南京林业大学学报(自然科学版) ›› 2021, Vol. 45 ›› Issue (5): 185-194.doi: 10.12302/j.issn.1000-2006.202008049
收稿日期:
2020-08-29
接受日期:
2020-10-26
出版日期:
2021-09-30
发布日期:
2021-09-30
通讯作者:
刘志峰
基金资助:
Received:
2020-08-29
Accepted:
2020-10-26
Online:
2021-09-30
Published:
2021-09-30
Contact:
LIU Zhifeng
摘要:
【目的】 评估景观生态风险,探明其与城镇化的动态响应,为江苏省科学调控高水平生态环境保护和高质量城镇化发展提供依据。【方法】 选用2010年Landsat TM和2018年Landsat OLI遥感影像数据,借助ENVI 5.3、ArcGIS 10.2软件,通过景观格局指数分析景观格局变化,综合评估景观生态风险并探讨其层级结构特征,定量测度景观生态风险与城镇化两者“增量”的响应类型及相关关系。【结果】 江苏省主要景观为耕地、建设用地和水域,其中耕地是基质景观。在景观格局演变中,耕地的异质性增强,建设用地以外部扩张为主,水域基本不变。景观生态风险提升显著,均值由0.123 6上升至0.149 9,现状景观生态风险TOP3城市为苏州、无锡和常州;景观生态风险自北向南逐渐升高,集聚分布态势和经济指向性趋势明显。景观生态风险与城镇化水平“增量”的耦合度大于0.8,城市建设用地快速扩张对景观生态风险快速上升的贡献度高,正向相关系数高达0.83。【结论】 江苏省景观格局变化显著,景观生态风险与城镇化水平同向提升、高度耦合。动态响应类型包括徐州、宿迁、盐城、淮安和扬州构成的低敏感区、沿江地区和连云港构成的中敏感区、苏州和无锡构成的高敏感区。苏南5市和南通“摊大饼式”土地城镇化发展迅速,经济发展水平高的苏南地区是景观生态高风险区域,土地城镇化会加速生态环境恶化,而人口城镇化会缓冲恶化速度,经济结构的转变影响式微。
中图分类号:
马颖忆,刘志峰. 江苏省景观生态风险评估及其与城镇化的动态响应[J]. 南京林业大学学报(自然科学版), 2021, 45(5): 185-194.
MA Yingyi, LIU Zhifeng. Assessment of landscape ecological risk and its dynamic response with urbanization development of Jiangsu Province[J].Journal of Nanjing Forestry University (Natural Science Edition), 2021, 45(5): 185-194.DOI: 10.12302/j.issn.1000-2006.202008049.
表1
江苏省土地利用景观指数"
景观类型 landscape type | 年份 year | 面积/hm2 area | Nf | IPD | ILP | IPAF | IA |
---|---|---|---|---|---|---|---|
草地 grassland | 2010 | 70 576.38 | 35 427 | 0.34 | 0.03 | 1.16 | 95.04 |
2018 | 85 341.28 | 187 142 | 1.82 | 0.00 | 1.09 | 69.00 | |
耕地 cultivated land | 2010 | 7 519 326.57 | 11 341 | 0.11 | 50.36 | 1.35 | 99.99 |
2018 | 6 726 417.76 | 197 615 | 1.92 | 9.40 | 1.38 | 99.92 | |
灌木丛 bushes | 2010 | 237.51 | 559 | 0.01 | 0.00 | 1.09 | 71.83 |
2018 | 442.24 | 1 489 | 0.01 | 0.00 | 1.04 | 38.01 | |
建设用地 built-up land | 2010 | 898 063.11 | 24 777 | 0.24 | 0.24 | 1.16 | 98.64 |
2018 | 1 702 252.16 | 429 174 | 4.17 | 1.20 | 1.29 | 99.33 | |
林地 forestland | 2010 | 302 865.48 | 26 486 | 0.26 | 0.33 | 1.18 | 98.88 |
2018 | 406 162.24 | 209 269 | 2.04 | 0.42 | 1.19 | 96.99 | |
湿地 wetland | 2010 | 61 194.42 | 876 | 0.01 | 0.07 | 1.15 | 98.70 |
2018 | 29 666.72 | 44 489 | 0.43 | 0.00 | 1.09 | 76.65 | |
水域 water | 2010 | 1 334 695.68 | 43 102 | 0.42 | 4.08 | 1.21 | 99.70 |
2018 | 1 322 433.12 | 204 421 | 1.99 | 3.90 | 1.25 | 99.42 | |
未利用地 unused land | 2010 | 93 729.15 | 2 667 | 0.03 | 0.05 | 1.13 | 98.15 |
2018 | 7 971.36 | 12 831 | 0.12 | 0.01 | 1.10 | 81.44 |
表2
江苏省13市整体和主要用地类型的景观指数"
