地球信息科学学报 ›› 2021, Vol. 23 ›› Issue (10): 1809-1822.doi: 10.12082/dqxxkx.2021.190545
王超1,2,3(), 常勇1, 侯西勇2,3,*(
), 刘玉斌2,3
收稿日期:
2019-09-25
修回日期:
2020-02-23
出版日期:
2021-10-25
发布日期:
2021-12-25
通讯作者:
* 侯西勇(1975— ),男,博士,研究员,主要从事海岸带资源环境遥感等方面的研究。E-mail: xyhou@yic.ac.cn作者简介:
王 超(1995— ),男,山东青岛人,硕士生,研究方向为生物多样性变化。E-mail: 15253186917@163.com
基金资助:
WANG Chao1,2,3(), CHANG Yong1, HOU Xiyong2,3,*(
), LIU Yubin2,3
Received:
2019-09-25
Revised:
2020-02-23
Online:
2021-10-25
Published:
2021-12-25
Contact:
HOU Xiyong
Supported by:
摘要:
生境质量受人类活动引起的土地利用变化影响日益严重,因此,对于生境质量的监测与评估具有重要意义。基于2000、2005、2010、2015和2020年土地利用数据,利用GIS空间分析技术和InVEST-Habitat Quality模型,对胶东半岛土地利用和生境质量时空特征进行定量化描述,甄别生境质量变化的热点区域,探究胶东半岛土地利用格局变化对生境质量的影响。结果表明:耕地一直是胶东半岛的主要土地利用类型,该地区整体土地转移的速率呈缓慢上升趋势,建设用地的转入和耕地的转出尤为突出;胶东半岛5个年份的生境质量平均值分别为0.565、0.560、0.552、0.548、0.545,总体上呈下降趋势;不同等级区域的面积占比大小依次为:中等、高、低、较高、较低;中等生境质量区域面积减少最多,而低等生境质量区域面积增加最多,内陆区域生境质量高值区面积小且分散,而生境质量低值区分布相对集中且呈块状、片状;生境质量指数变化速率在减缓;不同区域中,生境质量对于土地利用变化的响应不同,建设用地增加是胶东半岛地区生境质量整体下降的主要原因,而滨海湿地增加提高了局部区域的生境质量。本研究将为胶东半岛地区土地的规划管理和生态环境保护提供相关科学参考。
王超, 常勇, 侯西勇, 刘玉斌. 基于土地利用格局变化的胶东半岛生境质量时空演变特征研究[J]. 地球信息科学学报, 2021, 23(10): 1809-1822.DOI:10.12082/dqxxkx.2021.190545
WANG Chao, CHANG Yong, HOU Xiyong, LIU Yubin. Temporal and Spatial Evolution Characteristics of Habitat Quality in Jiaodong Peninsula based on Changes of Land Use Pattern[J]. Journal of Geo-information Science, 2021, 23(10): 1809-1822.DOI:10.12082/dqxxkx.2021.190545
表3
土地利用类型的生境适宜性及对各威胁因子的相对敏感性
土地利用类型 | 适宜性及威胁因子 | |||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
生境适宜性 | 耕地 | 城镇用地 | 农村居民点 | 工矿交通用地 | 盐田 | 养殖 | 未利用地 | |
水田、旱地 | 0.3 | 0.3 | 1 | 1 | 0.7 | 0.5 | 0.3 | 0.3 |
有林地 | 1 | 0.8 | 1 | 1 | 0.9 | 0.9 | 0.8 | 0.4 |
疏林地 | 0.5 | 0.8 | 1 | 1 | 0.9 | 0.9 | 0.8 | 0.4 |
灌丛林地 | 0.9 | 0.8 | 1 | 1 | 0.9 | 0.9 | 0.8 | 0.4 |
其他林地 | 0.6 | 0.8 | 1 | 1 | 0.9 | 0.9 | 0.8 | 0.4 |
高覆盖度草地 | 0.9 | 0.7 | 0.9 | 0.8 | 0.7 | 0.9 | 0.7 | 0.3 |
中覆盖度草地 | 0.7 | 0.7 | 0.9 | 0.8 | 0.7 | 0.9 | 0.7 | 0.3 |
低覆盖度草地 | 0.5 | 0.7 | 0.9 | 0.8 | 0.7 | 0.9 | 0.7 | 0.3 |
河渠 | 0.9 | 0.6 | 0.9 | 0.8 | 0.9 | 0.9 | 0.5 | 0.3 |
湖泊 | 1 | 0.6 | 0.9 | 0.8 | 0.9 | 0.9 | 0.5 | 0.3 |
水库坑塘 | 0.6 | 0.6 | 0.9 | 0.8 | 0.9 | 0.9 | 0.5 | 0.3 |
滩地 | 0.9 | 0.6 | 0.7 | 0.7 | 0.8 | 0.9 | 0.5 | 0.3 |
滩涂 | 0.9 | 0.7 | 0.7 | 0.7 | 0.8 | 0.9 | 0.5 | 0.3 |
河口水域 | 0.9 | 0.2 | 0.1 | 0.1 | 0.3 | 0.6 | 0.5 | 0.3 |
浅海水域 | 1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 |
