切爾諾貝利核事故對區(qū)域景觀格局及生境質(zhì)量的影響

張 瀟,陸 林,張曉瑤,李冬花

安徽師范大學(xué)地理與旅游學(xué)院,蕪湖 241002

景觀格局和生境質(zhì)量是區(qū)域生態(tài)狀況及其服務(wù)水平的重要表征[1-2]。不同時空尺度上的內(nèi)外多因素共同驅(qū)動著區(qū)域景觀格局不斷演化,而生境質(zhì)量揭示的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)水平和生物多樣性亦隨之不斷變化[3-4]。災(zāi)難作為一種突發(fā)性外部干擾形式,直接影響著區(qū)域景觀格局和生境質(zhì)量的演化過程[5]。災(zāi)難發(fā)生地不僅會產(chǎn)生慘重人員傷亡和巨大經(jīng)濟損失,造成社會公眾心理創(chuàng)傷和公共秩序紊亂,還會對區(qū)域自然環(huán)境產(chǎn)生重大影響,導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能改變[6]。災(zāi)難地特殊、復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng)演化軌跡受到了多領(lǐng)域?qū)W者們的廣泛關(guān)注,不少學(xué)者從景觀格局視角探討了地震[7]、火災(zāi)[8]、極端氣候[9]和海平面上升[9-11]等自然災(zāi)害對土地利用/土地覆被的損害程度及恢復(fù)過程,亦有學(xué)者分析了諸如大壩潰壩等“天災(zāi)人禍”共同作用下的土地覆被空間變化特征[12]。在生境質(zhì)量方面,多數(shù)研究也從地震、火災(zāi)等自然災(zāi)害著手,系統(tǒng)評估災(zāi)難地生境質(zhì)量變化[13-14]。災(zāi)難引致的景觀格局變化會重構(gòu)已有的資源稟賦分布格局,進而對生境質(zhì)量產(chǎn)生深刻影響[2],但絕大多數(shù)災(zāi)難地研究往往將兩者割裂進行單獨分析,忽略了景觀格局和生境質(zhì)量間的相互作用關(guān)系。此外,相比自然災(zāi)害,單純由人為因素引致的重大災(zāi)難往往發(fā)生于城市等人口集聚區(qū)域,而且持續(xù)時間和影響范圍有限,受限于災(zāi)難地選擇問題,較少有文章探討人為災(zāi)難對區(qū)域景觀格局及生境質(zhì)量的影響,更鮮見災(zāi)難地景觀格局和生境質(zhì)量恢復(fù)過程的研究成果。

切爾諾貝利核事故作為人類和平利用核能歷史中最嚴重的技術(shù)災(zāi)難之一,其爆炸產(chǎn)生的放射性污染煙塵致使核電站附近30km內(nèi)的居民點與耕地被廢棄,數(shù)萬人背井離鄉(xiāng),區(qū)域生態(tài)環(huán)境發(fā)生重大改變[15-16]。在30多年的輻射暴露下,該區(qū)域反而出現(xiàn)了豐富的哺乳動物群落,失去人為干擾的隔離區(qū)麋鹿、狍子、野馬和野豬的數(shù)量顯著上升,狼的豐度是以前7倍以上[17],生境質(zhì)量有所改善?；诖苏J識,本文以切爾諾貝利隔離區(qū)為研究區(qū)域,借助遙感影像、景觀指數(shù)以及InVEST模型等技術(shù)手段,從景觀格局和生境質(zhì)量兩個視角闡釋了隔離區(qū)1970—2019年的生態(tài)系統(tǒng)演化過程及特征,結(jié)合CA-Markov模型模擬結(jié)果評估核事故對該區(qū)域景觀格局及生境質(zhì)量的影響程度,以期為災(zāi)難地生態(tài)損失評價及構(gòu)建和諧人地關(guān)系提供借鑒啟示。

