周 維,劉國華,3,段興武,蘇旭坤

1 云南大學(xué)國際河流與生態(tài)安全研究院,昆明 650091 2 中國科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心城市與區(qū)域生態(tài)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京 100085 3 中國科學(xué)院大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院,北京 100049

作為重要的陸地生態(tài)系統(tǒng)類型,森林生態(tài)系統(tǒng)能夠提供水源涵養(yǎng)、固碳、氣候調(diào)節(jié)等多種生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)[1]。森林生態(tài)系統(tǒng)對調(diào)節(jié)區(qū)域氣候、提升生態(tài)安全屏障功能、促進(jìn)社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展十分重要。因此,森林生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)十分必要,我國已經(jīng)制定與實(shí)施了一系列森林保護(hù)政策,如退耕還林、天然林保護(hù)等,同時建立了多種不同級別、不同類型自然保護(hù)地,整體上,我國森林面積總體正在穩(wěn)步增加[2—3],但不同地區(qū)的森林面積變化存在較大差異,一些地區(qū)仍然存在森林退化[4—5]和持續(xù)的森林面積減少[6]。森林退化與森林面積減少不僅會降低生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能,同時也會對生物多樣性保護(hù)產(chǎn)生威脅。滇金絲猴(Rhinopithecusbieti)是我國特有珍稀瀕危物種,其生境主要依賴針葉林為主的森林生態(tài)系統(tǒng),森林面積減少會導(dǎo)致滇金絲猴生境破碎化,嚴(yán)重壓縮滇金絲猴的生境及降低生境間的連通性[7—8]。近些年來,隨著保護(hù)力度的不斷提升,滇金絲猴的種群數(shù)量穩(wěn)中有升[9]。然而,滇金絲猴的生境并沒有得到全面的改善,部分區(qū)域仍出現(xiàn)了生境退化、破碎化等現(xiàn)象[10—11]。因此需要較高時空分辨率森林監(jiān)測數(shù)據(jù),實(shí)時監(jiān)測滇金絲猴分布區(qū)森林面積的動態(tài)變化特征,為森林生態(tài)系統(tǒng)管理和滇金絲猴保護(hù)提供決策支持。

Hansen等[12]對Landsat影像進(jìn)行分類,并發(fā)布了Global Forest Change(GFC)全球森林變化逐年數(shù)據(jù)集,其中最新的GFC v1.7數(shù)據(jù)集包含了2001—2019年逐年30 m分辨率的全球森林變化情況。由于Hansen等發(fā)布的GFC數(shù)據(jù)集具有較高的時空分辨率,能夠反映長時間序列的逐年森林變化情況,應(yīng)用該數(shù)據(jù)集進(jìn)行區(qū)域森林面積變化監(jiān)測的研究在不斷增多[13—15]。Zeng等[16]利用GFC數(shù)據(jù)結(jié)合2000年和2017年的高分辨率土地利用數(shù)據(jù)分析了泰國楠府(Nan Province)2001—2016年森林面積減少的動態(tài)特征。Xiong等[6]和Montibeller等[17]則分別利用GFC數(shù)據(jù)分析了浙江省和巴西亞馬遜地區(qū)自2001年以來森林面積減少的時空特征。綜上所述,目前在區(qū)域尺度上運(yùn)用GFC數(shù)據(jù)集進(jìn)行森林變化監(jiān)測的研究較多,而保護(hù)地對于關(guān)鍵生態(tài)系統(tǒng)類型和珍稀瀕危物種的保護(hù)具有重要作用,一些地區(qū)的保護(hù)地仍存在較為嚴(yán)重的森林面積減少[15—16],因此亟需加強(qiáng)對于保護(hù)地森林變化的監(jiān)測,未來利用GFC數(shù)據(jù)集對區(qū)域保護(hù)地和物種分布區(qū)的森林面積變化監(jiān)測和保護(hù)成效評估具有重要意義。

本研究基于具有較高時空分辨率的GFC數(shù)據(jù)集,擬解決如下關(guān)鍵科學(xué)問題：(1)滇金絲猴分布區(qū)森林面積變化的時空特征如何？(2)導(dǎo)致森林面積變化的影響因素有哪些？通過本研究以期為該地區(qū)的森林生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)管理和滇金絲猴保護(hù)提供數(shù)據(jù)支撐和決策支持。

