基于GIS技术的喀斯特型风景区生态系统敏感性评价方法

李婧

摘要：以贵州省黔东南州施秉县阳河风景名胜区为例，应用一种运用GIS空间叠加技术建构了用于喀斯特型风景区生态系统敏感性评价的分析框架，以期为喀斯特型风景区生态系统管理措施的制定提供方法和依据。

关键词：喀斯特生态系统敏感性 ；GIS；阳河风景名胜区

中图分类号：TU986

文献标识码：A文章编号：16749944（2017）21002104

1引言

喀斯特型风景区指的是以喀斯特地貌景观为主体景观的风景名胜区，同时兼有其他景观类型，如民族村寨、名胜古迹等。喀斯特地貌具有很高的游赏价值。同时，喀斯特生态系统具有脆弱性高、敏感性高，趋向性和变异性强的特点，其生态系统管理难度较大。再加上人口压力的增加、不适当的土地利用和资源开发利用，喀斯特地区的生态环境不断恶化，制约了这一地区社会和经济的发展[1]。生态系统敏感性是指生态系统对人类活动反应的敏感程度，用来反映产生生态失衡与生态环境问题的可能性大小，敏感性高的区域易产生生态环境问题，是生态环境保护与恢复的重点。生态系统敏感性评价对于分析风景区内生态系统的稳定性，确定生态系统保护的重点具有重要作用[2]。

2研究区域概况和方法

2.1喀斯特生态系统总体特征

喀斯特生态系统具有脆弱性和敏感性、二元性和变异性、有限的可调控性的特征。

（1）脆弱性和敏感性。喀斯特區域生态系统的基础生境资源欠缺、土壤瘠薄、水土资源配合差。适生树种少、生长慢，植被覆盖率低，并且单位面积的绿色植物产量低。生产者、消费者和分解者之间的物流量小而慢、能耗高，环境熵流大，食物链易受干扰而中断，生态系统对外界变化的响应程度高，敏感性强。植被根系对防止水土流失非常重要，植被覆盖度低的地区容易向着石漠化方向发展，且很难恢复治理。

（2）二元性和变异性。喀斯特环境有典型的二元结构，溶洞、漏斗及地下河系发育，坍塌经常出现，由此导致的河流改道（如明河变暗河等）现象时有发生。河流改道会使原来湿热的喀斯特河谷生态系统变异为相对干热的喀斯特盲谷生态系统，原本喜湿的植物群落逐渐被耐旱性植被群落取代，整个生态景观都发生明显的变异。也会导致明河的水资源流失，造成损失。保护河流缓冲区可以避免或延缓河流改道现象。

（3）有限的可调控性。喀斯特生态系统本身能提供食物养活的人口数量少，人口承载量低。而且自组织能力低，抗外界干扰的能力弱，系统受干扰后返回初始状态能力的阈值弹性小[3]。喀斯特型风景区往往有居民居住。人数多的居民点，居民生产生活活动的强度高，对生态系统的威胁更大。

2.2阳河风景名胜区内的喀斯特生态环境现状

2.2.1 区位和气温情况

阳河风景区横跨贵州省黔东南州黄平县、施秉县、镇远县。包括位于施秉县的云台山景区和上阳景区、下阳景区。主体位于施秉县域（图1）。整个研究区域呈现喀斯特地貌特征，平均海拔600～1066 m，区域内沟壑纵横，陡起陡落。属亚热带湿润季风气侯区，气候具有季风性、高原性特点。夏无酷暑，冬无严寒，温和湿润，太阳辐射弱，日照时数少，年总辐射3538 MJ/m2，日照时数1197 h，年平均气温14～16 ℃，年总积温5500 ℃，无霜期225～294 h，年降水量1060～1200 mm，常年主导风为东北风，生物生存、农作物生存环境较好[4]。

2.2.2植物

阳河风景区属中亚热带季风湿润气候，县域内地形崎岖，气候湿润温和，人为干扰少，水质洁净，森林茂密，生物种类繁多，生境多样。分布有高等植物1351种，其中苔藓植物285种，蕨类植物127种，裸子植物22种，被子植物917种。