1 研究區(qū)域概況

切爾諾貝利核電站(Chernobyl NPP)位于烏克蘭境內(nèi)西北部的普里皮亞季鎮(zhèn),1986年4月26日,機組工作人員在4號反應(yīng)堆進行渦輪發(fā)電機組惰轉(zhuǎn)供電試驗時引發(fā)反應(yīng)堆爆炸[18]。事故發(fā)生后,當?shù)卣畬⒑穗娬痉綀A30km內(nèi)地區(qū)劃為切爾諾貝利隔離區(qū)(Chernobyl Exclusion Zone,CEZ,下簡稱隔離區(qū))[19]。隔離區(qū)位于29°15′05″—30°33′24″E、51°05′17″—51°31′56″N之間(圖1),屬于溫帶大陸性氣候,1月平均氣溫-6℃,7月平均氣溫17℃,年均降水量700mm,地形以平原為主。隔離區(qū)總面積2600km2,包含切爾諾貝利和普里皮亞季2處城鎮(zhèn)以及78個村莊,兩座城鎮(zhèn)一度被視為蘇聯(lián)先進生產(chǎn)力的代表[20]。事故發(fā)生前,該區(qū)域是烏克蘭重要的集約型農(nóng)業(yè)區(qū)和林業(yè)區(qū)[16],主要樹種有蘇格蘭松(Pinussylvestris)、挪威云杉(Piceaabies)、銀樺(Betulapendula)、歐洲山楊(Populustremula)等[15,20]。

圖1 研究區(qū)位置Fig.1 Location of the study area

2 數(shù)據(jù)與方法

2.1 數(shù)據(jù)來源

遙感數(shù)據(jù)來源于美國地質(zhì)調(diào)查局(https://earthexplorer.usgs.gov/),以事故發(fā)生前11a及1a(1975年、1985年)和后1a、5a、15a及33a(1987年、1991年2001年、2019年)的6期Landsat系列遙感影像為基礎(chǔ)數(shù)據(jù),其中1975年遙感影像軌道號為196/24,1985—2019年為182/24。所有影像時相為6—9月,研究區(qū)云量小于1%。此外,由于缺乏軌道號為196/24的1980年遙感影像,故選用兩期軌道號為195/24和197/24的1980年遙感影像和一期軌道號為196/24的1981年影像作為景觀格局預(yù)測的輔助數(shù)據(jù)。研究區(qū)邊界數(shù)據(jù)和輻射劑量率數(shù)據(jù)來源于烏克蘭國家隔離區(qū)管理局(http://dazv.gov.ua/),輻射劑量率獲取環(huán)境為2019年8月2日15點20分,12.3℃,西北風(fēng)。生境質(zhì)量分析所需的威脅因子來源于景觀解譯數(shù)據(jù),道路交通數(shù)據(jù)來源于Google Earth。

2.2 景觀分類與景觀格局指數(shù)

利用ENVI 5.3對所有遙感影像進行幾何校正、圖像裁剪、圖像增強等預(yù)處理工作。采用支持向量機法對研究區(qū)1985—2019年的遙感圖像進行監(jiān)督分類,將景觀類型分為針葉林、闊葉林、草地、耕地、沙地/裸地、建設(shè)用地、水體7種,在此基礎(chǔ)上進行目視解譯修正。1975—1980年的MSS遙感影像質(zhì)量較差,故直接對照1985年影像和歷史資料進行目視解譯分類。借助Google Earth、街景和Photo Sphere進行混淆矩陣精度驗證,7期影像解譯精度均在84%以上,Kappa系數(shù)均大于0.81,滿足研究需求。

參考相關(guān)研究[21-24]并根據(jù)研究需要,選取斑塊密度(PD)、邊緣密度(ED)、香農(nóng)多樣性指數(shù)(SHDI)、蔓延度指數(shù)(CONTAG)4種景觀水平指數(shù)來反映隔離區(qū)景觀破碎化、復(fù)雜性以及多樣性等特征,各指數(shù)主要運用Fragstats 4.2計算。

2.3 生境質(zhì)量評估

借助InVEST模型定量評估隔離區(qū)生境質(zhì)量演化狀況,該模型主要通過土地利用和生物多樣性威脅因子數(shù)據(jù)繪制生境質(zhì)量地圖,所需數(shù)據(jù)在全球范圍內(nèi)均可獲得,不受研究區(qū)的不可進入性限制,極其適合切爾諾貝利地區(qū)生境質(zhì)量評估[25]。

