森林—草原交错带鸟类群落及栖息地的尺度效应研究

摘要

景观格局的尺度效应是指实验区中植被或水体、裸地等景观组成的格局随尺度的变化而产生的变化。从中找出景观的特征尺度，进而可以对景观格局的掌握更加准确。而鸟类栖息地的景观格局的研究，可以将鸟类的栖息和分布与尺度的关系认识的更近一步。我国的森林-草原交错带具有特殊的地理位置和与众不同的生态特点，对它进行景观格局的尺度效应研究意义十分重大，但目前有关该区景观格局的尺度效应尤其是基于特征尺度的研究尚未见报道。
　　本文利用遥感TM影像，通过分类聚合、景观指数法以及小波分析法等生态统计学方法系统研究了内蒙古东南缘森林-草原交错带鸟类栖息地的尺度效应，确定其景观特征尺度，并在特征尺度下对该区进行景观格局的分析。同时应用样带调查法和SPSS分析技术，对研究区鸟类群落的分布情况进行了调查，并按照尺度分别从数量和种类对其进行统计，最后将鸟类群落的分布与景观格局进行比对。研究结果如下:
　　小波分析法和景观指数法相结合，确定景观特征尺度为15km。本实验中景观指数的确定分小尺度和大尺度两种尺度进行，分别得出两组特征尺度，再结合小波分析的结果，得出准确的特征尺度。
　　在特征尺度下对研究区进行景观格局分析，在Fragstats软件中计算景观指数的值。其中在斑块类型水平上，植被类型中最大的是森林斑块，占植被面积的77.42％，针叶林、阔叶林、草地以及裸地的斑块形状均不规则，阔叶林的LSI值最大。四种类型斑块的MPFD值较低，表明空间复杂性低。各类型斑块聚集度高，尤其阔叶林和裸地的AI值达到80以上。在景观水平上，平均斑块面积比尺度30m时大的多，整个景观形状复杂性不高，AWMIS值为1.3218，SHDI为1.0033，景观呈现破碎度低的自然景观，并且格局稳定。同时，SHEI为0.7237，接近1，表明景观优势度低，各类型斑块分布比较均匀，景观丰度密度极低，斑块类型少。
　　鸟类群落种类数、个体数以及α多样性指数尺度效应分析结果显示，鸟类群落的最佳观测尺度应设在各参数值达到平稳或小幅增长的尺度处，并用达到平稳时的α多样性指数以及种类数和个体数值来描述鸟类群落各参数的水平才更能体现鸟类群落的本质特征。鸟类群落α多样性指数的空间变异结果显示，在样带上鸟类群落α多样性具有明显的空间变异，观测尺度增大，只能减少这种差异，而不能使其彻底消失。鸟类群落参数与景观格局之间相关性大，主要受指数NP、LPI、AI、SHDI以及MPFD的影响较大，其中影响最大的是斑块数量NP。景观特征尺度下对鸟类群落进行调查是合理的。
　　只有建立在特征尺度的基础上才能更准确的掌握景观的格局与过程。正确了解鸟类栖息地的景观格局对鸟类的保护与利用意义十分重大。

目录

声明

摘要

1 引言

1．1 国内外研究现状

1．1．1 鸟类群落研究现状

1．1．2 鸟类栖息地研究现状

1．1．3 森林草原交错带研究现状

1．1．4 尺度研究现状

1．2 科学问题的提出

1．3 研究地区自然概况

1．4 研究内容

2．材料与方法

2．1 研究区域图像数据的获取

2．2 监督分类和尺度转换

2．3 景观特征尺度的确定

2．3．1 景观指数法

2．3．2 小波分析法

2．4 景观格局分析

2．5 鸟类群落的尺度效应分析

2．5．1 调查方法

2．5．2 数据处理

2．5．3 鸟类群落参数的尺度效应分析

2．5．4 鸟类群落α多样性的空间变异

2．6 鸟类群落多尺度空间格局与多尺度景观格局特征的关系研究

2．6．1 多尺度景观格局与尺度相关性分析

2．6．2 鸟类群落参数与多尺度景观格局相关性分析

2．6．3 鸟类群落多尺度空间格局与多尺度景观格局特征的相关性

3．结果与分析

3．1 景观特征尺度的确定

3．1．1 景观指数法

3．1．2 小波分析法

3．2 景观格局分析

3．3 鸟类群落的尺度效应

3．3．1 鸟类数量尺度分析结果

3．3．2 鸟类种数的尺度分析结果

3．3．3 鸟类群落α多样性的尺度变化

3．3．4 鸟类群落α多样性的空间差异

3．3．5 鸟类群落参数与尺度间相关性

3．4 鸟类群落多尺度空间格局与多尺度景观格局特征的相关性

3．4．1 多尺度景观格局与尺度相关性

3．4．2 鸟类群落参数与多尺度景观格局相关性分析

3．4．3 鸟类群落多尺度空间格局与多尺度景观格局特征的相关性

4．讨论

5．结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文

作者简历

致谢