密云水庫流域土地利用時空變化及景觀恢復保護區(qū)劃.pdf

1、目前密云水庫是北京惟一地表飲用水水源地，北京城鎮(zhèn)地表水供水量50％以上來自密云水庫。為了保護密云水庫水質(zhì)、水量及周邊的生態(tài)環(huán)境，多年來國家和北京、河北兩地政府在密云水庫流域節(jié)水灌溉、治污、水源涵養(yǎng)、水土保持等方面做了大量工作，流域內(nèi)的植被恢復和重建工作取得了很大的成績，也導致了流域土地利用/覆被及景觀格局發(fā)生了大幅度的變化。為此，在廣泛收集密云水庫流域現(xiàn)有資料的基礎(chǔ)上，以TM和MSS遙感衛(wèi)星影像為基礎(chǔ)，采用遙感技術(shù)和地理信息系統(tǒng)技術(shù)建立

2、了密云水庫流域的1978、1988、1998年和2008年四期土地利用空間信息數(shù)據(jù)庫，進行流域的土地利用/覆蓋變化研究。建立基于 CA、Markov的復合模型來模擬和預測流域土地利用的變化，進一步探索土地利用變化背后的驅(qū)動機制以及預測未來土地利用格局。將定性分析和定量計算相結(jié)合，采用模擬結(jié)果和現(xiàn)實狀況相比較、DCCA模型等方法研究了政策因素對土地利用變化驅(qū)動作用，揭示人類社會影響下區(qū)域土地利用變化的過程、機理等，以期幫助土地管理者分析不

3、同宏觀政策驅(qū)動下的土地利用變化趨勢，為合理利用土地規(guī)劃和決策提供支持。同時，為了研究該區(qū)森林景觀的結(jié)構(gòu)與功能，診斷森林景觀健康狀況，平衡區(qū)域發(fā)展，保護脆弱生態(tài)環(huán)境，并使得生態(tài)補償標準更加科學化和合理化，本文對密云水庫流域土地利用現(xiàn)狀進行了基于生計改善的森林景觀恢復優(yōu)先區(qū)以及基于生態(tài)效益的森林景觀保護區(qū)進行了劃分，以期為調(diào)整社會經(jīng)濟發(fā)展策略及該流域森林景觀恢復和改善提供科學依據(jù)。
　　本研究的主要成果如下：
　　1、1978－

4、2008年以來，耕地、草地、水域及未利用土地面積減少，而林地和城鄉(xiāng)、工礦、居民用地面積增加。流域土地利用方式以耕地、林地和草地為主，但其所占比例有所變化。1978－2008年有林地面積共增加4891.75km2，草地資源的大面積退化也是密云水庫流域土地利用空間變化的顯著特征之一，可能由于高覆蓋度草地的大量退化，中、低覆蓋草地在某些相應(yīng)時段內(nèi)呈增加趨勢，總體看來，草地面積在大量縮減，同時草地質(zhì)量在下降；耕地在1978－2008年間共減少1

5、350.04km2。
　　2、從密云水庫流域土地利用類型空間轉(zhuǎn)移情況看，主要表現(xiàn)為旱地、有林地、灌木林地、疏林地以及高、中、低覆蓋度草地的變化。1978－2008年間，旱地的減少面積為1858.67km2，主要去向為有林地、灌木林地和高覆蓋度草地；旱地的增加面積為521.04km2，主要來源是高覆蓋度草地。有林地增加面積為4893.55km2，主要來源于旱地、疏林地。灌木林地的減少面積為752.65km2，主要去向為有林地、高覆蓋

6、度草地、中覆蓋度草地；灌木林地增加面積為1689.21km2，主要來源于旱地、疏林地、高覆蓋度草地。疏林地的減少面積為3816.31km2，主要去向為有林地、灌木林地；疏林地增加的面積為383.81km2，主要來源于旱地、灌木林地、高覆蓋度草地。高覆蓋度草地的減少面積為1394.31km2，主要去向為有林地、灌木林地；高覆蓋度草地的增加面積為769.82km2，主要來源于旱地、低覆蓋度草地。中覆蓋度草地的減少面積為274.41km2，主

