基于景觀(guān)異質(zhì)性的云南省紅河縣生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)研究

王敏，劉學(xué)錄

(甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，甘肅 蘭州　730070)

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基于景觀(guān)異質(zhì)性的云南省紅河縣生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)研究

王敏，劉學(xué)錄

(甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，甘肅 蘭州730070)

【目的】 對(duì)云南省紅河縣的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)價(jià).【方法】 以云南省紅河縣景觀(guān)生態(tài)系統(tǒng)為研究對(duì)象，借助GIS技術(shù)，應(yīng)用多樣性指數(shù)、分離度指數(shù)、破碎度指數(shù)、分維數(shù)倒數(shù)等一些基于異質(zhì)性的指標(biāo)對(duì)各研究單元的景觀(guān)干擾度和景觀(guān)脆弱度進(jìn)行特征化分析，并以此為依據(jù)，確定風(fēng)險(xiǎn)受體、生態(tài)終點(diǎn)，進(jìn)而計(jì)算各研究單元的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)值并對(duì)其評(píng)價(jià).【結(jié)果】 研究區(qū)域各單元破碎度介于0.1～0.4之間，多樣性介于0.75～1.36之間，均勻度指數(shù)介于0.38～0.65之間.整個(gè)研究區(qū)域生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)值介于4.22～13.6之間，迤薩鎮(zhèn)最大為13.6，石頭寨鄉(xiāng)最小為4.22；紅河縣高、較高等級(jí)的風(fēng)險(xiǎn)區(qū)占到全縣面積的36.9%.【結(jié)論】 云南省紅河縣生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)防范的任務(wù)相對(duì)繁重.

景觀(guān)異質(zhì)性；生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)；云南省紅河縣

目前，生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的研究方法多種多樣，包括對(duì)風(fēng)險(xiǎn)源暴露分析的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)、基于RS/GIS技術(shù)的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)研究等.生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)是研究一種或者幾種不確定的干擾對(duì)生態(tài)系統(tǒng)及其組分可能產(chǎn)生不利影響的過(guò)程[1].基于景觀(guān)異質(zhì)性分析的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)不僅選取的指標(biāo)具有可操控、可量化的特征，而且可以從大尺度的角度對(duì)時(shí)間、空間異質(zhì)的生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行定性、定量的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)研究，更能直觀(guān)的表現(xiàn)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)變化的趨勢(shì).云南省紅河縣生態(tài)環(huán)境的穩(wěn)定十分重要，由于自然災(zāi)害頻發(fā)，人為干擾影響嚴(yán)重，環(huán)境污染日益突出，存在的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)日益顯著.本研究在景觀(guān)異質(zhì)性的基礎(chǔ)上建立直觀(guān)、量化的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)體系，就云南省紅河縣的生態(tài)環(huán)境可能受到的干擾進(jìn)行預(yù)測(cè)，計(jì)算不同評(píng)價(jià)單元的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)值，為控制和防范其干擾的發(fā)生提供理論依據(jù).

1　研究區(qū)概況與方法

1.1研究區(qū)概況

紅河縣位于云南省南部，紅河州首府蒙自西南部，地跨E 101°49′～102°37′，N 23°05′～23°26′.國(guó)土面積202 849.56 hm2，東西最大橫距82.50 km，南北最大縱距38.0 km，縣界全長(zhǎng)308.1 km.紅河縣地處橫斷山系衷牢山脈中山峽谷地帶，境內(nèi)群山起伏，河谷狹窄，山勢(shì)巍峨，地勢(shì)中部高，南北兩翼低，山區(qū)面積占國(guó)土面積的96.6%.地質(zhì)結(jié)構(gòu)為青藏“歹”字型構(gòu)造體系，古生代到新生代的各種地層均有分布.海拔在1 000～2 000 m之間，縣內(nèi)海拔最高點(diǎn)為么索魯瑪大山主峰阿堵紅普司峰，海拔為2 745.8 m，最低點(diǎn)為紅河曼車(chē)渡口，海拔為259.0 m.

紅河縣地處低緯高原，屬南亞熱帶季風(fēng)氣候類(lèi)型，四季干濕分明，立體氣候明顯.境內(nèi)光照條件優(yōu)越，熱量資源充足.全縣年均氣溫10.6 ℃～23.4 ℃，年均降水量1 340 mm，夏秋多雨，冬春干旱，北部河谷降水較多，而南部山區(qū)則少.境內(nèi)大小河流20余條，組成南北兩個(gè)水網(wǎng)，地下水出水量約4億m3，水資源豐富，但開(kāi)發(fā)利用率較低.森林資源豐富，礦產(chǎn)資源有銅、鐵、鉛、石棉、石膏、大理石等.

