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Ecological risk assessment and its management of Bailongjiang watershed, southern Gansu based on landscape pattern.

基于景观格局的甘肃白龙江流域生态风险评价与管理


流域生态风险评价是流域生态保护与环境管理的重要研究内容.开展以人类活动为风险源的生态风险评价,揭示流域生态风险的空间变化规律,对于促进流域生态保护和环境管理及社会发展具有重要的指导意义.本文基于景观格局指数和生态环境脆弱度构建了流域生态风险综合指数,以甘肃白龙江流域2010年土地利用数据为基础,以ArcGIS和Fragstats软件为平台,通过空间采样和地统计空间插值得到白龙江流域生态风险的空间分布规律.结果表明:白龙江流域生态风险空间分布差异明显,总体而言,白龙江流域西北部和北部的生态风险高于流域的西部和南部山区;在白龙江流域各县区中,武都和宕昌县的生态风险较高,迭部县和文县的生态风险较低.今后应加强流域土地利用综合管理和人类活动调控,开展植被恢复和生态重建,降低不合理人为干扰的生态风险和危害,实现流域经济、社会与生态保护的“多赢”,促进区域可持续发展.
 

Watershed ecological risk assessment is an important research subject of watershed ecological protection and environmental management. Research on the ecological risk focuses on addressing the influence of human activities and its spatial variation at watershed scale is vital to policymaking to control the impact of human activity and protocols for sustainable economic and societal development. A comprehensive ecological environment index, incorporating a landscape index and an assessment of ecological vulnerability, was put forward to assess the spatiotemporal characteristics of ecological risk of the Bailongjiang watershed, southern Gansu Province, Northwest China. Using ArcGIS and Fragstats software and a land use map of 2010, an ecological risk map was obtained through spatial sampling and disjunctive Kriging interpolation. The results indicated that there were some obvious spatial differences of ecological risk levels in the watershed. The ecological risk level of the north and northwest of the Bailongjiang was higher than that of the western and southern extremities of the watershed. Ecological risk index (ERI) of Wudu and Tanchang was higher than that of Wenxian and Diebu. Some measures for ecological risk management were put forward on the basis of ERI of Bailongjiang watershed. To strengthen the integrated management of human activities and land use in the watershed, to carry out the vegetation restoration and ecological reconstruction, and to reduce the ecological risks and hazards of irrational human disturbance, are vital to the realization ‘multiplewin’ of the economic, social and ecological protection and for the sustainable development in the hilly area in southern Gansu.


全 文 :基于景观格局的甘肃白龙江流域
生态风险评价与管理*
巩摇 杰**摇 赵彩霞摇 谢余初摇 高彦净
(兰州大学西部环境教育部重点实验室 /西部环境与气候变化研究院, 兰州 730000)
摘摇 要摇 流域生态风险评价是流域生态保护与环境管理的重要研究内容.开展以人类活动为
风险源的生态风险评价,揭示流域生态风险的空间变化规律,对于促进流域生态保护和环境
管理及社会发展具有重要的指导意义.本文基于景观格局指数和生态环境脆弱度构建了流域
生态风险综合指数,以甘肃白龙江流域 2010 年土地利用数据为基础,以 ArcGIS和 Fragstats软
件为平台,通过空间采样和地统计空间插值得到白龙江流域生态风险的空间分布规律.结果
表明:白龙江流域生态风险空间分布差异明显,总体而言,白龙江流域西北部和北部的生态风
险高于流域的西部和南部山区;在白龙江流域各县区中,武都和宕昌县的生态风险较高,迭部
县和文县的生态风险较低.今后应加强流域土地利用综合管理和人类活动调控,开展植被恢
复和生态重建,降低不合理人为干扰的生态风险和危害,实现流域经济、社会与生态保护的
“多赢冶,促进区域可持续发展.
关键词摇 人类活动摇 生态过渡带摇 景观格局摇 生态风险评价摇 风险管理
文章编号摇 1001-9332(2014)07-2041-08摇 中图分类号摇 P951; Q149摇 文献标识码摇 A
Ecological risk assessment and its management of Bailongjiang watershed, southern Gansu
based on landscape pattern. GONG Jie, ZHAO Cai鄄xia, XIE Yu鄄chu, GAO Yan鄄jing (Ministry
of Education Key Laboratory of Western China爷 s Environmental Systems, Lanzhou University, Re鄄
search School of Arid Environment and Climate Change, Lanzhou 730000, China) . 鄄Chin. J. Appl.
