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本文在国家自然科学基金“布尔哈通河谷盆地景观空间格局及其动态的研究(30060017)”和“图们江流域河岸植被变化及其生态功能分析(30170163)”的资助下,以生态学的原理和方法为指导,综合景观生态学、水文学、河流生态学等各学科的知识,对图们江流域森林景观特征及其动态、河岸植被区系组成以及河岸植被类型、结构、功能和植物多样性变化等进行了详细地研究,同时对不同景观区河岸森林植被的动态变化机制也进行了分析,探讨河岸植被的保护、恢复与重建技术。研究结果不仅对于调整图们江主要支流沿河土地利用格局,恢复河岸植被生态系统的整体功能,指导本地区生态经济健康地发展有重要意义,而且对于促进当地的生态环境建设和可持续发展,也是非常必要和十分迫切的。 在流域景观格局特征分析过程中,通过对2000年ETM卫星影像解译,借助于RS和GIS手段,分析了图们江流域4条河流流域的土地利用现状,并选取10个景观格局评价指标,对不同流域景观格局进行了深入研究和对比分析。结果表明各个河流在河流属性、地貌特征、水流特性等方面存在一定的差异,但流域土地利用的总体格局是一致的;不同流域斑块数量特征、平均斑块面积、斑块边界密度、斑块形状、多样性指数、均匀度指数等景观特征指标存在的差异,反映了不同流域受人为干扰影响的程度;4条河流的土地利用格局都很相似,但布尔哈通河与海兰江的相似性更强,而嘎呀河与珲春河之间的相似性大。 利用1990年和2000年森林资源档案数据资料,发现期间流域景观单元面积变化较大,其中森林面积和蓄积有较大幅度的增加,沼泽湿地的增加说明当地管理部门对环境的重视,而沙化面积的增加应该引起足够的注意。 另外选择了图们江有代表性的支流布尔哈通河流域,详细对其土地利用格局进行深入研究,分析了布尔哈通河干流源头区、中下游河谷区和朝阳河支流3个典型区的景观格局。结果表明,流域面积中有林地最多,占总面积的64.9%,其次为旱地占19.7%,水田、草地、城镇居民点都在3%左右,河渠、水库、沼泽等湿地水体占0.7%;斑块数量以旱田最多,平均斑块面积以有林地最大,斑块面积的变异系数也最大;林业用地中以有林地面积最大,但中下游林业用地比例较上游地区明显地减少,其中有林地面积比例急剧减少30个百分点,灌木林地、疏林地和其他林地面积比例较上游增加8个百分点,农田面积中下游较上游地区增加18百分点;中下游地带斑块数量最多,平均斑块面积和变异系数最小,边界密度最大,景观多样性指数和均匀度指数也较高。对布尔哈通河上游景观分析的结果表明,3个小流域斑块的数量、斑块面积变异系数、斑块边界密度、平均斑块边界长度指数、平均斑块形状指数、平均周长面积比和平均斑块分维数大小都有较大差别,但多样性指数和均匀度指数相差不大,主要受人为因素的影响。 根据对图们江流域主要支流河岸带植被维管束植物区系的研究结果表明,所调查流域内共有维管束植物75科204属354种。其中包括蕨类植物7科10属18种,种子植物中裸子植物2科5属7种,被子植物66科199属354种;其中含双子叶植物为60科166属301种,单子叶植物6科33属53种。75科中世界分布性质类型为25科;热带分布23科,其中变型2科;温带分布性质类型23科,其中变型4科;东亚分布性质类型3科。属的分布区系分属于12个分布区类型及6个分布区变型。其中属北温带分布类型区及其变型区的属最多,为81属,164种;其次为旧世界温带分布类型和东亚分布类型区,分别有27属37种和16属23种;此外泛热带分布植物共有14属,分属于12个科,与温带亚洲及东亚部分地区也有联系。但与其它热带地区及地中海植物区系的联系不大。 研究发现布尔哈通河在河岸带100m范围内,以农田所占比重最大占35.91%,其次为森林(25.14%)和草地占(16.00%)。珲春河流域河岸带森林所占的比率最高(59.69%),其次为农田(29.69%)。通过对河岸带不同样带α多样性的分析,发现丰富度指数与Shannon指数变化基本一致,并且布尔哈通河、珲春河都随调查地点的下移各指数表现为先上升然后下降的趋势。 通过对布尔哈通河和珲春河河岸带相异性指数分析,初步认为在图们江流域可以利用β多样性指标确定河岸带宽度,在有森林分布的区域,河岸带宽度以40~50m为宜,而在没有森林分布的区域,河岸带宽度可确定为100~120m。通过对将各样带草本植物与下游各样带草本植物相异系数进行平均,根据平均数的变化曲线,结合样带聚类结果,可将河流域分为源头区、上游区、中游区、下游区和汇流区5个区域,同时可确定各区的范围。