紅河縣轄1鎮(zhèn)，12鄉(xiāng)，91個(gè)村委會(huì)，821個(gè)自然村，縣城駐地迤薩鎮(zhèn).境內(nèi)居住著哈尼、彝、傣、瑤、漢5個(gè)民族，其中，哈尼族人口最多，占全縣總?cè)丝诘?7%，占全國(guó)哈尼族人口的15%.

1.2試驗(yàn)方法

1.2.1數(shù)據(jù)來(lái)源本研究以2010～2011年云南省紅河縣的土地利用變更成果為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，利用Arcgis中Conversion tools工具將“地類(lèi)圖斑”Shape數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成100×100的柵格數(shù)據(jù)；通過(guò)GIS中的面積計(jì)算工具，計(jì)算圖上面積，并結(jié)合實(shí)際面積進(jìn)行配準(zhǔn)；借助Arcgis中的Patch Analyst，Patch Grid及Fragstats軟件對(duì)斑塊特征指標(biāo)、景觀(guān)異質(zhì)性指標(biāo)進(jìn)行計(jì)算；利用ARCGIS中的Nature breaks分級(jí)方法.本研究以國(guó)家“土地利用現(xiàn)狀調(diào)查技術(shù)規(guī)程”中土地利用現(xiàn)狀為依據(jù)，以基礎(chǔ)數(shù)據(jù)為參考，利用云南省紅河縣土地利用現(xiàn)狀一級(jí)分類(lèi)將景觀(guān)類(lèi)型劃分為耕地、園地、林地等8類(lèi).

1.2.2景觀(guān)異質(zhì)性研究方法景觀(guān)異質(zhì)性是景觀(guān)生態(tài)學(xué)的重要基礎(chǔ).景觀(guān)異質(zhì)性(landscape heterogeneity)指景觀(guān)系統(tǒng)特征在空間上和時(shí)間上的不均勻性及復(fù)雜程度.是產(chǎn)生格局變化的主要原因，影響景觀(guān)的穩(wěn)定性、景觀(guān)類(lèi)型存在的持久性、對(duì)干擾的抵抗力及恢復(fù)力等，對(duì)各種景觀(guān)生態(tài)過(guò)程產(chǎn)生影響[3].景觀(guān)本質(zhì)上就是一個(gè)異質(zhì)系統(tǒng)，由于生物的不斷進(jìn)化，物質(zhì)、能量的不斷流動(dòng)和轉(zhuǎn)化，以及不斷發(fā)生的干擾，使得景觀(guān)永遠(yuǎn)達(dá)不到均質(zhì)性的要求[4].景觀(guān)異質(zhì)性是絕對(duì)的，因?yàn)樗芯坝^(guān)及其組成要素都是異質(zhì)性的，它們的屬性(形狀、質(zhì)量、密度等)存在著顯著的空間、時(shí)間分異；即空間異質(zhì)性和時(shí)間異質(zhì)性[5].本文根據(jù)研究目的，通過(guò)選取反映景觀(guān)異質(zhì)性特征的代表性指數(shù)，定量描述紅河縣土地利用的景觀(guān)異質(zhì)性特征，具體如表1[6].

1.2.3生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法及步驟生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)(ecological risk assessment)是利用生態(tài)學(xué)、環(huán)境化學(xué)、及毒理學(xué)的知識(shí)，定量的確定環(huán)境危害對(duì)人類(lèi)的負(fù)效應(yīng)的概率及其強(qiáng)度的過(guò)程.區(qū)域生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)(regional ecological risk assessment)是在區(qū)域尺度上描述和評(píng)估環(huán)境污染、人為活動(dòng)或自然災(zāi)害對(duì)生態(tài)系統(tǒng)及其組分產(chǎn)生不利作用的可能性和大小的過(guò)程[7].目前，對(duì)于生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)研究，所涉及的評(píng)價(jià)受體在區(qū)域內(nèi)都具有異質(zhì)性，且存在相互作用和疊加效應(yīng)，因此在進(jìn)行區(qū)域生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)時(shí)，必須考慮景觀(guān)異質(zhì)性，其評(píng)價(jià)指標(biāo)的選取也應(yīng)充分體現(xiàn)不同生態(tài)系統(tǒng)的格局特征[8].景觀(guān)作為一種具有異質(zhì)性或綴塊性的空間單元，強(qiáng)調(diào)空間格局的異質(zhì)性，將人類(lèi)活動(dòng)與生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能相結(jié)合，因此區(qū)域生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)應(yīng)在景觀(guān)異質(zhì)性分析的基礎(chǔ)上進(jìn)行[9].

