近17年鄱阳湖区生态系统健康时空变化研究

作者:周云凯 白…    文章来源:环境科学学报    点击数:6099    更新时间:2012/8/10

摘要:以遥感影像和社会统计数据为基础,构建基于压力-状态-响应(P-S-R) 概念模型的鄱阳湖区生态系统健康评价指标体系,并建立湖区生态系统健康评价模型,通过对生态系统健康指数的计算与分析,揭示鄱阳湖区生态系统健康的时空变化特征.研究结果表明,在人类生产活动的影响下,近17 年鄱阳湖区生态系统结构渐趋不合理,生态系统功能有所减弱,虽然湖区生态系统健康总体处于一般水平,但人类活动干扰的不断加强,导致湖区生态系统健康正逐步向着恶化方向发展.湖区生态系统健康在空间分布上呈现出南北分异的特点,南部工业化、城镇化水平较高的地区生态系统健康状况较差,经济发展水平较低的北部地区,生态系统健康状况则相对较好.

关键词:鄱阳湖区; 生态系统健康; P-S-R 模型; 时空变化

文章编号:0253-2468(2012) 04-1008-10 中图分类号:X171 文献标识码:A

1 引言

随着社会经济的发展,人类对自然资源的开发利用强度不断加大,导致许多生态系统结构受损、功能衰退,系统出现不健康症状,在一度程度上对人类自身的生存与发展构成威胁(蔡燕等,2007).由此,将生态学、社会学、健康学和可持续发展学整合到生态系统健康的研究框架中,诊断生态系统健康状况,探讨生态系统产生不健康症状的机理,对于保护和管理生态系统、促使生态系统健康恢复具有重要意义.生态系统健康作为环境管理的新目标,是生态环境研究的一个热点和新方向.早期研究主要集中于相关概念(Rapport1989; Ferguson1994; 肖风劲等,2003) 、指标体系(Schaeffer et al.,1989; Rapportet al.,1998; Xu et al.,2001) 和研究尺度(崔保山等,2003) 等方面的探讨.自2000 年以来,生态系统健康评价才逐渐应用于湿地(蒋卫国等,2005; 赵旭阳等,2008; 王树功等,2010; 常学礼等,2010) 、湖泊(刘永等,2004; 胡志新等,2005) 、河流(王备新等,2005; 周晓蔚等,2009; 惠秀娟等,2011) 、森林(李静锐等,2007; 范敏锐等,2010) 等自然生态系统管理当中.区域生态系统是一个由自然环境和人类社会相互作用所形成的自然-经济-社会复合生态系统,其内部结构更为复杂,开展区域生态系统健康评价逐渐成为当前生态系统健康研究的一个重要内容(陈鹏,2007; 李春晖等,2008; 陆丽珍等,2010; 李建国等,2010; 许妍等,2011).目前,区域生态系统健康研究处于起步阶段,尚未形成一套完整的理论体系和成熟可行的评价方法.在实际研究过程中,如何根据区域生态环境条件及自身结构特点,建立适合当地的生态系统健康评价指标体系和评价模型,成为目前区域生态系统健康研究的一个重要问题.

鄱阳湖区是江西省经济的核心地区,也是全国生态环境保护的重点区域,生态系统健康与否对地区经济发展及区域生态安全都有着极为重要的影响(王晓鸿,2005).基于此,本文通过构建鄱阳湖区生态系统健康评价指标体系,根据该指标体系对鄱阳湖区生态系统健康的时空变化情况进行研究,以期为合理保护湖区生态环境、恢复区域生态系统健康提供科学依据.

2 研究区域

鄱阳湖区包括南昌市区、南昌县、新建县、进贤县、余干县、都昌县、星子县、鄱阳县、德安县、湖口县、永修县、九江市区等12个县市.本研究区域为鄱阳湖区的主体部分,个别县市的部分区域未包括在内,地理位置为28°10' 29°41'N115°31' 117°4'E,面积为17785 km2,占整个鄱阳湖流域面积的10. 96%(1).鄱阳湖区气候暖湿,雨量充沛,属亚热带湿润季风气候.地貌结构上呈环状分布,由中心湖体至外缘依次为水面→平原→岗地→丘陵→低中山→中山地,构成向心形态.具有独特的湿地资源和生物、生态资源,是全球生物多样性最为丰富的地区之一(朱海虹等,1997)

1 研究区位置图

3 研究方法

31 数据源与预处理

研究选取鄱阳湖区1989 11 20 日、1999 12 10 日和2006 11 3 3 期的Landsat TM遥感影像作为基础数据源,同时收集非遥感数据,包括研究区150000 地形图、湖区行政区划图,湖区自然、社会经济统计资料及野外考察采集的土地覆被点位数据.遥感影像处理首先以150000 地形图作为参考图像,利用ERDAS90 对遥感影像进行波段合成、几何精校正、研究区裁剪等预处理; 然后依据遥感图像的色调、形态、纹理及野外实地调查信息,建立鄱阳湖区土地利用类型解译标志,采用最大似然法进行监督分类,依据研究目的和区域实际情况,将研究区划分为耕地、林地、草地、水体、滩地、建设用地和未利用地7 种土地利用类型; 最后结合野外验证数据对遥感影像分类结果进行精度检验,解译精度均高于80%,最终得到研究区3 期土地利用类型图(2).利用ARCGIS92 进行统计和空间分析,并用FRAGSTATS33 进行景观格局指数提取.

2 研究区各时期(198919992006 ) 土地利用类型图

 

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