土地利用/覆盖变化影响下的图们江跨国界地区生态系统服务时空格局动态变化研究

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生态系统服务指人类从自然生态系统中获得的利益，它是连接自然生态系统和人类福祉的纽带，是实现区域可持续发展的重要途径。目前，生态系统服务作为生态学与地理学的研究前沿和热点，受到众多学者与研究组织的关注。土地利用/覆盖变化通过对生态系统格局与过程的影响，从而改变着生态系统产品与服务的提供能力。理解生态系统服务与土地利用/覆盖变化的关系，研究土地利用/覆盖变化对生态系统服务空间格局的影响能够有效促进生态系统服务管理，提高区域人类福祉。加强土地利用/覆盖变化驱动下生态系统过程与服务的相互关系是生态系统服务研究的前沿科学问题之一，这类科学问题的解决将为生态系统管理提供重要的理论和方法支撑。
　　图们江跨国界地区是是“一带一路”倡议和“中俄朝蒙”国际大通道的重要组成部分和国家层面的重点开发开放地区，也是国家重点生态功能区和水源涵养保护区，在维持流域的生物多样性、水源涵养、水土保持、碳储量和生态安全等方面扮演着不可替代的角色。该区域地处三国交界地带，生态系统存在不稳定性因素，生态系统脆弱而复杂。
　　本研究以图们江跨国界地区为研究区，从全区和中朝俄尺度上量化区域1988年、1999年、2007年、2016年土地利用/覆盖变化，采用土地转移矩阵和景观格局指数法分析区域1988-2016年的土地利用/覆盖时空格局及其驱动力;在此基础上，采用模型模拟法评估研究区四种关键生态系统服务，包括生境质量、粮食供给、碳固持能力和水源涵养。基于模型模拟的结果，分析四种关键生态系统服务的时空格局;最后评价区域土地利用/覆盖对生态系统服务的影响。研究结果表明:
　　(1)2016年全区土地利用/覆盖类型以林地为主，林地中阔叶林面积最大，针阔混交林次之;其次是旱田，草地、建设用地、水田、水体、湿地、裸地面积依次减少，裸地的面积最小。中朝俄尺度上，建设用地面积俄罗斯一侧最高，中国一侧次之、朝鲜一侧最低;旱田面积朝鲜一侧最高，中国一侧次之、俄罗斯一侧最低;水田面积中国一侧最高，朝鲜一侧次之、俄罗斯一侧最低;草地面积俄罗斯一侧最高，中国一侧次之、朝鲜一侧最低;林地面积中国一侧最高，俄罗斯次之、朝鲜一侧最低;水体、湿地、裸地面积对比不显著。景观破碎化程度中国一侧最高，朝鲜一侧次之，俄罗斯一侧最低;景观异构性程度朝鲜一侧最高、中国一侧次之，俄罗斯一侧最低;斑块间的连接性程度中国一侧最高，俄罗斯一侧次之，朝鲜一侧最低。
　　1988-2016年全区建设用地、旱田的面积呈增加趋势，水田、草地、林地面积呈减少趋势，林地中针叶林面积减少最快、阔叶林次之、针阔混交林减少较慢，水体、湿地、裸地有所增加。中朝俄三侧建设用地面积均呈增加趋势，建筑面积增加速度中国一侧最快，其次是俄罗斯一侧，朝鲜一侧增加最慢;旱田面积均呈增加趋势，旱田面积增加速度俄罗斯一侧最快，其次是朝鲜一侧，中国一侧增加最慢;水田面积朝鲜一侧增加明显，俄罗斯一侧增加不显著;中国一侧水田面积呈减少趋势;林地面积均呈减少趋势，林地面积减少速度朝鲜一侧最快，其次是中国一侧，俄罗斯一侧减少最慢。
　　1988-2016年全区林地转出面积最大主要是转化为旱田、草地和建设用地;其次是旱田，主要是转化为林地、建设用地和水田，旱田转化为林地的面积低于同时间段林地转化为旱田的面积。草地主要是转化为林地和旱田;水田主要转化为旱田和建设用地;建设用地主要是转化为林地和旱田。中朝俄尺度上，三侧变化的主要土地利用/覆盖类型是林地、草地、水田、旱田。中国一侧转出面积，林地＞旱田＞水田＞草地;朝鲜一侧转出面积林地＞旱田＞草地＞水田;俄罗斯一侧转出面积林地＞草地＞旱田＞水田。
　　(2)2016年全区生境质量为0.638，中朝俄三侧生境质量分别为0.6463、0.6460、0.6170，中国一侧＞俄罗斯一侧＞朝鲜一侧。1988-2016年，全区生境质量呈下降趋势，下降速度朝鲜一侧＞俄罗斯一侧＞中国一侧。
