封建民, 郭玲霞, 李曉華

(咸陽師范學(xué)院 資源環(huán)境與歷史文化學(xué)院， 陜西 咸陽 712000)

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基于景觀格局的榆陽區(qū)生態(tài)脆弱性評(píng)價(jià)

封建民, 郭玲霞, 李曉華

(咸陽師范學(xué)院 資源環(huán)境與歷史文化學(xué)院， 陜西 咸陽 712000)

為了定量評(píng)價(jià)榆陽區(qū)生態(tài)脆弱性的空間差異，為區(qū)域土地利用規(guī)劃和環(huán)境保護(hù)提供依據(jù)，選取景觀分維數(shù)、破碎度、連通性和優(yōu)勢(shì)度4個(gè)景觀格局指數(shù)，以及人類活動(dòng)干擾強(qiáng)度、地形指數(shù)、景觀與荒地的鄰接度，從生態(tài)系統(tǒng)壓力度、敏感性和恢復(fù)力3個(gè)方面出發(fā)構(gòu)建生態(tài)系統(tǒng)脆弱度評(píng)價(jià)模型，對(duì)榆陽區(qū)主要的生態(tài)系統(tǒng)及各鄉(xiāng)鎮(zhèn)的生態(tài)脆弱性進(jìn)行了綜合定量的分析和評(píng)價(jià)。結(jié)果表明：各生態(tài)系統(tǒng)中，水體的生態(tài)脆弱性最高，為0.319 3，草地和林地次之，分別為0.095 9，0.068 4，耕地最低，為0.047 4；24個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)中，小紀(jì)汗鄉(xiāng)、榆陽鎮(zhèn)、魚河鎮(zhèn)和魚河峁鎮(zhèn)最高，分別為0.056 6，0.058 8，0.057 5，0.059 9，岔河則鄉(xiāng)最低，為0.019 8；空間上，生態(tài)脆弱性由中部向東、西兩個(gè)方向逐漸減弱；從區(qū)域上來看，生態(tài)脆弱性南部黃土丘陵溝壑區(qū)>中部過渡區(qū)>風(fēng)沙草灘區(qū)；景觀分布格局，地形，礦區(qū)、居民點(diǎn)等人為干擾是影響生態(tài)脆弱性空間分異的主要原因。

景觀格局; 生態(tài)脆弱性; 榆陽區(qū)

生態(tài)脆弱性是指生態(tài)系統(tǒng)自身的不穩(wěn)定性及對(duì)外界干擾的敏感性[1]，這種不穩(wěn)定性和敏感性往往使系統(tǒng)在面對(duì)超過自身恢復(fù)能力的外界干擾時(shí)，朝著不利于自身和人類開發(fā)利用的方向發(fā)展[2]。自20世紀(jì)80年代以來，生態(tài)脆弱性的研究成為景觀生態(tài)學(xué)研究的熱點(diǎn)和重要研究領(lǐng)域[3-4]。開展生態(tài)脆弱性研究不僅對(duì)保護(hù)環(huán)境具有重要意義，同時(shí)也對(duì)區(qū)域土地資源合理利用及可持續(xù)發(fā)展具有重要指導(dǎo)意義。目前學(xué)術(shù)界普遍認(rèn)為，脆弱性是可度量的[5-6]，并且與生態(tài)系統(tǒng)暴露、受干擾程度和自身適應(yīng)性、敏感性、恢復(fù)力和穩(wěn)定性等因素密切相關(guān)[7-8]。景觀空間格局指數(shù)高度濃縮了景觀格局信息，包含了景觀結(jié)構(gòu)信息和景觀類型對(duì)外界環(huán)境的響應(yīng)特征，因而可以準(zhǔn)確地反映各景觀類型的脆弱性。近年來，國(guó)內(nèi)外學(xué)者在區(qū)域生態(tài)環(huán)境脆弱評(píng)價(jià)方面開展了大量的研究。但值得注意的是，在評(píng)價(jià)指標(biāo)體系上沒有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，多是以自然環(huán)境、社會(huì)經(jīng)濟(jì)等離散的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)作支撐，從自然、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境4個(gè)維度[9]，或者自然和社會(huì)兩個(gè)維度[10]來建立評(píng)價(jià)指標(biāo)體系；在景觀格局指數(shù)選取上，一般從斑塊、類型或景觀3個(gè)層次出發(fā)，選取破碎度、分維數(shù)、分離度等指數(shù)來構(gòu)建景觀干擾度指數(shù)，用以表征人類活動(dòng)的干擾強(qiáng)度[11]，而對(duì)不同景觀格局指數(shù)所表征生態(tài)脆弱性的基本屬性差異沒有區(qū)分；在各指標(biāo)權(quán)重賦值上則多采用AHP法，人為因素影響較大，難于客觀反映各指標(biāo)在評(píng)價(jià)指標(biāo)體系中的貢獻(xiàn)和重要程度。

