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植被是陆地生态系统的一个重要组成部分,能及时、灵敏的反映地表景观和生态环境变化。本文选取科尔沁沙地的典型地区奈曼旗为研究地区,运用3S技术对科尔沁沙地土地沙漠化变化发展的三个典型时期过程中的沙地植被景观进行全面的分析和比较,可为该地区因地制宜的退耕还林还草和植被恢复重建提供科学的决策依据,也可为研究全球变化对沙地植被的影响奠定基础。
本文以内蒙古通辽市奈曼旗1987年、2008年的Landsat TM影像以及1999年的Landsat ETM影像为信息源,结合地面考察进行图像目视解译,最后得到研究区1987、1999、2008年的沙地植被景观动态变化数据库。
论文分别从景观结构特征、结构变化与转化及其在景观格局上的动态变化对研究区沙地植被景观动态变化做全面分析。首先从整体时间跨度(1987~2008年)分析近20年来奈曼旗沙地植被景观类型变化情况,再分别从1987~1999年,1999~2008年两个时间段比较分析景观变化特征。运用转移矩阵对不同阶段沙地植被景观转移方向进行了分析,并选取具有代表性的景观指数分析了研究区沙地植被景观格局变化。综合考虑自然环境因素和人为活动因素,选取有关因子对沙地植被动态变化的驱动力机制进行了简要分析。结合研究区自然环境和社会经济状况,对该区域和类似地区沙地植被生态保护和管理提出了一些建议。
论文的主要结论如下:
1.奈曼旗景观类型空间结构和分布呈复杂性和多样性,不同类型景观的变化规律不同。固定沙地和耕地占据着奈曼旗整个景观的主导地位,是一种典型的脆弱的干旱半干旱生态景观。沙地植被内部在不稳定地变化和发展,整体上趋于改善,但局部仍有退化。固定沙地、林地与耕地之间存在多方向的转化,而草甸和湿地景观伴随着水体面积的减少,不断萎缩,并向耕地转化。
2.1987~2008年间,在人为作用不断干扰下,奈曼旗景观格局在景观水平上变得越来越破碎,景观类型分布却相对趋于均匀。而景观形状是由规则变成相对不规则,再变回规则的变化过程,并且整体趋向更加规则,表明近20年来人类对自然环境的干预作用加强。在斑块类型水平上,1987~2008年期间流动沙地和固定沙地平均斑块大小均呈现先增大-后减小的变化,半固定沙地则相反;林地面积在近20年间快速增加,伴随的是破碎化程度增强,反映了林业建设以旗县、乡村为单位的分散治理模式,同时耕地在人为干扰加大时斑块的形状越发规则,但同时趋于破碎化;草甸和湿地平均斑块大小的变化也较大,在气候和人为干扰双重作用下较易被周围优势类型吞并。
3.对沙地植被景观变化的驱动力因素进行分析发现:随着气候波动(特别是干旱化趋势增强)和主要以由于人口和牲畜对土地压力加大导致人类活动强化的作用下,奈曼旗沙漠化反而呈逆转趋势,说明奈曼旗沙地植被景观结构变化主要是人类活动干扰的结果。