劉 迪, 陳 海, 張 敏, 商舒涵, 梁小英

(1.西北大學(xué) 城市與環(huán)境學(xué)院, 西安 710127; 2.陜西省地表系統(tǒng)與環(huán)境承載力重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 西安 710127)

生態(tài)脆弱區(qū)指生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性較差，抵抗外來干擾及維持自身穩(wěn)定性能力較弱，易于生態(tài)退化且難以自我修復(fù)的區(qū)域[1]。黃土丘陵溝壑區(qū)作為我國典型的生態(tài)脆弱區(qū)[2]，區(qū)內(nèi)黃土土質(zhì)疏松，加之降雨集中，植被稀疏，成為我國土壤侵蝕最為嚴(yán)重的地區(qū)之一。伴隨微觀異質(zhì)性農(nóng)戶行為干擾與退耕還林政策二元驅(qū)動影響的深入，自然基底與人為擾動頻繁交互，景觀類型更迭劇烈，景觀格局較為破碎，生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性及恢復(fù)力差，已成為景觀生態(tài)風(fēng)險評價研究的熱點(diǎn)區(qū)域之一[3]。

生態(tài)風(fēng)險是生態(tài)系統(tǒng)組分受到外界壓力而產(chǎn)生不利生態(tài)影響的可能性[4-5]?；诰坝^格局指數(shù)的生態(tài)風(fēng)險評價方法能夠快速識別土地利用異質(zhì)性產(chǎn)生的干擾與生態(tài)系統(tǒng)自身脆弱性[6]，為明晰景觀生態(tài)風(fēng)險空間分異特征提供了有效的方法支撐[7]。近年來，基于景觀格局的生態(tài)風(fēng)險研究已成為常見的風(fēng)險研究范式，已在流域[8-10]、綠洲[11-12]、海岸帶[13-14]等自然地域以及礦區(qū)[15]、行政區(qū)[16-17]等人文地域等諸多區(qū)域取得應(yīng)用，但立足于黃土丘陵溝壑區(qū)等生態(tài)脆弱且對全球變化具有極強(qiáng)響應(yīng)的自然地帶的景觀生態(tài)風(fēng)險評價研究還不多見[3]。在地形起伏度較大的黃土丘陵溝壑區(qū)，地形特征決定景觀與人類活動的分布狀況[18]，生態(tài)風(fēng)險受地形影響呈現(xiàn)較為復(fù)雜的空間分布規(guī)律[10]。趙巖潔[8]、徐羽[19]等通過風(fēng)險與地形因子疊加厘清了風(fēng)險在地形因子上的面積比例分布；胡金龍等[10]通過計算地形等級上風(fēng)險指數(shù)說明風(fēng)險對地形的簡單響應(yīng)。分布指數(shù)作為與地形因子關(guān)聯(lián)的無量綱函數(shù)，在闡釋景觀格局與地形關(guān)系方面應(yīng)用廣泛[18,20]，目前基于地形分布指數(shù)深入揭示風(fēng)險與地形關(guān)系的相關(guān)研究較少。

基于此，本文以陜西省米脂縣為例，基于干擾度與脆弱度構(gòu)建景觀生態(tài)風(fēng)險評價模型，揭示研究區(qū)風(fēng)險時空變化特征，并結(jié)合地形分布指數(shù)探究生態(tài)風(fēng)險分布模式，以期為黃土丘陵溝壑區(qū)典型地域的風(fēng)險管控與生態(tài)恢復(fù)提供依據(jù)。

1 研究地區(qū)與研究方法

1.1 研究區(qū)概況

米脂縣(109°49′—110°29′E，37°39′—38°05′N)位于陜西省榆林市東南，總面積1 178 km2，地處黃土丘陵溝壑區(qū)(圖1)。屬中溫帶半干旱氣候帶，全年降雨量低，夏季是降雨主要季節(jié)。境內(nèi)地勢東西高中間低，以中部無定河川道為集水區(qū)；西北部以梁峁景觀為主，臨近榆林風(fēng)沙區(qū)，風(fēng)蝕沙化明顯；東部以峁?fàn)钋鹆昃坝^為主，坡陡溝深，共同構(gòu)成米脂縣溝壑縱橫、梁峁起伏的地貌景觀。米脂縣土地利用類型以耕地、林草地為主；山地主要種植經(jīng)濟(jì)林，川壩地及梯田多種植糧食與經(jīng)濟(jì)作物，有玉米、土豆、紅蔥、雜糧等，構(gòu)成多樣性生產(chǎn)景觀。作為國家首批退耕還林示范縣，1999—2015年持續(xù)退耕使林草地面積持續(xù)增加，在城鎮(zhèn)化推進(jìn)、社會經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型驅(qū)動下，耕地類型轉(zhuǎn)化與棄耕撂荒行為頻發(fā)；加之自然條件過渡性與多樣性，研究區(qū)土地利用類型結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大變化，為揭示景觀生態(tài)風(fēng)險的時空演化提供了良好的研究平臺。

