村域社會生態系統論文

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村域社會生態系統論文

1研究區概況

高黎貢山位于中國云南省西部中緬邊境山區,面積280×104hm2。全區處于喜馬拉雅山東部南延地段,山地相對高度大,氣候垂直分異明顯。水平基帶的地帶性氣候為中亞熱帶氣候,氣溫高、積溫多,全年盛行西南風,四季不分明,干濕季明顯,氣溫日較差大,年較差小,兼有大陸性和海洋性氣候的特征。11月下旬至翌年4月為旱季,日照充足,降水少;5—10月為雨季,降水量約占全年的87%。高黎貢山東坡主要分布有漢、傈僳、白族、彝、傣等民族,其中,漢族、傈僳族和白族是該區域人口數量最多的民族。研究點的人口受教育程度均以小學文化為主,均占總人口的75%以上。村民收入主要來源于經濟林和經濟作物的種植,以及打工等工資性收入。

2研究方法

2.1研究點的選擇

在高黎貢山東坡,根據村落分布格局,綜合民族組成、人口規模、分布海拔、與自然保護區距離及交通狀況等因素,完成了高黎貢山國家級自然保護區周邊區域社會經濟的初步調查,并選取保山市隆陽區芒寬鄉白花林行政村的漢龍、芒崗、芒晃3個自然村作為研究“局域社會生態系統”的對象。研究點在高黎貢山自然保護區周邊地區具一定代表性。選取的3個自然村戶數為35~106戶,人口規模131~420人,代表了該區域內自然村的規模類型;民族以傈僳族和漢族為主,是該區域內人口比例最大的兩個民族;村落海拔分別為1500m、1200m、1000m,在高黎貢山東坡形成了一定的海拔梯度;同時,村落與自然保護區的直線距離分別是0.6km、1.0km、2.2km,形成村落與保護區的距離梯度。

2.2調查方法與數據處理

在全面進行人口統計(漢龍村50戶206人,芒崗村106戶420人,芒晃村35戶131人)的基礎上,按26%的比例抽取農戶(漢龍13戶、芒崗27戶、芒晃10戶),共抽得50戶作為作用者樣本。2011年5月至2013年1月,完成社會學田野調查和生態學生物多樣性調查,通過定性分析,確定V-SES基礎組分及其構成;同時,采用精細測量、逐戶統計和半結構訪談等方法,獲得村落位置、受教育程度、土地利用方式、農林牧業發展和經濟結構等方面的詳細數據;采用SPSS16.0完成調查數據的統計分析。影像數據來源于2007年SPOT-5遙感影像,其分辨率為2.5m。應用ARCGIS9.3軟件并結合實地勾繪得到的土地利用圖對遙感影像進行逐塊校對,矢量化生成土地利用現狀圖,建立拓撲關系。在空間分析模塊支持下,將土地利用矢量數據轉換為柵格數據。根據景觀格局指數所反映的不同的生態意義,結合研究目的,選用景觀水平上的邊緣密度(ED)、斑塊平均大小(MPS)、散布與并列指數(IJI)、面積加權的平均斑塊分形指數(AWMPFD)和斑塊類型水平上的斑塊結合度指數(COHESION)、斑塊類型面積(CA)、斑塊所占景觀面積比例(%LAND)共7個指數,采用Fragstats3.3分析3個自然村的景觀格局和空間結構特征。