表1　景觀(guān)異質(zhì)性特征指數(shù)、計(jì)算公式及其指數(shù)Tab.1　The characteristics of landscape heterogeneity index,the calculation formula and its index

表中：m為景觀(guān)中的景觀(guān)類(lèi)型總數(shù)目；Pi為景觀(guān)類(lèi)型i所占的面積的比例；PL為景觀(guān)類(lèi)型面積比例；A為景觀(guān)類(lèi)型的總面積；ni為第i類(lèi)景觀(guān)類(lèi)型中斑塊的總個(gè)數(shù)；Nc為研究區(qū)域總面積與最小斑塊面積之比；Np為景觀(guān)中各類(lèi)斑塊的總數(shù).

1.2.3.1研究區(qū)的界定及評(píng)價(jià)單元的劃分區(qū)域生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)必須建立在對(duì)研究區(qū)域充分認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上.研究區(qū)域指的是在空間上伸展的具有異質(zhì)性的空間單元[10].在進(jìn)行評(píng)價(jià)工作之前，必須針對(duì)評(píng)價(jià)的目的和可能的風(fēng)險(xiǎn)受體，恰當(dāng)而準(zhǔn)確地界定研究區(qū)的邊界范圍和時(shí)間范圍，并且收集關(guān)于研究區(qū)域的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和自然環(huán)境方面的數(shù)據(jù)，在此基礎(chǔ)上生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)才能順利進(jìn)行，評(píng)價(jià)結(jié)果才具有可信度.本研究以云南省紅河縣作為研究區(qū)域，以13個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)作為研究單元.

1.2.3.2確定風(fēng)險(xiǎn)受體風(fēng)險(xiǎn)受體指生態(tài)系統(tǒng)中由于風(fēng)險(xiǎn)源的不利作用而影響的對(duì)象，也叫做風(fēng)險(xiǎn)的承受者.依據(jù)危害的性質(zhì)和程度，風(fēng)險(xiǎn)受體可能是生物體，也可能是非生物體[11].本研究的研究區(qū)域?yàn)樵颇鲜〖t河縣的景觀(guān)生態(tài)系統(tǒng)，不同景觀(guān)由于對(duì)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的承受能力存在較大差異，隨著生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)研究尺度的擴(kuò)展，可選擇對(duì)風(fēng)險(xiǎn)源較為敏感或在生態(tài)過(guò)程中具有重要作用的景觀(guān)類(lèi)型作為風(fēng)險(xiǎn)受體來(lái)分析，本研究選取13個(gè)評(píng)價(jià)單元(鄉(xiāng)鎮(zhèn))中的8類(lèi)景觀(guān)類(lèi)型作為云南省紅河縣景觀(guān)生態(tài)系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)受體[12].

1.2.3.3確定生態(tài)終點(diǎn)生態(tài)終點(diǎn)是指在不確定性的風(fēng)險(xiǎn)源的作用下，風(fēng)險(xiǎn)受體可能受到的損害[13].在進(jìn)行生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)時(shí),選擇的評(píng)價(jià)終點(diǎn)不僅要能將風(fēng)險(xiǎn)受體受到的干擾和危害程度與生態(tài)影響聯(lián)系在一起而且要具備可度量性、可操作性.本研究選取那些在景觀(guān)生態(tài)學(xué)中與干擾相關(guān)的景觀(guān)異質(zhì)性指標(biāo)，如景觀(guān)優(yōu)勢(shì)度、景觀(guān)分離度、景觀(guān)破碎度等定量地表征景觀(guān)結(jié)構(gòu)和空間配置特征，間接地反映人類(lèi)活動(dòng)對(duì)景觀(guān)生態(tài)系統(tǒng)的干擾及損失程度.在區(qū)域生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)中可以用來(lái)度量生態(tài)終點(diǎn).

