南水北调中线工程丹江源地区生态地质格局动态演变

王颖维, 张亚峰, 钱信禹, 杨运军, 崔继岗, 游军, 边小卫. 2023. 南水北调中线工程丹江源地区生态地质格局动态演变. 西北地质, 56(3): 129-140. doi: 10.12401/j.nwg.2023083
引用本文: 王颖维, 张亚峰, 钱信禹, 杨运军, 崔继岗, 游军, 边小卫. 2023. 南水北调中线工程丹江源地区生态地质格局动态演变. 西北地质, 56(3): 129-140. doi: 10.12401/j.nwg.2023083
WANG Yingwei, ZHANG Yafeng, QIAN Xinyu, YANG Yunjun, CUI Jigang, YOU Jun, BIAN Xiaowei. 2023. Dynamic Evolution of Eco−geological Pattern: Taking Danjiangyuan Area of Central Line Project of South−to−North Water Diversion. Northwestern Geology, 56(3): 129-140. doi: 10.12401/j.nwg.2023083
Citation: WANG Yingwei, ZHANG Yafeng, QIAN Xinyu, YANG Yunjun, CUI Jigang, YOU Jun, BIAN Xiaowei. 2023. Dynamic Evolution of Eco−geological Pattern: Taking Danjiangyuan Area of Central Line Project of South−to−North Water Diversion. Northwestern Geology, 56(3): 129-140. doi: 10.12401/j.nwg.2023083

南水北调中线工程丹江源地区生态地质格局动态演变

  • 基金项目: 陕西省自然科学基础研究计划项目(2022JQ-292),陕西省科协青年人才托举计划项目(NYHB202208),陕西省重点研发计划项目(2021SF2-03),陕西省公益性项目(202302、202002、202003)联合资助。
详细信息
    作者简介: 王颖维(1991−),女,博士,工程师,主要从事地质学和生态地质调查研究。E−mail:wyw474338750@163.com
    通讯作者: 张亚峰(1984−),男,高级工程师,主要从事区域地质和生态地质调查研究工作。E−mail:aimom84@163.com
  • 中图分类号: P66;X826

Dynamic Evolution of Eco−geological Pattern: Taking Danjiangyuan Area of Central Line Project of South−to−North Water Diversion

More Information
  • 以南水北调中线工程水源涵养区丹江源地区为研究区,采用坡面调查方法,梳理不同地质建造上的典型生态关键带生态地质特征,利用ENVI 5. 3、ArcGIS 10.2及Fragstats4.2软件,解译分析区内2000、2010、2020年3期土地利用时空演变和景观格局演变特征。结果表明:①受构造地质背景影响,各地质建造垂向上形成不同的地形地貌、成土母质、土壤类型、水文类型,在以上立地条件的综合影响下形成了不同的生态地质格局。②区内林地比例占绝对优势,林地和耕地占比85%以上,其他土地类型比例偏低。2000~2020年土地利用类型变化显著,水域、耕地和建设用地面积变化较为剧烈。区内自然景观和人造景观之间转入转出频繁,但整体土地利用变化对生态环境扰动较少。林地和耕地将长期是水源地主要的土地利用类型,直接影响着其生态环境效应。③丹江源地区2000~2020年景观空间格局变化明显,尤其在2010~2020年景观生态过程较活跃。区内各斑块类型趋于规则呈均衡趋势分布,斑块类型间形成了良好的连接性,景观聚集程度逐渐提升,空间分布趋向集中。④南水北调中线工程建设进一步保障了研究区林地基数和水域面积的稳定增长,丹江源地区的生态趋势向好;调水工程及城市化进程建设及保护水源地的移民搬迁导致区内建设用地大幅度增加,存在草地退化和耕地减少现象。建议合理配置土地资源,优化土地利用结构,加强林地和耕地保护及生态补偿,将有利于丹江源地区社会经济和生态环境的可持续发展。

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  • 图 1  研究区地理位置(a)及丹江源地区水系分布图(b)

    Figure 1. 

    图 2  丹江源地区地质建造图(a)及不同地质建造面积分布图(b)

    Figure 2. 

    图 3  丹江源地区不同生态关键带基岩–成土母质–土壤–植被变化图

    Figure 3. 

    图 4  丹江源地区金陵寺镇–柿园街生态地质剖面

    Figure 4. 

    图 5  丹江源地区杨峪河镇麻街岭–任家村生态地质剖面

    Figure 5. 

    图 6  丹江源地区2000、2010、2020年不同土地利用类型数量结构

    Figure 6. 