榆陽區(qū)是能源富集、生態(tài)脆弱的典型區(qū)域，在地貌、氣候、植被、景觀上均呈明顯的過渡性特征。近10 a來隨著城市化進(jìn)程的加快和礦產(chǎn)開發(fā)力度的加大，生態(tài)系統(tǒng)受到嚴(yán)重的人為干擾，對(duì)榆陽區(qū)開展生態(tài)脆弱性研究具有必要性和典型性。因此，本文從生態(tài)系統(tǒng)的狀態(tài)、壓力和響應(yīng)3個(gè)方面出發(fā)，結(jié)合榆陽區(qū)的實(shí)際情況，參照已有的研究成果[12]，基于景觀格局指數(shù)，從生態(tài)系統(tǒng)壓力度、敏感度和恢復(fù)力3個(gè)方面構(gòu)建脆弱性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，采用熵權(quán)法對(duì)各指標(biāo)賦權(quán)重，對(duì)研究區(qū)自然、半自然生態(tài)系統(tǒng)和各行政區(qū)域單元的生態(tài)脆弱性進(jìn)行分析和評(píng)價(jià)，為研究區(qū)土地利用規(guī)劃、區(qū)域生態(tài)環(huán)境保護(hù)和環(huán)境經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)和決策參考。

1 研究區(qū)概況

榆陽區(qū)位于陜西省北部、榆林市中部，范圍位于東經(jīng)108°56′—110°24′，北緯37°49′—38°30′，地處陜北黃土高原丘陵溝壑區(qū)向毛烏素沙地的過渡地帶，是典型的風(fēng)沙過渡區(qū)、農(nóng)牧交錯(cuò)區(qū)和生態(tài)脆弱區(qū)；東西寬128 km，南北長(zhǎng)124 km，總面積為705 300 hm2。地勢(shì)呈東北高，中部、南部低的特點(diǎn)，海拔最高1 413 m，最低870 m，地形地貌以長(zhǎng)城為界可分為2個(gè)區(qū)域，長(zhǎng)城以北為廣闊無際的風(fēng)沙草灘區(qū)，地勢(shì)開闊平坦，沙丘、草灘交錯(cuò)分布，約占總面積的75%，土地利用以沙地、灌木林地、草地和水澆地為主；長(zhǎng)城以南為黃土丘陵溝壑區(qū)，區(qū)內(nèi)梁峁起伏，溝壑縱橫，約占全區(qū)總面積的25%，土地利用以旱地、草地和林地為主。榆陽區(qū)屬于中溫帶干旱、半干旱大陸性季風(fēng)季候，寒暑劇烈，雨水不均，氣候干燥，四級(jí)分明，冬季嚴(yán)寒、夏季燥熱，日照時(shí)間長(zhǎng)、晝夜溫差大，日照充足，年平均氣溫8.8℃，歷年無霜期平均為155 d，歷年平均降雨量412.2 mm，全年日照時(shí)數(shù)為2 666.6 h。全區(qū)下轄24個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)，人口42萬。