1.2.3.4生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)分析方法綜合生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)即評(píng)估危害作用的大小及發(fā)生的概率過(guò)程，考慮風(fēng)險(xiǎn)特征化的綜合效率，風(fēng)險(xiǎn)受體的特征、風(fēng)險(xiǎn)源對(duì)風(fēng)險(xiǎn)受體的危害等.依據(jù)云南省紅河縣農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的內(nèi)部均質(zhì)性及物種間的差異性，按照土地利用方式、景觀(guān)特點(diǎn)、研究尺度特征為分類(lèi)依據(jù)，將區(qū)域內(nèi)的土地利用類(lèi)型劃分為：耕地、林地、園地等8個(gè)一級(jí)類(lèi)型[14].并將紅河縣的13個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)作為研究單元，對(duì)土地利用生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)綜合指數(shù)進(jìn)行空間化測(cè)算[15].計(jì)算綜合風(fēng)險(xiǎn)值，計(jì)算公式如下：

式中，ERI為景觀(guān)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)；n為景觀(guān)類(lèi)型的數(shù)量；Aki為第k個(gè)風(fēng)險(xiǎn)小區(qū)；第i類(lèi)景觀(guān)組分的面積；Ak為第k個(gè)風(fēng)險(xiǎn)小區(qū)的總面積；Ei為景觀(guān)干擾度指數(shù)，F(xiàn)i為景觀(guān)脆弱性指數(shù).

景觀(guān)干擾度指數(shù)(Ei)指生態(tài)系統(tǒng)的自我維持、自我調(diào)節(jié)和抵抗各種壓力和干擾的能力的大小，其大小反映生態(tài)系統(tǒng)的緩沖與調(diào)節(jié)能力.以景觀(guān)異質(zhì)性分析為基礎(chǔ)，構(gòu)建一個(gè)景觀(guān)干擾度指數(shù)Ei計(jì)算公式為:

Et=aFN+bFI+cD

式中，a,b,c為相應(yīng)各景觀(guān)指數(shù)的權(quán)重，且a+b+c=1，對(duì)這3種指數(shù)分別賦值a=0.5,b=0.3,c=0.2.其中FN為景觀(guān)破碎度；FI為景觀(guān)分離度；D為景觀(guān)優(yōu)勢(shì)度.

景觀(guān)脆弱度(Fi)是指生態(tài)系統(tǒng)受到外界干擾后的脆弱程度，研究單元的景觀(guān)脆弱度是在外界環(huán)境的干擾下不斷變化的系統(tǒng)中某些容易發(fā)生變化的生態(tài)環(huán)境因素，是造成其變化的直接因素，易變性便是景觀(guān)環(huán)境脆弱度的時(shí)空變化的具體表征.計(jì)算公式：

式中，F(xiàn)i為景觀(guān)要素i的脆弱度指數(shù)；Pi為景觀(guān)要素i的斑塊數(shù)、斑塊密度、邊界密度、形狀指數(shù)、分維數(shù)倒數(shù)、連接度和分離度指數(shù)[16]；Wi為各指數(shù)的權(quán)重[17](本研究選取客觀(guān)賦權(quán)法中的變異系數(shù)法確定評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重).

根據(jù)此公式,分別計(jì)算出每個(gè)風(fēng)險(xiǎn)小區(qū)的風(fēng)險(xiǎn)值.然后利用ARCGIS中的Natrue breaks分級(jí)方法將這些風(fēng)險(xiǎn)值分為5個(gè)等級(jí)[18],并生成了云南省紅河縣農(nóng)田區(qū)域生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)綜合評(píng)價(jià)圖.

2　結(jié)果與分析

2.1景觀(guān)異質(zhì)性分析結(jié)果

多樣性指數(shù)(SHDI).由表2看出：云南省紅河縣各研究單元的多樣性指數(shù)介于0.75～1.36之間，多樣性最高的研究單元是迤薩鎮(zhèn)為1.36，最低的是車(chē)古鄉(xiāng)為0.75，垤瑪鄉(xiāng)、甲寅鄉(xiāng)、浪堤鄉(xiāng)、石頭寨鄉(xiāng)、樂(lè)育鄉(xiāng)、多樣性值依次增大，對(duì)照其他地區(qū)，本研究區(qū)域內(nèi)的多樣性指數(shù)處于中低水平，說(shuō)明其研究區(qū)域內(nèi)植被類(lèi)型偏低，景觀(guān)組分較少.

優(yōu)勢(shì)度指數(shù)(D).由表2得出：整個(gè)區(qū)域各研究單元內(nèi)林地和耕地占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，優(yōu)勢(shì)度指數(shù)介于1.26～1.4之間.

