前言：寻找写作灵感？中文期刊网用心挑选的景观格局动态变化下的生态风险，希望能为您的阅读和创作带来灵感，欢迎大家阅读并分享。
区域生态风险评价是指人为活动或自然灾害对区域内的生态系统结构与功能等产生不良作用的可能性和危害程度[1-2]，对其进行研究可以预测或评估区域生态风险水平，为生态环境的保护和资源的合理利用提供科学依据。景观是人为活动或自然灾害的主要载体，由相互作用的景观要素或生态系统以一定的规律组成，具有异质性。掌握景观格局、组成要素相互作用以及功能的变化特征和演替规律，可以快速、准确地了解区域生态系统结构与功能的变化[3]。在景观层次上研究区域生态风险具有尺度适宜性。基于景观格局动态变化角度对生态风险进行研究可以掌握景观的各种潜在生态类型和积累效果，从而为区域风险管理提供理论和技术支持。 随着人为活动的不断加剧、生态问题的突显，人们对生态风险和环境保护的认识不断提高。生态风险研究也受到广泛学者的关注，相关研究主要集中于湖泊河流流域[4-5]、城市[6-8]和城乡交错带[9]以及湿地[10-11]等方面的研究，并且从重金属污染[12]、土地利用变化[13]和景观结构[14]等角度研究区域生态风险。扎龙自然保护区作为国家级湿地保护区，不仅能够为人们提供观赏的景观价值而且具有巨大的环境功能和生态效益。本文综合运用景观生态学原理和地理信息系统技术，以扎龙自然保护区为研究区，分别从斑块类型水平指数（class-levelindex）和景观水平指数（landscape-levelindex）中选取具有典型代表性的指数，对1995~2010年15年间研究区景观格局的变化规律进行分析；构建景观生态风险指数，对景观格局变化进行生态风险分析，揭示研究区生态风险的时空变化特征，从而为保护区生态环境保护，维护区域生态健康和实现区域可持续发展提供科学指导。 1研究区概况 扎龙自然保护区位于黑龙江省西部,松嫩平原乌裕尔河下游,西北距黑龙江省齐齐哈尔市约30km，地理位置为123°47′~124°37′E,46°52′~47°32′N，所辖区域包括齐齐哈尔的富裕县、泰来县、铁锋区、昂昂溪里以及大庆市的林甸县、杜尔伯特蒙古自治县共六个县区，保护区总面积为2100km2。其由乌裕尔河下游流域一大片永久性和季节性淡水沼泽地和无数小型浅水湖泊组成，区域属寒温带大陆季风气候，平均气温2~4℃，平均降雨量426mm，是我国北方同纬度地区保留最完整、最原始、最开阔的湿地生态系统。扎龙自然保护区是我国第一批国家自然保护区之一。1976年由黑龙江省林业厅开始筹建，至1979年黑龙江省人民政府批准成立黑龙江省扎龙自然保护区；1987年4月国务院批准扎龙自然保护区为国家级自然保护区；1992年中国加入《关于特别是作为水禽栖息地的国际重要湿地公约》，扎龙保护区被列入国际重要湿地名录。 2数据来源与景观类型提取 本研究以1995年LandsatTM影像和2010年SPOT5影像为基础数据，以扎龙自然保护区1:5万地形图等图件为辅助图件数据。运用ERDAS8.5等遥感图像处理软件，对1995年LandsatTM影像和2010年SPOT5影像进行图像镶嵌、融合、几何校正和掩膜裁剪等预处理工作。根据研究的需要和各地物光谱特征，本文结合研究内容和研究区特点把研究区的景观类型分为沼泽地、耕地、林地、草地、居民点及工矿用地、水域和未利用地七个类型，分别建立解译标志，进行图像增强和判读解译等工作，分类结果经过验证，分类精度符合研究要求。根据分类结果将空间栅格数据矢量化并在ArcGIS10.0中创建拓扑关系，最终生成空间信息与属性信息相结合的数据库。