摘要:為推進鹽堿區(qū)糧食安全與生態(tài)環(huán)境協(xié)同發(fā)展,本研究以吉林省西部典型鹽堿區(qū)為例,基于2000、2010、2020年3期土地利用數(shù)據(jù),運用土地利用轉(zhuǎn)移矩陣和InVEST模型,分析研究區(qū)土地利用的生境質(zhì)量時空動態(tài)演變特征,劃分生態(tài)修復功能區(qū)。結(jié)果表明:2000—2020年研究區(qū)土地利用類型以耕地為主,占比超過60%,耕地和裸地呈擴張趨勢,草地面積逐漸縮減;20年間生境質(zhì)量等級為優(yōu)的面積增加361.74 km2,生境質(zhì)量等級為差的面積增加1 080.54 km2,研究區(qū)整體生境質(zhì)量差異增大?;谏迟|(zhì)量和陸地生態(tài)系統(tǒng)服務價值等級劃分重點修復區(qū)、適度修復區(qū)、自然修復區(qū)和適度開發(fā)區(qū),針對性地提出修復策略。研究表明,土地利用類型轉(zhuǎn)化導致研究區(qū)總體生境質(zhì)量兩極分化差異顯著,未來在提升鹽堿化地區(qū)糧食產(chǎn)能的同時,還要兼顧生境質(zhì)量,注重協(xié)調(diào)糧食生產(chǎn)和生態(tài)保護兩者之間的關(guān)系。
關(guān)鍵詞:土地利用;生境質(zhì)量;InVEST模型;生態(tài)修復分區(qū);鹽堿區(qū)
中圖分類號:X171.4 文獻標志碼:A 文章編號:2095-6819(2025)01-0033-11 doi: 10.13254/j.jare.2023.0658
生境質(zhì)量指生態(tài)系統(tǒng)為生物提供良好的生存環(huán)境以及保持可持續(xù)發(fā)展的能力,對區(qū)域內(nèi)生物多樣性起到表征作用,反映人類生存環(huán)境的優(yōu)劣程度,是展現(xiàn)自然生態(tài)系統(tǒng)中生物多樣性及人類可持續(xù)發(fā)展的重要指標[1]。土地利用變化是引起生境質(zhì)量變化的主要原因之一[2],土地利用程度與生境質(zhì)量呈顯著負相關(guān),影響范圍分布于全域,土地利用類型的變化會直接影響生態(tài)系統(tǒng)服務功能,導致生態(tài)系統(tǒng)退化[3]。土壤鹽堿化是土地退化領(lǐng)域重點關(guān)注的全球性問題之一,不僅會造成土壤資源的破壞,還會降低區(qū)域的生境質(zhì)量[4]。吉林省西部土壤鹽堿化程度高,生態(tài)環(huán)境面臨巨大挑戰(zhàn),鹽堿化問題嚴重限制了農(nóng)業(yè)發(fā)展、破壞了生態(tài)平衡[5],導致生境質(zhì)量嚴重退化,對當?shù)亟?jīng)濟發(fā)展造成巨大影響[6]。2023年4月17日,吉林省啟動了“千億斤糧食”產(chǎn)能建設工程,吉林省西部鹽堿區(qū)是糧食產(chǎn)能提升的重點區(qū)域。精準解析該區(qū)域土地利用變化對生境質(zhì)量的影響,對改善生態(tài)環(huán)境問題和促進地區(qū)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。
已有研究形成多種生態(tài)系統(tǒng)評估模型,如HSI(Habitat Suitability Index)模型[7]、Maxent 模型[8] 及InVEST 模型等,其中InVEST 模型優(yōu)勢最為顯著,具有信息需求量相對較小、數(shù)據(jù)可視化等優(yōu)勢[9],被廣泛使用。近年來,國內(nèi)外學者運用InVEST模型分析土地利用對生態(tài)系統(tǒng)服務的影響[10],評估不同年份土地利用變化狀況及生境質(zhì)量的響應趨勢[11],研究區(qū)域內(nèi)的固碳量變化[12],分析區(qū)域內(nèi)植物多樣性的變化[13]??傮w來看,InVEST 模型可根據(jù)土地利用類型的時空變化反映生境質(zhì)量、生境質(zhì)量退化、碳儲量變化以及生物多樣性保護等生態(tài)系統(tǒng)服務功能的動態(tài)變化[14],為本研究對生態(tài)系統(tǒng)的分析評價提供依據(jù)。