3結果與分析

3.1V-SES的空間組分及其差異

根據遙感數據2.5m的可解譯精度以及實地調研所得土地利用狀況,參照《云南植被》和《土地利用現狀分類》國家標準(GB/T21010-2007),構建了村級土地覆被類型分類系統,并制作土地覆被一級和四級分類示意圖。土地覆被類型分為5大類。按構建的村級土地覆被類型系統,高黎貢山東坡V-SES的土地覆被類型包括耕地、植被、建筑、水域和裸地5大類型。其中,耕地又分為水田、旱地和水澆地,植被包括自然植被和人工栽培植被,建筑主要有住宅、學校、教堂、寺廟和農村道路,劃分的水域指河流水面,裸地包括礦場、荒山荒地以及滑坡地。自然植被是景觀基質和主要組分類型。從景觀組成分析V-SES系統的組分構成,地處高海拔的漢龍村,其自然植被斑塊面積占到該村總面積的49.00%,地處低海拔的芒晃村,其自然植被斑塊面積占到該村總面積的44.00%,均為V-SES系統中面積占比最大的組分類型,表明這兩個V-SES的整體景觀均以自然植被為基質。地處中海拔的芒崗村,其自然植被僅占總面積的1.20%,但栽培植被高達總面積的91.20%,表明該村在社會經濟發展過程中,歷史上的景觀基質自然植被已被轉化為當前的人工植被。V-SES的組分構成存在差異。比較3個V-SES的組分構成,其一、二級組分類型基本一致,均含有耕地、建筑、水域、自然植被和栽培植被等;不同點主要表現在:高海拔的漢龍和低海拔的芒晃有裸地,而中海拔的芒崗無裸地類型。V-SES組分構成的差異,主要表現在三、四級組分類型上,除咖啡在3個村均有栽培外,漢龍村的人工栽培植被包括核桃、板栗、桑樹、竹林、草果5種,芒崗村包括暖溫性針葉林(云南松林和杉木林)、核桃、板栗、桃樹、荔枝、柑橘和竹林7種,芒晃村包括芒果和柑橘2種。從斑塊面積上看,芒晃村的耕地斑塊面積占比在3個村中最大,達到該村總面積的11.20%,漢龍村的裸地斑塊占比面積最大,達2.50%。

3.2V-SES的空間結構及其差異

采用景觀結構分析軟件Fragstats3.3,選取7個景觀格局指數,分別對3個V-SES的空間結構進行分析,并比較其空間結構的差異,得到如下結果:景觀形狀的復雜性:面積加權的平均斑塊分形指數AWMPFD運用分維理論來測量斑塊和景觀的空間形狀復雜性。AWMPFD=1表示形狀最簡單的正方形或圓形,AWMPFD=2表示邊界形狀最復雜的斑塊類型,通常其值的可能上限為1.5。研究點3個V-SES的空間分數維值均大于1,且小于1.5,表明其邊界形狀均較為簡單;相較而言,漢龍村分數維值最低(1.11),景觀斑塊形狀最簡單,芒崗的分數維值最高(1.21),景觀斑塊形狀最復雜,芒晃則居于漢龍和芒崗之間??傮w散布與并列狀況:散布與并列指數IJI在景觀尺度上計算不同斑塊類型間的相鄰程度來分析景觀的空間排列和布局特征。IJI值越大,表明某斑塊類型與多種其他類型相鄰接,景觀的異質性越大。3個V-SES中,漢龍村的IJI最大,為69.36%,表明漢龍村的斑塊類型與多種其他類型斑塊相鄰,景觀空間排列和分布不規則,異質性高;相反,芒崗村的IJI最小,表明斑塊類型僅與少數其他斑塊相鄰,景觀空間分布最規則,異質性低;芒晃村介于上述兩村子之間。景觀斑塊聚集度和連接性:用斑塊平均大小MPS、邊緣密度ED和斑塊結合度COHESION等3個指數,共同表征景觀的連接性和斑塊類型的聚集度。MPS值越小景觀越破碎;ED值越大,斑塊形狀越復雜;COHESION值越大,說明斑塊越緊湊。3個V-SES各類型斑塊的COHESION平均值都高于93.50%,說明各村斑塊類型分布十分緊湊,景觀斑塊的聚集度較高;芒崗村的MPS值最小,ED值最大,說明芒崗村景觀最破碎,連接性最低;漢龍村的ED最小,MPS最大,說明其整體連接性最好,破碎度最低;芒晃村居于漢龍和芒崗之間。

