藏北公路沿线车辆碾压干扰下矮嵩草草甸恢复演替及“3S”监测研究

藏北公路沿线车辆碾压干扰下矮嵩草草甸恢复演替及“3S”监测研究

论文摘要

草地的恢复演替和监测是草地生态恢复和牧区可持续发展研究的重要内容。西藏高寒草原地区车辆碾压严重破坏草地,而矮嵩草草甸是该地区主要的草地类型之一。本文研究碾压破坏矮嵩草草地恢复演替规律,为退化草地恢复提供理论和技术支持:同时在“3S”技术的支持下,对草地遥感监测方法进行探讨。 本文首先该对地区矮嵩草草甸恢复演替过程中的群落数量特征、地下生物量、地上生物量进行分析;接着探讨了植物区系和植物多样性特征;然后再对不同阶段的土壤物理特性、化学组成进行分析,并对土壤质量综合评价;在此基础上构建植物多样性生态空间模型,应用模型对演替不同阶段的植物生态空间分布特征进行分析,探讨植物多样性维持的机制;然后根据GPS提供的地理坐标,进行退化草地地理空间信息与遥感影像信息的相关分析,建立试验区退化草地评价的遥感信息模型,应用GIS的空间叠加分析功能,采用评价后比较的方法进行退化草地监测研究;最后,运用定性、定量综合分析的方法对草地退化驱动力系统进行研究。研究得出主要结论如下: (1)调查样方植物区系组成物种贫乏,以菊科、豆科、禾本科、蔷薇科、莎草科和石竹科植物最为重要,调查样方内累计出现高等植物41种,分属于13科30属,其中菊科,豆科,禾本科,蔷薇科四大科合计12属19种,占全部种数的46.34%。植被演替过程中植物科属种的累积为逻辑斯蒂增长,有43%的科、属、种在植被恢复的前期出现,演替中期达到80以上。物种丰富度指数(Margalef指数)、多样性指数(Shannon-Wiener指数、Simpson指数)以及Pielou均匀度指数的变化均表现为逻辑斯蒂函数变化规律;综合多样性指数(C)表现为峰值曲线,前期和后期均比较低,而中期最高。 (2)群落主要数量特征和综合数量随演替逻辑斯谛增长。群落特征主要受优势种控制,优势种变化趋势与群落一致,亚优势种和主要伴生种变化规律性不明显。优势种和亚优势种的重要性随演替进程逐渐分离。 地下生物量和地上生物量都呈逻辑斯谛增长,地下生物量最低为

