西南山区中尺度景观生态格局空间变化研究——以云南省曲靖市为例

摘要

本研究在“3S”技术的支持下，综合遥感影像、数字化地图以及其他辅助数据，利用景观生态学原理和空间分析方法，系统分析了研究区景观生态格局的粒度效应、变化特征和空间分异，以及景观格局变化的主导驱动力机制。全文共分七章，第1章论述了国内外相关研究的基本动态和研究成果，提出本研究的立题意义、研究目的和研究框架；第2章介绍了研究区自然、社会、经济概况，以及本研究所使用的具体研究方法，并建立了研究区景观生态格局空间和属性拓扑关系数据库；第3章选用两种矢—栅转换方法对曲靖市景观格局矢量数据进行了空间粒度效应的研究，探讨了景观格局空间数据在粒度转换过程中的精度损失，以及景观指数随粒度变化的尺度效应，建立了景观格局适宜研究粒度的选择体系；第4章借助GIS的空间分析功能以及景观格局分析软件Fragstats Version 3.3，对研究区近20年来景观格局的变化特征和空间分异进行了系统分析；第5章分析了研究区人为干扰与耕地垂直空间分布之间的关系，利用主成分和回归分析等方法，从自然环境、经济发展、政府调控等方面对耕地变化的驱动力机制进行了全面剖析；第6章分析了研究区景观生态格局和生态环境现状中存在的问题，并提出了景观格局优化的对策和建议；最后，第7章对论文主要研究成果进行了概括和总结，提出了当前研究的．不足之处和未来的研究方向和内容。通过本文的研究，得出了以下几点结论： (1)在景观格局空间粒度效应的研究中，随着栅格大小的增大，RCC方法较RMA方法在整体面积和各景观类型面积百分比等方面更好地保留了原始数据的信息。粒度变化对景观指数的计算具有十分重要的影响，景观指数能够揭示尺度分析中粒度的变化效应。不同景观指数的不同粒度响应趋势，反映出两种矢一栅转换方法继承景观格局原始信息的侧重点不同，两种方法下景观指数随粒度变化的第一尺度域均为40 m～160 m。综合关于景观整体面积、各景观类型面积、景观类型面积百分比随栅格变化的精度损失以及景观指数粒度效应研究的研究结果，初步建立了景观格局分析中适宜研究粒度的选择体系，并最终确定两种矢—栅转换方法下，研究区景观格局整体研究的最适宜研究粒度均为80 m～120 m。(2)在研究期限内，研究区旱地、水田和水域呈减少趋势，林地、草地等优势景观类型有所增加，城镇用地、农村居民点和工矿及交通用地等建设用地快速扩张。水域、旱地、水田面积分别减少了73.24％、3.46％和0.43％；城镇用地、工矿及交通用地、草地和农村居民点用地分别增加了67.48％、14.17％、5.43％和2.85％。在城市化和工业化过程中，虽然有部分农业用地转变为建设用地，但由于城市化水平还相对较低，以及特定的烟草产业结构，农业用地与建设用地之间的矛盾尚不十分突出。各景观类型变化在空间上呈现出明显的区域分异特征，不同景观类型间的流转，在空间分布上也表现出相应的对应和吻合。由于人类活动的干预，研究区景观格局与景观异质性发生了一定的变化，尤其是受人类活动影响较大的水域、林地、城镇用地，其景观指数值的变化较为显著，从景观整体水平而言，景观的异质性增加，破碎化程度有所提高。 (3)应用数理方法对研究区耕地变化的驱动力进行定量分析，结果表明研究区耕地变化的驱动力因子包括自然因素以及人口、经济、投资、生活、技术进步等人文因素，地区工业生产总值和农民人均纯收入是引起耕地变化的最主导驱动力。未来10年，研究区耕地等农业用地将进一步流转为建设用地，两者之间的用地紧张局面将加剧，政府宏观调控下的总体规划和政策投资对景观格局的影响将逐渐增大。 (4)研究区人为干扰、资源和环境对景观的胁迫逐渐增大，许多生态过程被迫中断，产生了一系列的生态环境问题。景观基质的生态质量不高，破碎度增加，稳定性降低。人工斑块在扩展的过程中，往往呈现出一种无序状扩张的状态，造成景观斑块的离散和内部的连接性较差。在对研究区景观生态格局和生态环境现状进行分析的基础上，本研究提出了研究区构建景观生态安全格局的优化对策建议，旨在通过人类调整自身行为，最大限度地减少人类活动对景观和环境的影响和破坏，寻求区域人地系统的协调发展，为实现景观可持续管理提供科学依据。

目录

文摘

英文文摘

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第一章绪论

第二章研究区概况及研究方法

第三章曲靖市景观格局空间数据粒度转换效应研究

第四章曲靖市景观生态格局变化及其空间分异特征研究

第五章曲靖市耕地景观变化及其驱动力机制研究

第六章曲靖市景观格局预测及优化对策研究

第七章结论与展望

参考文献

附录：景观指数公式及其生态内涵

致谢

硕士期间发表的论文