黑河流域植物物种多样性对土地利用变化的响应

doi:10.7522/j.issn.1000-694X.2022.00055

摘要/Abstract

摘要：

黑河流域土地利用变化严重影响植物物种多样性。为了解自然、社会经济因素对黑河流域土地利用变化影响下植物物种多样性的变化趋势，本研究使用Dyna-CLUE模型，预测2050年土地利用变化，揭示多因素影响下黑河流域土地利用变化，及土地利用变化与草本、灌木物种多样性间的关系。结果表明：降水、GDP、与自然村距离等因子共同驱动土地利用变化，2050年林地、草地和水域面积的增加和未利用地面积的减小，提高了灌木、草本植物的多样性，并使之均匀度更高，种间优势度减小。耕地面积的扩张和耕地集约化导致植物分布不均、多样性减少。将模拟结果和植物物种多样性发展趋势相结合能够对未来的土地利用规划、政策及生态保护决策提供依据。应针对不同区域土地利用变化情况，制定相应的生物多样性和生态环境保护政策，促进黑河流域生态环境的恢复并支持流域可持续发展。

关键词: 土地利用变化, Dyna-CLUE模型, 物种多样性, 黑河流域

Abstract:

Plant species diversity is seriously affected by land use change in the Heihe River Basin. This study used the Dyna-CLUE model to simulate land use change in 2050 to understand the trends of plant species diversity under the influence of natural and socioeconomic factors on land use change in the Heihe River Basin， to reveal land use change in the Heihe River Basin under the influence of multiple factors， and the relationship between land use change and herbaceous and shrub species diversity. The results showed that factors such as precipitation， GDP and distance from natural villages jointly drove land use changes， and the increase of forest， grassland and water and the decrease of unutilized land area in 2050 increased the diversity of shrubs and herbs and led to a higher evenness and a decrease of interspecific dominance. The expansion of farmland and intensification of farming land lead to uneven distribution of plants and decrease in diversity. The combination of model simulation results and plant species diversity trends can provide a basis for future land use planning， policy and ecological conservation decisions. Corresponding biodiversity and ecological protection policies should be formulated for land use changes in different regions to promote ecological restoration and support sustainable development in the Heihe River Basin.

Key words: land use change, Dyna-CLUE model, species diversity, Heihe River Basin

中图分类号:

Q948.1

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图/表 8

图1 黑河流域概况图及采样点

Fig.1 Overview map and sampling points of the Heihe River Basin

表1 各土地利用类型与驱动因子间的Logistic回归系数及回归精度（ ROC ）

Table 1 Logistic regression coefficient between land use types and driving factors and regression accuracy （ ROC ）

驱动因子	耕地	林地	草地	水域	建设用地	未利用土地
海拔	-0.004633	-0.002520	0.000032	0.000437	0.002479	0.002399
坡度	-0.194415	0.114363	0.036294	-0.004712	0.070852	0.004448
与河流距离	-0.000535	-0.000078	0.000007	-0.000079	0.000300	0.000175
与高速公路距离	-0.000011	0.000005	-0.000003	-0.000015	0.000005	0.000006
与干道距离	-0.000072	-0.000032	-0.000001	0.000007	-0.000180	0.000022
与自然村距离	-0.000169	-0.000134	-0.000084	-0.000032	-0.000729	0.000127
GDP	0.018967	-0.016861	-0.101271	-0.018268	0.006181	-0.053895
人口总数	-0.001504	0.001221	0.002097	0.000228	-0.000646	0.002378
降水	0.022171	0.002215	0.004593	-0.007821	-0.003478	-0.012619
气温	-0.028120	-0.044876	-0.006865	-0.023630	0.021173	0.032494
常数	8.799812	1.665596	-1.511415	-2.429919	-12.168004	-5.789236
ROC值	0.978	0.882	0.919	0.899	0.949	0.972

图2 2011年实际土地利用数据（A）与模拟结果（B）

Fig.2 The actual land use data （A） and the simulation result （B） in 2011

图3 2000年实际土地利用数据（A）和2050年土地利用预测结果（B）

Fig.3 Actual land use data in 2000 （A） and land use projection in 2050 （B）

图4 不同土地类型下的α多样性

Fig.4 ?α diversity under different land types

图5 黑河流域中游草本植物α多样性

Fig.5 Herbaceous α diversity in the middle reaches of Heihe River Basin

图6 黑河流域中游灌木α多样性

Fig.6 Shrub α diversity in the middle reaches of Heihe River Basin

图7 黑河流域下游灌木α多样性

Fig.7 Shrub α diversity in the lower reaches of Heihe River Basin

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