贺兰山—银川盆地景观格局分析与景观规划

论文摘要

山盆组合是中国地貌的典型特点。国内对西北干旱区（内流河）山盆系统的景观格局与生态范式及绿洲的可持续发展研究较多,而对外流河山盆系统的相关研究较少。贺兰山是宁夏境内的主要山体,也是将我国分为东西两界的山脉之一。银川平原是在银川断陷盆地上沉积而成,黄河外流而过。随着资源紧缺、人口增加、水土流失及生态环境恶化等一系列问题的出现,分析贺兰山——银川盆地景观生态过程和格局变化,规划调整土地利用结构,制定景观管理对策和生态生产范式,对于整个山盆系统的功能优化和可持续发展有着重要的意义,也将为其它外流河山盆系统的自然资源管理、景观生态规划与整体管理提供借鉴模式。本研究以贺兰山——银川盆地的典型样带永宁县为研究区域,采取野外调查、田间试验、室内分析化验与3S（RS、GIS、GPS）技术手段相结合,运用景观生态学、自然地理学的理论和方法,研究了贺兰山——银川盆地的景观格局和景观类型间的相互转移,并对其多年生态过程和目前生态足迹进行了分析,评价了贺兰山——银川盆地景观健康状况。基于土壤、水分、生物等自然要素的空间变异,建立了研究区空间数据库,通过GIS的叠加分析,划分了景观单元,制定了管理对策。取得了以下主要结论:⑴研究区自然本底分析表明:灌淤土是第一大土壤类型,其次是淡灰钙土。土壤有机质高低顺序:山地土壤>盆地冲积平原土壤>洪积扇平原土壤。主要土壤类型的平均分形维数大小是:潮土>灌淤土>淡灰钙土>风沙土;不同土壤的肥力和植被分布特征不同。研究区水资源总消耗量4.0×108m3,其中农业用水占总耗水量的88.78%,水资源缺口达0.781×108m3。水质污染造成银川盆地水质缺水。冬小麦+麦套玉米模式的水分利用效益和经济效益最高;经济林树种中水分利用效益高的是酿酒葡萄、枸杞、桃。5月中旬到7月初是银川盆地的用水高峰。贺兰山——银川盆地系统中18种代表性的乔、灌、草及栽培作物中小麦和荒漠、沙生植物的δ13C值较高。⑵气候变化、自然要素变迁、人口增加与经济发展等生态过程显著影响着贺兰山——银川盆地山盆系统的景观格局变化。近20年来,整体格局发生了明显的改变,均匀度和多样性下降,异质性水平降低。1989～2007年间,景观类型结构明显发生变化,土地转移频繁。土地利用动态度以水浇地、沙荒地、建筑用地的年变化率最大,其中水浇地、建筑用地呈净增长,沙荒地呈负增长。NDVI指数计算表明:低盖度土地面积明显减少,中低盖度和中盖度面积则大幅增加。多种驱动力导致了整体景观、景观类型和景观交错带的结构发生变化。⑶研究区2006年的人均生态足迹是3.830hm2,人均生态承载力只有2.686hm2,人均生态赤字1.144hm2,资源的消耗已严重超出其再生能力。应用层次分析法建立了贺兰山——银川盆地景观健康评价体系,景观健康指数（LHI）为3.265,说明贺兰山——银川盆地的景观健康状况有所改善,但提高的幅度并不大。⑷通过对自然要素主导因子进行GIS叠加分析,将研究区划分为3个一级单元和9个二级景观单元,并进行了功能定位和空间布局。基于整个山盆系统内山地、平原、黄河、台地上分布的7个自然植被带,提出了山地-平原绿洲—黄河—台地的生产生态范式。⑸针对各景观单元的有利条件和限制性因素,提出生产性单元要以作物结构调整、配方施肥、优化种植模式、节水灌溉为突破口;半生产性单元通过风沙土治理、培肥地力、节水灌溉改善功能;保护性单元采取封育为主、人工干预为辅的保护策略。本研究的特色和创新在于:应用自然地理学和景观生态学及3S技术首次对外流河贺兰山——银川盆地的景观格局进行了研究,并对山盆系统景观现状进行了评价,将山体—盆地（平原）看做是一个有机的整体,根据自然要素分异划分一二级景观单元,辨识限制因子,合理安排土地利用,制定了单元管理对策。基于贺兰山——银川盆地是一个生态连续的复合系统,创新性地提出以整个山盆系统做为景观整体管理的尺度;基于贺兰山——银川盆地处于生态脆弱圈内山地森林带、山地灌草带、山麓荒漠草原带、洪积平原带、黄河冲积平原带、黄河滩涂湿地带、鄂尔多斯台地荒漠草原带等7个植被带的水平和垂直地带性特点,提出了贺兰山——银川盆地系统山地-平原绿洲—黄河—台地的生产生态范式。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 引言
• 1.1 选题的背景及必要性
• 1.2 研究目的和意义
• 1.3 景观生态学理论及应用研究进展
• 1.3.1 景观和景观生态学
• 1.3.2 景观格局分析研究进展
• 1.3.3 景观生态规划和功能优化研究进展
• 1.4 山盆系统研究进展
• 1.4.1 中国山盆系统的形成和演变
• 1.4.2 山盆系统的研究进展
• 1.4.3 山盆系统的研究展望
• 1.5 生态交错带研究综述
• 1.5.1 生态交错带的定义