本研究從吉林省西部鹽堿區(qū)本身存在的生態(tài)脆弱性與吉林省向鹽堿區(qū)“要糧”這兩者之間的矛盾展開,以吉林省西部典型鹽堿區(qū)白城市為例,分析生境質(zhì)量時空變化,探究生態(tài)保護與修復策略,對研究區(qū)的土地利用可持續(xù)化發(fā)展和鹽堿區(qū)的保護與修復提出了科學建議,為吉林省穩(wěn)步推進生態(tài)保護和糧食增產(chǎn)提供參考。
1 材料與方法
1.1 研究區(qū)概況
研究區(qū)位于吉林省西部,屬于世界三大蘇打鹽堿區(qū)之一,也是吉林省內(nèi)生態(tài)最脆弱的地域之一。白城市地處121°38′~124°22′E,44°13′~46°18′N之間,轄洮北區(qū)、洮南市、大安市、鎮(zhèn)賚縣、通榆縣,總面積約為26 000 km2(圖1),其鹽堿區(qū)特征顯著,近年來呈擴張趨勢,導致糧食產(chǎn)能的進一步減少,受風沙、干旱等生態(tài)災害影響大,生境質(zhì)量較差。
研究區(qū)屬于溫帶半濕潤和半干旱的大陸性季風氣候,年平均氣溫為4~6 ℃,降雨主要集中在7—8月。該地區(qū)光照充足,降水量變異大,旱多澇少,給當?shù)剞r(nóng)業(yè)發(fā)展帶來了極大的不便。研究區(qū)年均蒸發(fā)量在1 500~1 900 mm之間,旱澇、大風、霜凍和冰雹災害頻發(fā),導致嚴重的耕地土壤鹽堿化,整體生境質(zhì)量惡化。
1.2 數(shù)據(jù)來源
研究數(shù)據(jù)主要包括研究區(qū)3期(2000、2010、2020年)土地利用數(shù)據(jù)、高程、行政區(qū)劃、各土地利用類型的生境適宜度及對生境脅迫因子的敏感度數(shù)據(jù)、各脅迫因子的最大脅迫距離、權(quán)重和空間衰退類型數(shù)據(jù)以及全國陸地生態(tài)系統(tǒng)服務價值數(shù)據(jù)。2000—2020年土地利用數(shù)據(jù)來源于GlobeLand 30(http://www.glob?allandcover.com/)的全球地表覆蓋數(shù)據(jù);高程數(shù)據(jù)來源于地理空間數(shù)據(jù)云(https://www.gscloud.cn);吉林省行政邊界數(shù)據(jù)和全國陸地生態(tài)系統(tǒng)服務價值數(shù)據(jù)來源于中國科學院資源科學數(shù)據(jù)中心(https://www.resdc.cn)。為保證所有數(shù)據(jù)空間精度一致性,利用ArcGIS 10.8 對研究數(shù)據(jù)進行處理,統(tǒng)一投影坐標和空間分辨率(30 m)。
1.3 研究方法
1.3.1 土地利用類型變化分析
為更好了解2000—2020年研究區(qū)各土地利用類型之間的變化規(guī)律,通過ArcGIS 10.8 對2000—2020年研究區(qū)土地利用類型圖進行融合、相交,計算面積后導出屬性表,提取轉(zhuǎn)移矩陣的數(shù)據(jù),輸出土地利用轉(zhuǎn)移矩陣表,將表格數(shù)值導入Origin 2022進行土地利用面積轉(zhuǎn)移弦圖的繪制。