2 研究方法

2.1 數(shù)據(jù)源及信息提取

本研究以2010年9月12日分辨率為5 m的Rapideye影像，1∶5萬地形圖和30 m分辨率的DEM為基本數(shù)據(jù)源。景觀類型的分類標(biāo)準(zhǔn)以2007年8月頒布的《土地利用現(xiàn)狀分類》[13]為基礎(chǔ)，根據(jù)研究需要和榆陽區(qū)實(shí)際情況，將研究區(qū)土地利用類型歸納劃分為耕地(水澆地和旱地)、林地(有林地和灌木林地)、草地、水域、工礦建設(shè)用地(工礦用地和建設(shè)用地)、荒地(沙地和裸地)6個(gè)類型。數(shù)據(jù)處理過程主要為：(1) 利用ERDAS 9.2軟件對(duì)影像進(jìn)行融合、校正、裁剪等預(yù)處理。(2) 在ERDAS 9.2軟件中應(yīng)用監(jiān)督分類方法對(duì)影像進(jìn)行解譯分類獲得土地利用數(shù)據(jù)。在數(shù)據(jù)獲取過程中，根據(jù)各種地物的判讀標(biāo)志，參考研究區(qū)相關(guān)年份土地利用數(shù)據(jù)，并結(jié)合野外實(shí)地調(diào)查，對(duì)解譯分類結(jié)果進(jìn)行多次校正，最終得到精度較高的土地利用空間數(shù)據(jù)。(3) 運(yùn)用ArcGIS 9.3平臺(tái)對(duì)DEM進(jìn)行坡度提取，計(jì)算地形指數(shù)；采用緩沖區(qū)分析、疊置分析計(jì)算擾動(dòng)指數(shù)；運(yùn)用Fragstats 3.3軟件計(jì)算景觀格局指數(shù)。

2.2 評(píng)價(jià)指標(biāo)的選取與計(jì)算

參照已有的研究成果，從生態(tài)系統(tǒng)壓力度(Pressure)、敏感度(Sensitivity)和恢復(fù)力(Resilience)三個(gè)方面構(gòu)建脆弱性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。壓力度、敏感度和恢復(fù)力的評(píng)價(jià)采用綜合評(píng)價(jià)法，即將各自對(duì)應(yīng)的評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行加權(quán)求和，計(jì)算其值的大小。各自對(duì)應(yīng)的評(píng)價(jià)指標(biāo)及計(jì)算如下：

2.2.1 生態(tài)壓力度評(píng)價(jià)指標(biāo)的選取與計(jì)算 生態(tài)壓力度由分維數(shù)、擾動(dòng)指數(shù)和景觀與荒地的邊界鄰接度3個(gè)指標(biāo)來衡量。各指標(biāo)的計(jì)算公式和含義如下[14]：

(1) 分維數(shù)(fractal dimension,FD)，計(jì)算公式為：

FD=2log(p/4)/log2A

式中:A為斑塊的總面積；p為斑塊的周長(zhǎng)。分維數(shù)反映景觀形狀的復(fù)雜程度和空間穩(wěn)定程度，其值的大小與受干擾程度密切相關(guān)，一般來說，受干擾小的景觀，其分維數(shù)值高，而受干擾大的景觀分維數(shù)值低，故取分維數(shù)倒數(shù)來反映景觀類型受干擾的程度，其值越高，表示干擾越強(qiáng)烈。

(2) 擾動(dòng)指數(shù)(disturbance index,DI)。擾動(dòng)指數(shù)用來衡量人類活動(dòng)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的影響。研究表明，人類活動(dòng)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的影響程度與距離存在遞減關(guān)系[15]。以提取出的居民區(qū)、礦區(qū)為基礎(chǔ)，設(shè)300，600，1 000 m三個(gè)緩沖區(qū)，分別賦值0.85，0.35，0.15，同時(shí)考慮累計(jì)影響，如果受到多個(gè)居民區(qū)或礦區(qū)不同程度的影響，則累加影響值。計(jì)算公式如下：