Ecol. , 2014, 25(7): 2041-2048.
Abstract: Watershed ecological risk assessment is an important research subject of watershed eco鄄
logical protection and environmental management. Research on the ecological risk focuses on ad鄄
dressing the influence of human activities and its spatial variation at watershed scale is vital to poli鄄
cy鄄making to control the impact of human activity and protocols for sustainable economic and socie鄄
tal development. A comprehensive ecological environment index, incorporating a landscape index
and an assessment of ecological vulnerability, was put forward to assess the spatio鄄temporal charac鄄
teristics of ecological risk of the Bailongjiang watershed, southern Gansu Province, Northwest Chi鄄
na. Using ArcGIS and Fragstats software and a land use map of 2010, an ecological risk map was
obtained through spatial sampling and disjunctive Kriging interpolation. The results indicated that
there were some obvious spatial differences of ecological risk levels in the watershed. The ecological
risk level of the north and northwest of the Bailongjiang was higher than that of the western and
southern extremities of the watershed. Ecological risk index (ERI) of Wudu and Tanchang was
higher than that of Wenxian and Diebu. Some measures for ecological risk management were put
forward on the basis of ERI of Bailongjiang watershed. To strengthen the integrated management of
human activities and land use in the watershed, to carry out the vegetation restoration and ecological
reconstruction, and to reduce the ecological risks and hazards of irrational human disturbance, are
vital to the realization ‘multiple鄄win爷 of the economic, social and ecological protection and for the
sustainable development in the hilly area in southern Gansu.
Key words: human activity; ecological transitional belt; landscape pattern; ecological risk assess鄄
ment; risk management.
*国家自然科学基金面上项目(41271199)和国家科技支撑计划项目(2011BAK12B06)资助.
**通讯作者. E鄄mail: jgong@ lzu. edu. cn
2013鄄11鄄27 收稿,2014鄄04鄄22 接受.
应 用 生 态 学 报摇 2014 年 7 月摇 第 25 卷摇 第 7 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇
Chinese Journal of Applied Ecology, Jul. 2014, 25(7): 2041-2048
摇 摇 生态风险评价是研究一种或者多种干扰对生态
系统及其组分可能产生的不利影响的过程,它可对
长时间和大区域尺度上的风险可能造成的效应进行
辨认,并对其在环境系统的生态风险进行综合评
估[1-2],最终为环境监测与生态环境风险管理提供
决策支持[1-4] .近年来,生态风险评价的风险源研究
从化学污染、环境和生态事件发展到关注人类活动
对生态环境的影响[5-6],研究尺度逐渐扩大到流域
和景观尺度[7] . 流域是一类复杂的自然地理区域,
它是以地表水和地下水为主要纽带,密切连接特定
区域水循环、土地覆被、生态系统等自然支撑系统的
综合生态地域系统[8-9] . 随着人类活动对流域自然
生态系统干扰的逐渐增强,流域景观格局及自然生
态系统正在发生改变,这种改变必将影响区域生态
安全.流域生态风险评价是以自然地貌分异与水文
过程形成的生态空间格局为评价区域,评价自然灾
害、人为干扰等风险源对流域内生态系统及其组分
造成不利影响的可能性及其危害程度的复杂的动态
变化过程[9] .当前,国内外学者已在流域水环境生
态风险评价、流域灾害生态风险评价及流域综合生
态风险评价等方面开展了一些研究[1,10] . 陈鹏和潘
晓玲[11]、卢远等[12]、李谢辉和李景宜[13]以景观格局
为基础,基于景观格局指数构建了生态风险评价模
型,对不同时间和空间尺度上人类活动造成的生态
风险进行评价;孙洪波等[14]和刘晓等[15]运用相对
生态风险模型分别对沿江和库区土地利用生态风险
进行分析.迄今,流域生态风险评价研究热点已涵盖
了湿润区、半湿润区以及干旱区的湖泊、河流、河口
三角洲等,但从综合视角对整个流域进行生态风险
研究的案例较少[9] .已有研究的尺度较小且多集中
在经济较发达地区,对于大尺度且经济落后的生态
与气候过渡带的生态风险研究较少.
