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2009年三峡库区进入四期蓄水,消落带已经完全形成。消落带的形成主要是三峡水库“蓄清排浑”的运行方式所致,即每年汛期库区水位降到最低的145m,枯水期开始蓄水,并最终将水位升到最高的175m,使得三峡库区在1年内形成垂直高差达30m的消落带。而开县是三峡库区消落带分布面积最大的区县,所以本文把开县作为典型的消落带区域进行研究。本文首先在基础资料收集和野外调查的基础上对三峡库区消落带土地利用系统进行概括,分析消落带土地利用系统的组成、特征和功能。其次运用土地利用结构信息熵模型分析三峡成库前消落带土地利用系统的有序程度和动态变化,成库后消落带土地利用结构的假设模拟,以及和实际的土地利用结构进行对比。最后运用模糊综合评价法对土地利用系统结构的合理性进行探讨。研究结果如下:
1)开县消落带土地利用系统范围界定在150m~195m之间的水陆混合区域。三峡库区四期蓄水后,消落带土地利用系统完全形成,它是特殊的土地利用系统,也是一个具有耗散结构的开放系统。150m~195m之间的区域包括湖岸带、消落带和水体带,这样更有利于保持消落带土地利用系统作为一个具有耗散结构的开放系统充分的与外界进行物质和能量的流通与转换。
2)成库过程中消落带土地利用结构信息熵变化分析。2003~2009年随着库区四期蓄水水位高度的提升,开县消落带土地利用系统结构信息熵值逐渐增大。2003年开县消落带土地利用结构信息熵值最低,为1.3294,表明此时消落带土地利用系统有较高的有序性,且结构性较强。此后随着蓄水位的提升逐渐增大,2009年达到1.4993,年均增长幅度达1.89%。表明土地利用系统从相对有序转为相对无序的状态发展,且结构性较差。
3)成库后四种假想利用模式的信息熵演变分析得出:各种模式下消落带土地利用系统都将经历相对无序到相对有序,再到相对无序的变化过程。具体来说,湿地保护利用模式的土地利用结构信息熵值处于最低水平,表明开县消落带土地利用系统结构性较强,有序度最高。综合利用模式由于土地类型增加,且各类用地面积比较接近,信息熵值相对于其它三种模式而言偏大,系统无序度较大。而耕地利用模式和林地利用模式介于两者之间。所以湿地保护利用模式的模拟状况最优,也印证了进行人工湿地维护,加强库区消落带湿地保护的重要性,因此建立开县城市边的湿地生态保护区值得采纳。
4)成库后实际土地利用模式分析:成库后实际情况必须考虑开县水位调节坝和一些农田防护坝的修建。修建后的利用模式统称为“库中库”模式,这一模式的信息熵值为1.4124。对比假想模式和“库中库”模式得出五种模式的系统有序度排名为:湿地保护利用模式>“库中库”模式>耕地利用模式>林地利用模式>综合利用模式。也就是说,若采用湿地保护利用模式,开县消落带土地利用系统更加有序,结构性更强。“库中库”模式则比另外三种模式更为优越,说明开县对于土地及水利规划的结果相对合理。
5)模糊综合评价结果分析得出:开县消落带土地利用系统假如采用耕地利用模式和林地利用模式,其土地利用结构合理性综合等级为较低水平;假如采用湿地保护利用模式,其土地利用结构合理性综合等级为中等水平;而“库中库”模式的综合评价等级也为中等水平。说明结合土地利用结构信息熵模型的计算结果,无论是湿地保护利用模式还是耕地、林地利用模式的模拟,开县消落带土地利用系统结构合理性等级都只有中等偏下,高等级的合理性结构实现难度较大,而相对来说目前的“库中库”模式比较合理。