土地利用轉(zhuǎn)移矩陣是針對不同時期地類變化的定量描述,計算并分析研究區(qū)不同時期各個地類的面積數(shù)據(jù),得出各個地類初期轉(zhuǎn)出面積以及末期轉(zhuǎn)入面積[15]和土地面積變化率。
1.3.2 InVEST模型生境質(zhì)量評估
本研究選擇InVEST 模型中的生境質(zhì)量(HabitatQuality)模塊,評估吉林省西部鹽堿區(qū)2000—2020年不同土地利用類型及土地利用類型變化對生境質(zhì)量的影響。設置相關(guān)參數(shù)如土地利用類型、生境適宜度、不同土地利用類型的脅迫因子、生態(tài)系統(tǒng)對脅迫因子的影響距離、脅迫因子間相互影響的程度、脅迫因子的敏感性以及空間衰退類型等,通過關(guān)聯(lián)生態(tài)系統(tǒng)的脅迫因子與土地利用類型,計算生態(tài)系統(tǒng)的生境退化度數(shù)值(取值范圍0~1),具體計算過程如下[16]:
在生境退化度計算的基礎(chǔ)上,計算生境質(zhì)量,其公式如下:
針對研究區(qū)土壤鹽堿化的情況,本研究通過ArcGIS 10.8 分別提取人類干預程度較大的耕地、人造地表以及裸地土地利用數(shù)據(jù)作為InVEST 模型生境質(zhì)量模塊中影響生境質(zhì)量的脅迫因子(圖2)。參考已經(jīng)過研究驗證的條件相近地區(qū)的研究成果[19-22]以及《InVEST模型用戶指導手冊》,設定各脅迫因子的生境適宜度、對生境脅迫因子的敏感度數(shù)據(jù)、最大脅迫距離、權(quán)重以及空間衰退類型數(shù)據(jù),根據(jù)研究區(qū)實際情況優(yōu)化數(shù)值,確定耕地、人造地表和裸地的最大脅迫距離分別為1.5、6.0 km和1.0 km,并進一步量化脅迫因子的權(quán)重與空間衰減方式(表1)。生境適宜度與生境質(zhì)量的高低緊密相關(guān),生境適宜度表示該土地利用類型在特定研究區(qū)作為棲息地的適合性,其中0表示不適合,1表示完全適合。本研究設定各土地利用類型的生境適宜度:耕地為0.4,林地為1.0,草地為0.6,水體為1.0,人造地表為0,裸地為0.1,依據(jù)模型運行要求設定不同脅迫因子的敏感度(表2)。使用重分類模塊,劃分生境質(zhì)量等級,將生境質(zhì)量分為五個等級:優(yōu)(0.8,1.0]、良(0.6,0.8]、中等(0.4,0.6]、較差(0.2,0.4]、差[0,0.2]。
1.3.3 生態(tài)修復區(qū)劃分
將研究區(qū)行政區(qū)劃數(shù)據(jù)與2020年中國陸地生態(tài)系統(tǒng)服務價值空間分布數(shù)據(jù)進行疊加,得到吉林省西部典型鹽堿區(qū)陸地生態(tài)系統(tǒng)服務價值空間分布數(shù)據(jù),通過ArcGIS 10.8中的自然斷點法對上述數(shù)據(jù)進行分類,賦值1~4,數(shù)字越大代表陸地生態(tài)系統(tǒng)服務價值越高[23]。
為建立生態(tài)修復區(qū),通過ArcGIS 10.8 疊加研究區(qū)生境質(zhì)量、生境退化度與研究區(qū)的陸地生態(tài)系統(tǒng)服務價值的空間分布圖,結(jié)合以往研究[24]的分區(qū)方式,劃分出四類生態(tài)修復區(qū)域:重點修復區(qū)、適度修復區(qū)、自然修復區(qū)以及適度開發(fā)區(qū)。重點修復區(qū)分布的區(qū)域生境質(zhì)量水平低、生境退化度高,陸地生態(tài)系統(tǒng)服務價值較高;適度修復區(qū)生境質(zhì)量較低,生境退化度較高且陸地生態(tài)系統(tǒng)服務價值較低;自然修復區(qū)生境質(zhì)量與生態(tài)服務系統(tǒng)價值較高,生境退化度較低;適度開發(fā)區(qū)為生境質(zhì)量高、生境退化度低及陸地生態(tài)系統(tǒng)服務價值高的區(qū)域。
