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锡林郭勒盟植被覆盖时空变化及关键区生态安全格局研究

2020-12-02阅读(248)

锡林郭勒盟植被覆盖时空变化及关键区生态安全格局研究

论文摘要

草原是我国面积最大的陆地生态系统和重要生态屏障,发挥着防风固沙、保持水土、涵养水源、维持生物多样性等许多重要的生态功能。草原植被作为草原生态系统格局中的一种重要组分,是草原环境中最具有生命力的生态要素,是草原地区人民赖以生存和发展的资源载体。多少年来,草原地区植被在守护绿色、抵御风沙、孕育生命、承载文明的同时,也经历了无尽沧桑与风霜洗礼。特别是近年来全球气候暖化和人类活动影响加剧,草原生态面貌巨变。植被退化、草地沙化等问题及其引发的关联效应十分突出,已经成为制约地区乃至全国经济社会可持续发展的重要瓶颈。以植被覆盖变化为切入点,开展植被恢复动态与保护研究,有助于进一步了解草原生态系统演变规律,对丰富和发展草原生态恢复学理论、切实地指导草原生态保护、植被建设、区域可持续发展具有十分重要的科学价值和现实意义。本研究以锡林郭勒盟为研究区,以长时间序列植被覆盖遥感数据为基础,在GIS、遥感技术和结构方程模型支持下,结合实地调研,综合运用地图学与地理信息系统、景观生态学、土地评价与管理学、地统计学等学科理论与方法,多时段、多角度分析了研究区植被盖度时空变化与恢复动态,定量化解析了其空间差异的影响因子及其作用机制,基于此模拟和辨识出对区域植被恢复和生态安全具有战略意义的生态关键单元,耦合自然、人类活动干扰等多种因素进行生态关键区生态安全评价,提出生态安全格局与植被恢复策略,为人类活动影响下植被恢复和草原生态系统管理提供科学依据。取得的主要研究结果:（1）锡林郭勒盟以自然植被为主体,1981-2006年区域植被覆盖度整体趋于下降。研究时段内植被恢复程度空间差异较大,东部植被趋于改善,西部植被趋于退化,总体上植被退化面积要大于改善面积。（2）1961-2000年研究区93.76%的区域内年降水量呈现增加趋势,对植被盖度增加具有积极作用,植被改善最明显的降雨区段为200～250mm。1961-1998年多年平均气温随年份均呈现轻微增加趋势,93.8%的区域年平均气温与植被盖度呈正相关。1998-2010年,900～1200m高程分布区内植被改善明显,0-3°坡度分布区植被覆盖变化明显,相同坡度条件,植被退化单元频率较高。（3）在2000-2010年、各旗（县）水平上,年降水量、年平均气温变异、平均高程、平均坡度、最大耕种面积是影响植被盖度平均值变化的主导因子,共同解释了植被盖度变化的96%,年平均降水量对植被恢复直接作用最大;平均高程、平均坡度、年平均降水量、年平均温度等因子变异和多年平均载畜量是影响植被盖度空间变异的主导因子,解释度达到0.89,平均高程变异系数对植被盖度空间变异作用最大,年平均降水量变异系数次之。（4）以1981-2006年为时段,研究区植被覆盖度最佳区（植被盖度为0.8以上）重心空间漂移较大,表现出明显的不稳定性和波动性,历史研究时段内区域最佳植被覆盖单元空间占比最大为33%（1996年）,最小为6%（2000年）,随着时间递进,最佳植被覆盖空间占比呈下降趋势。（5）根据最佳植被覆盖单元分布及其发生频次,确定了植被恢复的生态关键单元分布,研究区植被生态关键区面积20794km2,占比为10.38%。通过生态关键单元空间受阻分析,划定出全域植被恢复的生态功能区。（6）综合考虑自然地理、社会经济发展因素及其差异,从景观格局稳定性、生态脆弱性和人类活动干扰影响,构建了生态关键区生态安全评价模型,确定了生态安全格局,提出了植被恢复与生态保护策略。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 1. 绪论
  •   1.1. 研究背景与意义
  •   1.2. 国内外研究进展
  •     1.2.1. 草原生态系统:结构与功能
  •     1.2.2. 草原植被变化及驱动
  •     1.2.3. 草原植被退化与防治
  •     1.2.4. 草原地区植被恢复及影响因素
  •     1.2.5. 草原生态保护、生态关键区及安全格局
  •   1.3. 研究问题的提出
  •   1.4. 研究内容与技术路线
  •     1.4.1. 研究目标
  •     1.4.2. 研究内容
  •     1.4.3. 研究方法
  •     1.4.4. 拟解决的关键技术与难点
  •     1.4.5. 技术路线
  • 2. 研究区概况
  •   2.1. 研究区位置
  •   2.2. 自然环境概况
  •     2.2.1. 气候气象