圖1 米脂縣數(shù)字高程

1.2 數(shù)據(jù)來源與處理

數(shù)據(jù)來源涉及土地利用、地形、行政邊界等多類數(shù)據(jù)。2009年米脂縣土地利用類型數(shù)據(jù)基于第二次全國土地利用1∶1萬調(diào)查數(shù)據(jù)集獲得；2015年米脂縣土地利用類型數(shù)據(jù)以該年高分一號影像為數(shù)據(jù)源，該影像為2 m全色、8 m多光譜融合數(shù)據(jù)，在ENVI 5.1軟件下進(jìn)行幾何校正、影像增加處理后，結(jié)合典型地物圖斑樣點(diǎn)數(shù)據(jù)和2009年米脂縣二調(diào)土地利用數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)督分類和目視解譯獲取[21]，解譯結(jié)果的Kappa指數(shù)達(dá)到0.86，滿足風(fēng)險評價精度要求。參照全國土地利用現(xiàn)狀分類標(biāo)準(zhǔn)(GB/T21010—2017)與研究區(qū)地類情況，將兩期土地利用類型劃分為耕地、果園、林地、草地、水域、城鎮(zhèn)村及工礦用地、荒地(含鹽堿地)7類，并統(tǒng)一重采樣為10 m×10 m土地利用柵格用于后續(xù)分析與比較。DEM數(shù)據(jù)來源于中科院計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息中心地理空間數(shù)據(jù)云ASTER GDEMS數(shù)據(jù)集30 m DEM柵格(http:∥www.gscloud.cn/)，通過GPS測點(diǎn)，插值重采樣為10 m DEM并提取高程、坡度[22]。

1.3 空間化途徑

為探討生態(tài)風(fēng)險指數(shù)空間分異，本文利用等間距系統(tǒng)采樣將研究區(qū)劃分為362個2 km×2 km網(wǎng)格(圖1)，將計算得到的風(fēng)險數(shù)值賦予風(fēng)險小區(qū)中心點(diǎn)。生態(tài)風(fēng)險指數(shù)作為一種典型的區(qū)域變量[14]，可以用地統(tǒng)計學(xué)中半方差函數(shù)來衡量其在空間上的變化規(guī)律。公式[19]如下：

(1)

式中：γ(h)是樣本距為h的半方差值；h是樣本距(變程)；Z(xi+h)是位置xi+h處的生態(tài)風(fēng)險值；Z(xi)是位置xi處的生態(tài)風(fēng)險值；N(h)是間距為h的樣本對的總個數(shù)。

本文采用地統(tǒng)計軟件GS+7.0實(shí)現(xiàn)樣本變異函數(shù)最優(yōu)擬合[16,23]。由于球狀模型模擬結(jié)果最優(yōu)，本文生態(tài)風(fēng)險空間分析基于球狀模型進(jìn)行擬合，同時借助ArcGIS 10.2空間分析工具進(jìn)行普通克里金插值，實(shí)現(xiàn)風(fēng)險數(shù)值空間化。

1.4 景觀生態(tài)風(fēng)險指數(shù)構(gòu)建

生態(tài)風(fēng)險的大小取決于生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部各個景觀類型受到外部干擾的強(qiáng)度以及內(nèi)部脆弱性大小。本文充分考慮不同景觀類型對外界風(fēng)險源的抵抗能力以及自身脆弱性，從景觀類型結(jié)構(gòu)出發(fā)，根據(jù)景觀組分的面積比重，選用干擾度和脆弱度建立景觀格局與生態(tài)風(fēng)險之間的經(jīng)驗(yàn)聯(lián)系，構(gòu)建景觀生態(tài)風(fēng)險指數(shù)模型。其中，ERI計算公式[17]為：

