湟水谷地生态的4个完整性评估 图片

湟水谷地生态完整性评估

 

生态完整性评估主要分为指标筛选和叠置分析 2 个步骤。在破碎度、敏感度、连通度和保护区域代表性 4 个评估维度中，根据湟水谷地的数据可获取情况分别选择外界胁迫、景观格局脆弱度、景观格局连通度和生态系统服务价值作为评估指标（表 3）。

 

破碎度是指衡量由于城市化和工业化蔓延对生态系统的影响程度，选择外界胁迫作为表征破碎度的指标。土地利用是人与自然交互作用的核心环节，不同土地利用方式对生态系统的影响可直观地表现在区域生态系统的变化上，并且具有区域性和累积性特征[36]。

基于湟水谷地不同土地利用类型对生态系统的差异化影响，将不同土地利用类型确定为由低至高的三级胁迫源，距离胁迫源越远，生态系统受到的影响越小。水浇地、旱地、果园等农业用地属于一级胁迫源，公路用地、铁路用地等交通基础设施用地属于二级胁迫源，城市、乡镇、村庄和采矿用地属于三级胁迫源。



基础数据采用第二次全国土地调查土地利用数据，并通过 2016 年 VIIRS-NPP 数据对城镇和乡村的范围进行修正。区域尺度下的生态系统往往暴露于多重胁迫之下，它们所受的影响是多重风险源相互叠加的结果[37]，通过欧式距离模型确定不同胁迫源的影响范围，并进行加权叠置获得湟水谷地外界胁迫分值（图 5）。


 

 

敏感度是指生态系统面临各类灾害和胁迫时表现出的变化程度，景观格局能够在一定程度上表征敏感度[30]，故选择景观格局脆弱度作为敏感度的指标。景观格局脆弱度由景观敏感性指数与景观适应性指数计算得出[38]， 其中具体涉及景观干扰指数、景观易损指数、斑块丰度密度指数、香农多样性指数和香农均匀性指数。基于土地覆盖数据，运用FRAGSTATS 和 Arc GIS 软件对上述指数进行计算，获得湟水谷地景观格局脆弱度（图 4）。

 

连通度是指景观促进或阻止生物在资源斑块之间移动的程度，良好的连通度是维持生态系统稳定性的关键，选择景观格局连通度作为连通度的指标。基于土地利用数据，在 Arc GIS 和 Conefor Sensinode 软件中依次计算整体连通度指数和斑块景观连通重要性指数，获得湟水谷地景观格局连通度（图 5）。

 

保护区域代表性指区域生态效益，即在保护与发展的博弈中需要尽可能保护更多的高生态效益区域。生态系统服务是指人类直接或间接地从生态系统功能中获取的收益[39]，因此生态系统服务价值能够在一定程度上表示保护区域的代表性。

湟水谷地生态系统多样性较高，依据专家对湟水谷地主导生态系统服务的判断，选取保育土壤、水源涵养、生成有机物质、固碳、释氧和生物多样性作为具体评估指标。其中，保育土壤通过 USLE水土流失方程计算，生成有机质、固碳和释氧通过净初级生产力遥感估算模型计算，水源涵养通过 In VEST 水量提供模型计算，生物多样性通过生境质量计算，进行生态系统服务物质量测算。

基于生态系统服务物质量，生物多样性通过价值当量法，其他服务通过市场价值法获得相应的生态系统服务货币价值量。将各类服务的货币价值进行叠加，获得湟水谷地生态系统服务价值（图 5）。基础数据来源包括：Landsat-8 卫星影像、DEM 数据、HWSD 土壤数据和湟水谷地及周围气象站数据。

 

4个维度的权重进行判断，最终定义破碎度、敏感度、连通性和保护区域代表性的权重依次为0.2,  0.2, 0.2, 0.4。依据权重进行多因子叠加，获得徨水谷地生态完整性(图G)，并通过自然断点法划分为5个等级。