3.3導致V-SES差異的原因

3.3.1自然因素

氣候條件是導致V-SES空間組分類型差異的主要原因。芒晃、芒崗和漢龍的海拔分別是1000m、1200m和1500m,在高黎貢山東坡形成了一定的海拔梯度,導致氣候垂直分異明顯,年平均氣溫分別為20.3℃、19.2℃和17.6℃,年降水量為862mm、1016mm和1261mm;氣溫和水分條件的差異,導致各村土壤和植被的相應變化。這些自然因素共同決定了:1.漢龍的人工植被以核桃、板栗和草果等亞熱帶經濟植物為主;2.芒晃的人工植被以芒果、柑橘和咖啡等熱帶經濟植物為主;3.地處中海拔的芒崗則處于上述二者的過渡地帶,人工植被兼具亞熱帶成分(板栗、核桃和桃樹)和熱帶成分(荔枝、柑橘和咖啡)。地貌對V-SES的組分構成有影響,但對空間結構影響不大。高黎貢山東坡具有高海拔地帶地勢較陡、中海拔地帶地勢相對平緩、低海拔地帶受河流切割而地形破碎的地貌特征。相應地,地處高海拔的漢龍村和低海拔的芒晃村,其系統組分中均出現以滑坡地為主的裸地斑塊。然而,反映景觀空間結構的景觀形狀復雜性、景觀空間格局和連接性等指標,均呈現出漢龍和芒崗位于兩端、芒晃居于二者之間的狀態,與V-SES的地形地貌特征不一致。表明地形地貌不是影響V-SES空間結構的主要因素,需要探究其他方面原因。

3.3.2社會經濟因素

人口壓力對V-SES的空間組分和結構影響顯著。地勢相對平緩的中海拔地帶是高黎貢山東坡人口集中分布區,也是村落歷史較為久遠的區域;且發展形成了高度依賴于種植業的典型農耕社會生態系統。3個V-SES中,中海拔的芒崗村人口最多,是高海拔漢龍村的2.04倍和低海拔芒晃村的3.21倍;人均土地面積芒崗為0.38hm2,漢龍為0.88hm2,芒晃為2.61hm2;人口壓力是導致3個V-SES空間組分不同的主要原因,人工植被在芒崗、漢龍和芒晃分別占總面積的91.20%、43.50%和42.61%,而自然植被分別占1.23%、49.04%和44.04%,芒崗村的絕大部分自然植被已被人工景觀取代。同時,芒崗村的人口壓力和村落發展歷史,共同導致其景觀斑塊形狀最復雜、景觀空間分布最為規則、景觀異質性最低的V-SES空間結構。市場需求是驅動V-SES空間組分和結構調整的主要因素。1996年3個V-SES中僅芒崗和芒晃有四旁零星種植的咖啡;至2013年,漢龍、芒崗和芒晃的咖啡種植面積已分別占到本村總面積10.43%、60.68%和41.21%;期間,國內外咖啡市場的變化,是導致當地大面積種植咖啡的主要驅動因素。此外,相對穩定的糧食產量和價格,使芒晃村的耕地面積始終保持在總面積10%以上;同樣為迎合市場需求,芒崗村的景觀組分中出現了以杉木為主的暖溫性針葉林斑塊(約占總面積的4%)。因此,受市場驅動的經濟植物及其種植規模的變化,深刻影響著V-SES的空間組分和結構。外部政策對V-SES空間組分和結構存在影響。近年來,天然林保護和退耕還林等工程的實施,以及自然保護區管理和生態環境意識教育的加強,距離保護區僅0.6km的漢龍村充分發揮地理位置優勢,發展了與生態旅游和觀鳥相關的服務業,涵蓋交通、旅店、餐飲和導游等。由于勞動力的轉移和經濟條件的改善,漢龍村不斷增加的丟荒裸地景觀,表明其社會子系統對自然子系統的壓力正逐步下降或轉移;同時表明其空間組分和結構的變化仍在延續。

