本文關鍵詞： 植被覆蓋度 景觀格局 格局脆弱性 格局演變 空間統(tǒng)計 驅(qū)動力　出處：《江西農(nóng)業(yè)大學》2016年博士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：人類活動作為主導因素所導致的區(qū)域景觀格局變化在全球環(huán)境變化中占據(jù)十分重要的地位。隨著我國城市化進程的加快,由此引起的景觀格局脆弱性已成為當前的研究熱點之一。論文以南昌市為研究區(qū),以景觀生態(tài)學等理論為指導,以“3S”技術為手段,采用三期Landsat系列影像圖并結合森林資源調(diào)查等數(shù)據(jù),運用基于TAVI的像元二分模型進行植被覆蓋度的估算,分析其地形梯度變異規(guī)律及對景觀利用方式轉(zhuǎn)變的響應;從景觀結構變化、轉(zhuǎn)移矩陣、景觀格局指數(shù)變化、景觀變化信息圖譜四個維度分析景觀格局的時空演變特征及景觀變化信息圖譜的地形梯度效應;運用空間統(tǒng)計方法分析最佳尺度下的景觀格局脆弱性時空變化特征,并結合景觀變化信息圖譜和景觀利用轉(zhuǎn)變行為分析對脆弱度演變的影響;通過構建SD模型和GIS-Logistic耦合模型,模擬驅(qū)動因子對景觀格局變化的非空間驅(qū)動和空間推動作用;最后對景觀格局脆弱區(qū)提出生態(tài)調(diào)控措施。研究結果可為研究區(qū)生態(tài)恢復措施的制訂提供科學依據(jù),同時,在景觀格局與生態(tài)脆弱性間的關聯(lián)性及景觀演變驅(qū)動力范式等方面豐富了景觀格局理論與方法,因此,論文研究具有重要的理論與應用價值。論文主要研究結果及結論如下:(1)研究區(qū)2001年、2005年和2010年的植被覆蓋度均值分別為0.54、0.45和0.42,植被覆蓋度以高、中覆蓋為主。2001-2010年高覆蓋區(qū)占植被覆蓋區(qū)面積比從76.82%下降到53.24%,中覆蓋區(qū)面積百分比穩(wěn)定在19%,中低覆蓋和低覆蓋區(qū)面積分別從13.17%、7.96%上升為21.20%和18.99%。林地中,2001年、2005年和2010年植被覆蓋度均值分別為0.72、0.62、0.58,高覆蓋區(qū)占林地總面積比從72.25%下降到40.07%,中覆蓋區(qū)面積比由13.72%上升為16.65%,中低覆蓋和低覆蓋區(qū)面積比分別從7.02%、5.18%上升為15.05%和19.60%。結果表明:2001-2010年南昌市植被覆蓋度和林地植被覆蓋度呈現(xiàn)出由高覆蓋向中低覆蓋、低覆蓋演變的特點,植被覆蓋呈退化趨勢,但2005年之后退化幅度有所降低;三期植被覆蓋度與高程相關系數(shù)分別為0.94、0.97和0.95,與坡度的相關系數(shù)分別為0.97、0.98和0.98,表明植被覆蓋度與高程、坡度呈高度的正相關性,呈明顯的梯度變化特征;景觀利用方式的轉(zhuǎn)變對植被覆蓋度變化影響較大,近40%的植被覆蓋度變化區(qū)域的景觀利用方式均發(fā)生了轉(zhuǎn)變。(2)在景觀結構上,研究區(qū)景觀類型以耕地景觀和林地景觀為主,其中林地以針葉林為主。2001-2010年景觀結構變化呈現(xiàn)耕地、草地持續(xù)減少,建設用地和林地持續(xù)增加,其它土地與水域反向波動變化的特征。景觀類型轉(zhuǎn)移矩陣表明景觀流出以耕地、水域、其它土地和林地為主,景觀流入以耕地、其它土地、建設用地和林地為主;2001-2010年研究區(qū)景觀斑塊由5584塊增加到7773塊,多樣性指數(shù)從1.31增加到1.41,優(yōu)勢度由0.27降到0.21,分維數(shù)從1.33上升為1.36。景觀格局指數(shù)變化反映出研究區(qū)景觀呈現(xiàn)明顯的破碎化趨勢,人類主導的活動對景觀格局變化具有重大作用。景觀變化信息圖譜分析顯示2001-2010年景觀類型變化模式以“穩(wěn)定型”圖譜為主,占總面積的56.47%,其中“耕地-耕地-耕地”圖譜為其重要的圖譜。