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生态风险评价是现代生态学及环境管理研究领域中的一个热点问题,也逐渐成为地学、资源与环境科学等交叉研究中的前沿和主要的应用领域。在当今诸多影响区域生态风险的因素与过程中,土地利用变化是重要和直接的方面。本文整合上述两大主要热点方向上的研究成果,开展土地利用变化与生态风险的研究,以皇甫川流域4期遥感影像数据为基础,利用3S技术,开展流域内土地利用变化、土壤侵蚀和流域景观格局生态风险评价。在1987年、1995年、2000年和2007年土地利用分类图基础上,分析人类对于土地的开发利用造成的土地利用变化,以8种景观类型作为受体进行分析,在利用相关的景观格局指数构建生态风险指数模型的基础上进行生态风险小区的划分,最后利用地统计学的方法将4个时期的生态风险指数空间化,获得流域内低生态风险区、较低生态风险区、中等生态风险区、较高生态风险区和高生态风险区5个级别的区域生态风险区划图。
论文的主要研究成果和结论如下:
(1)从1987年到2007年,流域土地利用格局变化表现为城镇用地、耕地和灌丛的面积逐渐增加,水体、草地、沙地和裸砒砂岩面积逐渐减小,林地的面积先增加后减小的趋势。
(2)从1987年到2007年,皇甫川流域土壤侵蚀变化的总体态势是:流域年平均土壤侵蚀模数逐渐减小,年平均土壤侵蚀模数分别为20551.78t/k㎡、19061.77t/k㎡、15974.41t/k㎡和11727.004t/k㎡。在皇甫川流域6种不同土地利用类型之间,年平均土壤侵蚀模数的大小顺序基本保持为裸砒砂岩>沙地>耕地>草地>林地>灌丛。
(3)从1987年到2007年流域生态风险等级指数分别为0.359、0.337、0.328、0.328,流域的生态风险指数呈下降趋势。从生态风险区等级分布面积来看,较高生态风险区和高生态风险区的大面积缩水,在2007年其面积比例不到流域面积的20%,2007年低生态风险区、较低生态风险区和中等生态风险区所占面积比例分别为20.87%、28.72%和32.79%,与2000年相比较由于高生态风险区面积急剧下降,仅占1.47%,较高生态风险区的面积增加6.29%使得流域的平均生态风险指数保持和2000年一致水平。
(4)结合土地利用变化与生态风险的关系,分析指出各种土地利用类型的年平均生态风险指数的排序为:草地>沙地>砒沙裸岩>水体>灌丛>耕地>林地>城镇建设用地。