汶川地震灾区典型小流域景观格局的演变特征——以龙溪河流域为例

摘要

为探讨地震前后典型小流域的景观格局变化特征,以龙溪河流域为研究区,选取2005年、2009年、2011年、2015年四期高分辨率遥感影像为数据源.从斑块类型和景观两个水平,运用13种景观格局指数,通过Fragstats景观指数计算软件,对龙溪河小流域震前(2005)、震后初期(2009)、震后3年(2011)和震后7年(2015)等4个不同时期景观格局进行测度,并利用ArcGIS软件建立缓冲区,将4个时段的遥感影像划分为人类活动区域和自然区域,研究该流域在地震前后的景观生态格局演变特征.结果表明:(1)2005年-2015年受地震灾害影响各斑块面积均发生不同程度的改变,其中,林地景观斑块面积占比均最大,震前91.35%降至78.41%,震后3年增加至86.06%,震后7年继续增加至90.46%,构成龙溪河流域景观基质.林地斑块面积地震前后差异较小;耕地、建设用地景观斑块面积呈持续减小趋势;灌草景观斑块面积呈先减后增再减的波动减小趋势;交通用地呈持续增加趋势;沟道、裸地、地质灾害斑块面积呈先增后减的趋势.(2)2005-2015年,都江堰龙溪河流域的景观类型变化以灌草、地质灾害和林地的空间转换为主.2005-2009年景观面积转移特征为:灌草转变为林地,林地转变为地质灾害;2009年-2011年转移特征为:灌草转变为林地,林地转变为地质灾害;2011年-2015年转移特征为:灌草、地质灾害转变为林地,林地转变为灌草、地质灾害;2005年-2015年整体转移特征为:灌草转变为林地,林地转变为地质灾害、灌草.(3)震后林地、灌草、交通用地、裸地、地质灾害的景观破碎程度均较高,受到较强的人为干扰.林地与地质灾害受地震影响最为显著,边界被割裂的程度较深,景观破碎度高,边界效应较明显,但林地作为景观基质聚合度较其余景观斑块高.自然区域中,人为干扰相对较小,震后地质灾害的斑块密度与边缘密度均大幅减少,且低于人类活动区,这表明地震及次生灾害对自然区域的影响较小,且无人类干扰时可以较好地恢复.(4)震后SHEI与SHDI呈增长趋势,CONTAG呈减小趋势,表明龙溪河流域各个景观类型面积差异性减小,斑块类型增加,景观类型的优势度降低,景观水平异质性增强,景观连通性降低.自然区域景观分布较人类活动区域分布聚集且邻接性高,人类活动区域景观的分布受制于地形因子的作用.研究发现“5·12”大地震破坏了龙溪河流域的原有景观格局,泥石流、滑坡等次生灾害破坏其中原有斑块,灾后人类活动与景观格局的变化联系密切.本研究可为龙溪河流域的生境恢复与灾后重建工作提供依据,并为其生态保护和可持续发展提供理论基础和科学建议.