參考相關(guān)研究[25-27]并結(jié)合研究區(qū)實際情況,將耕地、城鎮(zhèn)用地和交通用地設(shè)為威脅源,將林地、草地、耕地和水域等設(shè)為提供生境的景觀類型,各威脅源的最大影響距離和權(quán)重見表1,各生境的適宜度及對威脅因子的敏感度見表2,半飽和參數(shù)設(shè)置為最高退化柵格值一半。模型計算方法與意義參考相關(guān)文獻,參考相關(guān)研究,利用ArcGIS將計算結(jié)果分為高(0.8—1)、中(0.4—0.8)、低(0—0.4)3個等級[25,28]。

2.4 元胞自動機—馬爾科夫(CA-Markov)模型

借助CA-Markov模型模擬未發(fā)生核事故下的隔離區(qū)景觀格局演化過程[29-30]。利用1975—1980年的轉(zhuǎn)移面積矩陣和轉(zhuǎn)移概率矩陣預(yù)測隔離區(qū)1985年景觀類型分布,其修正Lee-Sallee形狀指數(shù)值為0.61,表明CA-Markov模型模擬精度較高。以1985年為起始年,濾波參數(shù)設(shè)為5×5摩爾鄰域,迭代次數(shù)分別設(shè)為10和30,模擬未發(fā)生核事故的隔離區(qū)1995年和2015年景觀類型分布狀況,進而借助InVEST模型模擬同年生境質(zhì)量狀況。

表1 威脅源最大影響距離、權(quán)重和衰減類型

表2 各生境適宜度及其對威脅源的敏感度

3 結(jié)果分析

3.1 景觀類型影響分析

將事故發(fā)生前的1975—1985年定義為T1階段,事故發(fā)生時的1985—1987年定義為T2階段,事故發(fā)生后的1987—2019年定義為T3階段。如圖2所示,T1階段隔離區(qū)主要景觀類型為針葉林、耕地以及闊葉林,3種景觀類型占比接近80%,表明該區(qū)域林業(yè)與農(nóng)業(yè)較為發(fā)達。T2階段隔離區(qū)初步劃定,區(qū)內(nèi)景觀格局發(fā)生重大改變,大部分耕地被撂荒,草地占比急劇提升；當?shù)卣疄榱丝刂品派湫晕镔|(zhì)擴散,清除了部分輻射嚴重地帶的表層土壤[31],致使裸地占比上升；隔離區(qū)主要景觀類型由針葉林、耕地以及闊葉林占主導(dǎo)變?yōu)獒樔~林、闊葉林和草地占主導(dǎo)。T3階段隔離區(qū)穩(wěn)定保持了以針葉林、闊葉林和草地為主導(dǎo)的景觀類型結(jié)構(gòu)；由于居民的撤離,區(qū)內(nèi)建筑物完全荒廢,建設(shè)用地占比逐步減少；沙地/裸地占比變動幅度較為隨機,而水體占比逐漸下降,一定程度上反映出區(qū)內(nèi)氣候干旱化的趨勢。3個階段的景觀類型結(jié)構(gòu)變化在一定程度上體現(xiàn)了人為干擾對區(qū)域景觀格局的塑造作用以及自然生態(tài)系統(tǒng)的強勁可恢復(fù)性：即便暴露在強輻射中,隔離區(qū)覆被仍能恢復(fù)到以林地為主的景觀格局。

圖2 隔離區(qū)景觀類型Fig.2 Map of landscape types in CEZCEZ: 隔離區(qū)Chernobyl exclusion zone