(2)

式中：n為景觀類型的數(shù)量；Ei為景觀類型i的干擾度指數(shù)；Fi為景觀類型i的脆弱度指數(shù)；Ski為第k個風(fēng)險小區(qū)內(nèi)第i類景觀類型的面積；Sk為第k個風(fēng)險小區(qū)的總面積。

景觀干擾度反映不同景觀類型代表的生態(tài)系統(tǒng)受到干擾的程度。生態(tài)系統(tǒng)所受干擾越大，風(fēng)險越大。不同景觀類型所受外界干擾的大小可以反映在其景觀結(jié)構(gòu)的變化上[12]。干擾度指數(shù)構(gòu)建以景觀生態(tài)學(xué)中格局分析方法為基礎(chǔ)，選取破碎度、分離度、優(yōu)勢度三者疊加并賦予相應(yīng)權(quán)重來度量不同景觀代表的生態(tài)系統(tǒng)受到干擾的程度。公式[13,24]如下：

Ei=aCi+bNi+cDi

(3)

依據(jù)前人研究成果[12,17]計算Ci，Ni，Di指標(biāo)。a，b，c代表各個指標(biāo)對干擾的貢獻(xiàn)程度，且a+b+c=1。參考文獻(xiàn)[12，17]，重要性依次為破碎度、分離度、優(yōu)勢度，分別賦予權(quán)值0.5，0.3，0.2。

景觀脆弱度表示各個景觀類型內(nèi)部結(jié)構(gòu)的易損性，能夠反映景觀對外界風(fēng)險干擾的敏感程度及抵抗能力的大小，景觀類型代表的生態(tài)系統(tǒng)對外界的抵抗能力越小，則脆弱性越大，風(fēng)險也越大，反之亦然[22]。本文在借鑒前人研究[11,23]的基礎(chǔ)上，通過專家打分法，將景觀類型脆弱性分為7個等級，經(jīng)過求和標(biāo)準(zhǔn)化處理后脆弱度由低到高分別為城市與建設(shè)用地0.036，林地0.071，草地0.107，果園0.143，耕地0.179，水域0.214，荒地0.25。

1.5 地形因子梯度

1.5.1 高程與坡度分級 結(jié)合黃土丘陵溝壑區(qū)地貌特征，研究區(qū)最高海拔1 252 m，最低海拔843 m，考慮兩側(cè)極端高程區(qū)域面積[8]，將高程分為5個梯度：高程小于940 m和高程大于1 120 m各作為一級，940～1 120 m區(qū)間內(nèi)按照間隔60 m進(jìn)行分級。坡度梯度分級依據(jù)湯國安等[25]針對黃土丘陵溝壑區(qū)所做臨界坡度分級法，認(rèn)為3°以下為無侵蝕區(qū)，3°～8°存在細(xì)溝但侵蝕較弱，8°～15°水力侵蝕加強(qiáng)，15°～25°水力漸趨加劇，25°是水力與重力侵蝕轉(zhuǎn)折點(diǎn)也是黃土高原退耕還林界限。本文依據(jù)上述特征閾值將坡度梯度劃分為5個梯度：3°以下，3°～8°，8°～15°，15°～25°，25°以上。

1.5.2 地形分布指數(shù) 為消除不同地形因子區(qū)段面積差異和不同風(fēng)險組分面積比重差異，用無量綱分布指數(shù)來描述各風(fēng)險組分在地形因子梯度上的分布狀況。公式[18,20]如下：

P=(Sie/Si)(S/Se)

(4)

式中：P為分布指數(shù)；Sie為第e種地形因子下第i類風(fēng)險等級面積；Si為第i類風(fēng)險等級總面積；Se為第e種地形因子總面積；S為研究區(qū)總面積。P>1，說明特定風(fēng)險等級在特定地形因子上處于優(yōu)勢分布，且P值越大，分布優(yōu)勢越明顯。

