基于RSEI的土地整治区域生态质量变化及影响因素研究

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随着社会经济形势变化,我国土地整治逐渐从以耕地保护为核心目标的阶段向国土综合整治与生态系统保护修复阶段转变。长期以来,尽管业界和学界都逐渐认识到土地整治需要关注生态保护与建设,但由于缺乏针对土地整治项目建设特点的生态质量评价技术,导致土地整治生态评价与建设面临许多困难。为实现对土地整治区域生态质量科学合理、客观直接、长期有效的监测评估,本研究引入RSEI模型,以海口市南渡江流域土地整治重大工程为例,基于多期遥感影像数据分析了研究区(包括整治区与对照区)生态质量的时空变化过程。在此基础上,从整治区、子项目区和格网等不同尺度对生态质量与环境背景、土地利用、项目建设等因素的相关性进行了分析。主要得到以下结论:(1)通过对湿度、绿度、热度、干度指标进行主成分分析得到的遥感生态指数,可以综合、客观、动态、直观地反映土地整治区域的生态质量状况及变化情况。其中,湿度、绿度指标对遥感生态指数的贡献度为正,热度、干度指标的贡献度为负,并且干度分量对遥感生态指数的影响能力强于其他3个分量。(2)在整个研究期,研究区整体的RSEI均值始终高于0.6。整治区内的RSEI均值呈现为“V”字型态势变化态势,绝大部分子项目内部的RSEI均值呈现同样的变化特点,而对照区内的RSEI均值则体现为“N”字型变化态势。从生态质量的空间分布特征方面看,研究区北部优于南部地区,南渡江右岸整治区优于左岸整治区。(3)在海口重大工程项目实施以前,整治区内部的生态质量优于对照区,而在土地整治初期和中期则相反,直到整治后期整治区内生态质量才再次超过对照区。基于RSEI均值的时间变化和空间差异分析可知,土地整治项目动工区的生态质量下降较大。从项目实施中后期开始,整治区内的生态质量开始恢复,但恢复过程相对于“破坏”过程更为缓慢,所需时间也更长。此外,由于不同区域生态质量退化程度的差异、各子项目建设起止时间的差异、不同地类恢复能力的差异等原因,重大工程项目结束后,区域内的RSEI值在短期内产生了“两极分化”的现象。(4)生态质量与区域环境背景、土地利用状况等具有较强相关性。在日照时长适中的前提下,整治区降水越丰富、气温越高、湿度越大,区域的生态质量越好。从土地利用类型来看,林地、耕地、水域的生态质量优于草地和未利用地,生态质量最差的地类为建设用地。通常林地、耕地等具有生态功能的土地的规模越大、连通性越好、破碎化程度越低,区域生态质量越好。而土地整治活动通过采取不同的建设内容、整治工程和措施,对区域生态环境产生了直接干扰,并且通过调整土地利用结构、利用方式、空间布局和景观结构,从而对整治区域的生态质量造成影响。本研究案例区中,土地整治活动增加了林地的规模,优化了耕地、林地空间布局,并通过土地复垦减少了建设占用,对于生态质量具有提升作用。(5)根据对海口市土地整治重大工程子项目生态质量变化与项目建设要素的相关性分析,在缺少相应生态措施的情况下,以改善区域生产条件为主要目标的土地整治项目,其资金投入越多,整治区域基础设施“硬质化”的程度越高,对生态质量的副作用越显著。此外,土地整治活动对区域生态质量的影响具有规模效应。长期来看,大规模集中连片推进土地整治对改善生态质量具有更好的效果。
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