3 结果与分析
3.1 土地利用动态变化
利用IDRISI的叠置功能，生成1990年和2007年土地利用转移矩阵，获取土地利用动态变化信息（图2和表5）。
表5 1990—2007年丹江口库区土地利用转移矩阵 单位：km2
续表
从图2和表5可以看出，除水田和旱地外，其他地类均有不同程度增长，林地、灌丛、草地、城镇及农村居民用地分别由1990年的48.76%、10.13%、5.32%、0.35%和0.47%增加到2007年的50.41%、12.43%、6.91%、0.8%和1.49%。库区城市化进程和经济发展推动了城镇和农村居民用地的剧烈扩张，相比1990年分别增长了2倍和3倍；灌丛增加幅度为22.72%，其绝对面积最大，达412.8km2；林地和草地的增加面积也接近300km2。1990至2007年间，由于库区退耕还林（草）和水土保持生态工程的实施，导致旱地迅速减少了1320.2km2，到2007年仅占总面积的20.9%；同时，水田面积虽然只减少51.1km2，幅度却最大，达34.1%。水体由1990年的3.57%增至2007年的3.63%，增加了10.8km2，这主要是库区内干支流的各类水库兴建。从土地利用各类型相互转化来看，林地、灌丛和草地之间转入转出较多。城镇和农村居民用地主要是通过旱地和林地转变而来，其中旱地被占用最多。研究期内，园地的增加幅度12.4%，主要源于旱地和林地，在空间位置上靠近库周。总之，20世纪90年代以来库区生态环境综合治理和城镇及农村居民用地的扩张是土地利用变化的主要驱动力。
3.2 库区生态环境脆弱性变化
脆弱性评价结果如图4和表6。库区1990年的生态环境状况整体相对较差，中度和重度脆弱区分别占总面积的21.6%和8.9%。重度脆弱区主要分布在河南淅川、西峡以及湖北丹江口市境内的库周地区；中度脆弱区则相对分散地分布于环库区周边浅山丘陵区。轻度脆弱区面积最大，占总面积的26.0%，主要零散分布在郧西、郧县和十堰市区；潜在和微度脆弱区分别占库区总面积的17.1%和22.8%，主要分布在库区北部的老界岭自然保护区和南部的武当山自然保护区。到2007年，中度和重度脆弱区主要分布在库区东部，呈现集中化趋势，其比例分别降至17.9%和8.4%，轻度脆弱性区面积比例降至22.7%，潜在和微度脆弱区的面积则分别增长至20.5%和26.9%。
图4 丹江口库区1990年和2007年生态环境脆弱性分布
表6 1990年和2007年不同土地利用类型的脆弱等级分布 单位：km2
从1990年到2007年，库区生态环境始终处于微度脆弱状态，但整体状况有所好转，脆弱性综合指数从5.96降至5.56，归功于退耕还林（草）、水土保持综合治理等各种生态工程的实施。但库周人口密度较大，种养殖业发达，交通便利，开发建设项目比较集中，人为干扰作用对生态环境的影响较大。相比1990年，局部地区由于植被遭到严重破坏以及水土流失加剧等原因，仍有恶化现象。从主成分结果看，两期第一主成分包括植被覆盖、水土流失和坡度，第四主成分包括≥10℃积温和湿润指数等区域内变异相对较小的水热因子；1990年土壤肥力和地质岩性对区域脆弱性影响较大，是第二主成分，而2007年的第二主成分包括路网密度、人口密度和人均GDP。可见，丹江口库区生态环境脆弱性是自然和人为因素综合作用的结果，随着社会经济发展，人类活动对生态环境影响还在逐步加强。一般而言，环境压力与经济增长呈“倒U形”曲线关系，通常称为环境库兹涅茨曲线[5]。根据世界银行统计[18]，当一个国家或地区发展到人均GDP 1000美元，达到了“倒U形”曲线的拐点，就会采取大规模的治理行动。2007年库区人均GDP达到10382元，生态压力达到拐点区域，进入了生态治理与破坏的相持阶段。随着经济社会不断发展，发展理念更加强调生态需求、重视生态建设，库区可以发挥后发优势，加大治理生态环境的力度，使生态质量保持平稳好转。
3.3 土地利用变化的生态环境脆弱性演变
由表6可以看出，林地基本处于潜在和微度脆弱性状态；灌丛、园地、草地则绝对大部分属于轻度和中度脆弱状态；水田、旱地和未利用地大部分属于中度和重度脆弱状态，而城镇和农村居民地的中度和重度脆弱等级比例也较大。具体而言，从1990年到2007年，潜在脆弱性等级在各土地利用类型中均有所增加，最显著的是林地和灌丛，分别增加了19.78%和42.35%；林地的微度脆弱性等级增加面积最多，达503.2km2，灌丛则增加了255.5km2；林地、旱地、水田、园地的轻度脆弱性等级有所减少，其中以林地减少幅度最大；旱地的中度脆弱性等级减少了650.7km2，其次为林地，减少了184.6km2；水田、旱地、灌丛的重度脆弱性等级均有不同程度减少，其中旱地减少幅度最大，达238.1km2。
从不同土地利用类型的脆弱性综合指数来看（表7），2007年林地、灌丛、园地、旱地、未利用地、水田这6种类型的脆弱性综合指数都较1990年有所降低，体现了20世纪90年代以来库区开展的一系列生态工程的效果。其中减少较多的依次是水田、灌丛、林地和未利用地，分别为0.43、0.33、0.32和0.20，农村居民地的生态环境脆弱性指数比较稳定。此外，比较不同土地利用类型之间的生态环境脆弱性综合指数可以发现，其大小顺序基本保持为：城镇＞农村居民地＞未利用地＞旱地＞园地＞草地＞水田＞灌丛＞林地。
表7 不同土地利用类型的脆弱性综合指数