2 結(jié)果與分析
2.1 土地利用變化
研究區(qū)主要的土地利用類型為耕地,耕地面積占總面積的60%以上(圖3)。2000—2020年耕地和裸地均呈現(xiàn)逐步擴張的趨勢,耕地面積增長最多,從15 160.56 km2 增加至16 282.74 km2,增加了1 122.18km2,草地面積大幅減小,面積從7 264.73 km2縮減至5 425.28 km2,減少了1 839.45 km2(表3)。
基于研究區(qū)2000、2010、2020年三期的土地利用類型數(shù)據(jù),構(gòu)建土地利用轉(zhuǎn)移矩陣(表3),繪制研究區(qū)各土地利用類型面積轉(zhuǎn)移弦圖(圖4)。2000—2020年,研究區(qū)轉(zhuǎn)出最多的土地類型是草地,轉(zhuǎn)出面積為3 494.47 km2,主要轉(zhuǎn)為耕地和裸地,轉(zhuǎn)出面積分別為1 913.72 km2 和1 105.00 km2;其次為耕地和裸地,分別轉(zhuǎn)出1 362.60 km2 和1 045.89 km2,主要轉(zhuǎn)為草地。同時,2000—2020 年,耕地轉(zhuǎn)入面積最大,總面積為2 484.78 km2。其次是草地和裸地,轉(zhuǎn)入面積分別達到了1 655.02 km2 和1 353.83 km2。草地轉(zhuǎn)出面積大于轉(zhuǎn)入面積,草地面積大幅減少。裸地向耕地轉(zhuǎn)入了283.63 km2,成為研究區(qū)耕地增加的第二大來源。隨著糧食需求量不斷增加,研究區(qū)對耕地的需求也不斷增加,大量的草地和裸地被開墾成耕地,伴隨著土壤鹽堿化的發(fā)生,結(jié)合圖5可知這一過程導致了該地區(qū)生境質(zhì)量的下降。
2.2 生境質(zhì)量時空變化
將生境質(zhì)量指數(shù)劃分為五個等級,2000—2020年研究區(qū)生境質(zhì)量等級以差和較差等級為主(表4),面積分別為11 119.23 km2和11 223.98 km2,分別占研究區(qū)總面積的41.64% 和42.03%;中等等級面積為3 509.73 km2,占比13.14%;等級為良和優(yōu)的面積占比最少,分別占比0.17%和3.02%。從生境質(zhì)量等級對應的面積變化來看,2000—2020 年生境質(zhì)量等級為差的區(qū)域面積增幅最大,增加了1 080.54 km2,占比上升4.02個百分點;其次是生境質(zhì)量等級為中等和優(yōu)的面積,分別增加了927.97 km2和361.74 km2,占比分別上升3.46個百分點和1.36個百分點;生境質(zhì)量等級為較差的面積減少最多,減少了2 304.26 km2,占比下降8.67個百分點;生境質(zhì)量等級為良的面積變化最小,僅減少46.04 km2,占比下降0.17 個百分點。吉林省西部典型鹽堿區(qū)生境質(zhì)量總體表現(xiàn)為較低水平且有一定程度的下降,這與20年間研究區(qū)土壤鹽堿化加劇及城市發(fā)展密切相關(guān)。
空間分布上,研究區(qū)大部分地區(qū)生境質(zhì)量較差,生境質(zhì)量等級為差的區(qū)域主要位于研究區(qū)中部及北部地區(qū),中部和北部地區(qū)鹽堿地和裸地廣泛存在(圖5),生態(tài)環(huán)境較不穩(wěn)定且易遭受破壞,植被覆蓋率低,生態(tài)環(huán)境較為惡劣。少部分地區(qū)的生境質(zhì)量較好,但分布較為分散,主要位于濕地和水域附近,受人類活動的干擾較少,生態(tài)環(huán)境穩(wěn)定,生境質(zhì)量等級為優(yōu)??傮w而言,研究區(qū)的生境質(zhì)量水平整體較差、部分較好,生境質(zhì)量兩極分化現(xiàn)象明顯,高生境質(zhì)量和低生境質(zhì)量區(qū)域面積均有所增加,整體生境質(zhì)量水平下降。