2 結(jié)果與分析

2.1 土地利用類型變化分析

如表1所示，研究期間米脂縣土地利用類型總體變化不大。在土地利用類型動態(tài)變化上，草地、果園、水域以及城鎮(zhèn)用地面積比例基本維持穩(wěn)定，而耕地、林地、荒地存在明顯的土地流轉(zhuǎn)現(xiàn)象。耕地面積減少了3 168.45 hm2，變化幅度為-6.16%；林地面積增加了1 102.95 hm2，變化幅度為8.54%；荒地面積增加了1 609.47 hm2，變化幅度為183.70%，是研究期間在面積比例變化最大的土地利用類型。減少的耕地，部分受退耕還林政策推動轉(zhuǎn)化為林地，部分受農(nóng)戶個體拋荒轉(zhuǎn)化為荒地。拋荒行為原因多樣，大多受經(jīng)濟(jì)利益驅(qū)動，年輕農(nóng)戶出外打工或響應(yīng)移民搬遷政策離開農(nóng)村選擇主動拋荒，部分農(nóng)戶因年齡增長難以負(fù)擔(dān)繁重農(nóng)工而被迫拋荒。林地增加大多來源于耕地轉(zhuǎn)入，主要受退耕還林、三北防護(hù)林工程項(xiàng)目的推動。

表1 2009-2015年米脂縣土地利用類型變化%

年份耕地果園林地草地水域城建用地荒地200943.4112.3511.0128.550.733.170.78201540.7412.3811.9528.710.773.232.22

2.2 景觀生態(tài)風(fēng)險時空分異

本文利用ArcGIS 10.2自然斷點(diǎn)法將生態(tài)風(fēng)險值進(jìn)行分級統(tǒng)計：Ⅰ級(ERI<0.212)、Ⅱ級(0.212≤ERI<0.224)、Ⅲ級(0.224≤ERI<0.237)、Ⅳ級(0.237≤ERI<0.253)、Ⅴ級(ERI>0.253)，且等級越高，生態(tài)風(fēng)險值越大，以此得到研究區(qū)2009年、2015年生態(tài)風(fēng)險空間分布圖(圖2)。

從生態(tài)風(fēng)險空間變化來看(圖2)，米脂縣生態(tài)風(fēng)險空間差異顯著，呈現(xiàn)西高東低，中間高南北低的空間分布格局。2009年Ⅰ與Ⅱ級風(fēng)險占研究區(qū)面積的55%，主要分布于東部和南部。Ⅳ與Ⅴ級風(fēng)險占研究區(qū)面積的19.9%，分布于中西部，呈片狀直線分布，被Ⅲ級風(fēng)險隔開。與2009年相比，2015年生態(tài)風(fēng)險維持前期的整體空間分布格局，但各個等級風(fēng)險面積比例與空間位置發(fā)生較大變化。Ⅰ級風(fēng)險面積由28.17%降為13.59%，是面積變化最大的風(fēng)險等級，主要轉(zhuǎn)化為Ⅱ級風(fēng)險，集中在東部的印斗、姬岔。Ⅱ級風(fēng)險面積由26.83%增加至29.74%，期間伴隨Ⅰ級風(fēng)險的轉(zhuǎn)入與自身向Ⅲ級風(fēng)險的轉(zhuǎn)出。Ⅲ級風(fēng)險面積擴(kuò)大較明顯且多已聯(lián)接成片，達(dá)到研究區(qū)面積的1/3。Ⅳ與Ⅴ級風(fēng)險面積變化不大，但空間格局變化明顯，橋河岔西部Ⅳ級風(fēng)險區(qū)內(nèi)出現(xiàn)Ⅴ級風(fēng)險核心，石溝Ⅳ與Ⅴ級風(fēng)險區(qū)核心縮小，同時桃鎮(zhèn)Ⅳ級風(fēng)險的出現(xiàn)以及Ⅲ級風(fēng)險的擴(kuò)展使該區(qū)域形成風(fēng)險值的第4個高值區(qū)。

