基于景观格局的FAST宁静区生态风险时空演变分析

为揭示FAST工程的建成对宁静区及区内不同圈层生态环境的影响,并为区域未来的生态保护和风险防范提供一定参考,以2000、2010、2020年土地利用数据为基础,利用景观干扰度和脆弱度指数构筑评价模型来分析该区域2000~2020年景观格局及生态风险的演变特征.结果表明:林地、草地、耕地为FAST宁静区的优势景观类型,前10a景观变化以草地、耕地向林地转化为主,人类活动相对较弱;后10a建设用地快速增加,三个圈层综合动态度皆有所上升,景观变化渐活跃但仍处于较低可控水平;FAST宁静区以低、较低、中生态风险区为主,核心区、中间区生态风险低,但受FAST工程影响有上升趋势,边远区生态风险变化表现为“两极下降,中间升高”的纺锤状;FAST宁静区生态风险呈空间正相关且相关性越渐显著,分布特征以“高-高”聚集和“低-低”聚集为主.

FAST宁静区生态脆弱性时空演变及情景模拟

[目的]揭示FAST宁静区2000—2020年的生态脆弱性时空变化特征,为维护该区域的生态安全提供科学参考。[方法]基于FAST宁静区生态本底特征,从“敏感性—恢复力—压力度”角度构建生态脆弱性评价体系,运用AHP-熵权法和GIS技术等对FAST宁静区2000—2020年生态脆弱性时空演变及未来预设情景进行了量化分析。[结果](1)研究区脆弱性以中度脆弱为主,轻度、中度、重度脆弱区合计占75%左右,微度和极度脆弱区合计只占约25%。(2) 20年间研究区生态脆弱性整体下降,高强度生态脆弱区主要向较低等级转化,前10 a生态脆弱性略有上升,而后10 a生态脆弱性明显降低,研究区生态环境整体呈改善的趋势。(3)从FAST圈层(核心区、中间区、边远区)动态变化看,核心区的生态得到较好的改善,恶化区面积占比由前10 a的19.57%降至7.12%,而稳定区和低度改善区的面积在上升,由前10 a的79.88%增至92.50%;中间区和边远区变化趋于稳定,中间区稳定区和低度改善区面积占比由68.36%增至87.10%,而边远区稳定区占比由40.78%增至59.50%,但边远区局部存有恶化风险。(4)基于生态优先保护和乡村振兴需求两种情景模拟,2030年FAST宁静区的生态脆弱性整体指数分别下降5.91%和2.22%,前者生态保护效果较优,但后者更好地兼顾生态保护和乡村发展需要,综合考虑建议推荐乡村振兴发展模式。[结论]研究时段内,FAST宁静区生态脆弱性整体降低,核心区生态环境改善明显,中间区、边远区后10 a相比前10 a整体生态在缓慢转好。

“中国天眼”宁静区生态安全格局识别--基于OWA和电路理论

“中国天眼”工程FAST(Five-hundred-meter aperture spherical telescope)是国家重大科技基础设施工程,其半径30km内的宁静区生态脆弱,经济社会发展滞后,面临生态保护与加快发展的双重压力。构建生态安全格局是协调区域经济发展和生态保护矛盾、促进区域可持续发展的重要途径。以FAST宁静区为研究对象,基于2020年生态系统服务功能,采用有序加权平均多准则决策法(Ordered Weighted Averaging,OWA)考虑了7种情景下各生态系统服务之间的权衡关系并识别出最适合的优先保护区作为FAST宁静区的生态源地;基于生态敏感性结果对基本阻力面进行修正得到综合阻力面;运用电路理论提取生态廊道和关键生态节点,构建FAST宁静区生态安全格局。结果表明:(1)FAST宁静区生态系统服务时空差异显著,2020年较2000年生态系统服务平均值降低的类型为水源涵养和土壤保持,增加的类型为固碳和生境质量。(2)识别生态源地数共44个,源地面积197.15 km^(2),呈北密南疏、西多东少的空间分布态势,多集中分布在乡镇之间的交界处。(3)提取了72条活跃廊道和3条非活跃廊道,生态廊道总长度537.66km,廊道总体呈蛛网状分布特征。识别38个生态夹点和18处一级障碍点,面积分别为2.56km^(2)和14km^(2)。(4)基于分析结果和FAST工程安全运行的需要,提出FAST宁静区生态分区管控方案:FAST的核心区、中间区西南部和边远区西北部为生态重要区,中间区北部和边远区南部为生态改善区,其余为一般生态区。

FAST电磁波宁静区人类活动时空分布特征

为探究FAST电磁波宁静区内人类活动的时空分布特征,以2008年、2011年、2013年、2017年4期Landat8影像为数据源,结合空间自相关分析、地形位指数、地形分布指数等方法,从土地利用和人类活动强度(HAILS)的变化角度分析了FAST电磁波宁静区内人类活动的时空演变特征及其影响因素。结果表明:(1)草地和林地为主要地类,建设用地和草地呈现增加态势,耕地、林地及水域面积均呈现减少态势;(2)以2011年为界,人类活动强度呈现出先减后增的变化趋势,且整体上具有显著的空间聚集性,主要集中在边远区和中间区;(3)人类活动受地形因子的影响较大,其强度随地形梯度的上升而下降,建设用地主要分布在低地形位梯度区域(Ⅰ—Ⅱ级),林地主要分布在高地形位梯度区域(Ⅴ—Ⅵ级),草地、耕地和水域则多集中在中低地形位梯度区域(Ⅰ—Ⅳ级)。总体上,研究区内人类活动的分布和变化主要集中在中间区和边远区,且主要是受到FAST工程建设、移民活动、经济发展、政府政策以及地形因子等综合因素的驱动和影响。