利用Ar-cGIS10.0的空间分析功能将创建的SHP矢量数据转化成以30m为网格尺寸的栅格数据，以便利用Fragstats3.3软件进行相关景观格局指数分析与计算。 3研究区景观格局动态变化 景观格局指数可分为斑块水平指数（patch-levelindex）、斑块类型水平指数（class-levelindex）和景观水平指数（land-scape-levelindex）3个层次，目前已经有许多用来分析景观格局的指标[15]。本文选取具有典型生态涵义的8个斑块类型水平指数，分别为斑块类型面积、斑块所占景观面积比例、斑块数量、斑块密度、归一化景观形状指数、平均形状指数、平均分维数、平均临近指数；选取4个景观水平指数，分别为斑块数量、斑块密度、蔓延度和香农多样性指数。通过计算表明，1995~2010年研究区景观总体斑块数量和斑块密度分别由817、0.3629升高到7063、3.1383，景观破碎化严重；并且能够敏感反应景观总体空间格局分布的景观蔓延度和香农多样性两项指数分别降低和升高，表明研究区各景观类型斑块连通度降低，景观呈现具有多种要素的密集格局，景观异质性和破碎度增强。对比分析1995年和2010年研究区各景观类型的景观格局变化特征，结果表明：沼泽地、耕地和居民点及工矿用的斑块总面积保持稳定，草地和未利用地的斑块总面积降低，而水域和林地的斑块总面积升高，其中草地和水域的斑块总面积变化幅度最大；各景观类型斑块数量和斑块密度均升高，同时归一化景观形状指数（除未利用地外）亦均升高。研究区景观类型面积指标变动趋势总体由草地和未利用地转化为水域和林地。1995~2010年间各景观类型邻近指数随时间变化均降低；沼泽地、草地、居民点及工矿用地和未利用的形状指数、分维数随时间变化降低，而水域、林地和耕地呈现与之相反的变化特征。 4景观格局动态变化下的研究区生态风险 4.1研究区景观生态风险指数的构建 本文通过建立景观干扰度指数和景观脆弱度指数，构建景观生态风险指数。选取与干扰密切相关联的，能够反应生态系统概念与空间分布状况的三个景观格局分析指标，分别为破碎度（Ci）、平均分维数（Ni）和优势度（Di），三者赋予相应的权重并且叠加，即可得到研究区景观干扰度指数（Si）。其公式分别为：Si=aCi+bNi+cDi（1）Ci=NPi/Ai（2）Ni=1/NNi=1Σ2ln(Pi/4）lnAi（3）Di=(Qi+Mi)/4+Li/2（4）式（1）~（4）中，NPi为景观类型i的斑块个数，Ai为景观类型i的面积；Pi为斑块i的周长，N为这一景观的斑块总数；Qi、Mi、Li分别为斑块频度、斑块密度和景观类型i占总景观比例；a，b，c为响应各景观指数的权重，且a+b+c=1，根据分析权衡，并结合其他学者的研究成果，认为景观破碎度指数最为重要，其次为平均分维数和优势度指数，最终分别赋以0.5，0.3，0.2的权重。#p#分页标题#e# 不同的景观类型在维护生态多样性、保护物种、完善整体结构和功能、促进景观结构自然演替等方面的作用是有差别的；同时对于外界干扰的抵抗能力也不同[12]。根据前人大量研究探讨并结合本研究的实际特点，得出本研究区内7种景观类型所代表的生态系统，以未利用地最为脆弱，其次为沼泽地，而居民点及工矿用地最稳定。依照此结论，分别对7中景观类型赋值脆弱度指数为：未利用地为7、沼泽地为6、水域为5、耕地为4、草地为3、林地为2、居民点及工矿用地为1，然后进行归一化处理，得到研究区景观脆弱度指数（Fi）。 最终，确定能够反映不同景观类型所代表的生态系统在受到自然和人为干扰时其自然属性损失程度的景观损失度指数（Ri）以及景观生态风险指数（ERI）。其公式分别为：Ri=Si×Fi（5）ERI=Ni=1ΣAiARi（6）式中：Ai为区域内景观类型i的面积；A为景观总面积。 