  •     2.2.2. 地形地貌
  •     2.2.3. 土壤
  •     2.2.4. 植被
  •     2.2.5. 生物多样性
  •     2.2.6. 水文
  •   2.3. 经济社会现状
  •   2.4. 草原生态保护建设情况
  • 3. 基础地理信息数据库构建
  •   3.1. 数据来源
  •   3.2. 数据处理
  •     3.2.1. 基础地理信息数据处理
  •     3.2.2. 景观、土地利用类型等数据处理
  •     3.2.3. 植被、气候时间序列数据
  •   3.3. 数据分析
  •     3.3.1. 空间数据分析
  •     3.3.2. 数理统计分析
  •     3.3.3. 景观指数计算与分析
  •   3.4. 最小累积阻力面模型
  •   3.5. 研究区基础数据库的建立
  • 4. 锡林郭勒盟植被覆盖变化与恢复动态
  •   4.1. 植被类型、土地利用类型分析
  •     4.1.1. 主要植被类型与分布
  •     4.1.2. 主要土地利用类型与分布
  •   4.2. 盟域不同时段植被覆盖变化趋势与恢复程度
  •     4.2.1. 1981-2006年GIMMS NDVI变化特征
  •     4.2.2. 1998-2010年SPOT NDVI变化特征
  •   4.3. 不同土地利用方式植被覆盖变化与恢复程度
  •   4.4. 小结
  • 5. 锡林郭勒盟植被覆盖时空差异及影响机制
  •   5.1. 不同影响因子主导下的植被覆盖变化差异
  •     5.1.1. 降水主导下的植被覆盖变化差异
  •     5.1.2 温度主导下的植被覆盖变化差异
  •     5.1.3. 地形主导下的植被覆盖变化差异
  •     5.1.4. 经济社会因素主导下的植被覆盖变化差异
  •   5.2. 基于SEM多因子耦合作用的植被恢复定量分析
  •     5.2.1. 区域平均植被覆盖变化影响因子路径分析
  •     5.2.2. 区域植被覆盖空间变异影响分析
  •   5.3. 小结
  • 6. 锡林郭勒盟植被恢复关键单元辨识及其空间辐射效应
  •   6.1. 高植被覆盖空间变化及转移特征
  •     6.1.1. 植被覆盖高值空间分布及转移特征
  •     6.1.2. 植被覆盖高值单元空间振幅及关键单元识别
  •   6.2. 生态关键单元空间辐射效应及受阻能力分析
  •     6.2.1. 生态关键单元辐射阻力面构建
  •     6.2.2. 基于植被覆盖的生态关键单元辐射效应及受阻分析
  •   6.3. 植被生态关键单元及其辐射阻力
  •   6.4. 小结
  • 7. 生态关键区生态安全格局构建及植被恢复策略
  •   7.1. 草原生态安全评价模型
  •     7.1.1. 草原生态安全评价模型构建
  •     7.1.2. 景观格局稳定性
  •     7.1.3. 景观生态敏感性
  •     7.1.4. 人为活动干扰强度
  •     7.1.5. 软件计算
  •   7.2. 生态关键区景观格局稳定性分析
  •   7.3. 生态关键区景观生态敏感性分析
  •   7.4. 生态关键区生态安全评价
  •   7.5. 生态关键区植被恢复区划及生态保护策略
  •     7.5.1. 生态安全导向下的植被恢复区划
  •     7.5.2. 不同植被恢复分区的生态安全保护策略
  •   7.6. 小结
  • 8. 结论与讨论
  •   8.1. 主要结论
  •   8.2. 研究的创新点
  •   8.3. 研究不足与讨论
  • 参考文献
  • 个人简介
  • 导师简介
  • 获得成果目录
  • 致谢

    • 文章来源

    类型: 博士论文

    作者: 赵方博

    导师: 岳德鹏

    关键词: 锡林郭勒盟,植被恢复,生态关键单元区,生态安全格局

    来源: 北京林业大学

    年度: 2019

    分类: 基础科学,工程科技Ⅱ辑,农业科技,信息科技

    专业: 自然地理学和测绘学,工业通用技术及设备,畜牧与动物医学,计算机软件及计算机应用,自动化技术

    单位: 北京林业大学

    分类号: S812;TP79;P208

    DOI: 10.26949/d.cnki.gblyu.2019.000119

    总页数: 120

    文件大小: 9469K

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