利用ENVI的Change Detection模塊計算T1、T2、T3階段的景觀類型轉(zhuǎn)移矩陣(表3),以反映隔離區(qū)各階段景觀類型的變化方向。隔離區(qū)T1階段的景觀類型轉(zhuǎn)化特征受其發(fā)達的林業(yè)和農(nóng)業(yè)影響,主要景觀類型轉(zhuǎn)化圍繞林地和耕地產(chǎn)生；景觀類型減量最多的為草地(308.55km2),轉(zhuǎn)換集中發(fā)生在隔離區(qū)東部經(jīng)濟活躍地帶,闊葉林(103.54km2)和耕地(103.41km2)是其主要轉(zhuǎn)出類型；針葉林減量僅次于草地,達220.71km2,主要轉(zhuǎn)出類型為闊葉林(135.11km2)。T2階段耕地成為減量最多的用地類型,轉(zhuǎn)出面積達592.44km2,主要轉(zhuǎn)出類型為草地(406.05km2)和闊葉林(139.96km2),該階段的耕地向草地轉(zhuǎn)化是研究期內(nèi)規(guī)模最大、最為顯著的一組景觀類型變化。T3階段的景觀類型轉(zhuǎn)換集中于隔離區(qū)三大優(yōu)勢景觀類型之間,主要表現(xiàn)為草地轉(zhuǎn)闊葉林(128.43km2)、闊葉林轉(zhuǎn)草地(118.00km2)、草地轉(zhuǎn)針葉林(108.15km2)和闊葉林轉(zhuǎn)針葉林(102.73km2),但上述轉(zhuǎn)換未改變針葉林、闊葉林和草地在隔離區(qū)內(nèi)的優(yōu)勢地位,說明隔離區(qū)內(nèi)形成了穩(wěn)定、均衡的景觀類型結(jié)構(gòu)。

土地利用動態(tài)度刻畫了隔離區(qū)景觀類型的變化幅度及速度,一般可分為單一土地利用動態(tài)度和綜合土地利用動態(tài)度[32-33]。如表4所示,T1階段草地動態(tài)度為-4.79,縮減最為嚴重；建設(shè)用地動態(tài)度達到了9.13,是該階段增長速度最快的景觀類型,表明隔離區(qū)在該階段生產(chǎn)力發(fā)達,城市建設(shè)速度快,經(jīng)濟較為活躍。T2階段的土地利用動態(tài)度發(fā)生劇烈變動,綜合土地利用動態(tài)度由T1階段的1.64提升至8.85；草地面積急劇擴張,動態(tài)度由正轉(zhuǎn)負,暴增至91.04；沙地/裸地動態(tài)度提升幅度僅次于草地,由T1階段的1.32提升至27.81；耕地縮減最為嚴重,動態(tài)度為-40.61,建設(shè)用地縮減僅次于耕地,動態(tài)度為-20.76,切爾諾貝利事故致使隔離區(qū)內(nèi)的人為景觀類型大幅衰減。T3階段綜合土地利用動態(tài)度僅為0.54,說明該階段景觀類型變化幅度很小,景觀結(jié)構(gòu)較為穩(wěn)定；該階段耕地變化相對顯著,動態(tài)度為-3.10,縮減幅度最大；建設(shè)用地動態(tài)度為-2.31,縮減幅度僅次于耕地。

土地利用程度指數(shù)定量表達了人類活動對隔離區(qū)景觀類型變化的影響水平[33-34]。林地、草地等自然景觀向耕地和建設(shè)用地轉(zhuǎn)化是造成土地利用程度指數(shù)提高的核心因素[32]。1975年隔離區(qū)的初始土地利用程度指數(shù)為224.49,伴隨著核電站和普里皮亞季的規(guī)劃建設(shè),隔離區(qū)工農(nóng)業(yè)發(fā)展迅速,現(xiàn)代化水平極大提高,導(dǎo)致T1階段土地利用程度指數(shù)提升4.95(表4)。由于核事故發(fā)生后隔離區(qū)大面積耕地和建筑被荒廢,T2階段土地利用程度指數(shù)大幅下降24.27,T3階段進一步下降5.45,致使2019年土地利用程度指數(shù)跌至200以下。這表明切爾諾貝利核事故大幅降低了人類活動對土地利用方式的影響,使得區(qū)內(nèi)土地利用程度顯著衰退。