区域植被类型多样，包括针叶林、针阔混交林、常绿阔叶林、常绿落叶阔叶混交林、竹林、灌丛等6个森林植被型组、61个群系[4]。

2.2.3水文

风景区中主要河流是阳河和杉木河，杉木河属于阳河的分支，属于长江水系[5]。饮用水水质较差，微生物指标不合格。施秉县鱼类46种，本地鱼类40种，占87%。外来物种与本地物种竞争生存空间和食物，没有天敌，繁殖能力强，取代本土物种。阳河流域位于背风坡谷槽地带，贵州省四大暴雨低值区之一[6]。洪水持续时间一般在2～3 d左右，洪峰滞时约1.5 h，洪水组成多以干流洪水为主占70%，干支流同时涨水占20%～30%，一旦遇上将造成灾害性洪水[4]。

2.2.4社区

风景区内共分布9个村落，分别是印地坝村、金坑村、大塘村、山口村、云台村、白垛村、沙坪村、高碑村、花滩村。居民点分布非常分散，风景区范围内散布85个居民点，户数从2户到90户不等。

2.3基于GIS的生态系统敏感性评价方法

本文采用因子叠加法，其基本步骤是：首先根据规划目标确定所涉及的因子；然后分析规划目标与其所涉及的因子之间的生态关系，并对各种因子进行分析评价与分类分级；再通过逻辑运算、图形叠加等方式获得多因子综合分析的结果。

3阳河风景名胜区喀斯特生态系统敏感性评价

3.1因子与权重

喀斯特系统复杂的内部演化机制可通过子系统（土壤系统、森林系统、水生系统等）自身的特性变化加以体现，如生物多样性的变化、森林系统中单位面积数量、初级生产力的变化、单位面积土壤微生物等的加以体现。以“子系统→系统整体”框架为基础，可较好表征喀斯特系统健康变化的驱动因子及系统的响应表征，将评价指标分为土壤、动物、森林、草灌、人类等几大系统，每一系统下再细分因子（表1）。实际规划项目中，由于可获得的资料有限，需将理想生态因子转化成实际生态因子。例如本文利用植被地带性分布原理转化建群种比重、单位面积物种多样性两个因子。各因子的资料如图2所示。

3.2生态系统敏感性评价endprint

3.2.1子系统敏感性评价

（1）森林系统。在GIS中将森林系统分布区域作为森林系统下级生态因子的处理范围，对下级生态因子进行重分类与叠加分析，得到森林因子生态敏感性叠加分析图（图3）。

（2）草灌系统。同理，GIS中以草灌系统分布区域为处理范围，对草灌系统的下级生态因子进行重分类与叠加分析，得到草灌因子生态敏感性叠加分析图（图4）。

（3）河流系统。同理得到河流因子生态敏感性叠加分析图（图5）。

（4）人类系统。同理得到人类因子生态敏感性叠加分析图（图6）。

3.2.2生态系统敏感性综合评价

将得到的5个生态因子的叠加分析图进行叠加，最终得到生态敏感性叠加分析图（图7）。

图中颜色越深则表示生态敏感性越高，越容易受到破坏或是遭受到破坏后生态修复能力弱，在规划时需要着重考虑到这些地区的生态保护，避免高强度开发。

参考文献：

[1]田三华.喀斯特研究的意义与重要性.喀斯特科学数据中心[EB/OL].http：//www.karstdata.cn/view.aspx？bh=16.

[2]康秀亮，刘艳红.生态系统敏感性评价方法研究[J].安徽农业科学，2007（33）：10569～10571+10574.

[3]苏维词.浅论喀斯特区域生态系统多样性[J].贵州环保科技，1996（1）：42～48.

[4]World Heritage Nomination Natural Heritage：China South China Karst Phase Ⅱ＼|Guilin Karst、Shibing Karst、Jinfoshan Karst、Huanjiang Karst （Extension of Libo Karst）[R].Ministry of Housing and Urban＼|Rural Development Peoples Republic of China ，2013.

[5]刘之威，晏妮，任啟飞，等.贵州阳河景区夏季浮游植物群落特征及水质评价[J].湖北农业科学，2015（2）：326～330.

[6]郭晓玲，邹方伦.舞阳河水质微生物污染的初步研究[J].贵州科学，1997（3）：236～238.endprint