式中：Aij為景觀i在第j個(gè)緩沖區(qū)的面積；Wj為第j個(gè)緩沖區(qū)的權(quán)重；Ai為景觀i的總面積。

(3) 景觀與荒地的邊緣鄰接度(boundaryadjacencydegree,BAD)，計(jì)算公式如下：

BADi= Li h/Li

式中:Lih為景觀i與荒地鄰接的邊緣長(zhǎng)度；Li為景觀i邊緣總長(zhǎng)度。

景觀與荒地的邊緣鄰接度越高，其安全程度越低，受荒地的威脅程度越高。

2.2.2 生態(tài)敏感度評(píng)價(jià)指標(biāo)的選取與計(jì)算 生態(tài)敏感度由景觀破碎度和地形指數(shù)來衡量。各指標(biāo)的計(jì)算公式和含義如下：

(1) 景觀破碎度

Ci=Ni/Ai

式中：Ci為景觀i的破碎度；Ni為景觀i的斑塊數(shù)；Ai為景觀i的總面積。景觀破碎度是區(qū)域生態(tài)脆弱性評(píng)價(jià)中最常用的指標(biāo)，是景觀格局由連續(xù)變化的結(jié)構(gòu)向斑塊變化的過程的度量，景觀破碎度越高，抗外界干擾能力越差，生態(tài)敏感性越高。

(2) 地形指數(shù)(topographicindexTI)。地貌是影響生態(tài)系統(tǒng)脆弱性的重要因子，在一定的地形坡度下，地表處于潛在不穩(wěn)定狀態(tài)，當(dāng)受到人類破壞，在流水和重力作用下極易加速侵蝕退化，一般坡度越大，景觀反映越敏感，造成的侵蝕退化程度越大。根據(jù)已有的研究成果和榆陽區(qū)地形特征，設(shè)微坡(2°～5°)、較緩坡(5°～8°)、緩坡(8°～15°)和陡坡(>15°)4個(gè)坡度級(jí)，分別賦值0.1，0.3，0.5，0.9。地形指數(shù)的計(jì)算公式如下：

式中：Aij為景觀i在第j個(gè)坡度級(jí)的面積；Wj為第j個(gè)坡度級(jí)的權(quán)重；Ai為景觀i的總面積。地形指數(shù)越大，系統(tǒng)抗外界干擾能力越差，生態(tài)敏感性越高。

2.2.3 生態(tài)恢復(fù)力評(píng)價(jià)指標(biāo)的選取與計(jì)算 生態(tài)恢復(fù)力因子包括優(yōu)勢(shì)度和景觀連通性指數(shù)。優(yōu)勢(shì)度采用最大斑塊指數(shù)(LPI)衡量，LPI指數(shù)越大，表示該類型景觀抗外界干擾能力越強(qiáng)，即在相同壓力的情況下，其恢復(fù)力越強(qiáng)。景觀連通性指數(shù)采用IIC(IntegralIndexofConnectivity)指數(shù)衡量，并設(shè)定200m的距離閾值。景觀連通性指數(shù)越高，表示該類型生態(tài)系統(tǒng)中物質(zhì)、能量流動(dòng)越便利，生態(tài)系統(tǒng)越穩(wěn)定，恢復(fù)力越強(qiáng)。

2.3 指標(biāo)權(quán)重賦值

采用熵權(quán)法對(duì)各指標(biāo)賦權(quán)值。熵權(quán)法是一種在綜合考慮各因素提供的信息量的基礎(chǔ)上計(jì)算一個(gè)綜合指標(biāo)的數(shù)學(xué)方法，它可以最大限度地克服主觀因素的影響，客觀地反映各個(gè)指標(biāo)所含的信息量，真實(shí)的反映其重要程度和貢獻(xiàn)[16]。為了消除量綱的影響，取各鄉(xiāng)鎮(zhèn)該類指標(biāo)的值與24個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)該類指標(biāo)總和的比值進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理。在Excel軟件中運(yùn)用熵權(quán)法計(jì)算各指標(biāo)的權(quán)重(表1)。

