北方农牧交错带草原景观、长势及生产力研究

摘要

北方农牧交错带作为我国农区和牧区的交错地带,具有涵养水源、遏制荒漠化等重要生态作用;同时也是连接我国种植业和畜牧业两大食物生产系统的过渡带,蕴含着巨大的经济生产潜力.作为三大生产力系统之一的草地,占北方农牧交错带土地利用结构的25﹪,总体上是该区的本底植被.由于多年来的开垦,使大面积的草原变为耕地.草原面积减少,牲畜数量增多,草原严重超载打破了草畜平衡,造成了草原出现了退化、荒漠化和沙化.因此研究北方农牧交错带的草地资源,对促进我国农牧业可持续发展,改善生态环境、促进国民经济可持续发展具有重要的意义. 本研究以我国北方农牧交错带草原资源为研究对象,通过系统分析草原生态系统的景规结构,揭示了该区草地景观的基本规律;在此基础上,使用MODIS数据,对北方农牧交错带2005年的草原长势进行了分析;在分区建模的基础,结合多种植被指数,本研究还对该区的草原产草量进行了计算和分析,并定量探讨了影响草原生产力的因素.主要结论如下: (1)根据景观结构理论对北方农牧交错带的草原景观结构进行了定量研究,对其内在规律性进行了探讨和分析.可为研究区草地资源的保护问题提供来自景观生态学的科学依据和对策,即草地资源保护的过程中,应高度重视对低海拔区域草地资源的保护和开发,控制该区域人口的快速增长,限制牲畜的头数,减少人类对本已脆弱草原生态环境的过多干预,以期实现北方农牧交错带草地资源的可持续利用与发展. (2)对2005年北方农牧交错带的草原长势进行了基于时空动态格局的分析和探讨,研究得出:前期(7月中下旬)研究区东北部长势较好,中部长势较差;中期(8月上旬和8月中下旬)长势较差的区域向东北推进,西南部长势持平的区域扩展,后期(9月上旬)长势较差区域东推西进,中部长势持平区域扩展. (3)在草原分区基础上,建立了基于BP神经网络的产草量模型,相对于线性和非线性模型,其相关关系更好,决定系数提高了3﹪以上,最高达到了6.92﹪;模型精度提高了2.5﹪以上,最好的模型精度提高了23.22﹪.基于:BP神经网络的分区模型精度相对较高,估产精度达到75﹪左右,能满足北方农牧交错带宏观估产的切实需要. (4)在基于BP神经网络的产草量模型的基础上,对2005年北方农牧交错带的产草量进行了估算.2005年鲜草产量为14827.73万吨,干草产量为4693.12万吨;鲜草单产为4564.1kg/hm<'2>,干草单产为1408.69kg/hm<'2>.研究区东北部总体空间格局为:以科尔沁沙区为中心,产草量由低中心向四周辐射,产草量逐渐增大;中部和西南地区的总体格局为:自北向南,产草量逐渐增大. (5)通过影响产草量的因素关联分析,得出单位海拔(每隔100m)草地单产(y)与多年平均气温(T)、多年平均降水量(P)和高程(E)之间符合以下关系:y=5.328P-9.339T-0.235E-826.377;草地类型单产(Y)与地形(E)、气温(T)和降水(P)之间符合关系式:y=1.124P-1.5577T-0.0595E-131.582.

目录

文摘

英文文摘

论文说明：图表目录

第一部分研究工作总结

第二部分北方农牧交错带草原景观、长势及生产力研究

第一章前言

一、选题意义

二、北方农牧交错带相关研究进展评述

第二章研究区概况与研究方法

一、研究区概况

二、研究方法

第三章我国北方农牧交错带草原空间结构特征

一、研究区草原概况和研究方法

二、我国北方农牧交错带草地资源景观结构分析

三、北方农牧交错带草地资源空间结构的分形与分维

四、结论与讨论

第四章我国北方农牧交错带草原长势遥感监测

一、资料来源与研究方法

二、结果与分析

三、小结

第五章北方农牧交错带草原产草量监测模型研究

一、资料来源和研究方法

二、结果分析与讨论

三、小结

第六章基于BP神经网络模型的产草量模型估算

一、研究方法

二、结果分析与讨论

三、小结

第七章结论与讨论

参考文献

作者简介及发表文章情况

致谢