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2015年,北京市与河北省张家口市取得了联合申办2022年冬奥会的资格。张家口市崇礼区随即成为了2022年冬奥会的主要举办场地,其城市、主赛区也将得到极大的发展,区域快速发展对景观格局特征也将产生很大影响。本文拟根据景观生态学原理与空间统计学方法,首先确定崇礼区景观格局分析的最佳粒度,在此基础上分析崇礼区景观空间格局,建立景观生态风险评价指标体系,对崇礼区景观生态风险进行评价,揭示崇礼区景观生态风险时空变化规律,提出管理对策,为该区未来的生态规划、管理与协调提供科学依据。主要研究结果如下:
(1)在崇礼区景观空间粒度效应研究中,中心属性值法(RCC)法较最大面积法(RMA)法保持原有数据信息能力强。①崇礼区景观斑块密度指数、景观形状指数、散布与并列指数、边缘密度指数、蔓延度指数和凝结度指数均随粒度增大而减小,其中散布与并列指数在170m粒度处出现转折点,凝结度指数在90m粒度处出现粒度转折点。②周长-面积分维数与斑块平均面积指数随粒度增大而增加,曲线相对平滑,周长-面积分维数于170m粒度处出现转折点。③最大斑块指数、分离度指数、香农多样性和香农均匀度指数随着粒度增大,曲线呈无规律变化,但具有明显转折点。景观指数变化第一粒度域为30~50m,适宜粒度域为30~40m,综合分析得出崇礼区景观格局分析最佳粒度为40m。
(2)1990-2015年间崇礼区景观结构与格局变化明显。景观面积百分比:林地和水域分别减少18.08%和0.12%,草地、耕地、建设用地和未利用地分别增加11.18%、4.61%、1.90%、0.51%。景观破碎度指数:林地、草地、耕地、建设用地、未利用地和水域分别增大0.0028、0.0042、0.1090、0.1629、0.1207、0.2137。景观分离度指数:林地、草地、耕地、建设用地和水域分别增大0.0017、0.0007、0.0025、0.0037、1.9043,而未利用地则减少0.0686。景观分维数指数:草地、耕地、建设用地和未利用地分别增大26.9391、21.6585、44.1478、39.9389,而林地和水域分别减少1.4406和75.5385。景观干扰度指数:草地、耕地、建设用地和未利用地分别增大5.3901、4.3379、8.9121、8.0275,而林地和水域分别减少0.2862和14.4296。景观损失度指数:草地、耕地、建设用地和未利用地分别增大0.5040、0.6550、0.3556、3.4430,而林地和水域分别减少0.0145和3.4083。
(3)崇礼区景观类型分布受地形的影响。林地景观在高程(海拔)较高、坡度较大和阴坡区域面积比例较大,草地景观在Ⅱ级地貌区(高程1000~1200m,坡度8°~15°区域内)、阳坡和半阳坡内分布面积比例最大,耕地、建设用地、未利用地和水域景观随着地貌等级的升高其面积比例逐渐下降,且更多的分布于阳坡、半阳坡区域。
(4)崇礼区景观生态风险等级空间分布均呈西部或西北部偏高,东部或东南偏低的分布格局。景观生态风险时空变化差异较大,1990-2015年间低生态风险区面积比例减少35.98%,较低生态风险区面积比减少38.29%,中等生态风险区面积比减少2.88%,较高生态风险区面积比增大1.69%,高生态风险区面积增大17.50%,随着风险等级之间的转换,中等和较高风险区成为崇礼的主要生态风险类型。景观生态风险等级较高的区域主要分布在建设用地、未利用地、耕地、草地和水域景观中,而林地的景观生态风险等级较低。低、较低和中等生态风险区多分布在高程较高、坡度较大区域,而较高、高等级生态风险区多分布于高程较低和坡度较小地区。
(1)在崇礼区景观空间粒度效应研究中,中心属性值法(RCC)法较最大面积法(RMA)法保持原有数据信息能力强。①崇礼区景观斑块密度指数、景观形状指数、散布与并列指数、边缘密度指数、蔓延度指数和凝结度指数均随粒度增大而减小,其中散布与并列指数在170m粒度处出现转折点,凝结度指数在90m粒度处出现粒度转折点。②周长-面积分维数与斑块平均面积指数随粒度增大而增加,曲线相对平滑,周长-面积分维数于170m粒度处出现转折点。③最大斑块指数、分离度指数、香农多样性和香农均匀度指数随着粒度增大,曲线呈无规律变化,但具有明显转折点。景观指数变化第一粒度域为30~50m,适宜粒度域为30~40m,综合分析得出崇礼区景观格局分析最佳粒度为40m。
(2)1990-2015年间崇礼区景观结构与格局变化明显。景观面积百分比:林地和水域分别减少18.08%和0.12%,草地、耕地、建设用地和未利用地分别增加11.18%、4.61%、1.90%、0.51%。景观破碎度指数:林地、草地、耕地、建设用地、未利用地和水域分别增大0.0028、0.0042、0.1090、0.1629、0.1207、0.2137。景观分离度指数:林地、草地、耕地、建设用地和水域分别增大0.0017、0.0007、0.0025、0.0037、1.9043,而未利用地则减少0.0686。景观分维数指数:草地、耕地、建设用地和未利用地分别增大26.9391、21.6585、44.1478、39.9389,而林地和水域分别减少1.4406和75.5385。景观干扰度指数:草地、耕地、建设用地和未利用地分别增大5.3901、4.3379、8.9121、8.0275,而林地和水域分别减少0.2862和14.4296。景观损失度指数:草地、耕地、建设用地和未利用地分别增大0.5040、0.6550、0.3556、3.4430,而林地和水域分别减少0.0145和3.4083。
(3)崇礼区景观类型分布受地形的影响。林地景观在高程(海拔)较高、坡度较大和阴坡区域面积比例较大,草地景观在Ⅱ级地貌区(高程1000~1200m,坡度8°~15°区域内)、阳坡和半阳坡内分布面积比例最大,耕地、建设用地、未利用地和水域景观随着地貌等级的升高其面积比例逐渐下降,且更多的分布于阳坡、半阳坡区域。
(4)崇礼区景观生态风险等级空间分布均呈西部或西北部偏高,东部或东南偏低的分布格局。景观生态风险时空变化差异较大,1990-2015年间低生态风险区面积比例减少35.98%,较低生态风险区面积比减少38.29%,中等生态风险区面积比减少2.88%,较高生态风险区面积比增大1.69%,高生态风险区面积增大17.50%,随着风险等级之间的转换,中等和较高风险区成为崇礼的主要生态风险类型。景观生态风险等级较高的区域主要分布在建设用地、未利用地、耕地、草地和水域景观中,而林地的景观生态风险等级较低。低、较低和中等生态风险区多分布在高程较高、坡度较大区域,而较高、高等级生态风险区多分布于高程较低和坡度较小地区。