表1 神木縣生態(tài)系統(tǒng)脆弱性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

從生態(tài)壓力度指標(biāo)來看，分維數(shù)倒數(shù)影響最大的是草地，其次為水域和林地，對(duì)耕地的影響最小；工礦、建設(shè)用地對(duì)林地和草地的影響高于水域和耕地，這可能是由于在經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中，這兩類用地最容易被侵占而向其他用地轉(zhuǎn)化；荒地與耕地和水體的鄰接度較高，因而對(duì)這兩類景觀產(chǎn)生的壓力也較大，而對(duì)草地影響最小。從生態(tài)敏感性指標(biāo)來看，景觀破碎度對(duì)林地的影響最大，對(duì)草地的影響次之，對(duì)耕地的影響最?。欢匦沃笖?shù)則相反，對(duì)耕地的影響最大，對(duì)林地的影響最小。從生態(tài)恢復(fù)力來看，景觀連通性指數(shù)對(duì)林地和水域的影響較大，對(duì)草地的影響最小；而草地的優(yōu)勢(shì)度權(quán)重值最大。

2.4 生態(tài)脆弱性指數(shù)(CVI)

生態(tài)脆弱性是壓力度，敏感度和恢復(fù)力的函數(shù)，隨敏感性和壓力度的增大而增大，隨恢復(fù)力的增大而減小，其評(píng)價(jià)模型如下[17]：

CVI=P×S/R

利用景觀類型脆弱性指數(shù)和景觀類型面積的比重來計(jì)算區(qū)域生態(tài)脆弱性指數(shù)(RVI)，計(jì)算公式如下[18]：

式中：RVI為各鄉(xiāng)鎮(zhèn)的自然生態(tài)系統(tǒng)脆弱性；Ai為各鄉(xiāng)鎮(zhèn)景觀i的面積；A為所在鄉(xiāng)鎮(zhèn)生態(tài)系統(tǒng)總面積。

3 結(jié)果與分析

3.1 景觀類型的生態(tài)脆弱度

根據(jù)上述公式計(jì)算出各個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)的生態(tài)脆弱性(表2)。綜合分析研究區(qū)各景觀類型脆弱度排序?yàn)椋核w>草地>林地>耕地。這表明水體景觀穩(wěn)定性不強(qiáng)，對(duì)外界干擾反映敏感，恢復(fù)力差，在受到外界較大干擾后發(fā)生退化的機(jī)率大。

林地是榆陽區(qū)面積最大的用地類型，面積為276 362.1 hm2，占總面積的39.18%，主要連片分布在南部黃土丘陵溝壑區(qū)和北部風(fēng)沙區(qū)的紅石橋鄉(xiāng)，在其他鄉(xiāng)鎮(zhèn)也有零星分布?？傮w來講林地破碎度大，與荒地鄰接度高，人類活動(dòng)對(duì)其影響大，但因?yàn)槠浞植驾^為集中，優(yōu)勢(shì)度大而連通性好，恢復(fù)力強(qiáng)，因而其脆弱性較弱。從區(qū)域上來看，北部風(fēng)沙草灘區(qū)脆弱性遠(yuǎn)大于南部丘陵溝壑區(qū)。各鄉(xiāng)鎮(zhèn)中，小壕兔鄉(xiāng)林地面積少，景觀破碎度最大、連通性最差，敏感性最強(qiáng)因而其脆弱性最高；余興莊鄉(xiāng)地處丘陵溝壑區(qū)，林地分布廣，受人類活動(dòng)干擾較小，壓力度低，景觀連通性最大，恢復(fù)力最強(qiáng)，因而其脆弱性也最低，但受地形影響較大，敏感性高，表明受到外界干擾極易發(fā)生退化，因而有必要采取措施嚴(yán)格限制開發(fā)，以確保良性發(fā)展。

