基于GIS的孟家岗林场森林景观生态经营规划的研究

论文摘要

本研究以黑龙江省孟家岗林场1989年和2006年两期森林资源二类调查数据为基础,结合1:2.5万林相图及1:2.5万地形图等数据,利用GIS技术和景观格局分析软件包FRAGSTATS进行分析,计算景观格局指数。根据这些指数的计算结果,分析孟家岗林场的景观要素动态变化情况。根据植被覆盖和地貌的情况,选取若干个景观要素影响因子,运用SPSS统计分析软件,采用主成分分析法建立森林景观要素评价指标体系;同时根据对生物多样性的调查,得出各斑块生物多样性得分情况。按照景观生态规划的主要原则,以及以上分析评价结果,运用GIS软件的空间分析、统计功能,对孟家岗林场的森林景观进行规划。得出结论如下:研究区域的景观基质是林地,17年间林地、农田面积增加。与此同时,非林地总面积减少且分布范围较集中。森林覆盖率有所增长,人工林面积增加,林种结构有所改善。由于孟家岗林场森林景观要素类型的增加,以及人为干扰的加剧,使得森林景观的分离度和破碎度也在增加;虽然落叶松林为该研究区域的优势景观要素类型,但其优势度却在逐渐降低,表明落叶松景观要素在向其它景观要素类型转化。对孟家岗林场进行景观内部结构指数分析,表明阔叶树和混交林景观要素类型是以成、过熟林为主,三大主要针叶树种以中龄林和近熟林为主,人为干扰的加剧,使针叶林年龄结构趋于单一化。应用马尔柯夫转移矩阵模型,对孟家岗林场的景观进行了动态预估。结果表明:荒地、沼泽地逐年减少,其中荒地有25.70%转化为农田,73.08%转化为林地,沼泽地有28.18%转化为农,64.71%转化为林地,其主要原因是林场充分利用荒山荒地进行人工造林,使林场的立地得到价值最大化。许多斑块的类型转换主要是人为经营活动促进的结果,但景观主导因素不会发生太大的变化。研究中采用景观要素分析和景观生物多样性综合分析方法,借助GIS的空间分析功能,通过景观功能分区和生态廊道的构建来实现孟家岗林场景观规划。景观管理应本着大力发展人工林景观完整性以及生物多样性为原则,注重考虑景观要素和景观格局优化以及景观单元在空间上的生态合理性。本研究从景观生态学的视角,探索了20世纪80年代末期以来孟家岗林场景观格局动态变化及其优化规划的思路,其研究成果能为同类林业的景观生态规划研究提供参考。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 景观生态学概念与内涵
• 1.1.1.景观与景观生态学概念
• 1.1.2 景观生态学的主要研究进展及内容
• 1.2 森林景观生态及研究现状
• 1.2.1 森林景观生态的主要研究内容
• 1.2.2 森林景观生态的研究现状
• 1.2.3 森林景观生态研究存在的问题
• 1.3 森林景观生态规划
• 1.3.1 发展背景
• 1.3.2 研究现状
• 1.4 3S 技术在景观生态学研究上的应用
• 1.5 我国人工林现状
• 2 研究区域概况及数据整理
• 2.1 研究区域概况
• 2.1.1 地理位置与行政区划
• 2.1.2 自然地理概况
• 2.1.3 森林资源概况
• 2.1.4 孟家岗林场经营历史
• 2.2 主要解决问题及技术路线
• 2.2.1 主要解决问题
• 2.2.2 技术路线
• 2.3 数据处理
• 2.3.1 几何配准
• 2.3.2 景观要素分类
• 2.4 森林资源现状分析
• 3 孟家岗林场景观要素结构及动态变化分析
• 3.1 研究方法
• 3.2 景观指数的计算
• 3.2.1 景观多样性指标
• 3.2.2 景观空间形状指标
• 3.2.3 森林景观要素内部结构指标
• 3.3 结果与分析
• 3.3.1 景观要素组成结构变化
• 3.3.2 森林景观多样性的变化
• 3.3.3 景观空间形状指标
• 3.3.4 森林景观内部结构分析
• 3.4 景观动态模拟
• 3.4.1 马尔柯夫模型
• 3.4.2 转移矩阵
• 4 孟家岗林场景观规划分析
• 4.1 景观规划原则及方法
• 4.1.1 森林景观生态规划的原则
• 4.1.2 生物多样性保护区域的规划
• 4.1.3 总体思路
• 4.2 森林景观系统要素的因素分析
• 4.2.1 景观生态系统要素指标的选择
• 4.2.2 指标的标准化
• 4.2.3 指标权重的计算
• 4.2.4 计算结果
• 4.3 规划结果与分析
• 4.3.1 景观系统要素的规划
• 4.3.2 森林景观生物多样性的规划
• 4.4 孟家岗林场景观生态功能分区
• 4.4.1 景观功能分区
• 4.4.2 生态廊道及缓冲区的构建
• 4.4.3 孟家岗林场规划的建议
• 结论与讨论
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 致谢