流沙河上游景观演变与土壤有机碳储量变化

论文摘要

本文利用1982年和1994年两期土地利用现状图及2007年遥感资料,在ArcGIS9.0平台上,选取多样性、均匀度、破碎度、分离度和分维数等指数分析了流沙河上游景观格局演变特征及其影响因素;同时应用景观生态立地分类体系,分别研究了流沙河上游景观细微尺度上1982年和2007年土壤有机碳储量及其变化与景观格局演变的关系,研究结果分述如下:景观整体多样性指数和均匀度指数增大,优势组分有林地、旱地对景观的控制作用不断减弱;景观整体破碎度增大,斑块间离散度增大,景观形状变得较为复杂。影响因素分析表明,集镇和主要公路的影响使得其周围景观的分布以人为景观旱地为主。地形因素中,居民点、水田在15°坡度以下区域和平地、阴坡上广泛分布;有林地、灌木林和荒草地等景观在15°以上坡度级分布较广,其中有林地阴坡分布稍高于其余坡向,灌木林阳坡分布多于阴坡,旱地在半阳坡出现分布峰值。1982年研究区内土壤有机碳密度介于3.07～16.35 kg/m2之间,平均值为7.35kg/m2,各类地形中斜坡上碳密度值最高,不同土地利用类型中水田和旱地碳密度最大;土壤有机碳储量介于0.40～451.78×105kg之间,总量为2.91×108kg,各类地形中斜坡、缓坡和平坝地形碳储量均较大,不同土地利用类型下旱地碳储量远高于其他类型。2007年研究区内土壤有机碳密度介于2.13～18.13 kg/m2之间,平均值为7.82kg/m2,各类地形中也以斜坡地形的碳密度值最高,不同土地利用类型中水田碳密度最大;土壤有机碳储量介于4.69～570.01×105kg之间,总量为3.15×108kg,各类地形中斜坡地形碳储量最大,不同土地利用类型下也以旱地储量最大。1982年到2007年的25年间,流沙河上游表层土壤和土体深度内土壤有机碳储量的变化趋势相同,0-30cm内土壤有机碳储量从1.43×108kg增加到1.82×108kg,土体深度内土壤有机碳储量也从2.91×108kg上升到3.15×108kg。流沙河上游流域1982～2007年间,有林地、灌木林和水田景观面积增加,荒草地和旱地景观面积减少。各景观类型上的有机碳储量的变化趋势同其面积的变化幅度相近,而灌木林和荒草地两类景观的土体平均有机碳密度变化与其面积的变化趋势相反。景观类型中旱地和水田的分布面积、土体平均有机碳密度和有机碳储量均明显高于其余类型。随景观多样性和均匀度指数的减小,破碎度指数有所降低;流沙河上游流域内土壤有机碳储量上升。旱地和水田景观类型中,均有小斑块数目占优、大斑块面积最广的分布格局;每期景观中均以小斑块的分离度和大斑块的分维数最大,且大斑块土壤中平均有机碳密度总体较大。两种指数相比,分离度与有机碳密度的相关性较低,而分维数与碳密度的联系较紧密,当斑块级别的分维数变化较大时其碳密度的变化也相对明显,且总体呈负相关趋势。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 1 绪论
• 1.1 立题背景
• 1.2 研究现状综述
• 1.2.1 研究内容
• 1.2.2 研究方法
• 1.3 研究目标、研究内容和技术路线
• 1.3.1 研究目标
• 1.3.2 研究内容
• 1.3.3 技术路线
• 2 研究区域概况与试验方案
• 2.1 研究区域概况
• 2.1.1 自然条件
• 2.1.2 社会经济条件
• 2.2 试验方案
• 2.2.1 区域资料收集
• 2.2.2 土壤样点布设
• 2.2.3 景观格局演变分析方法
• 2.2.4 土壤有机碳密度和储量计算方法
• 3 流沙河上游景观格局演变及其影响因素分析
• 3.1 流沙河上游景观格局演变研究
• 3.1.1 景观类型的结构变化特征
• 3.1.2 景观空间格局动态变化分析
• 3.2 流沙河上游景观格局演变的影响因素分析
• 3.2.1 地形
• 3.2.2 集镇
• 3.2.3 主要公路
• 本章小结
• 4 流沙河上游土壤有机碳密度和储量变化
• 4.1 1982年土壤有机碳密度和储量
• 4.1.1 土壤有机碳密度的空间分布
• 4.1.2 土壤有机碳储量
• 4.1.3 土壤有机碳密度和储量的影响因素
• 4.2 1982年土壤有机碳密度和储量
• 4.2.1 土壤有机碳密度的空间分布
• 4.2.2 土壤有机碳储量
• 4.2.3 土壤有机碳密度和储量的影响因素
• 4.3 1982年～2007年土壤有机碳密度和储量变化
• 4.3.1 0～30cm土壤有机碳密度和储量变化
• 4.3.2 土体深度内土壤有机碳密度和储量变化
• 本章小结
• 5 景观格局演变与土壤有机碳密度和储量变化
• 5.1 各景观面积变化与其有机碳密度和储量变化
• 5.2 景观总体异质性指数变化与土壤有机碳储量变化
• 5.3 主要景观斑块分级标准下分离度和分维数指数与土壤有机碳密度变化
• 5.3.1 旱地景观
• 5.3.2 水田景观
• 本章小结
• 6 结论和展望
• 6.1 主要结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 作者简历