2.3 生境退化度
生境退化度反映了土地利用類型所受到的脅迫因子脅迫的程度。生境退化度分值越高,土地利用類型面臨的威脅越大,更易出現(xiàn)生境退化的現(xiàn)象,相反,生境退化度分值越低,該土地利用類型所受到的脅迫程度較小,較難出現(xiàn)生境退化的現(xiàn)象[25]。通過InVEST模型生境質(zhì)量模塊計算得出吉林省西部典型鹽堿區(qū)2000—2020年的生境退化度時空變化(圖6)。運用自然間斷點法將2000—2020年的生境退化度數(shù)值分為以下六種類型:基本無退化(0~0.100)、微度退化(0.101~0.185)、輕度退化(0.186~0.252)、中度退化(0.253~0.318)、高度退化(0.319~0.399)和嚴重退化(0.400~0.669)。
研究區(qū)生境退化度較高,整體生境退化度水平在20 年間逐步惡化,研究區(qū)多為鹽堿地,生態(tài)環(huán)境惡劣,大部分地區(qū)的生境退化度等級位于中等甚至偏高,即研究區(qū)大部分地區(qū)易發(fā)生生境退化的現(xiàn)象。生境退化度高的區(qū)域主要集中在鎮(zhèn)賚縣以及洮南市北部地區(qū),生境退化度高的區(qū)域與退化度低的的區(qū)域交錯。通榆縣裸地轉(zhuǎn)化為耕地和草地的面積大,裸地轉(zhuǎn)化為生境退化度低的耕地和草地,通榆縣的生境退化度為基本無退化的區(qū)域占了大部分。大安市城市化進程的加快和土壤鹽堿化的加重,影響了生境的敏感性,導致生境退化度下降。鎮(zhèn)賚縣北部生境退化度高,源于該區(qū)域建設用地多。
2.4 生態(tài)修復分區(qū)
將研究區(qū)的生境質(zhì)量空間分布、生境退化度與陸地生態(tài)系統(tǒng)服務價值數(shù)據(jù)(圖7a)與根據(jù)生境適宜度比例加權(quán)后土地利用類型數(shù)據(jù)疊加,劃分四類生態(tài)修復區(qū),分別為重點修復區(qū)、適度修復區(qū)、自然修復區(qū)以及適度開發(fā)區(qū)(圖7b)。
2.4.1 重點修復區(qū)
重點修復區(qū)主要分布于鎮(zhèn)賚縣西北部和大安市東南部,面積約為1 651 km2,此區(qū)域生境質(zhì)量水平低、生境退化度高,陸地生態(tài)系統(tǒng)服務價值較高,受鹽堿化的影響程度大。修復該區(qū)域有利于減弱短板效應,具有較強的修復價值。為提高生境質(zhì)量,在消除脅迫因素的基礎(chǔ)上,實施人工種植、酸堿平衡等手段分別對作物和土地進行重點修復。針對重點修復區(qū)鹽堿地擴張、林地侵占、草地退化等現(xiàn)象,加強對違法開墾林草地的管控,強化林草地生態(tài)建設與修復,保障林草地面積不減少、功能不降低。利用區(qū)域內(nèi)裸地,種植耐堿作物,化學、生物酸堿平衡等修復方式,改良土壤鹽堿化情況,逐步恢復土地原有性狀及土壤質(zhì)地,有利于提高重點修復區(qū)的生境質(zhì)量和改善局部生態(tài)系統(tǒng)。通過鹽堿地保護、可持續(xù)的農(nóng)業(yè)實踐以及合理的土地規(guī)劃和管理,由政府、農(nóng)民、環(huán)保組織和科研機構(gòu)共同努力來減輕土地退化和土壤鹽堿化的影響并提高土地的可持續(xù)發(fā)展能力。對于受到水和風影響引起的土壤侵蝕的區(qū)域,如鎮(zhèn)賚縣北部及通榆縣西部等地,應加強植被恢復和保護、土壤覆蓋和保護,以穩(wěn)定土壤并減少水和風的侵蝕。
