论文题目: 川中丘陵区人为影响下的乡村景观格局和碳氮长期变化研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 作物栽培与耕作
作者: 李首成
导师: 程序
关键词: 技术,乡村景观分类,景观生产力,碳源,汇功能,氮源,汇功能,长期变化
文献来源: 中国农业大学
发表年度: 2005
论文摘要: 本文利用获得的川中丘陵地区LANDSAT 7、IKONOS高分辨率(1m)卫星影像和GIS、GPS技术,通过乡村景观抽样,景观分类,景观制图,获得了较为精确的和完整的1945年和2002年两个不同历史时期的乡村景观类型构成信息。基于此,研究了四川盆地丘陵中部典型乡村景观构成和异质性特征及其长期变化,乡村景观生产力水平的长期变化以及碳、氮源汇功能的长期变化。主要研究结果如下。 一、随着人口的增加和人为活动影响的加剧,川中丘陵区乡村景观2002年比1945年发生了很大变化,改变强度为-91.60～231.23%。生态立地类型减少的有16个,新增的类型有22个。 二、川中丘陵地区乡村景观的异质性在不同景观分层上有较大变化,尤其是多样性指数、优势度指数和破碎度变化较大,均匀度、分形维数变化较小。多样性指数1.4667～2.4225;破碎度2.2286～4.9937。2002年与1945年比较,景观多样性指数增加了15.75～46.61%,破碎度指数提高了80.55～153.85%。 三、2002年乡村景观生物量平均每公顷32.41吨,较1945年提高了57.71%;景观生产力为27.46吨/ha,较1945年提高了138%。乡村景观生态系统有较弱的碳汇能力表现。3平方公里的样本区内,碳的固定量为291.33吨,即,每平方公里97.11吨。这一研究发现,对于国内外学术界长期争论的东南亚地区农田温室气体功能、全球“遗失”碳库等问题,提供了有价值的一手资料。景观内总N的平衡状况是输入大于输出。1945年,系统内净输入氮每公顷约0.08吨,2002年约0.56吨。2002年N素施用水平为484.48～1307.92kg/ha,其中化肥N施用量249.92～838.83kg/ha,超过了化肥N施用的安全线。氮素使用存在明显不合理部分,无效N投入比例达到了41.09%,成为乡村面源污染的重要源。 由于本项研究综合运用高分辨率(1m)卫星影像、地理信息系统和GPS技术,以及应用权威性的土地利用历史资料,乡村景观的分辨力较高,因此,研究结果的可信度高。同时,结合进行了典型村农产景观管理调查和老人历史访谈,实地研究乡村景观结构、分类和功能的长期变化和人为活动的影响,为研究村级以下小尺度农业景观生态系统提供了可资借鉴的方法,具有独创性。
论文目录:
第一章 绪论
1.1 全球变化和景观变化研究
1.1.1 全球变化研究进展
1.1.2 景观变化研究在全球变化研究中的作用和意义
1.1.3 人类活动对景观变化的影响
1.1.4 景观规划、生态系统管理与可持续农业
1.2 乡村景观及其研究
1.2.1 乡村景观的含义和范围的界定
1.2.2 人类活动对乡村景观的影响
1.3 碳、氮、磷的生物地球化学循环研究进展
1.3.1 碳循环研究
1.3.2 氮循环研究
1.3.3 碳氮循环的模型研究方法
1.4 川中丘陵地区的景观研究
1.4.1 川中丘陵地区农业景观的变化
1.4.2 川中丘区农业景观变化所面临的问题
1.5 关于本题研究的立题背景、目的、内容和研究方法
1.5.1 立题背景和研究目的
1.5.2 研究的目标和假设
1.5.3 研究方法和技术路线
第二章 典型研究样区域(AOI)的选择和区内样本设计
2.1 区域选择和样本设计方法
2.1.1 四川盆地丘陵区典型研究区域(AOI,Area of Interest)选择
2.1.2 村级尺度上乡村景观样本设计
2.2 选择结果
2.2.1 典型研究区(AOI)的确定
2.2.2 典型村的选择结果
2.2.3 景观样本选择结果
2.2.4 样本代表性分析
2.3 研究区县域自然、生态和社会概况
2.3.1 地理位置
2.3.2 地形地貌
2.3.3 水文状况
2.3.4 土壤
2.3.5 气候
2.3.6 植被及农作物
第三章 乡村景观生态分类与制图
3.1 研究方法
3.1.1 材料与设备
3.1.2 乡村景观分类
3.1.3 乡村景观制图
3.2 川中丘区乡村景观分类与制图结果
3.2.1 分类结果
3.2.2 景观制图结果
第四章 川中丘陵区乡村景观结构特征及变化
4.1 计算分析方法
4.1.1 景观单元水平上的有关指标计算
4.1.2 景观水平上的有关指标计算
4.2 川中丘区乡村景观结构特征及其变化
4.2.1 乡村景观结构特征
4.2.2 乡村景观的变化
4.3 川中丘区乡村景观异质性特征及其变化
4.3.1 乡村景观异质性特征
4.3.2 乡村景观异质性的变化
第五章 川中丘区乡村景观生产力和碳氮的长期变化
5.1 研究方法
5.1.1 2002年乡村景观的研究方法
5.1.2 1945年乡村景观的研究方法
5.2 结果与分析
5.2.1 2002年和1945年乡村景观管理异质性特点
5.2.2 川中丘陵地区乡村景观生产力及其长期变化
5.2.3 川中丘陵地区乡村景观碳平衡及其源汇变化
5.2.4 川中丘陵地区乡村景观氮平衡及其长期变化
第六章 讨论与结论
6.1 讨论
6.1.1 关于基于高分辨率卫星图进行乡村景观研究的方法
6.1.2 关于川中丘陵区人为活动对景观变化的影响
6.1.3 关于川中丘陵区乡村景观生产力与碳氮源／汇功能
6.1.4 乡村景观异质性对土壤碳、氮的空间分布的影响
6.1.5 乡村景观异质性管理与生态系统管理
6.2 结论
参考文献
附录
致谢
个人简介
发布时间: 2005-07-18
参考文献
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