域。(3)蔓延度指数、斑块数量、最大斑块指数,边界密度与生态系统健康之间为正相关关系,其余四种景观格局指数与生态系统健康之间均呈现出负相关关系。总体来说,景观指数与生态系统健康评价结果有较大的相关性。通过研究秦岭景观面积的变化过程,总结秦岭景观格局演变的时空规律,可以更好地为秦岭生态系统健康评价做参考,评价结果一定程度上可以客观地反映各县市生态系统的健康状况,为秦岭各县市环境管理部门提供科学参考,并可以对保护相似区域的生态系统健康研究提供借鉴。
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