草地是榆陽區(qū)第2大用地類型，總面積為220 091.4 hm2，占總面積的31.21%，主要分布于北部風(fēng)沙草灘區(qū)，長(zhǎng)期受過度放牧等因素的影響，退化嚴(yán)重，其脆弱性較強(qiáng)。從區(qū)域上來看，南部丘陵溝壑區(qū)脆弱性大于北部。各鄉(xiāng)鎮(zhèn)中，魚河鎮(zhèn)草地面積少，分布零散，景觀破碎度較大，優(yōu)勢(shì)度小，恢復(fù)力為各鄉(xiāng)鎮(zhèn)中最小，因而脆弱性最高；小壕兔鄉(xiāng)草地分布廣，連通性高，地形指數(shù)和破碎度最低，因而其脆弱性最低。

耕地占全區(qū)總面積的14.95%，空間上分布較為均勻，北部脆弱性小于南部，但從擾動(dòng)指數(shù)來看，北部鄉(xiāng)鎮(zhèn)耕地受人為干擾較為強(qiáng)烈，表明在煤礦開發(fā)中對(duì)耕地破壞嚴(yán)重，因而要注重對(duì)耕地的保護(hù)。在24個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)中，魚河峁鎮(zhèn)脆弱性最高，牛家梁鎮(zhèn)最低。主要原因是魚河峁鎮(zhèn)位于丘陵溝壑區(qū)，耕地基本為山旱地，受地形分割嚴(yán)重、破碎度大、連通性差、優(yōu)勢(shì)度低，而牛家梁鎮(zhèn)為連片分布的水澆地，地形指數(shù)和破碎度最小，優(yōu)勢(shì)度指數(shù)表明其恢復(fù)力較高，因而脆弱性低。

榆陽區(qū)水域較少，面積僅有3 330.18 hm2，占全區(qū)面積的0.47%，重要分布在中部和北部的馬合鎮(zhèn)?？傮w人類活動(dòng)對(duì)其干擾強(qiáng)烈，破碎度高，優(yōu)勢(shì)度低，因而最為脆弱。北部和南部水域主要以湖泊和水庫(kù)為主，受人為影響較大，破碎度高，連通性和優(yōu)勢(shì)度低，脆弱性大；中部基本為河流，連通性好，恢復(fù)力強(qiáng)，脆弱性弱。各鄉(xiāng)鎮(zhèn)中馬合鎮(zhèn)水體的生態(tài)脆弱性最低，小紀(jì)汗鄉(xiāng)最高。值得注意的是，北部的小紀(jì)汗、岔河則、巴拉素、榆陽、孟家灣等鄉(xiāng)鎮(zhèn)受煤礦開發(fā)影響大，擾動(dòng)指數(shù)都遠(yuǎn)大于其他鄉(xiāng)鎮(zhèn)，加之采礦會(huì)侵占水域，或者引起地面沉降甚至塌陷，采礦排放的砷、硫、磷等會(huì)對(duì)水域造成嚴(yán)重污染，因而在這些鄉(xiāng)鎮(zhèn)對(duì)水域的保護(hù)至關(guān)重要。

3.2 生態(tài)脆弱度的空間差異

各鄉(xiāng)鎮(zhèn)的區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)脆弱性指數(shù)中，小紀(jì)汗鄉(xiāng)、榆陽鎮(zhèn)、魚河鎮(zhèn)和魚河峁鎮(zhèn)最高，均大于0.055，岔河則鄉(xiāng)最低，僅0.019 8。其中魚河鎮(zhèn)和魚河峁鎮(zhèn)的林地占52.50%和66.01%，耕地占31.68%和29.58%，林地和耕地處于絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，對(duì)其生態(tài)系統(tǒng)脆弱性影響較大，榆陽鎮(zhèn)工況建設(shè)用地所占比例最大，因而人類活動(dòng)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)影響也最為強(qiáng)烈，小紀(jì)汗鄉(xiāng)林草植被占63%以上，受荒地分割嚴(yán)重。對(duì)于生態(tài)脆弱性較高的鄉(xiāng)鎮(zhèn)，需要重點(diǎn)保護(hù)其生態(tài)脆弱性較高的用地類型，如魚河鎮(zhèn)和魚河峁鎮(zhèn)的耕地、林地，岔河則鄉(xiāng)的草地、林地，通過退耕后及時(shí)恢復(fù)林草植被，合理開發(fā)利用等保護(hù)措施，提高區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)的完整性和穩(wěn)定性，降低其生態(tài)脆弱性，保證整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)健康運(yùn)行。