均勻度指數(shù)(SHEI).由表2得出：整個(gè)研究區(qū)域內(nèi)景觀(guān)類(lèi)型的均勻度介于0.38～0.65，迤薩鎮(zhèn)的均勻度最高為0.65，處于一個(gè)較高水平，斑塊類(lèi)型相對(duì)均勻，車(chē)古鄉(xiāng)均勻度指數(shù)表現(xiàn)為最低，其值為0.35，斑塊類(lèi)型分布相對(duì)不均勻，其他研究單元的均勻度值基本處于0.5左右的中等水平，對(duì)照其他地區(qū)，本研究區(qū)域內(nèi)個(gè)研究單元的均勻度居中，相對(duì)板塊類(lèi)型分布均勻.

破碎化指數(shù)(FN).由表2得出：整個(gè)研究區(qū)域各研究單元的破碎化值介于0.1～0.4之間，表明其景觀(guān)破碎化程度均較低，景觀(guān)結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，呈現(xiàn)出景觀(guān)異質(zhì)性較低[20].

表2　景觀(guān)異質(zhì)性指數(shù)特征值Tab.2　The index of landscape heterogeneity characteristic value

分離度指數(shù)(FI).由表3可得，整個(gè)研究區(qū)域內(nèi)各研究單元的分離度值，不同的景觀(guān)類(lèi)型對(duì)應(yīng)不同的分離度值，其中，以耕地、林地的分離度值最小，園地、草地、交通運(yùn)輸用地、水利、水域用地、城鎮(zhèn)村、礦工用地在不同的研究區(qū)域內(nèi)呈現(xiàn)不一樣的增長(zhǎng)態(tài)勢(shì).整個(gè)研究區(qū)域各研究單元中景觀(guān)面積較小，景觀(guān)數(shù)目較少的景觀(guān)類(lèi)型具有比較高的分離度，分離度較低的景觀(guān)類(lèi)型則為研究區(qū)域內(nèi)的優(yōu)勢(shì)景觀(guān)類(lèi)型，包括林地、耕地、草地，得出各研究單元內(nèi)它們總體分離度很小.

2.2生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)分析結(jié)果

2.2.1風(fēng)險(xiǎn)源、風(fēng)險(xiǎn)受體、生態(tài)終點(diǎn)分析本研究以云南省紅河縣以13個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)作為生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的研究單元，結(jié)合云南省紅河縣的基礎(chǔ)氣象數(shù)據(jù)、山高坡陡、溝壑縱橫的地勢(shì)、自然災(zāi)害、人為活動(dòng)的影響等方面，研究區(qū)內(nèi)的風(fēng)險(xiǎn)源主要來(lái)源有洪澇災(zāi)害、干旱、冰凍、紅河水系水體污染、人為破壞等.根據(jù)搜集到的資料顯示，云南省紅河縣的主要土地利用類(lèi)型為耕地和林地，各研究單元以耕地、園地、林地、草地等8類(lèi)景觀(guān)類(lèi)型作為本研究的風(fēng)險(xiǎn)受體，生態(tài)終點(diǎn)的選擇是為了建立相應(yīng)的指標(biāo)體系來(lái)表征風(fēng)險(xiǎn)源和風(fēng)險(xiǎn)受體相互作用之后的損害情況，不僅要能夠體現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)受體在暴露過(guò)程中的脆弱、受干擾程度，而且要可量化、可操控.本研究的生態(tài)終點(diǎn)為基于景觀(guān)異質(zhì)性的指標(biāo)體系，分別有破碎化指數(shù)、分離度指數(shù)、優(yōu)勢(shì)度指數(shù)、分維數(shù)倒數(shù)等.

表3　各研究單元分離度值Tab.3　Each assessment unit (township) Degree of separation value

2.2.2風(fēng)險(xiǎn)特征化分析依據(jù)本研究所選的量化風(fēng)險(xiǎn)值：景觀(guān)干擾度、景觀(guān)脆弱度來(lái)定量研究生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)值，通過(guò)對(duì)不同評(píng)價(jià)研究單元內(nèi)各景觀(guān)類(lèi)型的分析計(jì)算，不同研究單元(各鄉(xiāng)鎮(zhèn))內(nèi)所出現(xiàn)的景觀(guān)類(lèi)型的數(shù)目、面積、大小等均不相同，對(duì)應(yīng)不同研究單元的不同生態(tài)終點(diǎn)的值不同，所以不同研究單元的景觀(guān)干擾度與景觀(guān)脆弱度的出現(xiàn)頻率及值的大小均不同，結(jié)果如圖1-2.