1 研究區(qū)與研究方法

1.1 研究區(qū)概況

圖1 研究區(qū)位置Fig.1 The location of study area

滇金絲猴分布區(qū)主要位于橫斷山區(qū)瀾滄江和金沙江之間的狹長區(qū)域,主要涉及云南西北部的德欽縣、維西縣、云龍縣、玉龍縣、蘭坪縣和西藏芒康縣,總面積約3.85×106hm2(圖1)。目前該地區(qū)已經(jīng)建立了4個滇金絲猴保護(hù)區(qū)及1個風(fēng)景名勝區(qū),分別是西藏芒康紅拉山滇金絲猴國家級自然保護(hù)區(qū)(以下簡稱芒康保護(hù)區(qū)),面積約1852 km2、云南白馬雪山國家級自然保護(hù)區(qū)(以下簡稱白馬雪山保護(hù)區(qū)),面積約2820 km2、云南云龍?zhí)斐貒壹壸匀槐Ｗo(hù)區(qū)(以下簡稱云龍?zhí)斐乇Ｗo(hù)區(qū)),面積約145 km2、云南蘭坪云嶺省級自然保護(hù)區(qū)(以下簡稱云嶺保護(hù)區(qū)),面積約746 km2、云南麗江老君山風(fēng)景區(qū)(以下簡稱老君山風(fēng)景區(qū)),面積約1107 km2。5個保護(hù)地總面積約6672 km2,約占整個滇金絲猴分布區(qū)面積的17.3%。該地區(qū)海拔在733—6505 m之間,呈現(xiàn)北高南低的特點(diǎn)。氣候主要為亞熱帶高原季風(fēng)氣候,其中5—10月份為濕季,降水量較多,11月至次年4月份為干季,降水量較少。

1.2 數(shù)據(jù)來源

本文主要基于Hansen等發(fā)布的Global Forest Change v1.7(GFC)數(shù)據(jù)集,該數(shù)據(jù)集主要包括三部分：2000年的森林覆蓋數(shù)據(jù)(treecover)、2001—2019年的森林面積減少量(forest loss)、2001—2019年的森林面積增加量(forest gain),空間分辨率均為30 m(圖2)。本文關(guān)注的森林面積變化主要采用GFC數(shù)據(jù)中的2001—2019年的森林面積減少(forest loss)數(shù)據(jù)和2000年的森林覆蓋(treecover)數(shù)據(jù),其中2000年的森林面積數(shù)據(jù),取樹冠覆蓋(tree canopy cover)大于30%作為2000年的森林覆蓋面積[6, 18]。其中GFC數(shù)據(jù)集利用世界糧農(nóng)組織的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行了驗(yàn)證[12],同時有學(xué)者將該數(shù)據(jù)與Globe Land 30數(shù)據(jù)集[15]、國家森林資源調(diào)查數(shù)據(jù)[19]進(jìn)行比較,并利用該數(shù)據(jù)集在部分區(qū)域結(jié)合高分影像進(jìn)行驗(yàn)證[6],結(jié)果均表明該數(shù)據(jù)集具有較高的精度。

圖2 森林面積變化的空間分布及森林面積變化前后示例圖Fig.2 The spatial distribution of forest area change and a sample of before and after forest area change

參考相關(guān)研究對于森林面積變化因素的探討[6, 16, 19—20],并結(jié)合研究區(qū)特征和數(shù)據(jù)的可獲取性,選取過火面積、人口密度數(shù)據(jù)、海拔、坡度、坡向、氣溫、降水、土地利用、道路數(shù)據(jù)作為森林面積變化的影響因素。其中,過火面積數(shù)據(jù)采用MODIS-MCD64A1火災(zāi)面積數(shù)據(jù)產(chǎn)品。DEM數(shù)據(jù)采用SRTM DEM 30 m分辨率數(shù)據(jù),并生成海拔、坡度、坡向。上述數(shù)據(jù)產(chǎn)品均通過Google Earth Engine(GEE)云平臺調(diào)用,并基于GEE平臺進(jìn)行裁剪、導(dǎo)出。其中2000—2015年氣溫、降水柵格數(shù)據(jù)和2015年人口密度柵格數(shù)據(jù)、土地利用柵格數(shù)據(jù)均來源于中國科學(xué)院資源環(huán)境科學(xué)數(shù)據(jù)中心，道路數(shù)據(jù)來源于全國地理信息資源目錄服務(wù)系統(tǒng)。數(shù)據(jù)來源詳見表1。