圖2 米脂縣2009-2015年景觀生態(tài)風(fēng)險空間分布

從生態(tài)風(fēng)險動態(tài)變化來看，2009年、2015年米脂縣景觀生態(tài)風(fēng)險指數(shù)[9]分別為0.221 7，0.228 9，風(fēng)險值上升3.25%。依據(jù)風(fēng)險數(shù)值的變化可知362個風(fēng)險小區(qū)中有234個單元風(fēng)險值上升，占單元總數(shù)的64.64%，說明大多數(shù)區(qū)域風(fēng)險逐漸升高。為了更好地說明風(fēng)險值變化的動態(tài)特征，本文采用生態(tài)風(fēng)險轉(zhuǎn)移矩陣[13]說明各個風(fēng)險等級面積轉(zhuǎn)化情況(表2)。表2中，研究期間風(fēng)險轉(zhuǎn)移類型除各個風(fēng)險級別保持不變之外，主要有Ⅰ-Ⅱ，Ⅰ-Ⅲ，Ⅱ-Ⅲ，Ⅱ-Ⅳ，Ⅲ-Ⅳ，Ⅲ-Ⅴ，Ⅳ-Ⅴ7類等級增加的風(fēng)險轉(zhuǎn)移類型以及Ⅱ-Ⅰ，Ⅲ-Ⅱ，Ⅳ-Ⅲ，Ⅴ-Ⅳ4類等級減小的風(fēng)險轉(zhuǎn)移類型。結(jié)合表2，將相鄰等級風(fēng)險轉(zhuǎn)換面積相互抵消，即可得到風(fēng)險面積轉(zhuǎn)化去向：Ⅰ-Ⅱ轉(zhuǎn)化面積為16 141 hm2；Ⅱ-Ⅲ轉(zhuǎn)化面積為12 289 hm2；Ⅲ-Ⅳ轉(zhuǎn)化面積為4 167 hm2；Ⅳ-Ⅴ轉(zhuǎn)化面積為1 258 hm2。從風(fēng)險面積轉(zhuǎn)化去向可以看出，生態(tài)風(fēng)險等級均在自身風(fēng)險等級的基礎(chǔ)上轉(zhuǎn)向較高一級風(fēng)險，說明研究期間生態(tài)風(fēng)險度雖在局部地區(qū)有所下降，但在整體上呈顯著上升趨勢。通過簡單統(tǒng)計，風(fēng)險等級由低到高轉(zhuǎn)變的面積占研究區(qū)面積的30.8%，而反向轉(zhuǎn)變面積僅占0.8%，風(fēng)險值的顯著升高揭示了米脂縣生態(tài)環(huán)境的逐步惡化。

表2 米脂縣2009-2015年生態(tài)風(fēng)險轉(zhuǎn)移矩陣 hm2

2.3 生態(tài)風(fēng)險分布與地形的關(guān)系

為分析不同生態(tài)風(fēng)險級別在地形因子上的分布情況，以高程梯度、坡度梯度為單一因子，考察兩類梯度下生態(tài)風(fēng)險時空分布狀況并對研究結(jié)果進(jìn)行對比分析。表3、表4分別為生態(tài)風(fēng)險與高程、坡度梯度的分布關(guān)系；數(shù)字1—5分別表示不同高程與坡度梯度；數(shù)值區(qū)為分布指數(shù)P，P>1，說明特定風(fēng)險等級在特定高程或坡度上處于優(yōu)勢分布，且P越大，分布優(yōu)勢越明顯；P<1不顯示。

由表3可知，2009年Ⅰ級風(fēng)險在1，4—5級高程位上占優(yōu)勢。2015年Ⅰ級風(fēng)險在1級高程位上優(yōu)勢程度增加顯著，在4—5級高程位上則明顯減小，說明Ⅰ級風(fēng)險區(qū)在低海拔區(qū)有增大的趨勢，在高海拔區(qū)有減小的趨勢。2009年Ⅱ級風(fēng)險在3—4級高程位上占優(yōu)勢，2015年Ⅱ級風(fēng)險區(qū)向高海拔轉(zhuǎn)移的趨勢明顯，在4—5級占優(yōu)勢。2009年Ⅲ級風(fēng)險在1—3級高程位上占優(yōu)勢且優(yōu)勢程度較為均一，2015年Ⅲ級風(fēng)險分布優(yōu)勢向高海拔轉(zhuǎn)移，在3—4級高程位上占優(yōu)勢。Ⅳ與Ⅴ級風(fēng)險分別在2—3與2，5級高程位上占優(yōu)勢，期末Ⅳ與Ⅴ級風(fēng)險優(yōu)勢分布區(qū)間不變，但從Ⅴ級風(fēng)險優(yōu)勢分布數(shù)值變化來看，其有向低海拔轉(zhuǎn)移的趨勢。

