基于RS和GIS的天祝县草原景观空间格局分析与生态环境质量评价

摘要

天祝藏族自治县是建国后成立的第一个少数民族自治县，属青藏、内蒙、黄土三大高原交汇地带，是生态和环境变化比较敏感的区域。长期以来，天祝县由于经济社会的发展，人口剧增，草原植被大量开垦，水土流失严重，水资源严重匮乏，资源破坏严重，使生态环境遭到破坏，加之生产能力低下，农林水牧矛盾突出，经济结构层次低，基础设施薄弱，人口与环境、建设与生态差距越来越大，农牧业经济举步维艰。 本文从景观格局和生态环境质量状况两个方面对天祝草原区进行了整体的研究。 先综合应用Arc GIS软件以及景观格局分析软件Fragstats Version3.3，从总体、高度、坡向、坡度等四个方面出发，对研究区的景观做了定量化的研究，发现了潜在的景观分布的规律性和有序性，认清了景观分布的空间结构，以期能对天祝草原区的可持续发展和景观生态建设有所帮助。研究结果如下： 1）研究区景观整体构型呈现是以大的自然斑块板块为主，连续分布，主体景观类型是草地、林地、两者占总面积的78．79%，草地是整个景观的基质，其余景观散布于其间。 2）研究区的景观指标分析可以看出，草地是研究区的优势景观，但是草地的是破碎化程度和形状复杂程度也较高，边界稳定性指数SK的值最小，表明草地的边界稳定性最差，容易受到干扰。草地破碎度和形状复杂程度高，边界稳定性差与人为因素干扰强度有一定的关系，且草地是天祝草原的景观基质，因此应对该区草地景观破碎化程度及其变化趋势给予关注。 3）林地的破碎化、形状的复杂程度也较高，边界稳定性仅次于草地，说明林地也容易受到人为的干扰而发生变化，如果林地遭受人为的破坏或过渡采伐，都将有可能变化为草地，所以对于林地的，也应给予重点的保护，以维持整个生态系统的稳定。 4）从散布与并列和聚集度的指标可以看出水域、草地、耕地、居民地及工矿用地的主要分布在低海拔的区域，主要是是属于植被过渡类型区内，未利用地的和林地的聚集度最大，受到垂直地带性的影响比较严重，主要分布在高海拔的区域。 5）整个研究区海拔变异大，自然要素组成垂直地带性分部明显，从山谷至山顶，景观类型的分布表现为居民地及工矿用地→耕地→水域→草地→林地→未利用地的顺序。 6）草地和耕地的分布呈现由平地→阴坡→半阴坡→半阳坡→阳坡的面积逐渐增加的趋势，草地在阳坡的分布面积最大；林地的分布除了在平地上分布上较少的一部分外，则刚好与草地的分布相反，在阴坡的面积最大；其余的景观类型在各个坡向上都有相当的分布。 7）草地和林地的分布都主要分布在坡度小于25°的区域内，草地在0°～8°的范围分布最多，而林地在15°～25°的范围内分布最多；居民地及工矿用地、水域、耕地在0°～8°的坡度上的分布面积最大，随着坡度的增加，面积逐渐的减少，而未利用地的分布则是随着坡度的增大，逐渐的减少。 然后采用《生态环境状况评价技术规范（试行）》（HJ/T192-2006）中的评价体系，利用矢量面状评价单元和栅格点状评价单元相结合的评价单元，运用ArcMap的空间统计及分析功能，对天祝县2006年的生态环境质量状况进行综合评价。 研究结果如下： 1）从天祝草原区生态环境状况评价图可以看出，全县的EI值介于18．95～46．20之间，全县EI平均值为：32．39。 2）按照生态环境状况等级的划分，天祝县的生态环境状况整体水平处于：植被覆盖较差，严重干旱少雨，物种较少，存在明显制约人类生存的因素的状态。从EI值来看，天祝的生态环境质量状况整体是中部的哈溪镇及西北角上的毛藏、旦玛，祁连几个乡的一些地方最差，而生态质量状况在西南的西大滩、柏林、朵什和东大滩则相对比较好。 3）从天祝草原区生态环境状况评价图能够明显的看到，沿着河流的区域生态环境质量状况明显的高于其他的地方属于比较好的地段。 4）从天祝草原区生态环境状况评价分级图可以看出，整个研究区的面积为6454．34k㎡。从分级图来看，差的面积为16．78k㎡，占到总面积的0．26%，主要分布在哈溪镇，较差的面积为5173．15k㎡，占到总面积的80．15%，一般的面积为1264．41k㎡，占到总面积的18．59%，主要分布在西大滩、柏林、朵什、东大滩及旦玛、祁连和炭山林。

目录

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英文文摘

声明

第一章文献综述

1.1景观格局分析研究进展

1.1.1景观生态学简介

1.1.2景观格局内涵及研究意义

1.1.3景观格局研究的内容

1.1.4景观格局分析方法

1.1.5地里性信息系统和遥感在景观中的应用

1.2生态环境质量状况研究进展

1.2.1生态环境质量评价的几个概念

1.2.2生态环境质量评价的方法

1.2.3生态环境质量评价的国外研究进展

1.2.4生态环境质量评价的国内研究进展

第三章景观空间格局分析

3.1研究区概况

3.2数据资料及地理基础

3.3研究方法

3.4.结果与讨论

3.4.1景观组分的总体分析

3.4.2景观格局指数分析

3.4.3不同景观类型在不同海拔的分布

3.4.6不同景观类型在不同坡向的分布

3.5 结论

第四章生态环境质量评价

4.1技术与方法

4.1.1评价单元的确定

4.1.2评价指标及评价体系的选择

4.2数据资料及技术路线

4.2.1数据资料

4.2.2评价指标的标准化处理

4.2.3技术路线

4.3材料获取与空间数据库的建立

4.3.1生物丰度指数空间数据库的建立

4.3.2植被覆盖指数空间数据库的建立

4.3.3土地退化指数空间数据库的建立

4.3.4水网密度指数各空间数据库的建立

4.3.5水网密度指数的计算

4.3.6环境质量指数空间数据库的建立

4.3.7生态环境质量指数的计算

4.3.8生态环境状况分级

4.4评价结论与讨论

4.4.1结论

4.4.2讨论

参考文献

致谢

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