為了更好的展示生態(tài)脆弱性的空間差異，在ArcGIS中按照Natural Breaks 方式將各鄉(xiāng)鎮(zhèn)生態(tài)脆弱性分為5個(gè)等級(jí)(圖1)?？梢钥闯?，生態(tài)脆弱性在空間上相間分布，沿馬合鎮(zhèn)—榆陽鎮(zhèn)—魚河鎮(zhèn)一線向東、西呈現(xiàn)逐漸減弱的趨勢(shì)，從面積上來看，3級(jí)脆弱區(qū)范圍較大，占26.02%，4級(jí)脆弱區(qū)次之，占21.61，2級(jí)、5級(jí)和1級(jí)脆弱區(qū)較少，分別占18.12%，17.96%和16.28%。從區(qū)域上來看，生態(tài)脆弱性由大到小排序?yàn)榍鹆隃羡謪^(qū)>過渡區(qū)>風(fēng)沙草灘區(qū)。其中黃土丘陵溝壑區(qū)屬于一級(jí)脆弱區(qū)的面積占24.7%，三級(jí)占43.16%，其余為二級(jí)、四級(jí)和五級(jí)脆弱區(qū)。丘陵溝壑區(qū)地勢(shì)西北高，東南低，土地利用以林地和草地為主，耕地占全縣耕地總面積的25%以上，地貌上以丘陵為主，水力侵蝕強(qiáng)烈，地形破碎，人類向山要地，砍伐、放牧等人為干擾強(qiáng)烈，盡管沒有礦產(chǎn)開采，但整體上景觀破碎度高，連通性差，在四類生態(tài)系統(tǒng)中林地和水體的生態(tài)脆弱性最高，草地最低。因此丘陵溝壑區(qū)應(yīng)減少對(duì)林地的開發(fā)、破壞，提高土地利用的有效性。過渡區(qū)三級(jí)脆弱區(qū)面積最大，占49.62%，一級(jí)比例小于丘陵溝壑區(qū)，本區(qū)人類活動(dòng)干擾較小，景觀上以自然生態(tài)系統(tǒng)為主，林地和草地占89.34%。風(fēng)沙草灘區(qū)1級(jí)脆弱區(qū)僅占14.18%，二級(jí)脆弱區(qū)占28.86%，40%以上為4級(jí)和5級(jí)脆弱區(qū)。本區(qū)地勢(shì)較高，地形波狀起伏較為平坦，風(fēng)力侵蝕強(qiáng)烈，土地利用以沙地和草地為主，本區(qū)處于神府煤田腹地，礦點(diǎn)均勻分布于東部鄉(xiāng)鎮(zhèn)，人類活動(dòng)干擾最為強(qiáng)烈，在4類生態(tài)系統(tǒng)中草地和耕地的生態(tài)脆弱性較高，林地最低。因此在礦產(chǎn)開發(fā)過程中加強(qiáng)對(duì)草地和耕地的保護(hù)顯得尤為重要。

表2 神木縣各鄉(xiāng)鎮(zhèn)生態(tài)系統(tǒng)脆弱性與區(qū)域生態(tài)脆弱性

圖1 研究區(qū)生態(tài)系統(tǒng)脆弱性空間分異

4 結(jié) 論

(1) 各景觀類型生態(tài)脆弱性表明，榆陽區(qū)水體的生態(tài)脆弱性最高，草地和林地次之，耕地最低。在今后的土地資源利用中，需要重點(diǎn)保護(hù)脆弱性較高的用地，如巴拉素鎮(zhèn)和小紀(jì)汗鄉(xiāng)的水體，魚河鎮(zhèn)和魚河峁鎮(zhèn)的林地，岔河則鄉(xiāng)的草地、林地等，以降低整個(gè)區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)的脆弱性，提高其穩(wěn)定性。