流域生态风险评价是对流域内人与自然环境复
合生态系统在某一时期、某一阶段过程风险状态的
描述,是随着时空尺度不断发展变化的动态过
程[9,16],较传统的以行政区为单元的研究思路更有
利于流域生态环境的综合保护与管理.但基于资料、
技术和工具的局限以及流域生态系统复杂多样等特
点,流域生态风险评价至今尚未形成统一的评价体
系,生态风险评价在流域尺度上的定量研究还有待
于进一步探索和发展[9] . 随着 GIS、RS 等地理信息
技术的快速发展,加之流域生态风险评价所涉及的
环境问题的成因及结果都呈现空间异质特征和复杂
性[17-18],对于流域生态环境管理人员而言,不仅应
关注生态风险的现实状态,也应注重流域内生态风
险未来的发展变化趋势,更加应该注重流域生态风
险管理及其人类活动调控对策,即制定避免风险、抑
制风险、降低风险和转移风险的对策和措施,这也是
生态风险研究的主要发展方向和应用层面[9] . 土地
利用与覆被变化是区域人类活动的指示器[19-20],是
研究人类活动对生态环境影响的最佳研究途径之
一,正成为流域科学研究的突破点[21] . 在人为活动
占优势的景观内,不同土地利用方式和强度产生的
生态影响具有区域性和累积性的特征,可以直观地
反映在生态系统的结构和组成上[19, 22-23] .基于景观
结构进行土地利用生态风险分析,可以综合评估各
种潜在生态影响类型及其累积性后果,能准确地显
示出各种生态影响的空间分布和梯度变化特征[23] .
因此,从景观生态学角度出发研究流域土地生态风
险问题可以更好地认知区域风险现状[24-25],是寻求
生态风险管理的有效途径之一.
甘肃白龙江流域地处中国大陆二级阶梯向三级
阶梯的过渡带,是秦巴山区、青藏高原和黄土高原三
大地形交汇区域,也是长江上游主要的水源区和生
态屏障,其流域生态环境的健康发展对整个长江上
游的水源稳定补给和生态安全至关重要. 受人类活
动、社会经济发展和频发自然地质灾害的影响,流域
森林面积锐减,水土流失、生态破坏和不合理人类活
动等诱发的洪灾、泥石流、滑坡、土地退化等灾害频
发[26] .特别是近年来,甘肃白龙江流域工矿开采、天
然林木砍伐以及公路、铁路建设等人类活动剧烈,致
使原本森林茂密、山清水秀的白龙江流域变成水土
流失和自然灾害频发的贫困地区[26],对当地生态环
境系统造成严重干扰,生态系统呈现从结构性破坏
向功能性紊乱演变的发展态势[27],区域生态压力巨
大,存在着很大的潜在生态风险.本文从景观异质性
视角,定量分析和评价人类活动导致的甘肃白龙江
流域生态风险等级与空间分异,旨在为实施流域综
合管理、维护流域生态系统功能和保障区域生态安
全等提供指导.
1摇 研究地区与研究方法
1郾 1摇 研究区概况
白龙江是长江一级支流———嘉陵江上游的最大
支流,发源于碌曲县郎木乡,流经四川省的若尔盖、
甘肃省迭部、舟曲、武都至四川的昭化入嘉陵江. 白
龙江流域甘肃段 (32毅 36忆—34毅 24忆 N, 103毅 00忆—
105毅30忆 E) ,属于甘肃省东南部,行政范围包括迭
2402 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 25 卷
图 1摇 研究区位置
Fig. 1摇 Location of the study area.
玉: 河流 River; 域: 白龙江流域 Bailongjiang watershed.
部、舟曲、文县的全部,以及宕昌、武都和岷县的部分
(图 1),流域面积 18436. 3 km2,是全国主要滑坡、泥
石流灾害高发区之一. 甘肃白龙江流域地处青藏高
原东缘、西秦岭与岷山山脉交汇地区,区内沟壑纵
横,素以“山大沟深冶著称,总体地势自西北向东南
倾伏,主要地貌类型有山地地貌、河谷地貌、黄土地
貌等.流域属亚热带季风气候,夏季高温多雨,冬季
温暖少雨,境内地形高差悬殊,气候垂直分异明显,
流域年降水量 400 ~ 800 mm,降水主要集中在 5—
10 月.