7、要去向為旱地、有林地、高覆蓋度草地；中覆蓋度草地增加的面積為540.45km2，主要來源于旱地、高覆蓋度草地。低覆蓋度草地的減少面積為613.28km2，主要去向為有林地、高覆蓋度草地。
　　3、1978年到2008年間，水田、灘地、有林地的破碎化程度降低，疏林地、河渠的斑塊邊界總長度逐漸減少，表明其形狀逐漸趨于規(guī)則、簡單，受人類活動的干擾較強。從景觀格局整體變化趨勢看，斑塊數(shù)、斑塊密度和斑塊平均面積的變化趨勢說明密云水庫流域北京

8、部分的景觀趨于完整化，而河北部分的景觀趨于破碎化。也說明了1988年后由于河北部分景觀破碎化程度的增加導致了整個密云水庫流域的景觀破碎化程度在增加。北京部分和河北部分的景觀多樣性指數(shù)和景觀均勻度指數(shù)都呈逐漸降低的趨勢，北京降低的速度快于河北部分。
　　4、密云水庫流域河北部分1988－1998年旱地、疏林地和高覆蓋度草地減少的速度大于1978－1988年，而有林地、灌木林地和中覆蓋度草地增加的速率大于1978－1988年；1998

9、－2008年有林地、疏林地、中覆蓋度草地增加的速度小于1988－1998年，而旱地、灌木林地、高覆蓋度草地減少的速度小于1988－1998年。密云水庫流域北京部分1988－1998年疏林地、高覆蓋度草地減少的速度大于1978－1988年，而有林地、灌木林地增加的速度大于1978－1988年，2008年的模擬結(jié)果主要表現(xiàn)為疏林地的模擬結(jié)果比現(xiàn)實結(jié)果要大，而旱地、灌木林地的面積的模擬結(jié)果都比現(xiàn)實結(jié)果要小。這也說明政策的干擾加劇了1988－1

10、998年間林地的增加以及耕地、草地的減少，而1998－2008年政策的干擾強度較前十年有所降低。DCCA排序結(jié)果顯示國家生態(tài)建設(shè)政策引導和調(diào)控下的人類活動是導致密云水庫流域土地利用變化的最主要原因，是林地面積大幅度增加的直接驅(qū)動力。
　　5、2020年預測結(jié)果與2008年現(xiàn)狀相比較顯示，耕地、草地仍呈減少的趨勢，林地、水域和建設(shè)用地較2008年有所增加，總體看來2020年土地利用的變化趨勢和1978－2008這30年間每10年一個

11、時間段的變化趨勢大體相同，但變化幅度遠遠減小。
　　6、基于生計改善的森林景觀恢復優(yōu)先區(qū)以及基于生態(tài)效益的森林景觀保護區(qū)劃分結(jié)果顯示：密云水庫社會經(jīng)濟發(fā)展?jié)摿σ患壏謪^(qū)主要分布在赤城縣、豐寧縣和密云縣，二級分區(qū)主要分布在密云縣、延慶縣、灤平縣和豐寧縣，三級分區(qū)主要分布在赤城縣、豐寧縣、懷柔縣、延慶縣、灤平縣和興隆縣，四級分區(qū)主要分布在赤城縣和豐寧縣；屬于森林景觀恢復一級優(yōu)先區(qū)的村數(shù)有7個，多分布在赤城縣，屬于二級優(yōu)先區(qū)的有377個村

12、，多分布在赤城、豐寧和沽源縣，屬于復三級優(yōu)先區(qū)的有606個村，多分布在赤城、密云和豐寧縣，屬于四級優(yōu)先區(qū)的有116個村，多分布在懷柔區(qū)、密云縣和延慶縣；密云水庫流域森林碳匯功能第一和第二分區(qū)所占面積最大，分別為441928.95hm2和318505.95hm2，占總面積的46.40%和33.44%，第五分區(qū)最小，僅占總面積的3.17%；森林生態(tài)系統(tǒng)水源涵養(yǎng)功能分區(qū)中第二分區(qū)和第三分區(qū)所占的比例較大，分別為55.45%和28.28%，第五