表3 隔離區(qū)各階段景觀類型轉(zhuǎn)移矩陣

表4 隔離區(qū)各階段土地利用動態(tài)度及土地利用程度

圖3 隔離區(qū)輻射劑量率分布Fig.3 Radiation dose rate distribution in CEZ

為了進一步評估核輻射對區(qū)域景觀格局的影響,利用ArcGIS將56個監(jiān)測站的輻射劑量率數(shù)據(jù)進行克里金插值,得到隔離區(qū)輻射劑量率空間分布,使用自然斷裂點法將隔離區(qū)輻射狀況分為6個等級,分別統(tǒng)計各等級2019年景觀類型結(jié)構(gòu)分布。從輻射狀況的空間分布來看(圖3),核電站中心為輻射最嚴重地區(qū),隔離區(qū)輻射劑量率總體形成了北高南低的分布格局,但南北景觀格局不存在顯著差異。從不同輻射等級區(qū)域下的景觀類型分布來看(圖4),各等級景觀類型均以針葉林、闊葉林和草地為主,不同等級的景觀類型結(jié)構(gòu)雖有差異,但隨著輻射等級增強,各景觀類型占比變化不存在顯著性規(guī)律。使用ArcGIS計算隔離區(qū)2019年景觀類型與輻射劑量率分布的協(xié)方差矩陣和相關(guān)矩陣進一步發(fā)現(xiàn),兩者協(xié)方差為0.0019,相關(guān)系數(shù)為0.0012,兩者不存在相關(guān)性。綜上表明,切爾諾貝利核事故泄漏輻射未從景觀層面對隔離區(qū)當前的生態(tài)環(huán)境造成實質(zhì)性影響。

圖4 隔離區(qū)輻射劑量率等級及其景觀類型分布Fig.4 Radiation dose rate level and its landscape types distribution in CEZ

3.2 景觀格局影響分析

T1階段景觀指數(shù)主要表現(xiàn)為PD、ED、CONTAG顯著上升,而SHDI呈下降趨勢(表5)；PD、ED的上升表明隔離區(qū)景觀破碎格局加劇,斑塊形態(tài)趨于復(fù)雜化；結(jié)合表3可知,CONTAG上升與闊葉林、耕地等景觀擴張有關(guān)；SHDI在該階段呈現(xiàn)的下降趨勢表明快速擴張的耕地和林地使得隔離區(qū)景觀異質(zhì)性降低,景觀組分趨于不均衡發(fā)展；T1階段的景觀格局變化反映出人類活動對隔離區(qū)景觀格局產(chǎn)生了一定干擾,快速發(fā)展的農(nóng)林業(yè)給隔離區(qū)自然環(huán)境帶來了負面影響。

T2階段PD、ED繼續(xù)上升,但這種上升更多是由于核事故致使隔離區(qū)耕地荒廢所致；隔離區(qū)原為蘇聯(lián)規(guī)?；默F(xiàn)代農(nóng)業(yè)區(qū),耕地集中連片,斑塊較大,邊緣相對規(guī)則,但核事故致使耕地向草地等自然景觀斑塊轉(zhuǎn)化,因此導(dǎo)致隔離區(qū)景觀破碎化和復(fù)雜化加??；SHDI和CONTAG降低一定程度上反映出撂荒等措施引發(fā)區(qū)內(nèi)景觀異質(zhì)性和連通性降低。T2階段的景觀格局演化特征說明核事故重構(gòu)了隔離區(qū)的自然與人為景觀結(jié)構(gòu)占比,導(dǎo)致隔離區(qū)內(nèi)的人為景觀類型受到嚴重損害而衰減,而自然景觀獲得更多的生存空間,區(qū)內(nèi)景觀異質(zhì)性降低。

T3階段PD、ED和CONTAG總體呈上升趨勢,而SHDI呈持續(xù)下降趨勢；PD、ED的上升主要由于撂荒耕地出現(xiàn)了部分闊葉林、針葉林斑塊所致；CONTAG、SHDI變化反映出隔離區(qū)的設(shè)立使得區(qū)內(nèi)人為干擾活動大大降低,植被分布更加連片,建設(shè)用地、耕地面積減少致使景觀異質(zhì)性降低,景觀格局總體向好發(fā)展。

