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近60年大九湖土地利用变迁及对生态环境影响的启示

孟小军 袁晶晶 孙新月 黄维 艾东 慎璐璐 孟玉玲

孟小军,袁晶晶,孙新月,等. 近60年大九湖土地利用变迁及对生态环境影响的启示[J]. 中国岩溶,2024,43(3):617-626, 649 doi: 10.11932/karst20240307
引用本文: 孟小军,袁晶晶,孙新月,等. 近60年大九湖土地利用变迁及对生态环境影响的启示[J]. 中国岩溶,2024,43(3):617-626, 649 doi: 10.11932/karst20240307
MENG Xiaojun, YUAN Jingjing, SUN Xinyue, HUANG Wei, AI Dong, SHEN Lulu, MENG Yuling. Study on land use change of Dajiu lake and its impact on ecological environment in the last 60 years[J]. CARSOLOGICA SINICA, 2024, 43(3): 617-626, 649. doi: 10.11932/karst20240307
Citation: MENG Xiaojun, YUAN Jingjing, SUN Xinyue, HUANG Wei, AI Dong, SHEN Lulu, MENG Yuling. Study on land use change of Dajiu lake and its impact on ecological environment in the last 60 years[J]. CARSOLOGICA SINICA, 2024, 43(3): 617-626, 649. doi: 10.11932/karst20240307

近60年大九湖土地利用变迁及对生态环境影响的启示

doi: 10.11932/karst20240307
基金项目: 神农架国家公园本底资源综合调查研究项目(SNJNP2022001);神农架金丝猴保育生物学湖北省重点实验室开放课题基金(SNJGKL2022001);长江重点生态区神农架大九湖湿地生态地质环境调查与监测(MSDZ202202)
详细信息
    作者简介:

    孟小军(1988-),男,高级工程师,博士,主要从事水文地质及环境地质研究。E-mail:362757097@qq.com

  • 中图分类号: X171.1

Study on land use change of Dajiu lake and its impact on ecological environment in the last 60 years

  • 摘要: 神农架大九湖地区是最典型、最特殊、最稀有的亚高山泥炭藓沼泽型湿地,近60年来,神农架大九湖地区特别是湖心区的生态环境经历了从大开发到大保护剧烈的变化过程。为充分了解大九湖生态环境在大开发、大保护前后的变化情况,以大九湖国家湿地公园湖心区为研究区,以1963年、2002年、2021年分别代表大九湖未开发期、大开发时期、保护期三个时间段,以高分辨率遥感影像为数据源,对比研究区三个时期的土地利用变迁及生态环境状况。结果表明近60年来,研究区内耕地面积变化最大,湿地、水域以及草地的退化状况在保护期得到有效改善,整体生态环境质量表现为先下降后上升,保护期生态环境质量已超过大开发时期,且优于未开发期,历时18年的大九湖生态环境保护取得良好成果。

     

  • 图  1  研究区地理位置

    Figure  1.  Geographical position of the study area

    图  2  研究区各时间段原始影像图

    Figure  2.  Original image of each period in the study area

    图  3  大九湖研究区1963年、2002年、2021年土地利用类型分类

    Figure  3.  Classification of land use types in the study area of Dajiuhu lake in 1963, 2002 and 2021

    表  1  不同土地利用类型生态环境指数赋值

    Table  1.   Assignment to ecological environment indices of different land use types

    地物类型生态环境质量指数
    耕地0.29
    林地0.85
    草地0.60
    湿地0.75
    水域0.55
    建设用地0.20
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    表  2  大九湖近60年来各土地利用类型面积及变化情况

    Table  2.   Area and changes of land use types in Dajiu lake in recent 60 years

    面积/hm21963-2002年2002-2021年1963-2021年
    1963年2002年2021年面积/hm2百分比/%面积/hm2百分比/%面积/hm2百分比/%
    各土地利
    用类型
    湿地313.88204.46282.39−109.42−34.8677.9338.11−31.49−10.03
    水域31.6726.6595.55−5.02−15.8568.90258.5263.88201.69
    建设用地19.0924.4648.095.3728.1123.6396.6229.00151.88
    耕地213.55580.510366.96171.84−580.51−100.00−213.55−100.00
    草地315.7645.33451.35−270.43−85.64406.02895.70135.5942.94
    林地116.12128.67132.7012.5510.814.033.1316.5714.27
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    表  3  1963-2002年土地利用类型转移矩阵(单位:hm2

    Table  3.   Transfer matrix of land use types from 1963 to 2002 (Unit: hm2)

    湿地 水域 建设用地 耕地 草地 林地 2002年转入面积 2002年面积总计
    湿地 177.53 6.64 1.2 3.48 9.79 5.83 26.93 204.46
    水域 12.98 10.5 0.12 1.68 1.11 0.27 16.15 26.65
    建设用地 0.46 0.03 2.27 5.92 11.93 3.86 22.19 24.46
    耕地 65.43 7.46 13.9 188.78 238.83 66.1 391.73 580.51
    草地 21.37 3.66 0.22 4.66 11.59 3.83 33.74 45.33
    林地 36.12 3.4 1.37 9.04 42.51 36.23 92.44 128.67
    1963年转出面积 136.36 21.19 16.81 24.78 304.17 79.89
    1963年面积总计 313.88 31.67 19.09 213.55 315.76 116.12 1 010.08
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    表  4  2002-2021年土地利用类型转移矩阵(单位:hm2

    Table  4.   Transfer matrix of land use types from 2002 to 2021(Unit: hm2)