(2) 區(qū)域生態(tài)脆弱性顯示，24個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)中，小紀(jì)汗鄉(xiāng)、榆陽鎮(zhèn)、魚河鎮(zhèn)和魚河峁鎮(zhèn)最高，均大于0.055，岔河則鄉(xiāng)最低。從區(qū)域上來看，生態(tài)脆弱性黃土丘陵溝壑區(qū)>過渡區(qū)>風(fēng)沙草灘區(qū)，其中丘陵溝壑區(qū)林地的生態(tài)脆弱性最高，水體最低；過渡區(qū)草地和水體脆弱性較高，林地最低；風(fēng)沙草灘區(qū)草地和耕地的脆弱性最高，而林地最小。各鄉(xiāng)鎮(zhèn)在開發(fā)過程中應(yīng)盡量減小人類活動(dòng)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的干擾，降低生態(tài)敏感性，增強(qiáng)其恢復(fù)力，從而降低其生態(tài)脆弱性。

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Analysis of Ecological Vulnerability in Yuyang District Based on Landscape Pattern

FENG Jianmin, GUO Lingxia, LI Xiaohua

(CollegeofResources&EnvironmentandHistoricalCulture,XianyangNormalUniversity,Xianyang,Shaanxi712000,China)

In order to quantitatively assess the spatial difference of ecological vulnerability in the Yuyang District of Northern Shaanxi Province, and provide a support for land use planning and environmental projection, an assessment index system was developed from the aspects of ecological supporting pressure, ecosystem sensitivity, and ecological resilience by using landscape fractal dimension, fragmentation, dominance, connectivity, human disturbance intensity, adjacency degrees of landscape with wasteland and topographic index. Then according to the distribution characteristics of rural landscape, the map of ecological vulnerability distribution was made, and spatial difference of the ecological vulnerability was analyzed and assessed. The results showed that: (1) among the various types of ecosystems, water body had the highest ecological vulnerability, followed by the grassland and woodland, while the farmland had the lowest one, with the values of 0.319 3, 0.095 9, 0.068 4 and 0.047 4, respectively; (2) among the entire 24 towns, Xiaojihan, Yuyang, Yuhe and Yuhemao had the highest ecological vulnerability, while Chaheze had the lowest one, with the values of 0.056 6, 0.058 8, 0.057 5, 0.059 9 and 0.019 8, respectively; (3) ecological vulnerability appeared gradually weakening trend from central section to east and west. In the three landform patterns, the southern loess hilly-gully region had the highest ecological vulnerability, followed by the central transition area and northern wind-sandy grass shoal area. The dominant factors affecting the spatial pattern of the regional ecological vulnerability were land use pattern and topography, whereas the major factors inducing spatial heterogeneity of ecological vulnerability were human disturbances such as mining and settlement. In the following land resources exploitation and utilization, more attention should be paid to reduce the disturbance of human activities on the ecological systems, and protect landscape with high vulnerability such as woodland and grassland, thus reduce the vulnerability of the regional ecosystem.

landscape pattern; ecological vulnerability; Yuyang District

2015-06-05

2015-12-30

國(guó)家自然科學(xué)基金(41261040，41661042)；陜西省普通高等學(xué)校優(yōu)勢(shì)學(xué)科建設(shè)項(xiàng)目—?dú)v史地理學(xué)(0602);陜西省教育廳專項(xiàng)科研計(jì)劃項(xiàng)目(15JK1785);咸陽師范學(xué)院科研計(jì)劃項(xiàng)目(13XSYK030)

封建民(1972—),男,陜西省鳳翔縣人,博士,副教授,研究方向?yàn)榄h(huán)境遙感與土地利用。E-mail:feng_jianmin@aliyun.com

X826

A

1005-3409(2016)06-0179-06