　　2016年全区粮食供给量为547.58万吨，中朝俄三侧粮食供给量分别为215.02万吨、252.82万吨、79.75万吨，朝鲜一侧＞中国一侧＞俄罗斯一侧。1988-2016年，全区粮食供给量呈上升趋势，上升速度俄罗斯一侧＞朝鲜一侧＞中国一侧。
　　2016年全区总碳储量为4.85亿吨，中朝俄三侧总碳储量分别为2.13万吨、1.29万吨、1.43万吨，中国一侧＞俄罗斯一侧＞朝鲜一侧。1988-2016年，全区总碳储量呈下降趋势，下降速度朝鲜一侧＞中国一侧＞俄罗斯一侧。
　　2016年全区多年平均水源涵养总量为9.21亿立方米，中朝俄三侧多年平均水源涵养总量分别为3.88亿立方米、2.64亿立方米、2.70亿立方米，中国一侧＞俄罗斯一侧＞朝鲜一侧。1988-2016年，全区多年平均水源涵养总量呈下降趋势，下降速度朝鲜一侧＞俄罗斯一侧＞中国一侧。
　　(3)土地利用/覆盖变化造成生境质量不断下降。造成生境质量下降的的主要因素有:林地转建设用地、裸地、旱田、水田，草地转建设用地，湿地转建设用地、旱田、水田、草地，水田转建设用地，水体转建设用地、裸地、旱田、水田，旱田转建设用地、裸地。可见，建设用地扩张、农田（旱田和水田）面积增加不可避免的造成林地的砍伐、草地和湿地的开垦，同时存在建设用地占用农田（水田、旱田），水体填埋、围湖造田等现象，由此带来水土流失、干旱化、养分的减少等结果，一系列人类活动直接造成生物栖息环境恶化，生境质量下降。
　　土地利用/覆盖变化造成粮食供给量不断增加。造成粮食供给量增加的主要因素有:林地转旱田、草地转旱田、水田转旱田。造成粮食供给量减少的主要因素有:旱田转为林地、建设用地、水田;水田转建设用地。增加量大于减少量，致使粮食供给量呈增加趋势。可见，农田（水田、旱田）的增加造成粮食供给量增加;同时，种植习惯的改变，水田转旱田也是造成粮食供给量增加的原因之一。
　　土地利用/覆盖变化造成总碳储量不断减少。造成总碳储量减少的主要因素有:林地转旱田、草地、建设用地，湿地转草地。造成总碳储量增加的主要因素有:草地转林地、湿地，旱田转为林地。减少量大于增加量，致使总碳储量呈减少趋势。可见，森林的砍伐，大量湿地的干涸造成总碳储量下降，是造成碳固持能力下降的主要原因。
　　土地利用/覆盖变化造成全区多年平均水源涵养总量不断减少。造成多年平均水源涵养总量减少的主要因素有:林地转旱田、建设用地、草地，旱田转建设用地，水田转建设用地。造成多年平均水源涵养总量增加的主要因素有:旱田转林地，草地转林地、旱田，建设用地转旱田。减少量大于增加量，致使多年平均水源涵养总量呈减少趋势。可见，建设用地、农田（水田、旱田）增加致使森林大面积砍伐;建设用地占用水田、旱田是造成水源涵养服务下降的主要原因。
　　研究土地利用/覆盖变化影响下的生态系统服务时空格局变化，对制定区域适应性措施，实现区域可持续发展具有现在应用价值。

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作者
戚德康;
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作者单位

延边大学;

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授予单位延边大学;
学科地图学与地理信息系统
授予学位硕士
导师姓名南颖;
年度 2018
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正文语种中文
中图分类土地开发与利用;
关键词
图们江跨国界地区; 土地利用; 覆盖变化; 生态系统服务; 时空格局;

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