汉江流域中下游人—地生态系统共轭演变研究

摘要

经济快速发展以及社会不断进步的同时，人地关系矛盾日渐加剧。土地是生存与生活的物质基础。然而，全球各处出现了土地利用的不合理现象，加重了土地利用的程度，土地承载力下降，人们不合理的利用方式威胁生态平衡。因而，从土地利用导致景观尺度上的变化出发，关联性的分析生态安全的状态，探讨地区人地系统显得尤为重要。本文以汉江流域中下游区域为例，基于研究区统计数据资料、TM影像、土地利用图等常规地图。使用ERDAS，ArcGIS，SPSS，Excel，GS+，GEODA等软件，运用相关性分析模型，包括空间自相关分析、区域化变量、变异系数以及关联性分析。分析研究区土地利用、景观格局以及生态安全的共轭演变规律。
　　本研究的主要成果如下:(1)根据6景TM影像融合成四期（1995年，2000年，2005年，2010年）的影像数据，结合研究区前期的研究成果及实际情况，运用ERDAS解译影像，运用ArcGIS软件将研究区划分为5km×5km的网格单元，计算出单位网格单元内的基本要素的变化情况，包括土地利用、景观格局和生态安全的信息。并在此基础上，计算出区域内的土地利用双向动态变化率，输出了研究区的土地利用、景观格局、生态安全以及土地双向动态变化率图。
　　(2)为探究LUCC、景观格局以及生态安全三者的共轭演变规律。本文首先对研究区的空间分布特征进行分析讨论，运用ArcGIS软件中全局空间自相关分析工具分析研究区四年研究区内空间分布特征，采用Moran'sⅠ指数分析研究区全域空间自相关性。此外，运用GEODA软件进行指标因子的局部自相关分析(LISA)，探究研究区内局部空间自相关性。
　　(3)进一步深入讨论研究区的共轭演变规律。本文所采用土地利用，景观格局和生态安全地理位置具有关联的性质，运用地统计学理论中的区域化变量分析，分析汉江流域中下游的区域分布具有一定结构性或随机性。本研究运用GS+软件，计算出区域内不同时间、不同指数的半变异函数模型，并采用拟合后的半变异函数模型值进行简单的Kriging插值，最终运用ArcGIS软件中的地统计分析工具，得到土地利用强度，景观综合指数，生态安全度的空间分布图。探索湖北省境内汉江流域的时空变异特性和演变规律。
　　(4)探究LUCC、景观格局以及生态安全三者的关联性分析，运用SPSS进行相关分析和显著性检验，从时间序列和空间序列方面分析研究区相关性，从整体上考察三者之间的空间相关关系。

目录

声明

摘要

1 引言

1．1 研究背景与意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 国内研究

1．2．2 国外研究

1．3 研究内容与技术路线

1．3．1 研究内容

1．3．2 技术路线

1．3．3 研究结构

2 理论与方法模型

2．1 LUCC

2．1．1 LUCC概念

2．1．2 土地利用强度模型

2．1．3 土地双向动态变化率

2．2 景观生态

2．2．1 景观生态的概念

2．2．2 景观综合指数模型

2．3 生态安全

2．3．1 生态安全概念

2．3．2 生态安全度模型

2．4 区域化变量分析

2．4．1 区域化变量概念

2．4．2 区域化变量模型

2．5 自相关分析

2．5．1 空间自相关分析概念

2．5．2 自相关分析模型

2．6 变异(差)系数

2．7 关联性分析

3 实证研究

3．1 研究区概况

3．1．1 研究区范围

3．1．2 自然概况

3．1．3 社会经济概况

3．2 数据来源与数据处理

3．2．1 数据来源

3．2．2 数据处理

3．3 基本要素的变化

3．3．1 土地利用格局与变化

3．3．2 景观格局与变化

3．3．3 生态安全格局与变化

3．4 LUCC、景观格局及生态安全共轭演变分析

3．4．1 指标的离散程度分析

3．4．2 空间分布特征分析

3．4．3 区域变量分析

3．5 LUCC、景观格局及生态安全的关联分析

3．5．1 空间相关性

3．5．2 时间相关性

3．6 结果分析

4 讨论

4．1 讨论分析

4．2 不确定性分析

5 结论

参考文献

致谢