Ⅰ級風(fēng)險第1高程位為無定河川道，為全縣糧食主要產(chǎn)區(qū)，耕地集中分布，破碎度低，且米脂縣城位于該高程等級上，景觀脆弱性小。4—5級高程位多為丘陵山區(qū)，置耕梯田與退耕林地廣布。由于梯田交通通達(dá)性差，肥力低，導(dǎo)致農(nóng)戶頻繁撂荒，致使風(fēng)險升高。Ⅱ級風(fēng)險3—4級高程位內(nèi)丘陵冠頂分布有大量置耕梯田與平整坡地，耕地優(yōu)勢度高，風(fēng)險較低。2015年Ⅱ級風(fēng)險向高海拔轉(zhuǎn)移與其取代研究區(qū)東部大部分低風(fēng)險區(qū)有關(guān)。Ⅲ級風(fēng)險第1級高程位的川道河谷區(qū)北部臨近榆林市，受區(qū)域城市化影響明顯，景觀干擾較大。2—3級高程多位于溝谷向塬面過渡的溝坡地帶，林地稀疏破碎，且分布有大片梁麓坡耕地，頻發(fā)的水土流失使景觀結(jié)構(gòu)趨于破碎。2015年Ⅲ級風(fēng)險分布優(yōu)勢向高海拔轉(zhuǎn)移與研究區(qū)東部中風(fēng)險區(qū)面積的大量增加有關(guān)。Ⅳ與Ⅴ級風(fēng)險2—3級高程主要分布于石溝與橋河岔，是米脂縣最大的兩條侵蝕溝，坡面侵蝕切割明顯，加之土地利用開發(fā)程度強(qiáng)，溝谷環(huán)境惡劣，且脆弱性較大的鹽堿地廣布于河谷，環(huán)境易損性大。Ⅴ級風(fēng)險第5級高程指米脂縣西部梁峁，此處毗鄰榆林風(fēng)沙區(qū)，地形起伏較大，土壤風(fēng)蝕沙化明顯，耕地細(xì)碎，生態(tài)環(huán)境較為脆弱。

由表4可知，2009年Ⅰ級風(fēng)險在1，4級坡度上處于優(yōu)勢分布。2015年Ⅰ級風(fēng)險在1級坡度上優(yōu)勢程度凸顯且在第4坡度上分布優(yōu)勢消失，反映了Ⅰ級風(fēng)險有向低坡度轉(zhuǎn)移的趨勢。研究期間Ⅱ級風(fēng)險與Ⅲ級風(fēng)險坡度優(yōu)勢分布相對較為和緩，分別在2—3級與1—2級坡度位上優(yōu)勢分布。Ⅳ級風(fēng)險以4—5坡度為優(yōu)勢分布，Ⅴ級風(fēng)險以2，5級坡度為主要優(yōu)勢分布，從數(shù)值來看兩者分布優(yōu)勢均有所減小。

表3 米脂縣生態(tài)風(fēng)險與高程梯度的分布關(guān)系

注：“—”代表未發(fā)現(xiàn)，下表同。

Ⅰ級風(fēng)險1級坡度位主要位于川道河谷壩地，風(fēng)險較小。4級坡度位內(nèi)涵蓋部分交通可達(dá)性較低的低覆草地，景觀優(yōu)勢度較高，研究期間人為擾動使部分陡坡草地被占用為坡耕地，致使風(fēng)險升高，從而分布優(yōu)勢消失。Ⅱ級風(fēng)險2—3坡度涉及面積最廣，包括丘陵斜坡地與侵蝕溝坡地。丘陵斜坡地耕地集中分布，優(yōu)勢度較高，溝間林草地分布成片，景觀穩(wěn)定，風(fēng)險較低。Ⅲ級風(fēng)險在川道的分布主要位于無定河米脂段上游，該區(qū)域北部與榆林市榆陽區(qū)相連，受城市化影響，距榆陽區(qū)城市建成區(qū)和農(nóng)村居民點(diǎn)越近，人為干擾越大，風(fēng)險越高。Ⅲ級風(fēng)險第2坡度位于侵蝕溝谷外延區(qū)與人為景觀主導(dǎo)的景觀過渡帶，脆弱度較高。Ⅳ與Ⅴ級風(fēng)險5級坡度位為黃土丘陵區(qū)退耕還林下線，但受農(nóng)戶行為決策影響使該坡度上陡坡地與撂荒土地廣布加之嚴(yán)重的土壤侵蝕，使景觀脆弱度居高不下。該坡度段雖然林地分布，但由于土壤干層的擴(kuò)大，林地難以發(fā)揮減輕水土流失的生態(tài)功能。第2坡度位上Ⅴ級風(fēng)險分布與主干侵蝕溝谷斬坡取土式的城鎮(zhèn)建設(shè)以及鹽堿地的廣泛分布有莫大關(guān)系。