表1 主要數(shù)據(jù)來源

1.3 研究方法

1.3.1格網(wǎng)尺度的選取

滇金絲猴分布區(qū)內(nèi)行政區(qū)面積大小不一致,選取行政邊界作為評價(jià)單元不利于探究森林面積變化的時空分異特征[21]。因此,本研究以格網(wǎng)為基本研究單元,參考相關(guān)文獻(xiàn)針對格網(wǎng)的劃分[22—23],將研究區(qū)劃分成1 km×1 km,3 km×3 km,5 km×5 km的格網(wǎng),為了突出森林面積變化的空間分異,經(jīng)過對比調(diào)整,最終選取3 km×3 km格網(wǎng)作為本研究的基本單元,共生成4705個格網(wǎng)。

1.3.2Theil-Sen趨勢分析與Mann-Kendall檢驗(yàn)

Theil-Sen趨勢分析(簡稱Sen趨勢分析)與Mann-Kendall檢驗(yàn)(簡稱MK檢驗(yàn))能夠用來判斷長時間序列數(shù)據(jù)的變化趨勢[24—26]。本文利用Sen趨勢分析與MK檢驗(yàn)來探究滇金絲猴分布區(qū)3 km×3 km格網(wǎng)范圍內(nèi)森林面積變化的空間分布、時間變化特征和顯著性檢驗(yàn)。

Sen趨勢分析能夠?qū)r間序列數(shù)據(jù)進(jìn)行變化趨勢檢測[27—28]。其公式如下：

(1)

式中,j和i分別代表第j年和第i年；xj和xi分別表示同一格網(wǎng)范圍內(nèi)第j年森林面積減少量和第i年森林面積減少量；β表示趨勢度,用β值來判斷時序森林面積減少趨勢的升降,當(dāng)β>0時,呈上升的趨勢,反之呈下降的趨勢。

基于秩的非參數(shù)MK檢驗(yàn)方法能夠?qū)ψ兓厔葸M(jìn)行顯著性檢驗(yàn)[29—30],公式如下：

(2)

式中,n為樣本總量,j、k=1, 2,…,n；xj、xk分別為第j、k時刻的樣本值。sgn為符號函數(shù),公式如下：

(3)

S為正態(tài)分布,其均值為0,方差var (S)=n(n-1) (2n+5) /18,當(dāng)n>10時,正態(tài)分布統(tǒng)計(jì)量計(jì)算如下：

(4)

本文檢驗(yàn)中取顯著水平α=0.1,Z=1.64進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)[31]。當(dāng)|Z|>1.64時,表明通過了顯著性檢驗(yàn),即當(dāng)Z>1.64時,表明森林面積減少量呈現(xiàn)顯著增加,當(dāng)Z<-1.64時,表明森林面積減少量呈現(xiàn)顯著減少。

1.3.3熱點(diǎn)分析

(5)

本文利用3 km×3 km的格網(wǎng)提取每個格網(wǎng)內(nèi)相應(yīng)時段的森林面積減少總量,并利用熱點(diǎn)分析工具探究格網(wǎng)尺度下森林面積變化的冷熱點(diǎn)時空分布及其變化特征。

1.3.4地理探測器模型

地理探測器模型是探測地理要素的空間分異,揭示其驅(qū)動力的一種方法[35—36]。利用地理探測器模型可以研究各影響因素對于因變量的交互作用。計(jì)算公式為：

(6)

式中,L為因變量Y或自變量X的分層；NH和σh分別為層h內(nèi)的單元數(shù)和方差；N和σ分別為研究區(qū)整體的單元數(shù)和方差。其中q的取值為[0,1],當(dāng)q的取值越大,表明該因素對于森林面積變化的影響越大,反之越小。

基于3 km×3 km的格網(wǎng),統(tǒng)計(jì)每個格網(wǎng)內(nèi)的森林面積減少量、森林火災(zāi)面積、道路長度等信息,并提取海拔、坡度、坡向等其他環(huán)境因子,最后將環(huán)境因子離散化并利用地理探測器模型進(jìn)行運(yùn)算。