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第一章 绪论
  • 1 选题意义
  • 1.1 理论意义
  • 1.2 现实意义
  • 2 研究内容
  • 3 论文的创新
  • 第二章 恢复生态学和草地3S监测研究进展
  • 1 恢复生态学研究进展
  • 1.1 恢复生态学的定义
  • 1.2 恢复生态学的发展
  • 1.3 国外恢复生态学研究概况
  • 1.4 我国恢复生态学研究进展
  • 1.5 国内外生态恢复重建研究存在的主要问题
  • 2 草地3S监测研究进展
  • 2.1 3S 技术及集成研究
  • 2.1.1 遥感(RS)
  • 2.1.2 地理信息系统(GIS)
  • 2.1.3 全球定位系统(GPS)
  • 2.2 3S与草地生产力估测
  • 2.2.1 草地生产力遥感估产研究
  • 2.2.2 草地估产与3S综合应用研究
  • 2.3 植被制图
  • 2.4 草原灾害的监测和预警
  • 2.4.1 草原蝗灾
  • 2.4.2 草原雪灾
  • 2.5 存在的主要问题
  • 第三章 研究方法
  • 1 自然背景
  • 1.1 区位
  • 1.2 气候
  • 1.3 水文
  • 1.4 植被
  • 1.5 土壤
  • 2 社会经济概况
  • 3 草地生态环境现状
  • 3.1 草地资源利用现状
  • 3.2 草地退化现状
  • 4 试验区选择的科学依据
  • 5 研究方法
  • 5.1 技术路线
  • 5.2 生态系统分析方法
  • 5.3 遥感方法
  • 5.4 样地设置
  • 5.5 采样
  • 5.5.1 植被调查
  • 5.5.2 生物量测定
  • 5.5.3 土壤测定
  • 5.6 数据分析
  • 第四章 植被数量特征研究
  • 1 引言
  • 2 研究方法
  • 3 群落数量特征
  • 3.1 植被高度
  • 3.2 植被密度
  • 3.3 植被盖度
  • 3.4 群落组成综合数量特征
  • 4 地上生物量和地下生物量
  • 4.1 地下生物量的垂直分布特征
  • 4.2 不同层次地下生物量的变化
  • 4.3 不同演替阶段草地群落地下生物量
  • 4.4 地上生物量
  • 4.5 地上生物量与地下生物量之间的关系
  • 5 讨论
  • 6 小结
  • 第五章 植物物种构成和多样性研究
  • 1 引言
  • 2 研究方法
  • 3 群落物种构成
  • 3.1 物种构成特征
  • 3.2 植物群落物种构成的动态
  • 4 植物多样性
  • 5 植物生活型分布
  • 6 讨论
  • 7 小结
  • 第六章 土壤质量研究
  • 1 引言
  • 2 研究方法
  • 3 土壤物理性状分析
  • 3.1 土壤颗粒组成
  • 3.2 孔隙度与容重
  • 4 土坡营养特征分析
  • 4.1 有机质
  • 4.2 N素
  • 4.3 P素
  • 4.4 K素
  • 5 不同演替阶段土壤退化评价
  • 6 讨论
  • 6.1 恢复演替与土壤物理质量
  • 6.2 恢复演替与土壤营养特征
  • 7 小结
  • 第七章 物种多样性维持的生态空间模型
  • 1 引言
  • 2 模型建立
  • 2.1 理想模型
  • 2.1.1 生态空间模型
  • 2.1.2 生态位模型
  • 2.1.3 生态位的空间模型
  • 2.2 模型占有率问题
  • 2.2.1 定义和假设
  • 2.2.2 模型的空间占有率和多样性
  • 2.3 演替空间模型的基本特征
  • 2.4 演替中的生态空间拓展
  • 2.4.1 原生演替的空间拓展模型
  • 2.4.2 次生演替的空间拓展模型
  • 3 模型的应用
  • 3.1 基本测(维)度
  • 3.2 恢复演替不同阶段空间模型
  • 3.3 土壤质量决定的生态空间
  • 4 讨论
  • 4.1 中度干扰假说
  • 4.2 资源有效性
  • 4.3 干扰与资源竞争
  • 5 小结
  • 第八章 碾压干扰退化草地遥感监测
  • 1 引言
  • 2 碾压干扰与退化草地
  • 3 试验区及采样设计
  • 4 研究对象的遥感信息特征属性
  • 4.1 研究对象的空间分布特征
  • 4.2 光谱反射与辐射特征
  • 4.3 时相变化特征
  • 4.4 研究区地理遥感信息模型的定义
  • 5 遥感信息源特征及其选择
  • 5.1 SPOT卫星及数据信息特征
  • 5.2 遥感信息源选择
  • 5.3 遥感影像处理
  • 6 草地退化评价
  • 6.1 草地退化地面评价指标
  • 6.1.1 样方数据处理
  • 6.1.2 地面评价指标
  • 6.2 退化草地遥感评价指标
  • 6.2.1 单波段亮度值
  • 6.2.2 派生数据的计算
  • 7 地面评价指标与遥感评价指标的相关性
  • 7.1 相关分析方法
  • 7.2 相关分析结果
  • 8 草地退化评价的遥感信息模型
  • 8.1 拟采用的模型形式
  • 8.2 最佳回归变量选择
  • 8.3 最佳回归模型选择
  • 8.4 遥感信息模型的建立
  • 8.5 遥感信息模型的检验
  • 9 矮高草草地退化评价
  • 9.1 矮篙草草地退化评价标准
  • 9.2 草地退化图的编制
  • 10 小结
  • 第九章 草地演替驱动力系统分析
  • 1 引言
  • 2 草地演替驱动力系统
  • 2.1 草地演替的系统论解释
  • 2.2 草地演替驱动力的系统论解释
  • 2.3 驱动力系统的结构分析
  • 3 主要驱动力定性分析
  • 3.1 自然因素
  • 3.1.1 气候寒冷干旱
  • 3.1.2 风力
  • 3.1.3 土壤发育程度低
  • 3.1.4 鼠、虫害比较严重
  • 3.1.5 有机质分解速度慢
  • 3.2 社会经济因素
  • 3.2.1 人畜矛盾突出
  • 3.2.2 草畜矛盾突出
  • 3.2.3 草地建设与管护力度不够
  • 4 主要影响因素定量分析
  • 4.1 研究方法
  • 4.2 变量选择
  • 4.3 结果与分析
  • 5 小结
  • 第十章 结论与展望
  • 1 结论
  • 1.1 植物物种构成和多样性
  • 1.2 植被数量特征
  • 1.3 土壤质量
  • 1.4 物种多样性维持的生态空间模型
  • 1.5 草地退化评价的遥感信息模型
  • 1.6 草地演替驱动力分析
  • 2 本研究的展望
  • 攻读学位期间参加科研项目
  • 攻读学位期间发表论文目录
  • 致谢
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