1郾 2摇 研究方法
本文以 2010 年甘肃白龙江流域 30 m分辨率的
Landsat TM影像为基础数据,通过目视解译和野外
验证得到甘肃白龙江流域 2010 年土地利用图(统计
分析的解译精度>84% ),结合流域的特殊地貌与土
地利用现状,将土地利用类型分为耕地、林地、草地、
水域、居民及工矿用地、未利用地6类(图2) ,作为
图 2摇 白龙江流域 2010 年土地利用图
Fig. 2摇 Land use map of Bailongjiang watershed in 2010.
a)居民工矿用地 Residential and industrial land; b)草地 Grassland; c)
耕地 Cropland; d)林地 Forestland; e)水域 Water area; f)未利用地
Unused land. 下同 The same below.
流域生态风险受体,评判风险等级,然后根据风险等
级调整土地利用方式和管理策略,这种评价更具实
用价值[17] .在参考巩杰等[10]、许学工等[28]对自然灾
害和土地利用生态风险评价研究的基础上,本文认
为人类活动导致的流域生态风险评价可以表示为流
域生态脆弱性和风险受体对风险源(土地利用活
动)响应程度的函数式.
1郾 2郾 1 暴露鄄响应分析 摇 暴露鄄响应分析是研究不同
风险源在评价区域与风险受体之间的接触暴露关
系,以及受到压力胁迫后所引起的生态受体的变
化[29] .不同土地利用类型对风险源的暴露鄄响应程
度各不相同,景观作为具有高度空间异质性的区域,
它是由相互作用的景观要素或生态系统以一定的规
律所组成.区域生态系统的变化,首先表现在景观结
构组分的空间结构、相互作用以及功能的变化[30] .
因此,本文尝试利用 2010 年景观格局变化来表征风
险受体对人类活动的响应程度,即以景观结构指数
作为响应系数.
人类活动通过改变土地利用方式对生态系统产
生影响,并且这种影响可以直观地反映在景观的结
构和组成上.景观生态学注重空间异质性和空间格
局的研究,对此已提出了不同的定量评价指
标[31-32] .结合研究区特点,考虑到人类活动对流域
景观的影响,选取景观破碎度、景观分离度和景观优
势度作为衡量不同土地利用类型对人类活动的响应
程度[33] .
景观结构指数可用来反映不同景观生态系统受
到干扰的程度,借鉴相关文献[11,34-35]可通过景观破
碎度(C i)、景观分离度(Ni)和景观优势度(Di)的权
图 3摇 白龙江流域生态风险空间分布图
Fig. 3摇 Distribution map of ecological risk level of Bailongjiang
watershed.
玉: 低风验区 Lower ecological risk;域: 较低风险区 Low ecological risk;
芋: 中等风险区 Medium ecological risk; 郁:较高风险区High ecological
risk; 吁: 高风险区 Higher ecological risk. 下同 The same below.
34027 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 巩摇 杰等: 基于景观格局的甘肃白龙江流域生态风险评价与管理摇 摇 摇 摇 摇 摇
重叠加而获得.
Si =aC i+bDi+cNi (1)
式中:Si是景观结构指数;C i是景观破碎度指数;Di
是景观优势度指数;Ni是景观分离度指数;a、b、c 为
相应各景观指数的权重,且 a+b+c = 1,根据相关研
究[36],结合专家打分法,分别赋以景观破碎度指数、
景观优势度指数和景观分离度指数的权重为 0. 5、
0. 2 和 0. 3.
1郾 2郾 2 生态环境脆弱性摇 生态环境因其自身脆弱性
不同,受到风险源的干扰后其受损程度不一[37] . 本
文用景观脆弱度指数(F i)表示受人类活动干扰后
不同生态系统的易损性[38] .结合研究区实地情况和
风险源的特点,脆弱度排序由低到高依次为:居民及
工矿用地 1、林地 2、草地 3、耕地 4、水域 5、未利用地
6,对其进行归一化处理后得到各土地利用类型的景
观脆弱度指数.
每种土地利用类型的生态风险损失指数(R i)
可以表示如下:
R i =Si伊F i (2)
式中:Si是景观结构指数;F i是景观脆弱度指数.
1郾 2郾 3 生态风险综合指数摇 景观结构的变化是区域
生态风险特征变化的表面显现,为建立景观结构与
区域生态风险之间的联系,利用景观组分的面积比
重,建立生态风险综合指数的计算模型,以此定量描
述研究区每个样方内的生态风险特征.
ERIi =移
n
i = 1
Aij
Ai
伊 R i (3)
式中:ERIi是风险小区 i 的生态风险指数;Aij是风险
小区 i 内 j 类土地利用类型的面积;A j是风险小区 i
的面积;R i是第 i类土地利用类型的景观损失指数.