2 結(jié)果

2.1 森林面積變化的時間特征

如圖3所示,在2001—2019年間,滇金絲猴分布區(qū)累計(jì)森林面積變化為3.81×104hm2,平均每年減少量約2000 hm2。森林面積變化的年際波動較大,在2016年森林面積變化最大為4424 hm2,在2018年最小為279 hm2。其中在2006年、2009年、2016年等年份森林面積變化均達(dá)到了4000 hm2,森林面積變化較為嚴(yán)重。而在2001年、2003年、2018年森林面積變化低于500 hm2,森林面積變化相對緩和。

圖3 森林面積變化的時間特征Fig.3 Temporal characteristics of forest area change

其中,5個保護(hù)地與滇金絲猴分布區(qū)森林面積變化間的關(guān)系如表2所示,近20年間,整個滇金絲猴分布區(qū)森林面積變化比例為2.44%,保護(hù)地外森林面積變化比例為2.7%。其中,麗江老君山風(fēng)景區(qū)和云嶺保護(hù)區(qū)森林面積變化比例達(dá)到了3.7%和3.5%,高于研究區(qū)平均水平。而白馬雪山保護(hù)區(qū)、芒康保護(hù)區(qū)和云龍?zhí)斐乇Ｗo(hù)區(qū)森林面積變化比例分別為0.51%、0.31%、0.83%,森林面積變化比例相對較小。

表2 滇金絲猴分布區(qū)與保護(hù)地森林面積變化特征

近20年間五個保護(hù)地的森林面積變化特征如圖4所示,森林面積變化總量達(dá)5456 hm2,約占整個滇金絲猴分布區(qū)森林面積變化總量的14.3%。其中森林面積變化總量最大的保護(hù)地為老君山風(fēng)景區(qū),森林面積變化達(dá)2913 hm2,約占5個保護(hù)地總量的53.3%,其中老君山風(fēng)景區(qū)在2016、2017年森林面積變化量分別為882 hm2、1173 hm2,2016—2017年森林面積變化總量達(dá)2055 hm2,約占老君山風(fēng)景區(qū)近20年森林面積變化的70%；其次是云嶺保護(hù)區(qū),森林面積變化總量為1446 hm2,約占5個保護(hù)地總量的26.5%；另外3個保護(hù)地約占5個保護(hù)地總量的20%,森林面積變化量相對較少,且年際波動不大,其中白馬雪山保護(hù)區(qū)為812 hm2,芒康保護(hù)區(qū)為198 hm2,云龍?zhí)斐乇Ｗo(hù)區(qū)為87 hm2。

圖4 2001—2019年保護(hù)地森林面積變化Fig.4 Forest area change in protected areas from 2001 to 2019

2.2 森林面積變化的空間特征

首先,利用Sen趨勢分析對研究區(qū)森林面積減少的變化趨勢進(jìn)行分析。如圖5所示,近20年間研究區(qū)森林面積減少有4.7%的區(qū)域呈現(xiàn)上升趨勢(β>0),10.9%的區(qū)域呈現(xiàn)下降趨勢(β<0)。森林面積減少變化趨勢值介于-0.09—0.52 hm2/a之間,平均增長速率為-0.0018 hm2/a,即整體森林面積減少呈現(xiàn)下降的趨勢,表明研究區(qū)森林面積減少整體呈現(xiàn)不斷緩和的特征。

進(jìn)一步利用MK檢驗(yàn)對研究區(qū)森林面積減少的變化趨勢進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)。如圖5和表3所示,約10%的區(qū)域呈現(xiàn)顯著變化,其中,森林面積減少呈現(xiàn)顯著增加趨勢的區(qū)域面積為1.03×105hm2,占整個研究區(qū)的2.9%,顯著增加區(qū)域主要集中分布于玉龍縣內(nèi)金沙江沿岸和老君山風(fēng)景區(qū)南部,蘭坪縣云嶺保護(hù)區(qū)周邊以及云龍縣的中東部和西南部；森林面積減少呈現(xiàn)顯著減少趨勢的區(qū)域面積為3.05×105hm2,占整個研究區(qū)的7.9%,顯著減少區(qū)域主要集中在芒康保護(hù)區(qū)東北部和云嶺保護(hù)區(qū)的東北部和南部,并在芒康縣宗西鄉(xiāng)周邊和維西縣內(nèi)有較大面積呈顯著減少趨勢；其中研究區(qū)內(nèi)89.2%的區(qū)域未通過顯著性檢驗(yàn),因此森林面積的變化特征不顯著。

