重庆武隆区景观类型转移的生态风险时空演化研究

摘要［目的］分析武隆区景观生态风险时空演变特征。［方法］以武隆区2010、2015、2020年土地利用数据为基础，运用ArcGIS 10.2和Fragstats 4.3软件，通过构建景观生态风险模型测算和分析景观生态风险大小及时空演变特征。［结果］2010—2020年武隆区景观格局变化明显，耕地面积先增后减，景观优势度降低；林地面积先减后增，破碎度和分离度呈先升高后降低趋势；建设用地面积先减后增，景观优势度升高；湿地和裸地景观分离度和损失度先降低后升高。2010、2015和2020年都以中高生态风险等级为主，低风险生态区占比较少；空间分布以乌江为轴线，风险等级距离城区呈环状逐级递减状态。2010—2015、2015—2020年低等级向高等级风险转换的面积分别占总面积的3.62%、4.46%，高等级向低等级风险转换的面积占比分别为0.52%、17.13%，即研究区景观生态风险等级呈下降趋势。［结论］武陵山区应在生态环境保护中寻求社会经济发展，建立和完善生态环境保护责任制，提升生态系统服务功能和抗风险能力。

关键词景观格局；景观生态风险；时空演变；武隆区

中图分类号X718.55;X826文献标识码A

文章编号0517-6611（2023）11-0056-06

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2023.11.013开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Study on Temporal and Spatial Evolution of Ecological Risk of Landscape Type Transfer in Wulong District of Chongqing

HUANG Jiu-song LIU Ting WANG Zhong-shu et al（1. Chongqing Planning and Natural Resources Information Center，Chongqing 401147;2. College of Management， Chongqing University of Technology， Chongqing 400054;3.Chongqing Institute of Geology and Mineral Resources， Chongqing 400042）

Abstract［Objective］ To analyze the temporal and spatial evolution characteristics of landscape ecological risk in Wulong District.［Method］Based on the land use data of Wulong District in 2010， 2015， and 2020， using ArcGIS 10.2 and Fragstats 4.3 software， the landscape ecological risk model was constructed to calculate and analyze the magnitude and spatiotemporal evolution characteristics of landscape ecological risk.［Result］From 2010 to 2020， the landscape pattern changed obviously， the area of arable land increased first and then decreased， and the landscape dominance decreased; the area of forest land decreased first and then increased， and the fragmentation and separation increased first and then decreased; the area of construction land decreased first and then increased， and the landscape dominance increased;the landscape separation and loss of wetland and bare land decreased at first and then increased.In 2010， 2015 and 2020， the ecological risk levels were dominated by medium and high ecological risk levels， and the low-risk ecological areas accounted for a small proportion; the spatial distribution took the Wujiang River as the axis， and the risk level from the urban area was in a state of gradual decrease in a ring shape.During 2010-2015 and 2015-2020， the area converted from low-grade to high-grade risk accounted for 3.62% and 4.46% of the total area， and the area converted from high-grade risk to low-grade risk accounted for 0.52% and 17.13% of the total area， that was， the landscape ecological risk level in the study area showed a downward trend. ［Conclusion］Seek social and economic development in ecological environmental protection in Wuling District，establish and improve the ecological environmental protection responsibility system， and enhance the ecosystem service function and anti-risk ability.

Key wordsLandscape pattern;Landscape ecological risk;Spatiotemporal evolution;Wulong District

生态文明建设已纳入中国特色社会主义事业的总体布局，景观格局风险预控是实现区域生态风险综合防范、景观生态管理和生态保护的重要手段之一。景观生态风险是指景观环境与生态环境在自然因素或人为活动的干扰下相互作用而产生的负面影响［1］，是基于经济、社会和自然生态层面对景观格局演变造成的不利后果进行区域性和综合性的预判［2-3］。

国内外学者对景观生态风险的研究成果丰硕，学者们通过景观指数法［4］、风险“源-汇”法［5-6］、空间自相关分析法［7-8］等方法，从景观风险评价［9-10］、格局优化［11-12］、时空分异［13-14］等视角，对河湖流域［15-16］、城市地域［17-18］、自然保护区［19］、水利枢纽区［20］等不同尺度进行研究。纵观已有研究，鲜有学者关注到山地景观生态风险防控。我国山地丘陵地貌分布广，且生态环境较平原和河湖地区更为脆弱，山区受到自然因素和人为活动的干扰不断加剧，伴随产生的一系列生态安全问题严重威胁区域生态环境的持续发展和生态安全格局的合理构建［21］。因此，以山地为视角研究景观生态风险时空演变有重要的现实意义。