2.2.3生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)值分析依據(jù)評(píng)價(jià)單元的劃分，對(duì)其各評(píng)價(jià)單元計(jì)算各生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)值，由表4可知：不同評(píng)價(jià)單元(鄉(xiāng)鎮(zhèn))的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)值不同.其中：迤薩鎮(zhèn)的

圖1　不同研究單元不同景觀(guān)組分的 景觀(guān)干擾度Fig.1　Different research unit landscape components of landscape disturbance degrees

圖2　不同研究單元不同景觀(guān)組分的 景觀(guān)脆弱度Fig.2　Different research unit landscape components of landscape vulnerability表4　各評(píng)價(jià)單元生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)值Tab.4　The township ecological risk value

鄉(xiāng)鎮(zhèn)名稱(chēng)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)值(ERI)阿扎河鄉(xiāng)7.65迤薩鎮(zhèn)13.60車(chē)古鄉(xiāng)5.82石頭寨鄉(xiāng)4.22甲寅鄉(xiāng)4.27浪提鄉(xiāng)5.61洛恩鄉(xiāng)6.85駕車(chē)鄉(xiāng)9.90寶華鄉(xiāng)4.50大羊街鄉(xiāng)5.52垤瑪鄉(xiāng)5.92樂(lè)育鄉(xiāng)5.43三村鄉(xiāng)7.52

生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)值最大為13.60；石頭寨鄉(xiāng)最小為4.22，樂(lè)育鄉(xiāng)、大羊街鄉(xiāng)、浪堤鄉(xiāng)、車(chē)古鄉(xiāng)、垤瑪鄉(xiāng)這五個(gè)鄉(xiāng)的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)值依次增大，其值從5.43～5.92，基本處于一個(gè)水平.阿扎河鄉(xiāng)、三村鄉(xiāng)處于同一生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)值水平，值分別為7.65、7.52，整個(gè)研究區(qū)域各研究單元的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)值居于4.22～13.60之間.

2.3綜合生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)值空間分布計(jì)算結(jié)果如圖3，利用Arcgis中Natural breaks分級(jí)方法將其分為5個(gè)等級(jí)，分別為：低風(fēng)險(xiǎn)區(qū)(4.22≤ERI≤5.51)、較低風(fēng)險(xiǎn)區(qū)(5.51≤ERI≤5.91)、中等風(fēng)險(xiǎn)區(qū)(5.91≤ERI≤7.64)、較高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)(7.64≤ERI≤9.88)、高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)(9.88≤ERI≤13.60).

云南省紅河縣景觀(guān)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的總體特征為高、較高等級(jí)的風(fēng)險(xiǎn)區(qū)，合計(jì)占研究區(qū)面積的36.5%，可見(jiàn)，云南省紅河縣景觀(guān)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)防范的任務(wù)相對(duì)繁重，中風(fēng)險(xiǎn)區(qū)占研究區(qū)域總面積的28.7，較低、低風(fēng)險(xiǎn)區(qū)占研究區(qū)域總面積的34.8%.

圖3　云南省紅河縣風(fēng)險(xiǎn)度空間分布Fig.3　The risk degree of spatial distribution in Honghe County in Yunnan Province

1)高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)本研究區(qū)域的高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)主要集中在迤薩鎮(zhèn)和駕車(chē)鄉(xiāng)2個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)，總的占地面積為573.34 km2，迤薩鎮(zhèn)作為紅河縣人民政府駐地，是全縣政治、經(jīng)濟(jì)、文化中心，也是人口分布最為密集的地方，境內(nèi)最低海拔300 m、最高海拔1 034 m，年平均氣溫20～22 ℃、年平均降雨量800～1 000 mm,主要農(nóng)作物有水田、旱地、有林地、水澆地等，景觀(guān)類(lèi)型多樣，盡管優(yōu)勢(shì)度景觀(guān)類(lèi)型明顯，分布廣泛，但也存在斑塊面積不均衡分布的態(tài)勢(shì).架車(chē)鄉(xiāng)位于縣境西南部，鄉(xiāng)政府駐地距縣城76 km，境內(nèi)最低海拔1 030 m、最高海拔2 466 m，年平均氣溫14.8 ℃、年平均降雨量1 593 mm.主要農(nóng)作物以水田、旱地、棕櫚等為主，這2個(gè)鄉(xiāng)境內(nèi)群山起伏，河谷狹窄，地勢(shì)中部高，南北低，地質(zhì)環(huán)境比較復(fù)雜，自然災(zāi)害較為明顯，降雨多集中在一個(gè)季節(jié)，容易造成洪澇災(zāi)害，冬季冰凍嚴(yán)寒，迤薩鎮(zhèn)人口相對(duì)密集，人為干擾對(duì)自然環(huán)境的破壞較為明顯，這些均是造成高生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的因素.