    湿地 水域 建设用地 耕地 草地 林地 2021年转入面积 2021年面积总计
    湿地 116.92 8.96 0 132.06 10.35 14.09 165.47 282.39
    水域 39.46 13.84 0 18.78 11.81 11.67 81.71 95.55
    建设用地 0.22 0.07 23.46 22.52 0.14 1.68 24.63 48.09
    耕地 0 0 0 0 0 0 −580.51 0
    草地 19.14 0.65 0.96 407.15 4.86 18.59 406.02 451.35
    林地 28.72 3.13 0.04 0 18.16 82.64 50.06 132.7
    2002年转出面积 87.54 12.81 1.00 310.92 40.47 46.03
    2002年面积总计 204.46 26.65 24.46 580.51 45.33 128.67 1 010.08
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    表  5  1963-2021年大九湖生态环境质量指数

    Table  5.   Indices of ecological and environment quality in Dajiu lake from 1963 to 2021

    1963年 2002年 2021年
    湿地 0.233 0.152 0.210
    水域 0.017 0.015 0.052
    建设用地 0.004 0.005 0.010
    耕地 0.061 0.167 0.000
    草地 0.188 0.027 0.268
    林地 0.098 0.108 0.112
    合计 0.601 0.473 0.651
    指数变化 −0.128 0.178
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    表  6  1963-2002年导致生态环境恶化和改善的土地利用变化类型及贡献率

    Table  6.   Types and contribution rates of land use changes that led to deterioration or improvement of ecological environment from 1963 to 2002

    土地利用
    转变类型
    变化面
    积/hm2
    贡献率 占贡献率
    比率/%
    土地利用
    转变类型
    变化面
    积/hm2
    贡献率 占贡献率
    比率/%
    导致生态
    环境恶化
    林地-耕地 66.1 0.006395 18.47 导致生态
    环境改善
    建设用地-耕地 13.9 0.002242 37.74
    草地-耕地 238.83 0.004943 14.28 水域-耕地 7.46 0.001104 18.58
    湿地-林地 36.12 0.004462 12.89 水域-湿地 6.64 0.000885 14.89
    湿地-草地 21.37 0.004361 12.60 耕地-林地 9.04 0.000420 7.08
    湿地-耕地 65.43 0.004301 12.42 林地-湿地 5.83 0.000312 5.26
    草地-林地 42.51 0.003337 9.64 耕地-湿地 3.48 0.000312 5.25
    湿地-水域 12.98 0.002808 8.11 水域-林地 3.4 0.000306 5.16
    草地-建设用地 11.93 0.002158 6.23 建设用地-湿地 1.2 0.000176 2.96
    林地-建设用地 3.86 0.000355 1.03 建设用地-林地 1.37 0.000142 2.39
    草地-湿地 9.79 0.000347 1.00 水域-草地 3.66 0.000035 0.59
    耕地-建设用地 5.92 0.000331 0.96 建设用地-草地 0.22 0.000005 0.08
    林地-草地 3.83 0.000268 0.78 建设用地-水域 0.12 0.000001 0.02
    草地-水域 1.11 0.000190 0.55
    耕地-草地 4.66 0.000159 0.46
    湿地-建设用地 0.46 0.000104 0.30
    耕地-水域 1.68 0.000078 0.22
    林地-水域 0.27 0.000022 0.06
    水域-建设用地 0.03 0.0000004 0.001
    总计 526.88 0.034619 100 总计 56.32 0.005940 100
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    表  7  2002-2021年导致生态环境恶化和改善的土地利用变化类型及贡献率

    Table  7.   Types and contribution rates of land use changes that led to deterioration or improvement of ecological environment from 2002 to 2021

    土地利用
    类型变化
    变化面
    积/hm2
    贡献率 占贡献率
    比率/%
    土地利用
    类型变化
    变化面
    积/hm2
    贡献率 占贡献率
    比率/%
    导致生态
    环境恶化
    湿地-水域 39.46 0.0038983 33.80 导致生态
    环境改善
    耕地-草地 407.15 0.0408890 69.06
    耕地-建设用地 22.52 0.0035036 30.41 耕地-湿地 132.06 0.0056234 9.50
    耕地-水域 18.78 0.0021315 18.50 林地-草地 18.59 0.0029416 4.97
    湿地-林地 28.72 0.0011415 9.91 湿地-草地 19.14 0.0022036 3.72
    林地-水域 11.67 0.0006499 5.64 草地-湿地 10.35 0.0018726 3.16
    林地-建设用地 1.68 0.0001643 1.43 水域-湿地 8.96 0.0017313 2.92
    湿地-建设用地 0.22 0.0000310 0.27 草地-林地 18.16 0.0015236 2.57
    草地-建设用地 0.14 0.0000024 0.02 林地-湿地 14.09 0.0014145 2.39
    水域-建设用地 0.07 0.0000003 0.003 水域-林地 3.13 0.0003011 0.51
    草地-水域 11.81 0.0002935 0.50
    建设用地-草地 0.96 0.0002502 0.42
    水域-草地 0.65 0.0001632 0.28
    建设用地-林地 0.04 0.0000042 0.01
    总计 123.26 0.0115227 100 总计 645.09 0.0592116 100
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出版历程
  • 收稿日期:  2023-03-14
  • 录用日期:  2023-07-07
  • 修回日期:  2023-06-30
  • 网络出版日期:  2024-08-15
  • 刊出日期:  2024-06-25

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