圖5 森林面積減少的變化趨勢與顯著性檢驗(yàn)Fig.5 Variation trend of forest area decrease and its significance test

如圖6所示,在2001—2019年間,滇金絲猴分布區(qū)森林面積變化均無冷點(diǎn)分布。不同年份各熱點(diǎn)類型的數(shù)量和空間分布也存在差異,但存在三個主要的熱點(diǎn)聚集區(qū),包括玉龍縣東部、以及維西縣、蘭坪縣和玉龍縣三縣的交界處、云龍?zhí)斐乇Ｗo(hù)區(qū)周邊區(qū)域(圖6)。如圖7所示,進(jìn)一步對各年份的較熱點(diǎn)區(qū)、熱點(diǎn)區(qū)、極熱點(diǎn)區(qū)所占3 km×3 km格網(wǎng)數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì),滇金絲猴分布區(qū)極熱點(diǎn)區(qū)數(shù)量最大,年均105個格網(wǎng)；熱點(diǎn)區(qū)年均35個格網(wǎng)；較熱點(diǎn)區(qū)數(shù)量則相對較小,年均25個格網(wǎng)。同時研究區(qū)中極熱點(diǎn)區(qū)、熱點(diǎn)區(qū)、較熱點(diǎn)區(qū)數(shù)量均呈下降趨勢,其中極熱點(diǎn)區(qū)數(shù)量下降速率最大,進(jìn)一步表明研究區(qū)森林面積變化趨于緩和。

表3 研究區(qū)森林面積減少的變化趨勢特征

圖6 2001—2019年森林面積變化的冷熱點(diǎn)分布Fig.6 Distribution of cold and hot spots of forest area change from 2001 to 2019

圖7 2001—2019年不同熱點(diǎn)區(qū)類型所占格網(wǎng)數(shù)Fig.7 Grid number of different hotspot types from 2001 to 2019

2.3 不同海拔和坡度的森林面積變化

由于研究區(qū)海拔差異顯著,本研究進(jìn)一步探究了森林面積變化在海拔與坡度上的變化趨勢與分異特征。如圖8所示,森林面積變化呈現(xiàn)由高海拔向低海拔轉(zhuǎn)移的趨勢,由2001年的平均3234 m到2019年的平均2755 m,森林面積變化的平均海拔降低了約500 m；森林面積變化呈現(xiàn)由低坡度向高坡度轉(zhuǎn)移的趨勢,由2001年的21.9°增加到2019年的25°,森林面積變化的坡度增加了約3°。因此,滇金絲猴分布區(qū)森林面積變化整體呈現(xiàn)由高海拔向低海拔、由低坡度向高坡度轉(zhuǎn)移的特征。

圖8 森林面積變化在海拔與坡度上的時間特征Fig.8 Temporal characteristics of forest area change in elevation and slope

2.4 森林面積變化的影響因素

利用地理探測器模型,得到各環(huán)境因子對森林面積變化的影響程度如表4所示,其中,過火面積、人口密度的q值最大,分別為0.1835和0.0736,是森林面積變化的主要影響因素；年平均降水、海拔、年平均氣溫的q值在0.03—0.046之間,是森林面積變化的次要影響因素；而土地利用、道路密度、坡度、坡向的q值均小于0.03,對該地區(qū)的森林面積變化影響較小。

表4 森林面積變化的影響因子

將2001—2019年逐年對應(yīng)年份的過火面積與森林面積變化進(jìn)行疊加,重疊區(qū)域可表征由森林火災(zāi)面積導(dǎo)致的森林面積變化,分別對5個保護(hù)地內(nèi)、保護(hù)地外、整個滇金絲猴分布區(qū)逐年進(jìn)行統(tǒng)計(jì),由森林火災(zāi)導(dǎo)致的森林面積變化所占比例如圖9所示,得知森林火災(zāi)導(dǎo)致的森林面積變化占比波動較大,保護(hù)地在2017年占比達(dá)80%,而保護(hù)地在部分年份不存在由森林火災(zāi)導(dǎo)致的森林面積變化。但整體而言,保護(hù)地內(nèi)外和整個研究區(qū)在多個年份由森林火災(zāi)導(dǎo)致的森林面積變化均大于30%,森林火災(zāi)對當(dāng)?shù)氐纳置娣e變化具有較大的影響。