2)較高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)較高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)分布在阿扎河鄉(xiāng)位于縣境東南部，距縣城迤薩64 km，土地總面積166.9 km2.境內(nèi)最高海拔2 520 m、最低海拔822 m，年平均氣溫14.7 ℃、年降雨量1 449 mm.夏季氣溫高，冬季氣溫低，表現(xiàn)為夏季干旱，冬季冰凍，自然災(zāi)害較為明顯，阿扎河鄉(xiāng)種植棕櫚歷史悠久，被譽(yù)為全國(guó)有名的“棕櫚之鄉(xiāng)”，相對(duì)景觀(guān)類(lèi)型單一，景觀(guān)異質(zhì)性程度低，生態(tài)環(huán)境容易受干擾.

3)中風(fēng)險(xiǎn)區(qū)中等風(fēng)險(xiǎn)區(qū)分布相對(duì)分散，分別分布在三村鄉(xiāng)、垤瑪鄉(xiāng)、洛恩鄉(xiāng)3個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)，三村鄉(xiāng)位于紅河縣境最西端，距縣城迤薩147 km，全鄉(xiāng)國(guó)土面積169.6 km2，境內(nèi)海拔850～1 950 m.垤瑪鄉(xiāng)位于縣境西部，土地面積200.9 km2，境內(nèi)海拔1 146～2 580 m，年平均氣溫15.9 ℃、年平均降雨量1 628 mm.洛恩鄉(xiāng)位于紅河縣境南部，三村鄉(xiāng)和垤瑪鄉(xiāng)相鄰分布在整個(gè)研究區(qū)域的最西端，境內(nèi)群山起伏、河谷狹窄、山勢(shì)巍峨、峰巒起伏、溝壑縱橫、地勢(shì)險(xiǎn)峻，決定了境內(nèi)的景觀(guān)類(lèi)型相對(duì)單一，景觀(guān)脆弱性程度較高，冬春干旱少雨，夏秋多雨多有山洪暴發(fā)，河水泛濫.

4)較低、低風(fēng)險(xiǎn)區(qū)較低、低風(fēng)險(xiǎn)區(qū)占研究區(qū)總面積最大，分布最為集中，分別分布在車(chē)古鄉(xiāng)、大羊街鄉(xiāng)、浪堤鄉(xiāng)、樂(lè)育鄉(xiāng)、寶華鄉(xiāng)、甲寅鄉(xiāng)、石頭寨鄉(xiāng).處于較低、低生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)的鄉(xiāng)鎮(zhèn)年平均氣溫介于13～17 ℃，地處整個(gè)研究區(qū)域的幾何中心，沿四周分布，相對(duì)地勢(shì)平坦、景觀(guān)類(lèi)型相對(duì)豐富，農(nóng)作物生態(tài)旺盛，所承受的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)較低，自然災(zāi)害的影響相對(duì)較小，人為干擾對(duì)生態(tài)壞境的影響相對(duì)較小.

3　結(jié)論

云南省紅河縣作為一個(gè)具有明確邊界的地理單元，其風(fēng)險(xiǎn)受體和生態(tài)終點(diǎn)的結(jié)果都呈現(xiàn)景觀(guān)生態(tài)學(xué)中景觀(guān)異質(zhì)性的特點(diǎn).本研究作為大尺度的區(qū)域生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)研究，結(jié)合生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)和景觀(guān)異質(zhì)性的理論知識(shí)，在歸納總結(jié)前人對(duì)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)研究的基礎(chǔ)上，對(duì)基于景觀(guān)異質(zhì)性的景觀(guān)干擾度和景觀(guān)脆弱度指標(biāo)進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)特征化分析，本研究的結(jié)論可概括為以下兩方面：

1)整個(gè)研究區(qū)域各研究單元破碎度介于0.1～0.4之間，多樣性介于0.75～1.36之間，均勻度指數(shù)介于0.38～0.65之間，這些指標(biāo)表明，景觀(guān)異質(zhì)性處于中下水平，生態(tài)環(huán)境不穩(wěn)定.