城市 city | 年份 year | ISHD | IC | 耕地 cultivated land | 建设用地 built-up land | 水域 water | ||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
IPD | IPAF | IA | IPD | IPAF | IA | IPD | IPAF | IA | ||||||||||||||
南京 Nanjing(NJ) | 2010 | 1.05 | 68.07 | 0.39 | 1.30 | 97.54 | 0.33 | 1.29 | 94.23 | 0.78 | 1.29 | 93.56 | ||||||||||
2018 | 1.25 | 55.15 | 3.29 | 1.46 | 86.36 | 5.40 | 1.45 | 76.63 | 3.36 | 1.39 | 82.65 | |||||||||||
无锡 Wuxi(WX) | 2010 | 1.27 | 61.95 | 0.19 | 1.29 | 96.48 | 0.56 | 1.31 | 93.68 | 0.39 | 1.32 | 96.77 | ||||||||||
2018 | 1.35 | 53.65 | 4.33 | 1.45 | 80.45 | 3.88 | 1.44 | 82.73 | 2.28 | 1.44 | 91.35 | |||||||||||
徐州 Xuzhou(XZ) | 2010 | 0.60 | 81.69 | 0.06 | 1.25 | 98.77 | 0.22 | 1.33 | 94.16 | 0.30 | 1.39 | 88.56 | ||||||||||
2018 | 0.79 | 71.09 | 1.25 | 1.39 | 93.25 | 3.58 | 1.40 | 76.38 | 0.92 | 1.42 | 80.00 | |||||||||||
常州 Changzhou(CZ) | 2010 | 1.04 | 68.25 | 0.19 | 1.30 | 97.20 | 0.47 | 1.26 | 93.72 | 0.64 | 1.30 | 94.10 | ||||||||||
2018 | 1.14 | 53.27 | 3.69 | 1.42 | 84.13 | 5.79 | 1.44 | 77.99 | 3.58 | 1.42 | 82.17 | |||||||||||
苏州 Suzhou(SZ) | 2010 | 1.14 | 66.25 | 0.19 | 1.30 | 96.63 | 0.23 | 1.34 | 94.35 | 0.33 | 1.30 | 97.67 | ||||||||||
2018 | 1.23 | 58.08 | 4.29 | 1.43 | 80.17 | 3.15 | 1.46 | 83.09 | 2.32 | 1.43 | 93.99 | |||||||||||
南通 Nantong(NT) | 2010 | 0.72 | 80.41 | 0.06 | 1.27 | 98.94 | 0.27 | 1.34 | 91.36 | 0.28 | 1.35 | 95.96 | ||||||||||
2018 | 0.85 | 66.68 | 1.72 | 1.40 | 90.87 | 6.59 | 1.48 | 73.60 | 1.70 | 1.44 | 86.64 | |||||||||||
连云港 Lianyungang(LYG) | 2010 | 0.85 | 74.66 | 0.10 | 1.30 | 98.47 | 0.14 | 1.26 | 93.30 | 0.26 | 1.41 | 95.68 | ||||||||||
2018 | 0.81 | 72.30 | 1.17 | 1.42 | 95.52 | 2.90 | 1.38 | 78.93 | 1.22 | 1.40 | 83.49 | |||||||||||
淮安 Huai’an(HA) | 2010 | 0.91 | 73.23 | 0.07 | 1.30 | 98.70 | 0.08 | 1.21 | 94.76 | 0.42 | 1.33 | 96.78 | ||||||||||
2018 | 0.86 | 72.00 | 0.92 | 1.41 | 95.90 | 2.54 | 1.43 | 73.15 | 1.27 | 1.40 | 92.18 | |||||||||||
盐城 Yancheng(YC) | 2010 | 0.65 | 80.79 | 0.05 | 1.27 | 98.99 | 0.11 | 1.33 | 93.05 | 0.37 | 1.38 | 94.04 | ||||||||||
2018 | 0.75 | 73.13 | 1.06 | 1.42 | 95.07 | 4.06 | 1.46 | 69.81 | 1.54 | 1.44 | 81.73 | |||||||||||
扬州 Yangzhou(YZ) | 2010 | 0.72 | 78.36 | 0.09 | 1.28 | 98.71 | 0.20 | 1.21 | 94.28 | 0.60 | 1.28 | 95.45 | ||||||||||
2018 | 0.98 | 62.38 | 1.67 | 1.42 | 92.36 | 5.09 | 1.45 | 73.20 | 2.91 | 1.40 | 86.02 | |||||||||||
镇江 Zhenjiang(ZJ) | 2010 | 0.84 | 72.53 | 0.12 | 1.28 | 98.22 | 0.51 | 1.23 | 92.22 | 0.51 | 1.30 | 93.15 | ||||||||||
2018 | 1.12 | 59.72 | 2.25 | 1.42 | 88.43 | 5.25 | 1.42 | 76.75 | 3.12 | 1.37 | 82.54 | |||||||||||
