呼伦贝尔森林—草原生态交错区景观格局时空动态研究

论文摘要

呼伦贝尔森林-草原交错区属于中大尺度的生态交错带,是我国著名的大兴安岭林区与呼伦贝尔大草原唇齿相依的区域,是我国北方重要的生态屏障。最近十几年来,由于受全球气候变化和人类活动的共同影响,交错区林线上移、森林资源缩减,植被退化、草地沙化、水土流失日趋激烈,并已严重制约当地资源环境、经济社会的可持续发展。现今,国内有关森林-草原交错区景观结构、功能特征动态变化分析的案例还较少,交错区景观变化的方向和速率,未来景观变化的趋势,以及到目前为止已采取的各项有关森林、草原的保护政策、措施在该区域景观变化中的成效如何,这些问题都还没有一个系统性的研究。本研究基于GIS与RS相结合的方法,解译并提取了1988年、1995年、2000年和2005年四期呼伦贝尔森林-草原交错区的景观格局空间分布信息,运用景观生态学的方法,系统地分析了17年来研究区内各景观类型之间的面积转移规律与景观格局指数变化的时空动态趋势,以及交错区景观格局随地形因子的变化规律,并借助与马尔柯夫模型,对交错区未来景观格局变化的方向进行了模拟预测。主要研究结论为:（1）1988～2005年期间,研究区内各景观类型之间转换频繁。其中,林地面积减少量最多,达7858.15km2,动态度最大值为1.89,主要转换为草地与耕地,未利用土地面积增加量最多,净增4087.25km2,动态度最大值达到了14.91,增加的面积主要来源于草地和林地。主要景观类型质心向东偏移,其中,林地景观的质心向东南方向偏移了50.22°大约4.48km;草地景观整体向东北方向偏移了79.96°大约29.93km。（2）景观和类型两种不同尺度下的景观特征指数的分析反映了,随着时间的迁移,研究区景观呈现出破碎化、异质化、多元化逐步增加的趋势;各景观类型的斑块数量增多,斑块面积减小,斑块形状越来不规则,分散程度增加,主要景观类型的优势作用越来越不明显的特点。并且,通过景观持续性的研究,研究区景观动态变化的这种趋势仍将进一步的延续。（3）通过呼伦贝尔森林-草原交错区景观格局地形因子分异研究表明:随着海拔、坡度和坡向的变化,研究区景观格局也随之发生有规律性的变化,而且在不同地形因子分级水平下影响程度有所不同,呈明显地规律性分布。主要景观类型大多分布在海拔4001200米、坡度≤25°的范围之内。（4）基于Markov模型的景观类型之间面积转移规律的模拟预测表明,从2005年到2020年,草地面积所占比例由35.08%下降到了32.529%;耕地和未利用土地面积增长幅度最大,到2020年为止,耕地和未利用土地这两种景观类型所占交错带总面积的比例将分别达到7.573%和6.132%。主要景观类型向其他景观类型转移的趋势将仍会延续,但是随着一系列相关政策、法规的不断完善,以及“退耕还林还草”、“三北防护林工程”、“围栏封育”等一些措施的实施,面积转移的幅度将会逐步减小,但是随着人类活动的愈加频繁,交错区受到的干扰也在随之增加,进一步加强和实施科学管理、有效保护资源,维护交错区可持续发展将势在必行。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1. 引言
• 1.1 研究背景与立题依据
• 1.2 研究的目的与意义
• 1.3 国内外相关研究现状
• 1.3.1 国外研究现状及进展
• 1.3.2 国内研究现状及进展
• 1.4 研究内容与技术路线
• 1.4.1 主要研究内容
• 1.4.2 技术路线
• 2. 研究区概况及数据预处理
• 2.1 研究区概况
• 2.1.1 地理位置
• 2.1.2 地形地貌
• 2.1.3 气候水文
• 2.1.4 植被土壤
• 2.1.5 社会经济
• 2.2 资料收集及数据预处理
• 2.2.1 遥感影像数据收集
• 2.2.2 其他数据收集
• 2.2.3 野外调查情况
• 2.2.4 数据预处理
• 3. 呼伦贝尔森林-草原交错区景观分类及面积动态变化研究
• 3.1 景观分类与测量
• 3.1.1 景观类型的划分
• 3.1.2 景观类型的测量方法
• 3.2 景观类型面积转移分析
• 3.2.1 景观面积转移矩阵
• 3.2.2 景观类型面积变化的研究
• 3.3 景观类型转移动态度分析
• 3.3.1 景观转移动态度模型
• 3.3.2 景观类型转移动态度变化研究
• 3.4 主要景观类型质心空间变化分析
• 3.4.1 质心转移模型
• 3.4.2 森林-草原景观质心的动态变化分析
• 4. 呼伦贝尔森林-草原交错区景观格局特征指数研究
• 4.1 景观格局指数和景观持续性指数
• 4.1.1 景观水平的景观格局指数
• 4.1.2 类型水平的景观格局指数
• 4.1.3 景观持续性指数
• 4.2 景观水平上的景观特征指数分析
• 4.3 类型水平上的景观特征指数分析
• 4.4 景观水平上的景观持续性分析
• 4.5 类型水平上的景观持续性分析
• 5. 呼伦贝尔森林-草原交错区景观地形因子分异研究
• 5.1 地形因子的提取和分级
• 5.2 主要景观类型分布随坡度的变化研究
• 5.3 主要景观类型分布随坡向的变化研究
• 5.4 主要景观类型分布随高程的变化研究
• 6. 呼伦贝尔森林-草原交错区景观动态变化的模拟预测
• 6.1 马尔柯夫过程简介
• 6.2 转移概率矩阵的建立
• 6.3 转移概率矩阵的修正
• 6.4 研究区未来景观格局模拟预测
• 7. 结论与展望
• 7.1 主要结论
• 7.2 展望
• 参考文献
• 附图
• 个人简介
• 导师简介
• 致谢