盐田 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
养殖 | 0.3 | 0.3 | 1 | 1 | 0.8 | 0.7 | 0.3 | 0.4 |
城镇用地 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
农村居民点 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
工矿、交通等用地 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
未利用地 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
表4
胶东半岛2000—2020年土地利用类型面积统计
土地利用 类型 | 2000年 | 2005年 | 2010年 | 2015年 | 2020年 | |||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
面积 | 占比 | 面积 | 占比 | 面积 | 占比 | 面积 | 占比 | 面积 | 占比 | |||||
耕地 | 15 995.98 | 42.65 | 15 649.20 | 41.71 | 15 138.54 | 40.36 | 14 892.32 | 39.69 | 14 576.47 | 38.85 | ||||
林地 | 3147.95 | 8.39 | 3131.21 | 8.35 | 3161.45 | 8.43 | 3140.34 | 8.37 | 3127.77 | 8.34 | ||||
草地 | 3869.42 | 10.31 | 3834.74 | 10.22 | 3586.51 | 9.56 | 3555.95 | 9.48 | 3585.61 | 9.56 | ||||
建设用地 | 2642.40 | 7.04 | 3031.59 | 8.08 | 3806.59 | 10.15 | 4107.36 | 10.95 | 4463.25 | 11.90 | ||||
内陆水体 | 628.28 | 1.67 | 676.97 | 1.80 | 724.16 | 1.93 | 761.02 | 2.03 | 763.60 | 2.04 | ||||
滨海湿地 | 10 567.41 | 28.18 | 10 539.51 | 28.10 | 10 460.68 | 27.89 | 10 376.73 | 27.66 | 10 349.55 | 27.58 | ||||
人工湿地 | 624.08 | 1.66 | 613.48 | 1.64 | 603.05 | 1.61 | 643.50 | 1.72 | 611.12 | 1.63 | ||||
未利用地 | 37.85 | 0.10 | 36.67 | 0.10 | 32.39 | 0.09 | 36.15 | 0.10 | 36.00 | 0.10 | ||||
总计 | 37 513.37 | 100.00 | 37 513.37 | 100.00 | 37 513.37 | 100.00 | 37 513.37 | 100.00 | 37 513.37 | 100.00 |
表5
胶东半岛2000—2020年土地利用面积转移矩阵
土地利用类型 | 耕地 | 林地 | 草地 | 建设用地 | 内陆水体 | 滨海湿地 | 人工湿地 | 未利用地 | 2000年 |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
耕地 | 14 940.95 | 44.30 | 11.77 | 871.04 | 114.27 | 5.00 | 8.34 | 0.31 | 15 995.98 |
林地 | 15.38 | 3058.58 | 6.94 | 47.47 | 16.02 | 1.68 | 1.76 | 0.11 | 3147.95 |
草地 | 77.72 | 41.03 | 3547.92 | 170.76 | 27.07 | 1.47 | 3.44 | 0.01 | 3869.42 |
建设用地 | 31.02 | 4.64 | 3.80 | 2590.41 | 2.88 | 1.19 | 8.46 | 0.00 | 2642.40 |
内陆水体 | 46.38 | 5.02 | 5.60 | 14.50 | 542.55 | 2.13 | 12.06 | 0.04 | 628.28 |
滨海湿地 | 2.87 | 6.88 | 2.54 | 44.90 | 11.87 | 10 442.46 | 55.63 | 0.26 | 10 567.41 |
人工湿地 | 21.36 | 0.86 | 7.89 | 65.84 | 8.17 | 6.62 | 513.34 | 0.00 | 624.08 |
未利用地 | 2.86 | 0.13 | 0.05 | 1.67 | 1.33 | 0.13 | 0.02 | 31.66 | 37.85 |
2010年 | 15 138.54 | 3161.45 | 3586.51 | 3806.59 | 724.16 | 10 460.68 | 603.05 | 32.39 | 37 513.37 |
土地利用类型 | 耕地 | 林地 | 草地 | 建设用地 | 内陆水体 | 滨海湿地 | 人工湿地 | 未利用地 | 2010年 |
耕地 | 14 552.96 | 6.52 | 30.76 | 501.13 | 27.38 | 0.42 | 17.56 | 1.81 | 15 138.54 |