泰州 Taizhou(TZ) | 2010 | 0.73 | 78.08 | 0.13 | 1.26 | 97.70 | 0.54 | 1.25 | 91.31 | 0.92 | 1.39 | 89.97 | ||||||||||
2018 | 0.94 | 61.42 | 2.06 | 1.40 | 90.19 | 5.77 | 1.45 | 74.03 | 4.44 | 1.45 | 72.56 | |||||||||||
宿迁 Suqian(SQ) | 2010 | 0.95 | 72.06 | 0.08 | 1.29 | 98.32 | 0.13 | 1.30 | 93.25 | 0.27 | 1.40 | 97.80 | ||||||||||
2018 | 0.85 | 71.89 | 0.86 | 1.41 | 95.24 | 2.78 | 1.42 | 73.06 | 0.99 | 1.44 | 93.66 |
表3
江苏省13市景观生态风险指数"
城市 city | 2010年 | 2018年 | ||||
---|---|---|---|---|---|---|
IER | FIER | 排序 sort | IER | FIER | 排序 sort | |
无锡 WX | 0.145 4 | 100 | 1 | 0.184 3 | 100 | 1 |
苏州 SZ | 0.130 9 | 64 | 4 | 0.180 9 | 95 | 2 |
常州 CZ | 0.132 3 | 67 | 3 | 0.171 6 | 83 | 3 |
南通NT | 0.122 6 | 43 | 8 | 0.168 2 | 78 | 4 |
镇江 ZJ | 0.124 2 | 47 | 7 | 0.161 0 | 69 | 5 |
南京 NJ | 0.126 5 | 53 | 6 | 0.158 8 | 66 | 6 |
泰州 TZ | 0.134 8 | 74 | 2 | 0.155 1 | 61 | 7 |
徐州 XZ | 0.130 6 | 63 | 5 | 0.142 6 | 44 | 8 |
连云港 LYG | 0.114 7 | 24 | 10 | 0.136 7 | 36 | 9 |
扬州 YZ | 0.117 3 | 30 | 9 | 0.135 4 | 34 | 10 |
盐城 YC | 0.111 6 | 16 | 11 | 0.126 1 | 22 | 11 |
宿迁 SQ | 0.110 2 | 13 | 12 | 0.116 4 | 8 | 12 |
淮安 HA | 0.105 6 | 1 | 13 | 0.110 8 | 1 | 13 |
平均mean | 0.123 6 | 0.149 9 |
表4
江苏省13市景观生态风险与城镇化水平动态度及其耦合度"
城市 city | DIER | DIUR | C | 城市 city | DIER | DIER | C |
---|---|---|---|---|---|---|---|
南京NJ | 0.039 6 | 0.036 4 | 0.999 1 | 淮安HA | 0.026 6 | 0.007 2 | 0.817 3 |
无锡WX | 0.031 9 | 0.038 2 | 0.995 9 | 盐城YC | 0.055 1 | 0.018 6 | 0.869 0 |
徐州XZ | 0.031 2 | 0.013 1 | 0.912 6 | 扬州YZ | 0.045 0 | 0.022 0 | 0.939 6 |
常州CZ | 0.045 8 | 0.042 5 | 0.999 3 | 镇江ZJ | 0.055 9 | 0.042 4 | 0.990 5 |
苏州SZ | 0.042 4 | 0.054 6 | 0.992 0 | 泰州TZ | 0.034 0 | 0.021 5 | 0.974 6 |
南通NT | 0.074 3 | 0.053 2 | 0.986 2 | 宿迁SQ | 0.025 9 | 0.008 0 | 0.848 4 |
连云港LYG | 0.052 2 | 0.027 3 | 0.949 7 |
表6
解释变量的系数和常数"
城市 city | C1 | C2 | 截距 intercept |
---|---|---|---|
南京NJ | 0.827 194 | -0.484 744 | 0.484 109 |
无锡WX | 0.827 304 | -0.484 811 | 0.484 219 |
徐州XZ | 0.826 929 | -0.484 874 | 0.484 006 |
常州CZ | 0.827 268 | -0.484 782 | 0.484 180 |
苏州SZ | 0.827 352 | -0.484 847 | 0.484 271 |
南通NT | 0.827 315 | -0.484 957 | 0.484 307 |
连云港LYG | 0.827 018 | -0.485 023 | 0.484 148 |
淮安HA | 0.827 095 | -0.484 893 | 0.484 127 |
盐城YC | 0.827 161 | -0.485 011 | 0.484 236 |
扬州YZ | 0.827 174 | -0.484 877 | 0.484 170 |
镇江ZJ | 0.827 227 | -0.484 805 | 0.484 165 |
泰州TZ | 0.827 224 | -0.484 910 | 0.484 221 |
宿迁SQ | 0.827 035 | -0.484 899 | 0.484 090 |
平均mean | 0.827 243 |
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