景觀變化信息圖譜表現(xiàn)出明顯的梯度效應,持續(xù)變化型、過渡型、前期變化型和后期變化型圖譜的分布指數(shù)隨地形梯度變化規(guī)律相似,分布優(yōu)勢集中在4-5級地形位,在6-8級分布指數(shù)呈下降趨勢。穩(wěn)定型與其它四種類型圖譜呈反向變化,除4-6級外均為優(yōu)勢分布區(qū)域。(3)2.5km×2.5km采樣尺度下的景觀格局脆弱度的變異性顯著,指數(shù)模型為最優(yōu)變異函數(shù)擬合模型,三期景觀格局脆弱度結構方差占總方差的比值分別為0.71、0.55和0.53,存在較強的空間相關性,是進行景觀格局脆弱性分析的最佳空間尺度;景觀格局脆弱性演變在2001-2005年和2005-2010年兩個時段呈現(xiàn)相反特征,分別表現(xiàn)為由中低脆弱、中脆弱向中高脆弱、高脆弱演變和由高脆弱、中高脆弱向中脆弱、中低脆弱演變;三期景觀格局脆弱性Moran's I指數(shù)分別為0.7687、0.8516和0.258,表明景觀格局脆弱性空間分布存在很強的正相關性,呈聚類分布模式;兩時段植被覆蓋度變化值和景觀格局脆弱變化值建立的回歸模型的絕對系數(shù)R2分別為0.7265和0.7639,置信度達到99.99%,結果表明景觀格局脆弱性變化與植被覆蓋度變化具有高度的關聯(lián)性,景觀格局脆弱性變化能夠反映區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)的變化。(4)景觀格局演變與生態(tài)系統(tǒng)的響應分析表明穩(wěn)定型圖譜對景觀格局脆弱度降低及穩(wěn)定有很大的貢獻,貢獻率分別為58.45%和56.19%,前期變化型圖譜和過渡型圖譜對脆弱度增加的貢獻較大,分別為15.50%和13.57%,持續(xù)變化型由于所占的面積較小,對脆弱度變化的貢獻影響也較小;穩(wěn)定型圖譜中以“耕地-耕地-耕地”景觀圖譜對脆弱度變化的貢獻率最大;主要的景觀利用轉(zhuǎn)變行為中,“毀林開荒”、“圍湖造田”等行為對脆弱度增加的貢獻率較高,“退耕還林”、“撂荒”、“土地開發(fā)”、“退田還湖”、“建設占用”和“土地復墾”等行為對景觀脆弱度減少的貢獻率較高。結果表明景觀格局的演變對生態(tài)系統(tǒng)變化的影響復雜,景觀的合理利用與保護對維護景觀生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性具有重要意義。(5)從各景觀類型的承載力出發(fā),綜合考慮糧食總供給、經(jīng)濟發(fā)展、生態(tài)環(huán)境建設分別對耕地、林地和建設用地的需求構建的SD模型有效準確的反映了各驅(qū)動因素間的因果關系和正負反饋。通過統(tǒng)計調(diào)查資料及模擬試驗法確定擬合各因素的函數(shù)關系式,模型檢驗模型仿真值與實際值的相對誤差均在5%之內(nèi),結果表明SD模型能準確模擬驅(qū)動因子對景觀格局演變的非空間驅(qū)動,可模擬不同情景下對各景觀類型的需求量。(6)基于GIS-Logistic耦合模型構建的各景觀類型轉(zhuǎn)化的空間模型擬合度較好,很好的分析了驅(qū)動因子在空間上對景觀格局變化的解釋能力。結果顯示轉(zhuǎn)變?yōu)楦氐闹饕忉屪兞繛橥恋亻_發(fā)、年均降水量、地區(qū)生產(chǎn)總值、土壤養(yǎng)分以及距離居民點距離;轉(zhuǎn)變?yōu)榱值氐闹饕忉屪兞繛樯指采w率、距離河流距離、坡度、退耕還林和坡度;轉(zhuǎn)變?yōu)榻ㄔO用地的主要解釋變量為距離城鎮(zhèn)距離、距離居民點距離、固定資產(chǎn)投資、海拔、總?cè)丝诤途嚯x道路距離。結果表明人為作用產(chǎn)生的社會經(jīng)濟因素和人為干擾因素對景觀格局產(chǎn)生了短期而又顯著的影響。
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【學位授予單位】：江西農(nóng)業(yè)大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：P901

【參考文獻】

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本文編號：1529174