本文利用覆盖全部工作区的网格进行系统采
样.景观生态学研究认为,景观样本的面积应为斑块
平均面积的 2 ~ 5 倍[39]才能够综合反映采样地点周
围景观的格局信息.因此,本文风险小区划分是根据
白龙江流域景观斑块的平均面积大小,在白龙江流
域内进行系统采样,采样单元为 8 km伊8 km,共 289
个样方,分别计算每个样方的综合生态风险指数.将
每个样方的综合生态风险值作为该样方的中心点属
性值,在 ArcGIS地统计模块 Geostastical Analyst 下,
采用 Kriging插值法得到甘肃白龙江流域生态风险
空间分布图.
2摇 结果与分析
2郾 1摇 甘肃白龙江流域景观格局特征
利用景观指数计算软件 Fragstats 3. 3 计算得到
2010 年白龙江流域各景观类型的景观格局指数.从
表 1 可以看出,2010 年,甘肃白龙江流域共有 8722
个斑块,其中,耕地和草地的斑块数最多,但以林地
的斑块面积最大(8880. 67 km2 ). 居民及工矿用地
的景观破碎度(0. 13)和分离度(14. 03)均高于研究
区内其他景观类型,耕地的景观破碎度次之,说明耕
地和居民及工矿用地是人类活动干扰最强的景观类
型.林地的景观优势度 (4. 31)最大,景观破碎度
(0郾 001)和分离度(0. 16)最低,说明研究区景观类
型中林地占主导地位,受人类活动影响较小,在生态
环境维护中具有重要作用.
摇 摇 本研究计算获得的未利用地的景观脆弱度指数
高于其他景观类型,主要是因为未利用地类多分布
在山顶、陡坡和裸露土石山区,尽管受人类活动的影
响相对较小,但受复杂地形和陡坡地貌的影响较大,
且植被覆盖稀疏,因而脆弱度指数较高.
2郾 2摇 甘肃白龙江流域生态风险特征
对插值得到的白龙江流域生态风险分布图的
ERI进行属性分类符号设置,按照 ArcGIS 的 Natural
breaks将研究区的生态风险划分为低风险区(0郾 29
臆ERI<0郾 56)、较低风险区(0郾 56臆ERI<0郾 71)、中
表 1摇 白龙江流域各土地利用类型的景观格局指数
Table 1摇 Landscape index of different land use types in Bailongjiang watershed
景观类型
Landscape type
景观面积
Area
(km2)
斑块数
Patch
number
景观破碎
度指数
Landscape
fragmentation
index
景观分离
度指数
Landscape
isolation
index
景观优势度
指数
Landscape
dominance
index
景观结构
指数
Landscape
structure
index
景观脆弱
度指数
Landscape
vulnerability
index
景观损失
度指数
Landscape
loss
index
居民及工矿用地
Residential and industrial land
105. 63 1375 0. 130 14. 03 0. 42 4. 36 0. 05 0. 21
未利用地 Unused land 322. 41 204 0. 006 2. 86 1. 84 1. 23 0. 29 0. 35
耕地 Cropland 3289. 95 4074 0. 012 0. 59 2. 79 0. 74 0. 19 0. 14
林地 Forestland 8880. 67 1040 0. 001 0. 16 4. 31 0. 91 0. 10 0. 09
水域 Water area 86. 16 12 0. 001 5. 26 1. 83 1. 94 0. 24 0. 46
草地 Grassland 5106. 87 2017 0. 004 0. 32 2. 34 0. 57 0. 14 0. 08
4402 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 25 卷
等风险区(0. 71臆ERI<0. 89)、较高风险区(0. 89臆
ERI<1. 08)和高风险区(1. 08臆ERI<1. 59).
摇 摇 白龙江流域生态风险空间特征表现为:高风险
区主要分布在武都区市区周围及其以北的广大区
域、宕昌县西北部以及迭部县西北部等区域;较高风
险区主要分布在文县境内白水江和白龙江及其支流
两岸、武都区高风险区的外围、宕昌县岷江两岸区、
舟曲、武都和宕昌三县交界处,以及迭部县西北部部
分区域;中等风险区的分布面积较大,主要分布在武
都区南部、文县较高风险区的外围、舟曲县北部、迭
部县北部和南部、宕昌县较高风险区的外围;较低风
险区主要零星分布在中等风险区的外围,分布范围
较小;低风险区主要分布在文县南部、舟曲县南部以
及迭部县西南部有零星分布(图 3).
