摘要
随着经济的发展和城市化速度的加快，人类对资源的需求日益增多，频繁的人类活动导致景观的结构、面积和形状发生一系列的改变，进而影响生态系统的结构、功能和环境质量，最终作用于生态系统健康。因此，探究景观格局对生态系统健康的影响机制，对区域合理规划土地、景观生态建设以及城市可持续发展具有重要意义。 本文以山东省临沂市辖区为研究区，首先，对2005年、2010年、2015年和2020年四期的土地利用数据进行分类处理，从不同角度探究其景观格局的时空演化特征;其次，构建模型迭代器，并运用Fragstats4.2软件对所选取的具有代表性的景观格局指数进行计算与处理;另外，在生态系统组织结构和生态系统服务功能的基础上，借助GEE平台获得生态系统环境质量，从三方面对生态系统健康变化情况进行分析;最后，运用双变量莫兰指数对景观格局变化与生态系统健康变化间的空间相关性进行验证，并使用不同的空间回归模型探究后者对前者的动态反馈程度，最终揭示临沂市辖区在城市发展过程中景观格局对生态系统健康的影响情况，并结合区域特点对不同“景观-生态”空间分布模式采取相应的措施。研究结果表明: (1)2005-2020年，临沂市辖区的景观类型以建设用地和耕地为主，中心城区的建设用地面积由492.35km2增长到917.10km2，占临沂市辖区总面积高达40％,四周的耕地面积由1550.61km2减少到1243.04km2,占总面积的比例在50％以上，二者占比高达88％。在此发展时期内，耕地有434.29km2转向建设用地，总体呈现先快后慢的趋势，表明建设用地的扩张往往以牺牲耕地、林地等自然土地为代价，且景观利用综合强度平均指数分别为314.65、336.15、337.13、338.04,呈稳步上升的趋势，即景观利用强度逐年提高，城市对土地的需求越来越大。 (2)2005-2020年，耕地始终是临沂市辖区景观中的优势斑块类型，其LPI指数最低为17.5507,建设用地为次优势斑块类型，其LPI指数最高为15.0059,均高于其他地类。耕地SLPIT的值由12.7115下降至4.2326,PD指数由0.0366下降至0.0336,建设用地SPLIT的值由34.7983上升至229.2536,PD指数由0.2882上升至0.3625,即原有的大型、连续的斑块在人类活动下被转化为分散的建设用地，使得建设用地斑块的不规则程度增强，耕地斑块的不规则程度减弱，斑块密度降低，导致斑块连通性有所降低，破碎度随之升高。 (3)本文将生态系统健康分为三个方面，一是生态系统组织结构健康，总体呈现出“中间低，四周高且北高于南”的分布态势，且其健康指数由0.51降低到0.44,各地区的健康状况与景观结构保持高度一致;二是生态系统服务功能健康，总体呈现“中间高，四周低”的分布态势，健康指数由0.44降低到0.31;三是生态系统环境质量健康，临沂市辖区整体的环境质量先下降后升高，且从四周向中心生态环境质量逐渐变差，其RSEI均值先降至0.4517后升至0.5443。 (4)不同景观指数对生态系统健康情况有不同的影响，且不同生态系统健康水平对同一景观指数的响应程度也有所不同，但均与景观破碎化有着极大的关系。生态系统组织结构、服务功能、环境质量与平均分维指数、斑块密度、香农多样性指数、破碎度呈显著负相关，与凝聚度、最大斑块占比呈显著正相关，其中，服务功能受到景观格局变化的影响最大。表明三者受到景观破碎化的负向影响，临沂市辖区的景观破碎度越高，对生态环境的影响程度越大，会导致生态系统健康严重恶化。 (5)根据四种“景观-生态”空间分布模式，因地制宜进行土地利用规划。在高景观破碎度-高生态系统健康地区，也就是柳青街道、白沙埠镇、太平街道、枣园镇、金雀山街道、银雀山街道等地区，要采取一系列监测、管理措施平衡人类活动与生态保护之间的关系;在高景观破碎度-低生态系统健康地区，也就是汪沟镇、半程镇、汤头街道、李官镇、郑旺镇、芝麻墩街道、九曲街道、义堂镇等地区，要专注于恢复生态系统健康，采取全面的恢复和管理措施;在低景观破碎度-高生态系统健康地区，也就是汤河镇、册山街道、罗庄街道、罗西街道等地区，要维持和增强现有的生态系统健康，预防生态退化，促进生态可持续;在低破碎度-低生态系统健康地区，也就是褚墩镇、黄山镇、傅庄街道、高都街道、梅埠街道、盛庄街道等地区，要全面提升生态系统健康状况，同时保持景观的连续性和完整性。在城市的可持续发展中，应采取严格的生态保护措施，注重对自然区域的保护和生态空间的发展，避免建设用地的无序扩张，降低斑块的破碎程度，强化景观的整体性和连续性，进而提高生态系统健康情况。 本研究分析了临沂市辖区的景观格局时空变化和生态系统健康状况，并探究了景观格局变化对生态系统健康影响的内在机制，对于了解生态系统的功能和维护生态平衡具有重要意义。未来希望可以在景观外部影响因素、生态系统内部耦合情况等方面进一步完善。
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