廣州市生態(tài)景觀變化與生態(tài)安全動態(tài).pdf

1、隨著城市化進程帶來的一系列城市生態(tài)環(huán)境問題的出現(xiàn)，生態(tài)安全受到全球關注，有關城市生態(tài)安全的研究凸現(xiàn)重要。本文以TM遙感影像為主要數(shù)據(jù)源，SPOT遙感影像和統(tǒng)計資料為輔助數(shù)據(jù)源，首先進行土地覆蓋、植被蓋度和土壤侵蝕水平等重要生態(tài)要素的研究，對涉及到的生態(tài)學與地理學研究中的關鍵與難點問題進行探討；再基于PSR概念框架構建生態(tài)安全替代性評價指標體系，選用加法平均、乘法平均以及模糊評價3種模型，配以常權和變權兩種權重，對廣州市生態(tài)安全水平進行研

2、究與評價；最后運用景觀生態(tài)學和地統(tǒng)計學原理與方法對生態(tài)安全水平進行空間格局與結構的時空分異分析。主要得出以下結論： (1)研究區(qū)土地覆蓋景觀尺度效應明顯，并存在閾值現(xiàn)象以高分辨率SPOT和中分辨率的TM遙感影像為數(shù)據(jù)源，在景觀與類型兩種尺度下，進行不同空間分辨率的粒度效應研究。類型尺度上的研究表明：不同土地覆蓋類型的粒度效應因數(shù)據(jù)源而不同，粒度效應也因景觀指數(shù)各異。相對而言，景觀尺度上的粒度效應較弱。根據(jù)兩個研究尺度以及不同數(shù)據(jù)

3、源的粒度效應，基本可以確定600m為研究區(qū)土地覆蓋景觀特征的“臨界閾值”粒度。 幅度是另一種空間尺度類型，鑒于幅度效應的研究相對較薄弱，論文以TM遙感影像解譯生成的土地覆蓋類型圖為分析數(shù)據(jù)，分別從固定方向、不同方向以及不同空間形態(tài)研究景觀幅度效應。結果表明：研究區(qū)景觀的幅度效應明顯存在，幅度400是該區(qū)域土地覆蓋景觀特征的一個臨界幅度，該幅度對應的區(qū)域面積為144Km<'2>區(qū)域土地覆蓋景觀特征具有空間形態(tài)的效應，這種效應因指數(shù)

4、而不同。研究還表明，景觀幅度效應方向分異也是明顯的。 (2)土地覆蓋景觀特征具有尺度依賴性以SPOT影像解譯生成的部分中心城區(qū)土地覆蓋景觀類型圖為分析數(shù)據(jù)，計算景觀多樣性指數(shù)，進行景觀特征尺度依賴與等級結構分析。研究結果表明，景觀多樣性指數(shù)空間自相關程度依賴于尺度，并具有方向分異，由此形成景觀特征的等級特征。 (3)城市地表土地覆蓋景觀變化反映出區(qū)域城市化的歷程不同土地覆蓋類型的面積轉移矩陣顯示，廣州市的城市發(fā)展仍然不可

5、避免地掠奪耕地、林地、水域等資源，改變了土地利用/覆蓋狀況。景觀格局特征顯示1995和2000年是景觀格局特征有較大變化的關鍵年份。而基于緩沖區(qū)的高速公路樣帶與輻射梯度景觀分析表明，城市景觀呈現(xiàn)出方向分異，表現(xiàn)出自中心城區(qū)向外的輻射狀分布特征，探測到廣州市已出現(xiàn)多個次級的城市中心布局。 (4)對TM遙感數(shù)據(jù)進行大氣校正，剔除大氣對遙感輻射值的影響從而建立獲取正確的植被蓋度的模型，生成研究區(qū)植被蓋度分布圖，并進行統(tǒng)計與植被蓋度等級

6、分析。結果表明，進行大氣輻射影響校正，建立研究區(qū)植被蓋度的估算模型，是一個較好的修正方法。在1990-2005年間，廣州市植被曾一度遭到嚴重破壞，至2005年，植被狀態(tài)已經(jīng)出現(xiàn)恢復的好勢頭。但是從空間位來看仍然有不足之處，突出表現(xiàn)在中心城區(qū)的植被覆蓋度仍然以每年接近1﹪(以總面積計)的速度在下降。無論從總的數(shù)量、等級結構、或者區(qū)域差異來看，植被覆蓋度都表現(xiàn)出空間格局的時間與空間分異。 (5)從遙感影像提取坡度、高程等地形因子，

7、研究區(qū)域水土流失狀況，分析區(qū)域水土流失的發(fā)展研究結果顯示，在1990-2000的十年間，廣州市水土流失曾一度嚴重。之后，在2000-2005年間，出現(xiàn)好的變化趨勢。從空間上看，存在區(qū)域差異，表現(xiàn)為水土流失以郊區(qū)為主。 (6)基于PSR概念框架模型，通過遙感數(shù)據(jù)源獲取反映生態(tài)環(huán)境狀態(tài)的主要指標數(shù)據(jù)，建立區(qū)域生態(tài)安全綜合評價的指標體系，以基本像元(粒度為30m×30m)為最小評價單元進行生態(tài)安全評價，生成生態(tài)安全指數(shù)分布圖。綜合評價

8、模型共選取加法、乘法和模糊評價3種模型，分別配以常權和變權兩種權重?；谠u價結果，首先對不同模型評價結果之間的差異進行統(tǒng)計學檢驗；再以變權一模型評價指數(shù)分布圖為基礎分析圖件，以從化、增城、花都、番禺、中心城區(qū)以及全市為區(qū)域范圍，運用景觀生態(tài)學和地統(tǒng)計學的原理和方法，進行生態(tài)安全水平的景觀格局與空間結構分析。 研究結果表明：基于遙感以及數(shù)字研究環(huán)境建立可及時更新的生態(tài)安全評價指標體系是可行的；變權一模糊模型評價結果顯示出優(yōu)勢，其評

9、價結果可以很好地反映不同評價單元之間的差異，結果較切合實際；通過指標數(shù)據(jù)構建的變權函數(shù)計算出變權，由于考慮到區(qū)域與時間差異，評價結果能較真實地反映生態(tài)環(huán)境的實際狀況與動態(tài)。 廣州市生態(tài)安全以一般安全等級為主，但是區(qū)域差異明顯，表現(xiàn)為中心城區(qū)的生態(tài)安全等級水平較低，北部山地和南部海域的生態(tài)安全等級水平較高，屬于安全等級一般水平以上；中部山地區(qū)域生態(tài)安全水平為等級良。 用不同的景觀指數(shù)研究區(qū)域生態(tài)安全格局的景觀特征，可以從不

10、同的角度揭示出區(qū)域景觀的差異。根據(jù)景觀指數(shù)的變化特征，將景觀區(qū)域分成不同的類型。其中，番禺、花都區(qū)最為獨特。 變異函數(shù)用于生態(tài)安全空間結構的研究是對傳統(tǒng)統(tǒng)計學方法的補充，從另一個方面揭示出地理現(xiàn)象的空間特征。根據(jù)空間結構特征將區(qū)域進行的分組與景觀指數(shù)的分類明顯相異。表明地理現(xiàn)象的空間特征是多維的，運用不同的方法進行分析，可以從不同的角度研究景觀特征；而多種方法的綜合運用，使對生態(tài)安全空間結構的認識更加全面，使對研究對象的空間特征