4.2研究区景观生态风险分析 基于景观格局动态变化分析，利用景观生态风险指数公式计算可得到1995年和2010年研究区景观生态风险指数值。研究表明：1995年和2010年两个时期研究区景观生态风险指数分别为0.2580和0.3777。15年间研究区景观生态风险指数上升幅度达到0.1197，景观生态风险程度加剧。 为进一步了解各景观类型对景观整体生态风险的影响的强弱性，对比分析1995年和2010年研究区各景观类型生态风险指数的变化情况，研究得出：1995年研究区各景观类型生态风险最高值为沼泽地。其景观破碎度虽仅为0.0003，是各景观类型中的最小值，但其景观优势度明显高于其他景观类型，达到0.2942的最大值；作为景观基质，沼泽地景观分维数达到1.9028，接近2.0的临近值，景观类型边界复杂且受自然或人为干扰较强，导致其景观生态风险水平最高。其次为草地和未利用地，而林地因其景观比例小，景观优势度过低，导致其生态风险基本为零。2010年沼泽地的生态风险指数依然为各景观类型中的最高值，其景观分维数虽然降低，但其景观破碎度和优势度明显升高，使其依然保持0.2484的高风险值。同时林地的生态风险指数随其景观破碎度和优势度的增加而升高到0.0023，略高于居民点及工矿用地。 1995~2010年15年间各景观类型的景观破碎度指数均明显升高，同时各景观类型（除未利用地外）的景观优势度指数亦均升高。而在人为和自然干扰的情况下，沼泽地、草地、未利用地和居民点及工矿用地的斑块简单规则化，空间集聚化，其景观分维数均降低，而水域和林地的斑块形状复杂且空间分布分散，其景观分维数升高。各景观类型的生态风险指数在15年间均有所升高：其生态风险指数变化幅度较大的依次为沼泽地、水域和耕地，水域的景观生态风险指数的升高幅度为0.0302，仅次于沼泽地，其景观破碎度指数和优势度指数均明显升高，尤其景观优势度由于水域的斑块数量和景观类型面积比例增大幅度较大而明显升高，上升幅度达0.3767，为各景观类型景观优势度上升幅度最大值，同时耕地的景观生态风险指数上升幅度为0.0127。至2010年水域和耕地的生态风险指数超过草地和未利用地。综合分析沼泽地、水域和耕地这三种主要景观的生态风险变化情况，其对于研究区景观风险水平升高的影响度为94.94%，成为研究区景观风险变化的主导因素。 研究区各景观类型景观格局及其生态风险指数具有一定的空间分布特征，1995~2010年期间各景观类型的斑块数量和斑块密度增加，景观破碎度增大，其空间分布分散，同一景观类型斑块间连通性降低，且各景观类型的斑块形状简单化、边界规则化。研究区景观生态风险分布大体符合由中心向四周、由高风险向低风险的环形扩散特征。 5结论与讨论 利用遥感和地理信息系统相结合的手段，可以实现对研究区不同时期景观格局变化特征的研究。 研究表明，1995~2010年间研究区景观总体格局和各景观类型格局均具有显著动态变化。研究区景观总体斑块数量和斑块密度随时间变化均有升高，景观异质性和破碎度也随之增强；各景观类型斑块形状简单、边界规则化，且其空间分别总体上呈分散趋势，斑块间连通性降低。通过构建研究区景观生态风险指数，计算并分析研究区景观生态风险时空演变规律，研究表明：1995~2010年间研究区景观生态风险随时间变化而升高，各景观类型破碎度指数显著升高，景观优势度指数（除未利用地外）亦均升高，各景观类型生态风险指数升高，其中，沼泽地、水域和耕地这三类主要景观的生态风险变化成为研究区生态风险变化的主导因素。同时，1995~2010年研究区景观生态风险分布大体符合由中心向四周、由高风险向低风险的环形扩散特征。
