康保县景观格局变化及其生态效应分析

论文摘要

景观是人类生活的载体,人类的一切社会活动和经济活动都是在一定的区域景观内进行。人类活动是形成景观,构建自然和人工管理斑块组成镶嵌体的重要动力。人类是景观变化的原始动力,也由此导致了目前的生态危机（Naveh,1995）。对景观格局变化研究,是进行景观生态学评价、景观生态设计管理等的基础,尤其在生态环境脆弱的地区,对于促进该地区的生态环境的改善和可持续发展具有重要理论与现实意义。康保县地处河北省坝上高原,是我国北方农牧交错带中段的典型地区,是生态环境的典型脆弱区。因此,研究其景观格局变化,并探讨变化的驱动力因素以及生态效应,对于改善本区生态环境,充分认识人类活动的利弊,促进坝上地区资源的合理利用,保障生态和粮食安全无疑具有重要意义。本文以康保县1987年、2000年、2005年三期Landsat-TM/ETM遥感影像为基础,从综合自然地理学、景观生态学的角度出发,在遥感（RS）、地理信息系统（GIS）等技术的支持下,结合康保县的区域特征,对康保县景观格局的变化进行分析,并在此基础上定性分析了该地区景观格局变化的驱动力,最后结合气候气象资料、野外实测数据及相关资料对景观格局变化的生态效应进行了分析。结果表明:（1）1987年研究区主要景观类型为耕地、草地、建设用地;2000年研究区主要景观类型为耕地、草地、林地和建设用地;2005年主要景观类型也为耕地、草地、林地和建设用地。通过对这三年的景观类型面积的相互对比可以看出,耕地面积不断减少,林地、草地面积呈大幅度增长,尤其在2000年至2005年这一研究区间内变化比较剧烈,建设用地面积也呈现出增加的趋势,未利用地面积先增加后减少。（2）基于单一土地利用类型动态度模型和综合土地利用动态度模型的分析结果,研究区整体景观变化速度较大。18年间,林地和草地都有了一定幅度的增长,尤其在2000年至2005年,林地的动态度高达38.48%,草地的动态度也达8.47%,建设用地也一定程度的增加,但变化幅度小于林地和草地;耕地不断减少,动态度为--4.69%。（3）通过景观类型转移矩阵分析可知,耕地面积大幅度减少,林地、草地面积大幅度增加,建设用地、未利用地均有一定程度的增加,水域面积持续减少。景观类型转移以耕地——草地,耕地——林地,林地——草地为主,且这些景观类型间的相互转化均是双向的。（4）利用景观格局指数对康保县景观格局变化进行分析,结果显示:1987年至2005年,康保县各景观要素斑块中,耕地、林地、建设用地、未利用地的斑块数量增加,草地、水域的斑块数量有少量的减少;1987年至2000年,耕地、林地、未利用地平均斑块面积向小型化发展,破碎度增加,而草地、建设用地的斑块向大型化发展;2000年至2005年,林地、草地、建设用地、水域的平均斑块面积有所增加,耕地、未利用地的平均斑块面积持续减少。1987年至2005年,各要素斑块的景观形状指数除未利用地外,全部都有了一定程度的降低,这说明斑块形状的复杂程度降低。在景观水平上,康保县景观的斑块数和密度都有所增加,多样性指数（SHDI）、均匀度指数（SHEI）均在增加,优势度（D）在减小,这说明康保县景观各要素的分配正在变得均匀,且景观异质性增加。蔓延度（CONTAG）在减小,平均斑块分维数（FRACMN）接近1,这说明康保县人类对景观的干扰程度较大,斑块相似性较强,破碎化程度变高。（5）对于本研究区,景观格局变化的最基本的驱动因素在2000年之前是自然因素和人口因素;到2000年之后,政策因素（退耕还林草政策）便成为康保县景观格局变化的最主要的因素。（6）景观格局的变化也反过来影响着自然环境以及人类的生产活动,本文利用野外实测数据较详细地分析了景观格局的变化（退耕还林草）对研究区域内土壤的影响。结果表明,在一定程度上,发现退耕还林草能够提高土壤养分水平,起到了较好的土壤生态效应,使得土壤质量在不同程度上得以恢复和提高;并且对减缓土壤风蚀起到了积极的作用。另外,景观格局的变化也将在一定程度上影响该地区的小气候和生物种类的变化。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 选题背景及意义
• 1.2 国内外研究进展
• 1.2.1 景观及景观生态学
• 1.2.2 相关研究进展
• 1.3 研究内容与技术路线
• 1.3.1 研究内容
• 1.3.2 研究思路及技术路线
• 第二章 研究区概况及数据处理
• 2.1 研究区概况
• 2.1.1 地理位置
• 2.1.2 自然概况
• 2.1.3 社会经济概况
• 2.1.4 主要生态问题
• 2.2 数据与数据处理
• 2.2.1 数据来源
• 2.2.2 数据预处理
• 2.2.3 景观类型分类体系
• 2.2.4 遥感解译分类
• 第三章 康保县景观格局变化分析
• 3.1 景观数量变化分析
• 3.1.1 康保县各景观类型数量结构的变化
• 3.1.2 康保县各景观类型数量动态变化分析
• 3.2 康保县景观类型空间转移分析
• 3.2.1 景观类型空间转移方法
• 3.2.2 结果与分析
• 3.3 康保县景观格局分析
• 3.3.1 景观格局指数的选取及计算
• 3.3.2 结果与分析
• 第四章 康保县景观格局变化的驱动力分析
• 4.1 自然因素
• 4.2 人口因素
• 4.3 经济因素
• 4.4 政策因素
• 4.5 技术因素
• 第五章 康保县景观格局变化的生态效应分析
• 5.1 康保县景观格局变化对气候的影响
• 5.2 康保县景观格局变化对土壤的影响
• 5.2.1 康保县景观格局变化对土壤养分的影响
• 5.2.2 康保县景观格局变化对土壤侵蚀的影响
• 5.3 康保县景观格局变化对生物的影响
• 第六章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 问题与展望
• 参考文献
• 致谢