1990-2015年中国北方四大沙地典型植被覆被格局变化及其影响因子

论文摘要

呼伦贝尔、科尔沁、浑善达克和毛乌素沙地,是中国北方土地沙化和风沙危害较为严重的地区,是防沙治沙的重点区域和构建国家北方生态屏障的关键区;同时,由于该区域生态环境脆弱,生态系统对气候变化和人类活动的扰动也非常敏感。了解四大沙地植被覆被变化、典型植被景观格局及其影响因子,能够为沙区植被建设与恢复、固沙植被的选择等提供一定的科学依据。本研究选取利用1990～2015年的Landsat TM和ETM系列数据资源,选取以嵩属(主要为褐沙蒿Artemisia hlodendron和黑沙蒿Artemisiaordosica)、锦鸡儿属(主要为中间锦鸡儿Caragana intermedia和小叶锦鸡儿 Caraganamicrophylla和柠条锦鸡儿Caraganakorshinskii)、榆树(Ulmussp.)和樟子松(Pinus sylvestris var.mongolica)为优势种的典型植被,研究了其覆被变化情况,评价了植被景观格局的稳定性,并应用地理探测器模型,分析了其变化的驱动因素。主要研究结果及结论如下:(1)1990～2015年间,四大沙地植被覆盖度年际间均无显著变化;空间分布上,除科尔沁沙地外,其他三个沙地植被覆盖度增加的区域均大于恶化区域,尤其毛乌素沙地植被改善区域达到80%以上,整体植被覆被呈明显好转趋势。(2)不同沙地典型植被景观格局的变化不同。四大沙地蒿属灌丛、锦鸡儿灌丛整体连通性增强,景观脆弱度下降,景观格局逐渐稳定。东部沙地(科尔沁和浑善达克)榆树疏林景观逐渐破碎化,脆弱度不断上升,格局稳定性下降。樟子松林在不同沙地景观格局及其变化差异较大,天然林为主的呼伦贝尔沙地景观格局较稳定,人工林为主的科尔沁和浑善达克沙地景观脆弱度于2005年后逐渐升高。(3)研究期间,四大沙地的年降水量、年生长季降水量和年均气温均无显著变化。毛乌素沙地生长季气温呈显著下降趋势,降幅为0.061℃/yr;其他三个沙地生长季气温均呈显著上升趋势,其中,升幅最大的是呼伦贝尔沙地,达到0.091℃/yr。(4)蒿属灌丛和锦鸡儿灌丛的植被覆盖度和景观格局主要受年降水量影响(贡献率q值分别为0.31和0.41),两种灌丛的固沙功能在当前气候条件下能够得到稳定发挥;人为干扰是榆树疏林衰退的主要原因(q=0.34),可通过封禁的方式对其进行必要的保育;樟子松林的景观格局对降水量和生长季气温最为敏感(q=0.24),这可能是其在其他引种区域退化的重要原因。研究建议,在中国北方沙区,应针对不同沙地气候条件制定区别化的植被恢复与保护策略。相应地区应以蒿属和锦鸡儿属植物为主,对榆树疏林应进行严格的封育保护;另外,在生长季气温不断升高的气候条件下,樟子松可能并不适合大面积引种到纬度较低的沙地。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 引言
•   1.1 研究背景
•   1.2 国内外研究现状与分析
•     1.2.1 植被覆被格局变化的研究
•     1.2.2 植被覆被格局变化的影响因子
•   1.3 目前存在的问题
•   1.4 研究目的及意义
• 2 研究区概况
•   2.1 地理位置
•   2.2 气候
•   2.3 水文
•   2.4 土壤
•   2.5 地质地貌
•   2.6 植被
•   2.7 社会经济状况
• 3 研究内容与方法
•   3.1 研究内容
•   3.2 研究方法
•     3.2.1 技术路线
•     3.2.2 典型植被的选择
•     3.2.3 数据来源及预处理
•     3.2.4 趋势分析和检验
•     3.2.5 景观格局分析
•     3.2.6 影响因子分析
• 4 植被覆被格局的时空变化特征
•   4.1 研究区植被覆被的空间分布
•   4.2 研究区植被覆被的时间变化特征
•   4.3 研究区植被覆盖度的空间变化特征
•     4.3.1 呼伦贝尔沙地植被覆盖度的时空变化
•     4.3.2 科尔沁沙地植被覆盖度的时空变化
•     4.3.3 浑善达克沙地植被覆盖度的时空变化
•     4.3.4 毛乌素沙地植被覆盖度的时空变化
•   4.4 小结
• 5 典型植被的景观格局变化
•   5.1 典型植被盖度的变化
•   5.2 基于Fragstats的景观指数变化
•   5.3 景观脆弱度变化
•   5.4 小结
• 6 水热要素变化及其他影响因子分布
•   6.1 水热要素的时空变化特征
•     6.1.1 降水的时空变化特征
•     6.1.2 气温的时空变化特征
•     6.1.3 各要素年际变异性
•   6.2 其他环境要素空间分布特征
•   6.3 各典型植被分布区土地覆盖变化
•   6.4 小结
• 7 植被覆被格局变化的影响因子
•   7.1 影响因子的选择和分级结果
•   7.2 植被覆被变化的影响因子分析
•   7.3 植被景观格局与气候要素的灰度相关分析
•   7.4 小结
• 8 讨论
•   8.1 植被覆被格局变化
•   8.2 典型植被覆被格局变化的影响因子
• 9 结论、创新点与展望
•   9.1 结论
•   9.2 创新点
•   9.3 展望
• 参考文献
• 个人简介
• 导师简介1
• 导师简介2
• 获得成果目录
• 致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 高岩

导师: 吴斌,张宇清

关键词: 沙地,植被覆盖度,景观格局,景观脆弱度,地理探测器

来源: 北京林业大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 生物学

单位: 北京林业大学

基金: 国家重点研发计划课题“沙生资源植物选育与防风固沙技术集成及产业示范(2016YFC0500905)”,国家重点基础研究发展计划课题“沙区土壤水分时空分布格局与区域分异规律(2013CB429901)”,北京林业大学青年教师科学研究中长期项目“荒漠化地区地表过程及其驱动机制(2015ZCQ-SB-02)”

分类号: Q948

DOI: 10.26949/d.cnki.gblyu.2019.000611

总页数: 81

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