圖9 森林火災(zāi)導(dǎo)致的森林面積變化占比Fig.9 The proportion of forest area change caused by forest fires森林火災(zāi)面積占比=森林火災(zāi)面積/對應(yīng)區(qū)域森林面積變化總量

3 討論

由于研究區(qū)生態(tài)環(huán)境脆弱,森林資源一旦遭到破壞,恢復(fù)難度大且具有時滯性。并且通過GFC數(shù)據(jù)集中的森林面積增加量得到研究區(qū)森林面積增加量約為1822 hm2,僅為森林面積減少量的4.7%,因此,本文主要關(guān)注了森林面積減少問題。另外,在天然林等保護(hù)政策的背景下,森林面積變化空間分布較為零散,且多以較小的斑塊構(gòu)成(圖2),利用中低空間分辨率影像難以準(zhǔn)確識別森林面積減少,未來需要加強(qiáng)應(yīng)用高分遙感影像對于滇金絲猴分布區(qū)森林生態(tài)系統(tǒng)的監(jiān)測。

3.1 多因素驅(qū)動森林面積變化

森林面積變化呈現(xiàn)從高海拔向低海拔轉(zhuǎn)移的特征。首先,這可能是由于高海拔地區(qū)人口密度有所降低。一方面,隨著脫貧攻堅(jiān)等政策的實(shí)施推進(jìn),滇金絲猴分布區(qū)開展了較大規(guī)模的易地扶貧搬遷,如將高海拔偏遠(yuǎn)不適宜居住地區(qū)的居民安置到縣城等低海拔地區(qū)；另一方面,隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展,高海拔地區(qū)居民也會傾向于到低海拔地區(qū)就業(yè)生活,均會降低居民對高海拔地區(qū)森林生態(tài)系統(tǒng)的依賴。其次,保護(hù)區(qū)大多主要位于海拔相對較高的地區(qū),隨著保護(hù)力度的加大,也會抑制高海拔地區(qū)的森林面積變化。

森林面積變化與森林火災(zāi)面積密切相關(guān)。一些研究認(rèn)為農(nóng)田擴(kuò)張、道路建設(shè)等人類活動要素是森林面積變化的主要驅(qū)動力[37—38]。也有研究認(rèn)為同時海拔、坡度是指示人類活動可達(dá)性的指標(biāo),也會影響森林面積變化[39—40]。本研究結(jié)果表明在滇金絲猴分布區(qū),相較于道路長度、土地利用以及海拔、坡度等影響因素,過火面積尤其是森林火災(zāi)對森林面積變化的影響更大。這是由于西南地區(qū)是我國森林火災(zāi)的高發(fā)區(qū)域[41],在滇金絲猴分布區(qū)內(nèi)分布著大面積的云南松林(Pinusyunnanensis),而云南松林的枯死枝條極易燃燒[42—43],從而容易引發(fā)森林火災(zāi)造成森林面積變化。其中老君山風(fēng)景區(qū)2017年森林面積變化達(dá)到1173 hm2,約占當(dāng)年五個保護(hù)地森林面積變化的88%(圖4),這是由于2017年老君山風(fēng)景區(qū)內(nèi)的利苴村附近發(fā)生了較大面積的森林火災(zāi),其中2017年風(fēng)景區(qū)內(nèi)過火面積與森林面積變化的重疊區(qū)域約為980 hm2,表明森林火災(zāi)面積達(dá)980 hm2,約占老君山風(fēng)景區(qū)當(dāng)年森林面積變化的83.5%,從而促使老君山風(fēng)景區(qū)森林面積變化總量較大。