2)通過(guò)對(duì)云南省紅河縣的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)分析評(píng)價(jià)得出以下兩方面結(jié)論.本研究將13個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)作為評(píng)價(jià)單元，在景觀(guān)異質(zhì)性的基礎(chǔ)上計(jì)算出不同的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)值，分別介于4.22～13.6之間，就自然災(zāi)害與人為活動(dòng)而言，其中以迤薩鎮(zhèn)的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)值最大，車(chē)古鄉(xiāng)、浪堤鄉(xiāng)、大羊街鄉(xiāng)、樂(lè)育鄉(xiāng)、寶華鄉(xiāng)、甲寅鄉(xiāng)、石頭寨鄉(xiāng)基本趨于同一水平，生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)值基本處于4.2～5.9之間，生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)值較低；三村鄉(xiāng)、垤瑪鄉(xiāng)、洛恩鄉(xiāng)的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)值介于處在5.9～7.6之間，生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)值處于中等水平.云南省紅河縣的縣政府駐地迤薩鎮(zhèn)人口密度最高，人為活動(dòng)對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響力最大，生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)值最大，水生壞境的污染、功能區(qū)劃分不盡合理、人類(lèi)活動(dòng)、自然災(zāi)害的共同作用導(dǎo)致生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)值處于整個(gè)研究區(qū)域的最高水平，阿扎河鄉(xiāng)、三村鄉(xiāng)、垤瑪鄉(xiāng)、洛恩鄉(xiāng)4個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)值處于一個(gè)中等較高的水平，這4個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)分布在整個(gè)研究區(qū)域的最南端和最西端，境內(nèi)群山起伏、河谷狹窄、山勢(shì)巍峨、峰巒起伏、溝壑縱橫、地勢(shì)險(xiǎn)峻，決定了境內(nèi)的景觀(guān)類(lèi)型相對(duì)單一，景觀(guān)脆弱性程度較高，同時(shí)自然災(zāi)害明顯，冬春干旱少雨，夏秋多雨多有山洪暴發(fā)，河水泛濫，外加人為活動(dòng)的影響，造成這4個(gè)研究單元(鄉(xiāng)鎮(zhèn))生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)值較高，車(chē)古鄉(xiāng)、浪堤鄉(xiāng)、寶華鄉(xiāng)等處于較低生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)，這些鄉(xiāng)鎮(zhèn)集中分布，地處整個(gè)研究區(qū)域的幾何中心，沿四周分布，相對(duì)地勢(shì)平坦、景觀(guān)類(lèi)型相對(duì)豐富，農(nóng)作物生態(tài)旺盛，所承受的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)較低.

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(責(zé)任編輯李辛)

Ecological risk assessment of Honghe County in Yunnan Province based on landscape heterogeneity

WANG Min，LIU Xue-lu

(College of Resources and Environmental Sciences,Gansu Agricultural University,Lanzhou 730070,China)

【Objective】 To assess ecological risk of Honghe County in Yunnan Province.【Method】 Taking landscape ecosystem of Honghe County as research object,based on GIS technology,applying some indicators related to heterogeneity such as diversity index,separation index,fragmentation index and reciprocal of fractal dimension to analyze landscape disturbance and landscape vulnerability characteristics of each study unit,thereby determine risk receptors and ecological endpoints,then calculate and assess ecological risk value.【Result】 The fragmentation index was between 0.1 to 0.4,diversity index was between 0.75 to 1.36,evenness index was between 0.38 to 0.65,ecological risk values of the whole region was between 4.22 to13.6,the maximum was 13.6 in Yisa Town,the minimum was in Shitouzhai Township.The high-grade and relatively high-grade risky area accounted for 36.9 percent of the entire research area.【Conclusion】 Ecological risk management is a heavy task in Honghe County.

landscape heterogeneity;ecological risk assessment;Honghe County in Yunnan Province

王敏(1988-)，女，碩士研究生，主要從事景觀(guān)生態(tài)學(xué)研究.E-mal:hznu2008wangmin@126.com

劉學(xué)錄，男，教授，博士生導(dǎo)師，研究方向?yàn)橥恋刭Y源管理與景觀(guān)生態(tài)學(xué).E-mal:Liuxl@gsau.edu.cn

2015-04-25；

2015-05-19

P 901

A

1003-4315(2016)04-0101-07