• 1.5.2 生态交错带的判定方法
• 1.5.3 生态交错带的研究价值
• 2 研究内容、方法与技术路线
• 2.1 研究内容
• 2.2 研究方法
• 2.2.1 遥感图像处理与矢量化
• 2.2.2 土壤与植物的分析化验方法
• 2.2.3 贺兰山－银川盆地景观格局分析方法
• 2.2.4 贺兰山－银川盆地生态交错带研究方法
• 2.2.5 景观健康评价方法
• 2.2.6 贺兰山－银川盆地整体规划方法
• 2.2.7 景观规划方法
• 2.2.8 数据和图表处理方法
• 2.3 研究技术路线
• 3 研究区自然地理与社会经济状况
• 3.1 研究区概况
• 3.2 自然地理条件
• 3.2.1 地形、地质与地貌
• 3.2.2 气候
• 3.2.3 自然植被和土壤
• 3.2.4 人工栽培植被
• 3.2.5 水资源
• 3.2.6 矿产资源及能源
• 3.3 社会经济条件
• 3.3.1 人口
• 3.3.2 经济发展
• 3.3.3 文化旅游景观
• 4 贺兰山－银川盆地自然资源的本底分析
• 4.1 贺兰山－银川盆地土壤资源分析
• 4.1.1 研究区土壤类型的空间数据库建立
• 4.1.2 银川盆地主要土壤类型的异质性分析
• 4.2 研究区水资源分析
• 4.2.1 水资源总量
• 4.2.2 地下水分布
• 4.2.3 水质
• 4.2.4 水资源管理战略及措施
• 4.3 生物资源分析
• 4.3.1 银川盆地主要作物及经济林树种的资源利用率
• 4.3.2 贺兰山——银川盆地常见植物种类的稳定性碳同位素分析
• 4.4 小结
• 5 贺兰山——银川盆地景观生态过程与格局分析
• 5.1 研究区多年景观生态过程分析
• 5.1.1 气候变化
• 5.1.2 自然资源要素与生态环境变异分析
• 5.1.3 社会发展变迁
• 5.2 研究区近20 年来景观格局动态变化
• 5.2.1 研究区景观格局分析
• 5.2.2 研究区土地转移与植被指数的变化
• 5.2.3 研究区景观格局变化的驱动力分析
• 5.3 贺兰山——银川盆地生态交错带研究
• 5.3.1 研究地点及样点的确定
• 5.3.2 沙地—农地生态交错带的环境与生物特点
• 5.3.3 沙地—农地生态交错带宽度的确定
• 5.4 小结
• 6 贺兰山——银川盆地生态足迹分析和景观健康评价
• 6.1 生态足迹方法介绍
• 6.2 研究区2006 年生态足迹计算与分析
• 6.2.1 永宁生态足迹计算结果
• 6.2.2 永宁生态足迹结果分析
• 6.2.3 生态足迹增加原因分析与减少途径
• 6.2.4 生态足迹分析方法的理论探讨与改进补充
• 6.3 贺兰山－银川盆地山盆系统景观健康评价
• 6.3.1 基于AHP 的贺兰山——银川盆地景观评价指标体系建立
• 6.3.2 贺兰山——银川盆地景观生态评价
• 6.4 小结
• 7 贺兰山－银川盆地景观整体规划与布局
• 7.1 规划目标
• 7.2 贺兰山－银川盆地景观规划原则
• 7.3 贺兰山——银川盆地景观单元功能识别及划分
• 7.3.1 研究区景观单元的识别和划分
• 7.3.2 贺兰山与银川盆地间的联系
• 7.4 贺兰山——银川盆地山盆系统的整体规划
• 7.4.1 景观整体管理的尺度探讨
• 7.4.2 贺兰山——银川盆地的管理尺度
• 7.4.3 贺兰山－银川盆地景观整体管理对策
• 7.4.4 基于格局分析的研究区景观类型的优化调整
• 7.5 贺兰山-银川盆地生态生产范式
• 7.5.1 内流河山盆系统的生态生产范式
• 7.5.2 贺兰山——银川盆地生态生产范式
• 7.6 研究区景观单元分区特征与功能
• 7.7 小结
• 8 贺兰山——银川盆地景观单元的管理对策
• 8.1 景观管理对策制定的总体思路
• 8.2 保护性景观单元的管理对策
• 8.2.1 贺兰山山地生态系统和荒漠草原的重要价值
• 8.2.2 保护性景观单元内重点自然资源和人文资源
• 8.2.3 保护性景观单元的保护目标
• 8.2.4 保护性景观单元的保护对策
• 8.3 半生产性景观单元的管理对策
• 8.3.1 适宜性评价
• 8.3.2 风沙土的治理
• 8.3.3 绿色果品基地的整体管理对策
• 8.3.4 以葡萄种植为代表的绿色果品基地管理
• 8.4 生产性景观单元的管理对策
• 8.4.1 影响生产性单元功能发挥的主要限制性因素分析
• 8.4.2 水稻的功与过
• 8.4.3 生产性景观单元的管理对策
• 8.5 其他景观组分的管理和利用
• 8.6 小结
• 9 结论与讨论
• 9.1 主要研究结论
• 9.2 研究特色与创新
• 9.3 讨论
• 附件：贺兰山——银川盆地自然景观
• 参考文献
• 个人简介
• 在读期间的学术成果
• 导师简介
• 致谢