結(jié)合表3—5，生態(tài)風(fēng)險等級時空分布隨高程和坡度梯度變化明顯。研究期間Ⅰ級風(fēng)險向低海拔、低坡度轉(zhuǎn)移的趨勢十分顯著；Ⅱ與Ⅲ級風(fēng)險均向高海拔轉(zhuǎn)移，其對坡度梯度變化的響應(yīng)均不明顯；Ⅳ與Ⅴ級風(fēng)險由于研究期間面積變化較小，在高程與坡度梯度上均無明顯的風(fēng)險轉(zhuǎn)移現(xiàn)象。各等級生態(tài)風(fēng)險在地形梯度上呈現(xiàn)的分布優(yōu)勢差異與黃土丘陵溝壑區(qū)特殊的地形地貌條件、多樣的農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)有關(guān)，而研究期間各等級風(fēng)險隨地形不同程度的轉(zhuǎn)移則與研究區(qū)農(nóng)戶撂荒、鹽堿地轉(zhuǎn)入、城鄉(xiāng)建設(shè)向侵蝕溝谷的延伸密不可分。

表4 米脂縣生態(tài)風(fēng)險與坡度梯度的分布關(guān)系

表5 生態(tài)風(fēng)險等級在地形梯度上的優(yōu)勢分布區(qū)間

3 討論與結(jié)論

3.1 討 論

基于黃土丘陵溝壑區(qū)特殊自然條件，本文通過構(gòu)建地形分布指數(shù)，來探討生態(tài)風(fēng)險在不同高程和坡度梯度下的空間分布及其變化規(guī)律。與前期研究相比，本文不僅給出了景觀生態(tài)風(fēng)險的空間分異狀況，也進(jìn)一步揭示出不同地形因子下景觀生態(tài)風(fēng)險的可能分布及其變化，為針對性的風(fēng)險防范提供方向性依據(jù)。

本文基于土地利用變化的景觀生態(tài)風(fēng)險模型，從景觀格局方面探討風(fēng)險受體自然損失，為后續(xù)綜合景觀格局和生態(tài)學(xué)過程來探討生態(tài)風(fēng)險奠定堅實(shí)的基礎(chǔ)。加之農(nóng)戶行為是造成景觀格局和生態(tài)學(xué)過程變化的主要因子。因此，綜合考慮景觀格局與生態(tài)學(xué)過程，基于農(nóng)戶行為模型探討和分析生態(tài)風(fēng)險的演化模式，就為今后探討宏觀生態(tài)風(fēng)險的微觀驅(qū)動機(jī)理提供了有效途徑。

3.2 結(jié) 論

(1) 研究期間米脂縣景觀結(jié)構(gòu)發(fā)生較大變化，充分體現(xiàn)了以退耕還林政策與農(nóng)戶行為二元主導(dǎo)的農(nóng)耕區(qū)土地利用格局特點(diǎn)。持續(xù)退耕與耕地撂荒，使耕地面積不斷減少，造林與拋荒面積不斷增加。

(2) 米脂縣生態(tài)風(fēng)險指數(shù)分別為0.221 7，0.228 9，生態(tài)風(fēng)險增加。生態(tài)風(fēng)險空間分異明顯且呈現(xiàn)西高東低，中間高南北低的整體分布格局。Ⅰ級風(fēng)險主要轉(zhuǎn)化為Ⅱ級風(fēng)險，面積比例由28.17%降為13.59%；Ⅲ風(fēng)險區(qū)期末達(dá)到研究區(qū)面積的1/3，主要由Ⅱ風(fēng)險區(qū)轉(zhuǎn)化而來；Ⅳ與Ⅴ風(fēng)險面積比例整體上升3.9%且空間格局變化明顯。

(3) 生態(tài)風(fēng)險等級時空分布隨高程和坡度梯度變化顯著。Ⅰ級風(fēng)險向低海拔、低坡度轉(zhuǎn)移的趨勢明顯；Ⅱ級與Ⅲ級風(fēng)險均向高海拔轉(zhuǎn)移；Ⅳ級與Ⅴ級風(fēng)險在地形梯度上無明顯的風(fēng)險轉(zhuǎn)移現(xiàn)象。