3個階段的景觀格局演化特征說明切爾諾貝利核事故未加劇區(qū)內(nèi)景觀格局惡化趨勢,反而由于隔離區(qū)的設(shè)立降低了人類活動對自然景觀的干擾,使得區(qū)內(nèi)景觀格局向好發(fā)展。

表5 隔離區(qū)景觀格局指數(shù)變化

3.3 生境質(zhì)量影響分析

切爾諾貝利核事故引致的隔離區(qū)景觀格局變化會改變、建立或中斷生境斑塊之間已有的能量和物質(zhì)流動過程,進而導(dǎo)致隔離區(qū)整體生境格局和功能產(chǎn)生重構(gòu),最終引發(fā)地區(qū)生境質(zhì)量產(chǎn)生重大變化。因此,探討切爾諾貝利核事故對隔離區(qū)生境質(zhì)量影響具有重要意義。

如圖5所示,T1階段的低生境質(zhì)量區(qū)域主要為平原地區(qū)的耕地和建設(shè)用地,高生境質(zhì)量區(qū)域主要分布在東南部低洼沼澤區(qū)和西北部低山丘陵區(qū),生境質(zhì)量空間分異顯著；從變化趨勢來看,T1階段低生境質(zhì)量區(qū)域擴張明顯,主要由于東北部和東南部地區(qū)林地、草地轉(zhuǎn)為耕地所致。T2階段生境質(zhì)量分布格局發(fā)生重大轉(zhuǎn)變,由于耕地撂荒轉(zhuǎn)變?yōu)椴莸?致使生境質(zhì)量迅速由低升高,隔離區(qū)生境質(zhì)量分布格局由T1階段高低相對平分轉(zhuǎn)為了T2階段以高占絕對主導(dǎo)。伴隨著隔離區(qū)邊界進一步明晰,管控逐步加強,T3階段高生境質(zhì)量區(qū)域進一步擴張,整體占比超過90%,部分由村莊和裸地形成的低生境質(zhì)量斑塊消失,低生境質(zhì)量區(qū)域僅存于隔離區(qū)東部的切爾諾貝利核電站和切爾諾貝利城鎮(zhèn)附近。隔離區(qū)內(nèi)的生境質(zhì)量演化過程再次表明,切爾諾貝利地區(qū)前期的工農(nóng)業(yè)快速發(fā)展使區(qū)內(nèi)生境質(zhì)量退化迅速,但隔離區(qū)的設(shè)立使得區(qū)內(nèi)生境質(zhì)量迅速由低水平轉(zhuǎn)為高水平,反映出生態(tài)系統(tǒng)極強的恢復(fù)力和穩(wěn)定性。

3.4 景觀格局與生境質(zhì)量模擬分析

若按照正常發(fā)展趨勢演進(圖6),隔離區(qū)到1995年將會形成以闊葉林(30.10%)、耕地(26.54%)和針葉林(26.23%)為主導(dǎo)的景觀結(jié)構(gòu),建設(shè)用地占比將提升至1.67%,各景觀類型達到均衡狀態(tài)并穩(wěn)定發(fā)展。到2015年,隔離區(qū)耕地和建設(shè)用地占比將進一步提升,但總體景觀結(jié)構(gòu)與1995年差異不大。通過對比隔離區(qū)同期景觀格局可以發(fā)現(xiàn)(圖2),2019年隔離區(qū)景觀類型以針葉林、闊葉林和草地為主導(dǎo),三者共計占比96.26%,處于絕對優(yōu)勢地位。切爾諾貝利核事故致使隔離區(qū)內(nèi)草地面積擴大超2倍,針葉林和闊葉林面積亦小幅度提升,而耕地幾乎消失,建設(shè)用地縮小89%,水體與沙地/裸地面積亦有不同程度縮小。這說明切爾諾貝利核事故完全中斷了隔離區(qū)工農(nóng)業(yè)發(fā)展進程,徹底改變了原有景觀演化軌跡。