林地 | 5.25 | 3115.61 | 0.49 | 36.02 | 2.48 | 0.66 | 0.59 | 0.36 | 3161.45 |
草地 | 7.18 | 1.94 | 3513.90 | 56.72 | 4.60 | 0.10 | 1.49 | 0.58 | 3586.51 |
建设用地 | 7.34 | 2.88 | 16.21 | 3758.70 | 3.70 | 3.05 | 13.74 | 0.97 | 3806.59 |
内陆水体 | 1.49 | 0.00 | 0.49 | 3.66 | 714.49 | 2.10 | 1.89 | 0.04 | 724.16 |
滨海湿地 | 0.17 | 0.20 | 4.29 | 47.86 | 4.82 | 10 338.90 | 62.02 | 2.42 | 10 460.68 |
人工湿地 | 1.07 | 0.05 | 19.47 | 58.33 | 6.13 | 3.88 | 512.75 | 1.37 | 603.05 |
未利用地 | 1.01 | 0.57 | 0.00 | 0.83 | 0.00 | 0.45 | 1.08 | 28.45 | 32.39 |
2020年 | 14 576.44 | 3127.77 | 3585.61 | 4463.25 | 763.60 | 10 349.55 | 611.12 | 36.00 | 37 513.37 |
土地利用类型 | 耕地 | 林地 | 草地 | 建设用地 | 内陆水体 | 滨海湿地 | 人工湿地 | 未利用地 | 2000年 |
耕地 | 14 404.14 | 37.96 | 37.70 | 1361.58 | 135.58 | 5.09 | 11.44 | 2.49 | 15 995.98 |
林地 | 12.42 | 3033.74 | 9.13 | 69.51 | 18.03 | 2.18 | 2.50 | 0.44 | 3147.95 |
草地 | 77.72 | 37.50 | 3486.88 | 230.12 | 30.79 | 1.15 | 4.66 | 0.60 | 3869.42 |
建设用地 | 30.52 | 6.61 | 7.02 | 2586.52 | 5.03 | 1.35 | 4.77 | 0.58 | 2642.40 |
内陆水体 | 40.94 | 4.43 | 6.28 | 16.80 | 542.28 | 3.25 | 14.30 | 0.00 | 628.28 |
滨海湿地 | 2.07 | 5.93 | 5.76 | 91.33 | 15.25 | 10 328.41 | 116.02 | 2.64 | 10 567.41 |
人工湿地 | 5.15 | 0.94 | 32.67 | 104.76 | 15.22 | 7.53 | 456.36 | 1.45 | 624.08 |
未利用地 | 3.51 | 0.66 | 0.17 | 2.63 | 1.42 | 0.59 | 1.07 | 27.80 | 37.85 |
2020年 | 14 576.47 | 3127.77 | 3585.61 | 4463.25 | 763.60 | 10 349.55 | 611.12 | 36.00 | 37 513.37 |
表8
胶东半岛生境质量变化热点区域土地利用转移方向
区域 | 面积/km2 | 面积居前五的土地利用转移方向 | |||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
方向一 | % | 方向二 | % | 方向三 | % | 方向四 | % | 方向五 | % | ||
区域Ⅰ | 2296.93 | 1→4 | 61.14 | 7→4 | 14.65 | 3→4 | 8.03 | 1→5 | 4.58 | 7→5 | 2.08 |
区域Ⅱ | 2279.29 | 1→4 | 66.39 | 6→7 | 14.75 | 3→4 | 5.24 | 7→3 | 1.68 | 7→4 | 1.05 |
区域Ⅲ | 1082.26 | 1→4 | 52.44 | 6→4 | 17.20 | 3→4 | 6.52 | 2→4 | 5.62 | 1→3 | 4.01 |
区域Ⅳ | 2163.31 | 1→4 | 58.19 | 3→4 | 10.60 | 1→5 | 3.65 | 2→4 | 3.41 | 1→2 | 2.08 |
区域Ⅴ | 3953.01 | 2→5 | 86.59 | 1→4 | 9.25 | 1→5 | 1.40 | 2→4 | 0.41 | 7→4 | 0.35 |
区域Ⅵ | 727.41 | 1→4 | 54.67 | 3→4 | 18.52 | 3→1 | 9.78 | 1→3 | 4.09 | 1→5 | 4.04 |
区域Ⅶ | 365.80 | 1→4 | 36.58 | 3→4 | 23.04 | 3→2 | 13.16 | 3→1 | 5.41 | 1→2 | 4.53 |
区域Ⅷ | 3182.19 | 6→7 | 48.13 | 6→5 | 46.10 | 7→4 | 2.04 | 7→3 | 0.94 | 1→4 | 0.86 |
区域Ⅸ | 822.65 | 1→4 | 28.99 | 6→7 | 18.12 | 7→3 | 9.23 | 7→4 | 7.70 | 7→6 | 4.94 |
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