基于景观格局变化的黄土高原县域退耕还林还草生态效益评价研究

本研究拟以彭阳县为研究区，以历年卫星影像为主要数据来源，以GIS技术作为研究手段，运用景观生态学理论和方法分析该区不同时期的景观特征、景观变化，从景观格局变化的角度分析自然景观、生态移民工程、生态变化和退耕还林还草工程间相互关系。同时，并借鉴机会成本法、影子价格法和替代工程法估算彭阳县实施退耕还林还草工程生态系统的服务功能价值，将其与研究区退耕还林还草工程实施以来的自然景观格局变化和移民政策实施区域分析相结合，以期揭示退耕还林还草工程对该区生产生活方式及生态系统结构和功能的影响。同时将生态效益精确到斑块内部，分析生态效益和相应的景观指数之间的关系，精准地估算退耕还林还草工程产生的生态效益，探索新的生态效益评价方法体系，做出全面、准确的科学评价，从而更好地为退耕还林还草工程的提供规划和决策服务，并为黄土丘陵沟壑区退耕还林还草效益评价提供借鉴。

黄土高原水土流失严重，以黄土高原丘陵沟壑区宁夏彭阳县为例，应用1995年、2000年、2005年、2010年、2015年TM及2014年资源三号高分遥感影像结合GIS，研究在退耕还林还草工程等生态建设工程背景下，区域土地利用变化引起景观格局变化及其生态效益，结果显示：1）退耕还林草、生态移民等工程、流域治理及自然地形地貌是彭阳县土地利用格局变化的主要驱动力，县域尺度20年土地利用动态变化显示，裸岩及裸土转化率最高，主要向草地和耕地转化。2000~2005年间退耕还林草工程快速推进阶段，彭阳县土地利用急剧变化，草地成为该区域的优势景观。景观格局主要表现为景观破碎化程度、斑块混合分布程度、多样性指数和均匀度指数均呈先增加后减小趋势，各斑块间连通性呈先减小后增加趋势，景观形状趋于复杂。2）小流域尺度选择高建堡流域，海拔、坡度、坡向等地形因子是影响其呈现生态恢复景观的主要因素，工程措施、林草措施和封育保护措施沿梁峁顶、梁峁坡、沟坡、沟底，呈现不同次生态恢复措施的小流域景观特征。3）依据地形复杂度、土地利用、地形景观等，结合彭阳县生态建设需求及规划将研究区分为4个生态建设子域，更好地解释生态恢复空间分异特征。4）生态服务价值、植被盖度、生态环境综合评价方法结果均显示：20年来彭阳县生态效益稳步增长，草地占生态服务价值比例最大，区植被覆盖总体状况明显好转，呈现出明显的区域性增加趋势，其中以丘陵沟壑水土流失治理区及生态移民迁出区植被恢复态势最为明显。5）研究最后尝试分析步甲对微生境的选择，将其作为生态恢复评价的重要指示生物，结果显示地表甲虫群落多样性维持较好的生境类型为灌草混交林地,该生境类型固有的“88542”隔坡反坡水平沟整地技术是该区域典型生态恢复的最优模式。