研究區(qū)森林面積變化整體呈現(xiàn)緩和的趨勢。首先,自然保護(hù)區(qū)在抑制森林面積變化方面起著積極作用[40, 44],并且自然保護(hù)區(qū)級別越高,抑制森林面積變化的作用越大。其中芒康保護(hù)區(qū)、白馬雪山保護(hù)區(qū)和云龍?zhí)斐厝齻€國家級保護(hù)區(qū)森林面積近20年間森林面積變化比例均低于1%,森林面積減少顯著改善的區(qū)域在芒康保護(hù)區(qū)和云嶺保護(hù)區(qū)的東北部較為集中。以森林面積減少熱點(diǎn)區(qū)較為密集的云嶺保護(hù)區(qū)為例(圖6),該保護(hù)區(qū)森林面積減少所占比例達(dá)3.5%,自2003年保護(hù)區(qū)成立以來,該保護(hù)區(qū)內(nèi)森林面積減少整體不斷降低,并且在該保護(hù)區(qū)東北部森林面積減少呈現(xiàn)顯著減少的趨勢(圖5)。其次,森林面積變化的極熱點(diǎn)區(qū)、熱點(diǎn)區(qū)、較熱點(diǎn)區(qū)數(shù)量和面積均呈不斷減少的趨勢,表明該地區(qū)森林面積變化較大的區(qū)域空間集聚不斷降低,森林面積變化整體趨于緩和。最后,盡管一些地區(qū)森林面積減少仍呈現(xiàn)顯著增加的趨勢,但主要集中分布于研究區(qū)南部地區(qū)如玉龍縣內(nèi)金沙江沿岸和老君山風(fēng)景區(qū)南部、云嶺保護(hù)區(qū)周邊以及云龍縣的中東部和西南部,可能是由于這些地區(qū)森林火災(zāi)頻發(fā)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展程度較高、人口密集、城鎮(zhèn)擴(kuò)張等因素導(dǎo)致[5]。

3.2 森林面積變化存在潛在影響

首先,滇金絲猴分布區(qū)森林面積減少主要集中于保護(hù)區(qū)外及其周邊區(qū)域,而保護(hù)區(qū)外森林面積減少會加劇保護(hù)地外森林生態(tài)系統(tǒng)的破碎化,并使得各保護(hù)地相對孤立,導(dǎo)致滇金絲猴生境連通性遭到破壞,進(jìn)而阻礙滇金絲猴種群在不同保護(hù)地間的活動和基因交流[8],會降低滇金絲猴種群質(zhì)量并威脅其可持續(xù)發(fā)展。其次,由于森林面積減少呈現(xiàn)由低坡度區(qū)域向高坡度區(qū)域轉(zhuǎn)移的趨勢,而較高坡度的森林面積減少容易引起滑坡、泥石流等次生災(zāi)害,從而對當(dāng)?shù)鼐用裆踩徒?jīng)濟(jì)生產(chǎn)造成威脅[6, 16]。

4 結(jié)論

在多因素的驅(qū)動下,自然保護(hù)地內(nèi)外均存在森林面積變化,同時會帶來諸多的潛在影響。本研究以滇金絲猴分布區(qū)為研究區(qū)域,研究了近20年森林面積變化的時空動態(tài)及影響因素,主要結(jié)論如下：(1)滇金絲猴分布區(qū)森林面積變化總量約為3.81×104hm2,5個保護(hù)地森林面積變化總量約占研究區(qū)森林面積變化總量的14.3%,其中,麗江老君山風(fēng)景區(qū)和云嶺保護(hù)區(qū)變化比例較高；(2)研究區(qū)森林面積變化整體趨于緩和。從水平梯度上看,森林面積變化的熱點(diǎn)區(qū)域面積不斷下降并呈向研究區(qū)南部轉(zhuǎn)移的趨勢,垂直梯度上,森林面積變化呈現(xiàn)向低海拔、高坡度區(qū)域轉(zhuǎn)移的趨勢；(3)過火面積和人口密度是導(dǎo)致森林面積變化的主要因素,其次是降水、海拔、氣溫,森林火災(zāi)對當(dāng)?shù)厣置娣e變化影響較大。研究結(jié)果揭示了滇金絲猴分布區(qū)森林生態(tài)系統(tǒng)時空變化特征及其影響因素,為滇金絲猴保護(hù)與森林生態(tài)系統(tǒng)管理提供了重要支撐。