2.4.2 適度修復區(qū)
適度修復區(qū)在各個市縣均有較大范圍分布,面積約為16 366 km2。該區(qū)域覆蓋面積廣,地區(qū)總體生境質(zhì)量較低,陸地生態(tài)系統(tǒng)服務價值偏低,土地利用類型單一,大部分地區(qū)生境退化度等級為中度退化。區(qū)域內(nèi)耕地分布廣泛,農(nóng)民耕作產(chǎn)生的農(nóng)藥化肥殘留導致土壤退化以及部分不合理耕作產(chǎn)生的土壤鹽堿化,導致土壤質(zhì)量下降,區(qū)域生境質(zhì)量整體下降。為防止其繼續(xù)惡化,可適當開展修復工作,減少對農(nóng)藥和化肥的依賴,使用天然肥料,減少對環(huán)境的污染;鼓勵使用生物防治方法,如引入天敵生態(tài)系統(tǒng),維護生態(tài)平衡,以控制害蟲和病害。建設以土地覆被變化監(jiān)測體系為基礎(chǔ)的生境質(zhì)量數(shù)字管理平臺,通過運用現(xiàn)代化新型信息技術(shù),將衛(wèi)星影像資料、航空影像和定期實地考察的脅迫因子數(shù)據(jù)接入InVEST模型生境質(zhì)量模塊自動計算生境質(zhì)量水平,繪制出地區(qū)生境質(zhì)量的變化情況,實現(xiàn)自動實時的生境質(zhì)量現(xiàn)狀及修復進程監(jiān)測,及時掌握區(qū)域生態(tài)狀況,跟進修復進度。
2.4.3 自然修復區(qū)
自然修復區(qū)較為分散,主要分布在大安市中部、通榆縣東部和鎮(zhèn)賚縣中部和東部,面積約為5 424km2。該區(qū)域生境質(zhì)量較高、陸地生態(tài)系統(tǒng)服務價值也相對較高,區(qū)域內(nèi)生態(tài)系統(tǒng)表現(xiàn)出輕微破壞,多為生境質(zhì)量等級較高的土地利用類型,具有較強的自我修復能力。針對該修復區(qū)內(nèi)的自然林草地、水體與濕地,如研究區(qū)內(nèi)大安市中東部、通榆縣西部等地區(qū),應加強高生境質(zhì)量土地利用類型的保護,嚴格管控耕地的開發(fā)利用,統(tǒng)籌治理維護,促進區(qū)域內(nèi)生境質(zhì)量自然修復。保護原有林草地,采用可持續(xù)的森林管理措施,確保伐木活動不會導致森林資源的過度開發(fā)。定期更新和監(jiān)測森林,以維持森林健康。進行植樹造林,恢復受損的林地和草地,限制開發(fā)和破壞活動,以保護當?shù)氐纳鷳B(tài)系統(tǒng),增加植被覆蓋,提高生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
2.4.4 適度開發(fā)區(qū)
適度開發(fā)區(qū)主要分布于鎮(zhèn)賚縣、通榆縣北部以及大安市中南部,面積約為4 556 km2。該區(qū)域與生境質(zhì)量水平較高的土地利用類型如水體、濕地與草地分布地區(qū)較為一致,為陸地生態(tài)系統(tǒng)服務價值高且生境質(zhì)量較高的區(qū)域,區(qū)域內(nèi)生態(tài)系統(tǒng)基本沒有受到破壞,生境質(zhì)量水平高于研究區(qū)的平均生境質(zhì)量水平,具有一定的開發(fā)潛力和價值。針對該區(qū)域內(nèi)的林草地,如大安市東部、通榆縣中部等地區(qū),可以適當發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)。
3 討論