白龙江流域生态风险特征分布与景观类型关系
密切.由图 4 可以得出,高风险区和较高风险区主要
集中分布在未利用地、居民及工矿用地等景观类型
中,未利用地、居民及工矿用地中高风险区和较高风
险区面积占各自地类面积的比例均在 58%以上.居
民及工矿用地是人类活动对生态环境进行改造的最
主要方式,人口密集且生产活动多集中于此,故其生
态风险高.未利用地景观脆弱度高,受到人类活动影
响之后容易发生变化,抗干扰能力较弱,因此其生态
风险较高.较低和低风险区主要集中分布在林地、草
地等景观类型,两者所占的面积比例之和分别是
63%和 32% ,由于林地和草地自身稳定性较好,抗
人类活动的干扰能力强,因此其生态风险较低.区域
生态风险等级特征分布与海拔密切相关,如迭部县
北部和西南部以及舟曲县东部海拔在 3000 m以上,
坡度大,地形较复杂,其生态风险高.同时,生态风险
等级与区位和土地利用类型的自身脆弱性有关,主
图 4摇 白龙江流域不同景观类型的生态风险等级分布
Fig. 4 摇 Distribution of ecological risk level of different land鄄
scape types in Bailongjiang watershed.
要表现为河流近岸区的潜在生态风险较高,这主要
是由于河流近岸区是人类活动的主要场所,致使自
然鄄社会鄄经济复合系统变得更复杂和脆弱,加之环
境污染、各种次生灾害以及水环境的破坏对河流近
岸的生态环境造成严重的负面影响.此外,生态风险
等级与区域植被覆盖度也密切相关,如文县、迭部县
南部的气候温湿,天然林木分布面积广阔,植被覆被
度高,其生态风险等级较低.
2郾 3摇 白龙江流域各县区生态风险特征
通过对白龙江流域各县区不同风险等级区的面
积进行统计分析可见(图 5),宕昌县和武都区境内
较高和高风险区所占面积比例最大,生态风险等级
高;迭部县和文县境内较低和低风险区所占面积比
例最大,生态风险低.宕昌县高风险区和较高风险区
的面积分别为 591. 73 和 814. 36 km2(分别占该县研
究区面积的 23%和 31% ),较低和低风险区的面积
分别为 286. 07 和 130. 88 km2(分别占该县研究区面
积的 11%和 5% ).武都区高风险区和较高风险区的
面积分别为 944. 61 和 677. 92 km2(分别占该区研究
区面积的 30%和 21% ). 迭部县较低和低风险区的
面积分别为 1718. 31 和 910. 88 km2(分别占该县研
究区面积的 38%和 20% ). 文县较低和低风险区的
面积分别为 1299. 68 和 1397. 39 km2(分别占该县研
究区面积的 27%和 29% ). 武都区是陇南市市政府
和行政机构所在地,社会经济较为发达,加之人口较
多,工农业和生产建设多集中于此;因此,武都区的
生态风险等级相对较高. 相对于其他县区,文县、迭
部两县人口较少,对土地资源和生态环境的开发和
影响较小,林地、草地两种景观类型所占面积比例
大,植被覆盖度高,其生态风险等级较低.
图 5摇 白龙江流域各县区不同风险等级区面积
Fig. 5 摇 Area of different risk levels of the counties in Bai鄄
longjiang watershed.
54027 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 巩摇 杰等: 基于景观格局的甘肃白龙江流域生态风险评价与管理摇 摇 摇 摇 摇 摇
3摇 讨摇 摇 论
近年来,生态风险评价关注的热点和研究对象
逐渐由最初的侧重于污染对生态系统的影响,转向
人类活动包括土地利用、城市化、气候变化等更加宏
观的影响因子,研究尺度也逐渐从单一种群扩展到
景观、区域尺度[9,30,40] .生态风险评价将区域的发展
与生态环境之间以某种方式联系起来,旨在模拟和
预测随着区域发展所导致的区域生态环境的演变状
况,为区域生态与环境管理提供量化的决策依据,进
而为区域社会、经济与生态的可持续协调发展服
务[38,40] .对白龙江流域人类活动引起的生态风险进
行研究的目的在于,当缺乏生态监测资料时,可为白
龙江流域进行合理的区域开发建设、生态环境保护
及环境监测提供可靠的科学依据,以实施合理的生
态风险管理措施.