從生境質(zhì)量模擬結(jié)果來看(圖7),1995年生境質(zhì)量空間分布格局與T1階段基本一致,主要變化在于隔離區(qū)中部耕地包圍林地形成的“高生境質(zhì)量孤島”面積縮減,轉(zhuǎn)變?yōu)榱酥械壬迟|(zhì)量區(qū)域。2015年模擬結(jié)果較1995年而言,其變化主要體現(xiàn)在高等生境質(zhì)量區(qū)域退化為中低等生境質(zhì)量區(qū)域,其中由高等生境質(zhì)量區(qū)域轉(zhuǎn)化為低等生境質(zhì)量區(qū)域的面積最大,達21.02km2,尤其是普里皮亞季和切爾諾貝利城鎮(zhèn)附近生境質(zhì)量由高向低退化較為顯著；生境質(zhì)量由中向低轉(zhuǎn)化規(guī)模僅次于由高向低轉(zhuǎn)化規(guī)模,轉(zhuǎn)換面積為17.93km2。相比2015年模擬結(jié)果,2019年實際低生境質(zhì)量區(qū)域占比下降30%,中等生境質(zhì)量區(qū)域下降4%,而高生境質(zhì)量區(qū)域占比提升34%。生境質(zhì)量的模擬結(jié)果說明：若未發(fā)生核事故,切爾諾貝利地區(qū)原有的工農(nóng)業(yè)進程會對地區(qū)生境質(zhì)量產(chǎn)生一定損害,致使高等級生境質(zhì)量向低等級轉(zhuǎn)變,而切爾諾貝利核事故中斷了這一惡化趨勢,使區(qū)內(nèi)生境質(zhì)量持續(xù)向好發(fā)展。

圖5 隔離區(qū)生境質(zhì)量變化Fig.5 Changes of habitat quality in CEZ

圖6 隔離區(qū)景觀格局模擬Fig.6 Landscape pattern simulated diagram of CEZ

圖7 隔離區(qū)生境質(zhì)量模擬Fig.7 Habitat quality simulated diagram of CEZ

4 結(jié)論

(1)切爾諾貝利核事故致使區(qū)內(nèi)景觀結(jié)構(gòu)產(chǎn)生劇烈變動,土地利用程度顯著衰退,景觀類型由針葉林、耕地以及闊葉林占主導(dǎo)轉(zhuǎn)變?yōu)獒樔~林、闊葉林和草地占主導(dǎo),但核事故所泄漏的輻射未從景觀層面對隔離區(qū)當前的生態(tài)環(huán)境造成實質(zhì)性負面影響。

(2)隔離區(qū)內(nèi)景觀破碎化和復(fù)雜性提升,景觀多樣性和異質(zhì)性降低,所受人為干擾減少,植被覆蓋更加連片集中,切爾諾貝利核事故未加劇區(qū)內(nèi)景觀格局惡化趨勢,反而由于隔離區(qū)的設(shè)立降低了人為干擾,使區(qū)內(nèi)景觀格局向好發(fā)展。

(3)隔離區(qū)的設(shè)立扭轉(zhuǎn)了區(qū)內(nèi)生境質(zhì)量惡化趨勢,由耕地等人為景觀形成的低生境質(zhì)量區(qū)域迅速轉(zhuǎn)變?yōu)椴莸?、林地等高生境質(zhì)量區(qū)域,區(qū)內(nèi)高生境質(zhì)量區(qū)域占比超90%,展現(xiàn)出了自然生態(tài)系統(tǒng)極強的恢復(fù)力和穩(wěn)定性。

(4)切爾諾貝利核事故完全中斷了隔離區(qū)的工農(nóng)業(yè)發(fā)展進程,使得區(qū)內(nèi)草地面積擴大2倍,高生境質(zhì)量區(qū)域占比提升34%,徹底改變了原有以耕地、建設(shè)用地不斷擴張為主線的景觀演化軌跡和生境質(zhì)量不斷退化的發(fā)展趨勢。