區(qū)域生境質(zhì)量的維護和提升對于保障人們生計與增進人類福祉具有重要意義,成為生態(tài)文明建設的關(guān)鍵議題。吉林省西部鹽堿區(qū)不僅是生態(tài)保護的關(guān)鍵地區(qū),同時也是糧食產(chǎn)能提升的重要區(qū)域。生境質(zhì)量作為生物多樣性的支持條件,構(gòu)建了區(qū)域生態(tài)安全的基礎(chǔ)。以土地利用轉(zhuǎn)移矩陣和InVEST模型開展的區(qū)域生境質(zhì)量研究,已經(jīng)得到學者的廣泛驗證[26-29]。本研究結(jié)合土地利用轉(zhuǎn)移矩陣和InVEST模型建立吉林省西部典型鹽堿區(qū)土地利用類型和生境質(zhì)量的關(guān)系研究,揭示研究區(qū)2000—2020年總體生境質(zhì)量不斷下降和區(qū)域生境質(zhì)量兩極分化明顯的規(guī)律。通過分析生境質(zhì)量空間分布的變化,得出生境質(zhì)量變化與區(qū)域發(fā)展密不可分。在分析生境質(zhì)量時空分異的基礎(chǔ)上,劃分生態(tài)修復區(qū),不僅為生態(tài)修復工程提供重要參考,也可為農(nóng)業(yè)開發(fā)提供重要指導,有助于協(xié)調(diào)生態(tài)環(huán)境的保護和經(jīng)濟的發(fā)展。吉林省西部鹽堿區(qū)在今后的土地開發(fā)與利用過程中,應增加草地、林地、水體等生境質(zhì)量等級為優(yōu)的土地利用類型面積,針對吉林省西部典型鹽堿區(qū)生境質(zhì)量退化的現(xiàn)狀,對耕地擴張要實行合理規(guī)劃,對耕地利用技術(shù)進行改良[30],在不增加耕地面積的情況下提升糧食產(chǎn)量,可以有效緩解研究區(qū)本身存在的生態(tài)脆弱性和向鹽堿區(qū)“要糧”之間的矛盾,對改善區(qū)域生態(tài)環(huán)境問題和促進可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。但本研究仍存在一些不足,InVEST模型的參數(shù)設置主要結(jié)合以往學者研究成果和模型手冊綜合考慮得出,脅迫因子及其敏感度的設定存在一定的主觀性,在今后的研究中可以針對模型參數(shù)設置的優(yōu)化進行深入研究。
4 結(jié)論
本研究深度分析研究區(qū)土地利用變化、生境質(zhì)量與生境退化度的時空特征及變化,得出以下結(jié)論:
(1)吉林省西部典型鹽堿區(qū)土地利用類型以耕地為主。2000—2020年,20年間研究區(qū)轉(zhuǎn)入面積最大的土地利用類型是耕地,且面積呈增長趨勢,耕地和草地之間的轉(zhuǎn)入和轉(zhuǎn)出最為頻繁;轉(zhuǎn)出面積最大的土地利用類型是草地,草地轉(zhuǎn)出面積大于轉(zhuǎn)入面積,草地總體面積呈縮減趨勢。
(2)2000—2020 年研究區(qū)生境質(zhì)量指數(shù)均呈現(xiàn)較低水平,土地利用類型與生境質(zhì)量存在著極高的關(guān)聯(lián)度,耕地對應的生境質(zhì)量等級為較差,鹽堿地和裸地對應的生境質(zhì)量等級為差。生境質(zhì)量等級為差和優(yōu)的的面積均大幅增加,總體的生境質(zhì)量兩極分化差異顯著,表現(xiàn)為生境質(zhì)量的整體下降。
(3)研究區(qū)總體生境退化度較高且呈逐步惡化趨勢,生態(tài)修復至關(guān)重要,結(jié)合陸地生態(tài)系統(tǒng)服務價值、生境質(zhì)量和生境退化度劃分重點修復區(qū)、適度修復區(qū)、自然修復區(qū)和適度開發(fā)區(qū)四類生態(tài)修復分區(qū),為區(qū)域生境質(zhì)量提升和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供支撐。
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