云南金沙江流域典型区机械性破损面空间格局变化与生态响应

The Jinsha river watershed has complex terrain and various mining,transportation, and water conservation projects, leading to widespread unstable mechanical vegetation damage surfaces in the area. With a loose structure in soil and a mixture of soils and rock, it is very difficult for vegetation restoration on these damage surfaces. Therefore, many ecological problems, associated with secondary geological hazards, and soil erosion occur frequently in the watershed. In order to understand the spatial patterns and ecological responses in different geographical environments, 3 sub-watersheds will be chosen to study their spatial patterns of mechanical damage surfaces, from upper to lower of the watershed, namely Xiaozhongdian river watershed with extremely high canyons, Tanglang watershed in wide valley lake basin, and Daguan river watershed with karst canyons and middle mountains. Based on RS and GIS data, the research will focus on pattern change studies in 4 time periods(1985,1995,2005,2015) for every sub-watershed. Afterwards, ecological issues such as ①biodiversity, ②vegetation coverage, ③soil erosion,and ④secondary geological hazards will be studied to better understand the impact of human activities to the environment, ecological responses and its relationship with the spatial pattern of mechanical damage surfaces in 3 types of geographical environments.At last, the ecological threshold of mechanical damage surfaces will be calculated. The research results will provide recommendations for ecological protection, vegetation restoration, environmental management and regional planning of the watershed.

云南金沙江流域地形复杂、矿区众多，修建交通、水利等大型工程频繁，人类大型机械性活动给流域造成了大量的破损面。这些破损面结构松散，土石混杂,易诱化次生地质灾害、土壤侵蚀等生态问题。为了掌握不同时期机械性破损面的空间分布格局及不同地理条件下流域生态响应，分别在流域上游极高山峡谷区、中游宽谷湖盆区、下游喀斯特中山峡谷区，选择小中甸河、螳螂江、大关河等3个典型子流域为研究对象，以RS、GIS等技术为支撑，研究近30年内4个时期（1985、1995、2005、2015年）各典型区机械性破损面的空间分布格局及其变化。并围绕①生物多样性、②植被覆盖率、③土壤侵蚀、④次生地质灾害等开展机械性破损面的生态响应调查与评价，揭示流域内人类机械性活动的生态干扰程度，剖析3种地理环境下机械性破损面空间格局（及变化）与生态响应的关系，并探讨其生态阈值。研究成果为流域的生态保护、环境综合治理及区域规划等提供依据。

金沙江流域地形复杂，近代以来频繁的工程施工形成了大量的机械性破损面，促使土壤裸露与结构松散化，降低生物多样性，增加土壤侵蚀与次生地质灾害，增加了河流的泥沙含量，威胁到下游三峡库区的安全。因此，本项目选择其3个子流域（螳螂江、大关河、小中甸河）为研究对象，研究80年代以来机械性破损面的空间格局变化及生态响应。具体内容包括：.（1）机械性破损面空间分布格局及其变化模拟。基于遥感影像和相关调查数据提取多期机械破损面，建立基础地理和土地覆被空间数据库。完成景观格局分析，计算出景观转移矩阵。对土地覆被变化进行驱动力分析，采用CA-Markov模型与GIS结合模拟预测了2020年、2030年2期土地覆被。.（2）机械性破损面的生态响应调查与评价。完成了对机械性破损面引起的生态负效应：生物多样性损失、植被覆盖变化、土壤侵蚀、景观破碎化，以及地质灾害等分析和调查。对机械性破损面的生态响应强度进行了综合评价。实现生态响应强度分级，综合分析出人类机械工程的干扰程度。对各种生态响应形式与强度进行趋势面分析，进一步挖掘空间分布规律，分析不同地理环境下植被机械性破损面的生态响应形式与强度，得出其生态响应的空间分布差异性。.（3）生态响应模型与生态阈值研究。建立了生态响应与生态负效应之间的概念模型。进行了机械性破损面的生态阈值的分析与计算，通过分析机械性破损面的空间形态、密度、面积等与地质灾害、植被覆盖变化、土壤侵蚀度等生态响应之间的空间关系，计算得出不同地理环境下机械性破损面空间分布的生态阈值。.研究结果：（1）探讨出3个流域机械性破损面与生态响应之间的关系模型，（2）分析得出不同地形条件下机械性破损面的流域生态阈值；（3）圈定了基于机械性破损面的生态保护警示区、生态保护区和防范区，并分别提出了机械施工干扰下的流域生态保护与治理对策。研究成果为开展流域生态环境治理，加强流域内的机械施工管理、保护流域及三峡库区的生态安全等提供科学依据。