    图 7  丹江源地区2000、2010、2020年土地利用类型遥感解译变化图

    Figure 7. 

    表 1  景观格局指数选取及指示意义

    Table 1.  Selection and indicative significance of landscape pattern index

    景观单元特征指数指标选取指示意义
    景观面积度量指标 斑块类型面积(CA) CA值的大小影响着斑块类型聚集地中的物种数量及丰度
    斑块类型比(PLAND) PLAND指某一斑块类型占整个景观面积的相对比例
    最大斑块指数(LPI) LPI主要表示某一景观类型最大斑块占整个景观面积的比例,决定了景观优劣斑块,反应景观变化受人类活动干扰程度
    景观面积(TA) TA定义景观幅度,是监测生态系统是否稳定的重要指标
    景观形状指标 景观形状指数(LSI) LSI反映景观和斑块形状的分散和规则程度,值越大说明景观形状越复杂
    景观邻近度指标 香农多样性指数(SHDI) SHDI表示景观类型的复杂程度,值越小斑块类型越少,值增大说明斑块类型增加或各斑块类型在景观中呈均衡化趋势分布
    景观聚集与分散度
    测量指标
    蔓延度指数(CONTAG) CONTAG反映景观类型的聚集程度和延展程度,高蔓延度值表明某种优势斑块类型具有良好的连通性
    散布与并列指数(IJI) IJI反映斑块类型的隔离分布情况
    聚集度指数(AI) AI是基于栅格数量来测度景观或者某种斑块类型的聚集程度
     注:各景观格局指数计算公式和详细意义可参阅相关文献(何鹏等,2009孙天成等,2019)。
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    表 2  丹江源地区2000~2020年土地动态度变化

    Table 2.  Changes of land dynamic attitude from 2000 to 2020 in Danjiangyuan area


    土地利用类型
    土地动态度
    2000~2010年2010~2020年2000~2020年
    耕地
    林地
    草地
    水域
    建设用地
    未利用土地
    −0.32%
    0.10%
    −0.67%
    3.54%
    3.98%
    −0.08%
    −1.05%
    −0.09%
    0.20%
    3.66%
    13.89%
    0.07%
    −0.67%
    0.01%
    −0.24%
    8.51%
    11.70%
    −0.05%
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    表 3  丹江源地区2010~2020年3期斑块类型水平的景观格局指数

    Table 3.  Landscape pattern indices of patch types in the Danjiangyuan area from 2010 to 2020

    斑块类型年份CA(km2PLAND(%)LPI(%)LSIIJIAI
    林地20001240.430076.030072.640017.457039.683198.0450
    20101253.270075.870072.460017.651034.324098.0204
    2020
    2000
    1242.2100
    321.1200
    75.1900
    20.8100
    71.490016.827137.679498.1100
    88.0625
    耕地20.210053.520453.9354
    2010310.870021.020020.470053.112747.025988.2095
    2020278.170020.810017.160057.316348.395787.2000
    草地2000171.99002.74000.190084.853128.333347.1916
    2010160.39002.53000.050085.827923.765644.2992
    2020163.64002.75000.050095.866019.975040.3615
    水域20002.68000.04000.03008.122071.113562.7075
    20103.63000.06000.04006.565262.662673.7705
    20204.96000.08000.07006.703772.204677.8098
    建设用地200020.18000.34000.100012.769947.873078.5033
    201028.22000.47000.140013.225642.946081.0820
    202067.41001.13000.800014.839849.561886.4070
    未利用土地20000.47000.04000.08002.193831.574338.8427
    20100.50000.05000.09002.747232.267439.3754
    20200.49000.04000.08002.358431.683238.7120
     注:由于各土地利用类型斑块类型面积统计存在四舍五入,面积总和与研究区总面积有略微出入。
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    表 4  丹江源地区2000~2020年景观水平的景观格局指数

    Table 4.  Landscape pattern index of the Danjiangyuan area from 2000 to 2020

    年份TA(km2LSICONTAGIJISHDIAI
    20001757.000027.822973.295745.50260.655794.4950
    20101757.000027.772075.905839.21900.659694.5070
    20201757.000029.737874.704040.41320.696394.1028
     注:TA. 景观面积;LSl. 景观形状指数;CONTAG. 蔓延度指数;IJI. 散布与并列指数;SHDI. 香农多样性指数;Al. 聚集度指数。
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出版历程
收稿日期:  2023-03-02
修回日期:  2023-04-28
刊出日期:  2023-06-20

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