武陵山脉贯穿黔东、湘西、鄂西、渝东南地区，是乌江、沅江、澧水的分水岭，是长江流域的重要生态安全屏障。武隆区位于武陵山脉西部，地处乌江下游流域，是重庆的生态功能区。武隆区崇山峻岭，沟壑纵横，自然资源丰富，对当地的自然生态进行保护式利用有利于当地自然生态旅游的发展，对武隆区的社会经济发展、当地脱贫成果巩固、实现经济持续增长具有重要意义。因此，该研究选取武隆区为研究对象，通过构建景观生态风险模型，对武隆区的景观格局指数时序变化和景观生态风险时空分异情况进行研究，以期为武隆区生态景观格局优化及风险防范、山区自然生态环境保护与管理提供理论基础和依据。

1资料与方法

1.1研究区概况武隆区位于重庆东南部（107°14′～108°05′E、29°02′～29°40′N），处于武陵山与大娄山的结合部，东邻彭水，西接南川和涪陵，南靠贵州道真，北抵丰都，位于重庆“一圈两翼”的渝东南翼，有“渝黔门屏”之称（图1）。武隆区土地面积为288 947.49 hm²，最低海拔160 m，最高海拔2 033 m，全区崇山峻岭，沟壑纵横，自然资源丰富，土壤以紫色土、黄壤土、黄棕壤土和水稻土为主，主要植被为人工林和天然次生林。该区属于亚热带湿润季风气候，全年平均气温17.4 ℃，年降水量1 199.7 mm，年日照时数939.0 h。截至2021年底，全年地区生产总值突破262.14亿元，同比增长7.8%；工业增加值59.9亿元，增长7.4%；一般公共预算收入15.8亿元，增长18.1%；固定资产投资86.8亿元，增长3.3%；社会零售总额136.8亿元，增长21.7%；城乡居民人均可支配收入分别达44 194、17 175元，分别增长9.1%、11.0%。武隆有丰富的旅游资源，包括芙蓉江国家重点风景名胜区、仙女山国家森林公园景区、天生三桥、千里乌江画廊等旅游胜地，被誉为中国西部地质之乡。

1.2数据来源与处理该研究所采用的数据主要包括：①土地利用类型来源于2010、2015、2020年3个时期土地利用遥感监测数据，运用Erdas imagine 9.0软件对各期影像进行几何校正和配准，采用人工目视解译、判读和识别提取3期土地利用信息，参照GB/T 21010—2017全国土地利用分类体系将武隆区景观划分为6种基本类型：耕地、林地、草地、湿地、建设用地、裸地（图2）。②数字高程模型（digital elevation model）来源于ASTER GDEM数据，运用ArcGIS 10.2处理得到武隆区坡度、高程和地形数据。以上数据获取后，通过ArcGIS 10.2建立空间数据库进行整合，并统一各专题图件的空间投影坐标系（Gauss_Kruger，CGCS2000_3_Degree_GK_Zone_35），统一栅格数据空间分辨率为30 m×30 m。③景观格局指数运用 Fragstats 4.3计算得出。④人口、社会、经济数据来源于历年《武隆区统计年鉴》以及武隆区国民经济和社会发展统计公报。

1.3研究方法

1.3.1风险小区划分。参考已有研究［22］，该研究利用ArcGIS 10.2等间距系统采样法对武隆区2010、2015和2020年的土地利用数据进行5 km×5 km的正方形网格化处理，采集划分风险小区155个（图1），风险小区面积为研究区景观斑块平均面积的2～5倍［23］。以风险小区为评价单元，计算风险小区内各景观类型的景观格局指数，利用半方差分析法进行生态风险等级空间特征分析。

1.3.2景观生态风险模型。

1.3.3半方差分析法。

2结果与分析

2.1景观格局指数时序变化利用Excel和Fragstats 4.2软件的统计分析功能，根据表1的景观格局指数计算公式计算得到2010、2015、2020年6种基本类型的景观格局指数（表2）。

研究期内，耕地和林地的面积有变化，但其在研究区景观类型中的主要地位没有发生改变。2007年武隆喀斯特地貌成功申遗，武隆区进入快速发展阶段，建设用地扩张速度急剧加快，但得益于2008年开始实施的重庆地票制度，武隆区大量废弃闲置的农村建设用地复垦为耕地。总体来看，2010—2020年建设用地增加了3 104 hm²，耕地减少了16 299 hm²；其中前5年建设用地面积略有减少，耕地面积略有增加；而后5年建设用地面积快速增加，耕地面积快速减少。随着武隆区旅游业的快速发展和城镇化进程的不断加快，人为的开发利用活动对景观格局的影响不断加强。