基于景观尺度的白龙江流域人类活动生态风险
空间分布呈现以下特点: 1)白龙江流域生态风险空
间差异明显,高风险区和较高风险区分布在白龙江
流域的北部和东部,低风险和较低风险区主要分布
在西部和南部山区;2)各县区生态风险空间分布差
异明显,武都区人类活动集中,城市化程度相对较
高,人类活动干扰较严重,生态风险高,而迭部和文
县生态风险较低.
生态风险管理是在生态风险评价和分析得出不
同等级的风险区域后,在不同等级的风险区域内分
析其风险源的特点和强度,采取不同的风险对策,涉
及到管理、立法、措施和教育相结合的综合管理[26],
其目的是将生态风险及其损失减小到最小. 根据白
龙江流域生态风险评价结果,确定白龙江流域生态
风险管理目标,针对不同风险级别的区域具体实施
相应的生态风险管理对策建议如下:
3郾 1摇 高风险区和较高风险区的风险管理对策
高风险区和较高风险区主要分布在白龙江流域
武都段、岷江沿岸、迭部县北部和西南部以及舟曲县
东部.这些区域主要是人类活动集中分布或者自身
脆弱性较高的区域. 此类区域应采取的措施是合理
规划土地利用,有效调控人类活动,实行统一规划;
加强环境治理,进行生态工程建设,有效防治区域水
土流失和环境污染;可持续利用有限的水土资
源[26],严禁滥采滥伐,依据自然地带性和生态适应
性规律,制定生态恢复重建标准,开展林草种植和退
耕还林还牧工作,提高自然生态系统服务能力.
3郾 2摇 中等风险区的风险管理对策
甘肃白龙江流域中等风险区主要处在较高风险
区的外围,主要分布在水域、草地和居民及工矿用地
等景观类型中,植被覆盖度中等,人类活动的扰动作
用相对较弱.为了维持现状和降低未来的生态风险
及其危害性,此类区域应该因地制宜,做好统筹规
划,合理布局工农业生产和建设活动,开展生态环境
治理,实施退耕还林还草,增加林草覆盖,进行产业
转型,实现生态建设和经济建设的双赢.
3郾 3摇 低风险区和较低风险区的风险管理对策
低风险区和较低风险区主要分布在迭部西部、
舟曲西部、武都区东南部和文县南部,这一区域地形
复杂、沟深坡陡、人类活动较少、林地面积广泛、植被
覆盖度高.值得注意的是,虽然人类活动和干扰较
少,但这些区域一旦受到人类活动的破坏和扰动后,
其恢复重建比较困难;更主要的是,这些区域的植被
和地表遭到破坏之后会诱发并加剧滑坡泥石流等地
质灾害.因此,该区应该加强生态环境建设,保护脆
弱的生态环境,预防本来就脆弱的生态环境被污染
和破坏,防患于未然;其次,这些区域水热条件搭配
较好,但山区地势陡峻,耕地压力大,建议发展立体
生态农业,优化配置山区土地利用,按照农、林作物
的生态适宜性,因地制宜合理安排适应的品种,促进
农、林等多种经营的发展,既可以增加农民收入,又
保护生态环境,同时,兼顾地质灾害监测和防治,降
低生态风险等级和危害性.
总的来说,土地利用变化和景观生态学方法的
结合是研究区域生态环境的有效方法与手段,研究
结果可为白龙江流域土地生态管理、生态环境整治
与恢复、土地可持续利用提供依据.今后该地区应在
土地利用生态风险度高的区域加强土地利用管理,
开展现代化流域综合管理[26,41],加强植被恢复和生
态重建,减少土地覆被格局的破碎度和分离度,减少
工农业生产诱发的生态风险,开展山区资源环境与
灾害宣传教育,预防风险和调控人类活动,逐步降低
不合理人为干扰的生态风险和危害,维护和提高土
地利用的生态服务功能[42],实现流域经济、社会与
生态保护的“三赢冶 [19],促进区域可持续发展.
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作者简介 摇 巩 摇 杰,男,1975 年生,博士,副教授. 主要从事
景观生态学、土地变化科学、恢复生态学和生态评价与规划
研究. E鄄mail: jgong@ lzu. edu. cn
责任编辑摇 杨摇 弘
8402 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 25 卷