摘要
在全球变化的背景下，大规模的土地利用/覆被变化引发了一系列生态和环境问题，使区域粮食安全、生态安全受到了严重的威胁。秦巴山地作为中国独特的山地系统，具有较高的生态敏感性，在人类活动和气候变化的共同作用下，土地利用结构变化、景观破坏、流域面源污染等问题致使生态系统功能的破碎。作为中国重要的生态安全屏障，同时又是中国面积最大的连片特困区，秦巴山地当前正处于生态保护和脱贫攻坚矛盾激烈的时期，因此分析秦巴山区土地利用变化及地形梯度依赖性，并对其生态环境质量和驱动机制的尺度效应进行分析，以期为秦巴山地生态保护建设提供科学依据，也为山地生态系统可持续发展提供理论参考。 本文以2000年、2010年、2020年三期土地利用数据为基础，从数量、空间格局、转移及地形分异角度，分析秦巴山地土地利用变化及地形梯度差异；后基于遥感生态指数(RSEI)分析2000-2020年生态环境质量时空演变及土地利用的生态效应；以生态区划为视角，借助地理探测器模型，选取海拔、坡度、人口密度、年均温、年均降水、土地利用程度、土壤类型七个因素，分析秦巴山地生态环境质量驱动机制的尺度差异，并识别生态优势区。研究结果表明: （1）秦巴山地以耕地、林地、草地为主要土地利用类型，研究期内，这三种土地利用类型总体面积占全区面积95%以上；从数量变化、转移情况来看存在区域差异。整体表现为耕地减少、林地草地增加、草地有增有减的变化趋势。土地转移在2010-2020年间表现尤为明显，全区发生退耕还林还草30177km2，生态退化(林地、草地转为耕地)面积达30080km2，其中陕西省、河南省土地转移最为明显； （2）秦巴山地土地利用存在明显的地形梯度差异。低海拔、小坡度地区是建设用地、水体分布的优势区域。林地、草地对地形差异的适应性较强。建设用地、水体转移指数随海拔升高、坡度增加而明显下降。受生态保护建设的影响，耕地在低山丘陵区向林地、草地转移。受生产生活需求的影响，林地、草地倾向于在平原盆地区向耕地转移。 （3）秦巴山区土地利用具有明显的生态效应。生态环境质量格局在研究期内整体呈现周高，中、东低的状态，且生态环境不断改善。2000-2010年，秦巴山地生态环境质量改善面积达50%以上，主要集中在四川省、湖北省；2010-2020年全区生态环境质量改善面积达95%以上，只有零星地区发生退化。从土地利用的生态效应来看，林地、草地有助于改善生态环境，耕地面积增加会产生部分消极作用。秦巴山地生态保护工程的实施对生态环境改善起到积极的作用，退耕还林还草区域的生态环境质量明显高于未退耕区域。 （4）秦巴山地生态环境质量空间分异成因存在尺度差异。从全区尺度来看，海拔海拔、年均温是生态环境质量的首要影响因素。从生态亚区来看，海东-甘南高寒草甸草原生态亚区生态环境质量主要受人口密度的影响；岷山-邛崃云杉冷杉林-高山草甸-常绿阔叶林生态亚区生态环境质量主要受海拔、年均温、土壤类型的影响；秦岭山地落叶阔叶-针阔混交林生态亚区生态环境质量主要受海拔、年均温、年均降水影响；米仓山-大巴山落叶阔叶-针阔混交林、三峡水库生态亚区生态环境质量主要受海拔、年均温影响；豫西南山地常绿落叶阔叶林生态亚区、汉江上游丘陵盆地农业生态亚区生态环境质量主要受土地利用程度影响；海拔、年均温、土地利用程度与其它因子交互时，其作用显著增强，致使秦巴山地生态环境产生区域差异。 （5）秦巴山地生态环境质量与驱动因子之间存在线性和非线性的关系，在海拔lt;3200m，坡度lt;35°的地区，生态环境质量随海拔、坡度增加而增加，部分生态亚区的生态环境质量在海拔gt;3200m，坡度gt;35°的地区出现下降；人口密度、年均降水、土地利用程度与生态环境质量间存在非线性关系。人为土地区的生态环境质量较低、高山土地区生态环境质量较高。综合来看，中大坡度、中高海拔、低人口密度、低年均温、低土地利用程度、高山土地区构成生态优势区。海东-甘南高寒草甸草原生态亚区、岷山-邛崃云杉冷杉林-高山草甸-常绿落叶阔叶林生态亚区的生态环境质量整体高于秦巴山地平均水平；豫西南山地常绿落叶阔叶林生态亚区、汉江上游丘陵盆地农业生态亚区、三峡水库生态亚区生态环境质量整体低于秦巴山地平均水平。
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