黑河中游荒漠-绿洲过渡带斑块状植被稳定性及环境影响因素研究

摘要

黑河中游荒漠-绿洲过渡带地处我国西北干旱区，由于特殊的地理位置和气候条件，决定这一区域植被生长发育受水分条件的制约，植被盖度低且呈斑块状格局分布。近年来，由于气候变化和人类活动的干扰，该区域植被生长出现衰退的现象，沙漠化过程有所加剧。因此，荒漠-绿洲过渡带的植被斑块是否稳定及其稳定性影响因素的研究，是荒漠-绿洲过渡带植被保护急需解决的问题，对植被斑块空间格局和稳定性及稳定性的研究，可为探明影响植被斑块格局稳定性的主导因素提供依据，对荒漠-绿洲过渡带固沙植被的保护和固沙植被的恢复重建具有重要的参考价值。本文将黑河中游荒漠-绿洲过渡带斑块状植被区作为研究区域，以2012～2016年高分辨率遥感影像数据为基本信息源，在ArcGIS10.1和Fragstats4.3软件的支持下，充分利用遥感技术(RS)、地理信息系统技术(GIS)、数量化格局分析技术(Fragstats)、空间统计学技术等多种研究方法，获得研究区域景观类型的矢量图和景观类型属性数据库。根据2012～2016年研究区域植被斑块和裸地斑块的转移及植被斑块面积的变化情况、各景观指数（植被斑块面积、植被斑块个数、植被斑块的平均面积、植被斑块聚集度、景观多样性指数和景观均匀度指数）的变化情况、基质稳定性指数和植被斑块稳定性指数的变化情况，对于2012～2016年研究区域植被斑块的稳定性进行初步研究。对影响研究区域植被斑块稳定性的环境因素进行筛选，选取气象因子和土壤因子作为影响植被斑块稳定性的环境因素，应用灰色关联分析法分析各环境因素对于植被斑块稳定性的影响程度。具体结论如下:
　　(1)2012～2016年研究区域植被斑块的面积有所增加，植被斑块面积的增加有利于研究区域土壤物质的固定，减缓沙漠化的进程;植被斑块面积的总变化量逐渐减小，植被斑块逐渐趋于稳定。
　　(2)2012～2016年研究区域植被斑块面积、植被斑块个数、植被斑块的平均面积和植被斑块聚集度的总的变化趋势为增加，而景观多样性指数和景观均匀度指数逐渐减小，根据景观指数的生态意义可知，2012～2016年研究区域植被斑块处于稳定状态。
　　(3)2012～2016年研究区域基质稳定性指数和植被斑块稳定性指数变化趋势都趋于1，因此2012～2016年研究区域景观和植被斑块均处于稳定状态。
　　(4)2012～2016年研究区域景观多样性指数、植被斑块类型的面积和景观均匀度指数与植被斑块稳定性指数的关系较为密切，可以通过景观多样性指数、植被斑块类型的面积和景观均匀度指数的多年变化情况来反映研究区域植被斑块的稳定性。
　　(5)2012～2016年研究区域各气象因素（气温、降水量、蒸发量、风速和相对湿度）与植被斑块面积、景观多样性指数和景观均匀度指数的灰色关联度较大的气象因素为气温和降水量，由此可知2012～2016年研究区域对植被斑块稳定性影响程度较大的气象因素为气温和降水量。
　　(6)2014～2016年研究区域各土壤因素（0～120 cm各土层深度处土壤有机质含量和土壤含水量、表层土壤粒径分布）与景观多样性指数、植被斑块面积和景观均匀度指数的灰色关联度较大的为:20～40 cm土层深度处的土壤含水量、0～10 cm土层深度处的土壤有机质含量、10～20 cm土层深度处的土壤有机质含量、表层土壤粉砂的含量、20～40 cm土层深度处的土壤有机质含量。因此，对2014～2016年研究区域植被斑块稳定性影响程度较大的土壤因素为:20～40 cm土层深度处的土壤水分含量和0～40 cm土层深度处的土壤有机质含量以及表层土壤粉砂的含量。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 研究背景及意义

1．2 国内外的研究进展

1．2．1 斑块状植被的形成演化

1．2．2 植被斑块的稳定性

1．2．3 斑块状植被稳定性的影响因素

1．2．4 存在问题和研究必要性

1．3 研究内容、研究方法及技术路线

1．3．1 研究内容

1．3．2 研究方法及技术路线

2 研究区概况、数据来源及处理方法

2．1 研究区概况自然概况

2．1．1 地理位置

2．1．2 地貌地质

2．1．3 气候

2．1．4 土壤

2．1．5 植被

2．2 数据来源及处理方法

2．2．1 植被斑块景观指数

2．2．2 植被斑块稳定性的分析方法

2．2．3 土壤数据

2．2．4 气象数据

2．2．5 灰色关联法

3 研究区域植被斑块景观格局特征及稳定性

3．1 景观格局及景观指数简介

3．2 研究区域斑块状植被分布格局

3．2．1 研究区域遥感影像分类

3．2．2 研究区域景观格局现状

3．3 研究区域景观指数

3．4 研究区域斑块状植被稳定性评价

3．4．1 植被斑块的稳定性

3．4．2 植被斑块的景观稳定性指数与景观指数之间的相关性

3．4 本章小结

4 研究区域植被斑块稳定性的影响因素分析

4．1．1 温度参量

4．1．2 水分参量

4．1．3 风力参量

4．2 2014～2016年研究区域土壤因素的变化情况

4．2．1 土壤水分

4．2．2 土壤有机质

4．2．3 土壤粒径

4．3 研究区域植被斑块稳定性与环境因子的关系

4．3．1 影响植被斑块稳定性的气象因素的灰色关联分析

4．3．2 影响植被斑块稳定性的土壤因素的灰色关联分析

4．4 本章小结

5 结论与展望

5．1 结论

5．2 存在的不足

5．3 展望

致谢

参考文献

攻读学位期间的研究成果