3.3.3人與自然交互作用的因素

社會生態系統的空間結構,是自然和社會因素綜合作用的結果。如前所述,高海拔地帶地勢較陡、中海拔地帶地勢平緩、低海拔地帶地形破碎,但調查分析結果顯示這3個地帶上的V-SES的空間結構,與地形地貌特征并不完全一致。地勢平緩的芒崗村由于長期高強度的人類活動,導致其景觀斑塊形狀最復雜、景觀的空間分布最規則、景觀最破碎而異質性最低的空間結構,相反,地形破碎的芒晃村由于干擾強度低,其空間結構在斑塊形狀復雜性和景觀破碎度上都低于芒崗,而地勢陡峭的漢龍村在人類作用影響下,呈現出斑塊形狀最簡單、連接性最好而異質性最高的空間結構特征。社會經濟對V-SES空間組分和結構的影響受到自然條件的約束。地處高海拔的漢龍村在產業選擇上受到氣候條件的約束,盡管受國際咖啡市場影響,漢龍村種植咖啡的愿望強烈,但由于熱量不足,僅在該村海拔較低的地段出現咖啡種植斑塊。相反,亞熱帶季風氣候和蔭蔽的常綠闊葉林為其草果種植提供了條件;自然保護區保存完好的森林生態系統,不僅為鳥類提供良好的棲息地,也為該村發展以觀鳥為主的生態旅游產業奠定了基礎。地處低海拔的芒晃村雖然熱量充足但降水少,屬干暖河谷氣候,僅能發展咖啡、芒果和柑橘為主的熱帶經濟植物種植業,而無法種植亞熱帶經濟植物。地處中海拔的芒崗村則受自然條件約束相對較小,兼具熱帶和亞熱帶的多種經濟植物。

4結論與討論

在高黎貢東坡高、中、低海拔地帶選取了3個自然村,比較局域社會生態系統的空間組分和結構的異同,并按26%的比例抽取農戶作為作用者樣本,分析導致村域社會生態系統(V-SES)組分和結構分歧的成因,在村域尺度上有效建立了社會子系統和自然子系統之間的關聯。研究表明:處于不同海拔帶上的3個V-SES,其系統組分和結構都存在顯著差異;其中,系統組分的差異表現為組分類型及其組成比例的不同,而空間結構的差異則表現在景觀斑塊形狀復雜性、景觀空間分布格局、景觀連接性和聚集度等方面;導致V-SES空間組分和結構差異的成因,既有氣候條件和地形地貌等自然因素,也有人口壓力、市場需求和外部政策等社會經濟因素,還有人與自然交互作用的原因。因此認為:社會生態系統不同于自然生態系統,其社會子系統與自然子系統的交互作用對系統空間組分和結構有著深刻影響,盡管這種影響總體上受到自然因素的約束。研究的尺度問題。社會生態系統是一個多層次嵌套系統,涵蓋從小型社區與其自然環境構成的局域系統,到全球人與自然系統等多個圈層。本研究的對象是該嵌套系統的最低層次———村域社會生態系統。在村域尺度開展社會生態系統研究,能直接比較系統組分和空間結構的差異,也能快捷地建立結果和原因之間的聯系,找出導致系統差異的驅動因素,但針對村域尺度的研究方法較難推廣到大尺度的區域研究之中。這主要是由于在大尺度研究中,很難實現作用者群體的詳細調查,也難以在結果和原因之間建立直接聯系。如果將本方法應用到大尺度研究,認為有兩種解決方案:一是在充分掌握作用者群體特征的基礎上,通過二次典型抽樣(如流域研究的典型村落抽樣和村落內的典型農戶抽樣)使樣本更具代表性;二是改進社會經濟調查方法,提高調查效率并確保調查數據的可靠性。成因分析的問題。社會生態系統恢復力研究由于與可持續發展相關聯,在國內外受到廣泛關注,但我們認為只有在了解SES組分、結構和功能動態及其驅動因素的基礎上,才能夠更加深入地探究如何緩解SES壓力和培育恢復力的問題,因此本文仍致力于探究V-SES空間結構及其成因。盡管如此,也只能在眾多的自然和社會經濟因素分析了部分成因,其他諸如民族文化、受教育程度和交通狀況等都未納入驅動力分析,需要通過后續研究逐步完善。有待研究的問題。在村域尺度上分析SES的空間結構,需要準確選取最合適的景觀格局指數。本研究在斑塊類型水平上選取的斑塊結合度指數COHESION,由于其在3個V-SES中均值都高于93.5%,僅能說明V-SES的景觀斑塊分布十分緊湊,在小尺度的研究中沒有必要選取該指數。此外,盡管本文比較了1996年的調查報告,但若能收集到不同時段的衛星影像數據和相應的社會經濟數據,則是進行SES動態及其成因分析的最佳材料。

作者:趙莉莉 楊文忠 范勛承 張珊珊 羅婷 單位:國家林業局云南珍稀瀕特森林植物保護和繁育重點實驗室

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