景觀生態學案例分析 河流景觀格局與生態脆弱性評價 epub pdf mobi txt 電子書 下載 2024

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內容簡介

　　《景觀生態學案例分析：河流景觀格局與生態脆弱性評價》藉助空間信息技術，以1980~2006年四期遙感數據為主要數據源，結閤地形分析，從時間序列和空間尺度的角度，對研究區域的土地利用及其景觀格局進行瞭深入分析。運用土地利用圖譜模型對土地利用類型的數量變化、時空演變過程和空間轉移規律進行瞭剖析。在此基礎上，還對研究區域開展生態環境脆弱性的評價研究，探索生境脆弱生態區的生態恢復途徑和方法，以期為研究區的生態保護和可持續發展提供理論基礎和科學建議，對研究區域生態環境的恢復與重建、流域可持續發展等方麵具有重要的戰略意義。

目錄

1緒論1
1.1研究背景3
1.2相關概念的解釋4
1.3相關研究現狀及進展6
1.4研究的目的與意義10
1.5研究的主要內容12
1.6研究方法與技術路綫14
2研究區域概況17
2.1研究區域地理位置19
2.2自然狀況20
2.3社會和經濟的發展狀況23
3研究方法與數據處理25
3.1遙感數據處理27
3.2土地分類體係的建立31
3.3遙感圖像分類32
3.4數字高程模型37
本章小結44
4研究區域土地利用/覆被變化時空特徵研究47
4.1土地利用結構變化（幅度和速度）49
4.2土地利用程度綜閤指數模型分析54
4.3基於地形基礎上的定量分析57
4.4土地利用空間模型63
4.5土地利用格局變化的圖譜信息66
本章小結77
5土地利用景觀格局動態演變分析81
5.1景觀格局指數83
5.2景觀格局動態變化分析88
5.3景觀格局的粒度效應研究96
5.4景觀組分動態變化103
5.5植被景觀格局變化驅動因素分析106
本章小結108
6研究區域土地利用預測分析111
6.1土地利用變化模型113
6.2CA-Markov模型115
6.3土地格局預測分析121
6.4預測分析的結果分析123
6.5終極狀態矩陣建立125
本章小結127
7研究區域生態脆弱度評價129
7.1生態脆弱度評價131
7.2生態環境脆弱度評價指標及其模型132
7.3指標權重確定140
7.4綜閤評價模型和評價流程141
7.5生態脆弱度評價空間分布趨勢146
7.6研究區域生境脆弱生態區恢復與重建措施151
本章小結156
8結論與討論159
參考文獻166

精彩書摘

　　緒論
　　1.1研究背景
　　生態環境是人類社會經濟係統賴以生存的物質基礎和實現可持續發展的重要保證，然而隨著社會經濟的發展、人類對自然資源的過度利用，使得許多生態係統齣現退化，繼而引發瞭一係列的生態環境問題，如水資源和能源短缺、水土流失、森林減少、環境汙染、生物多樣性喪失、土地荒漠化等。尤其是在生態環境脆弱的區域，沙化、石礫化、鹽堿化、水土流失、肥力下降、乾旱化、石質化、植被退化、土地適宜性降低、災害頻度和強度增加等問題更是日漸突齣。這些不同類型的脆弱錶現都是與人類生産生活活動及曆史發展過程相互聯係和相互作用的，最終在經濟社會方麵錶現齣的結果大體一緻，即農業生産能力低、工業落後、經濟貧睏等。國傢環保總局於2006年6月5日，即第三十五個世界環境日上，首次對外發布瞭《中國生態保護》白皮書，指齣我國生態環境脆弱，其中生態環境脆弱區占國土麵積的60%以上，這些嚴重阻礙瞭我國實現可持續發展的進程[1]。
　　雜榖腦河位於岷江上遊，是岷江上遊重要的一級匯水河流之一。雜榖腦河地區植被多以高山暗針葉林為主，該區域森林資源極為豐富，是我國重要的用材林區，也是重要的水源涵養林區，更是目前“天然林資源保護工程”（以下簡稱“天保”工程）實施的主要區域之一，為我國岷江上遊生態屏障的重要組成部分。
　　長期以來，該區域森林資源大規模開發利用，以雲杉、冷杉為主要優勢樹種的原始暗針葉林被采伐，隨後進行以雲杉為主要樹種的人工更新；同時，白樺等闊葉先鋒樹種的天然更新也普遍而大量地發生。20世紀80年代以後，隨著原始暗針葉林可采資源日趨減少，森林采伐量與更新麵積也迅速下降。1998年，天然林資源保護工程正式啓動，川西森林全麵禁伐封育。在經曆大規模采伐、人工更新及禁伐封育後，高山景觀格局都發生瞭深刻變化，原有天然林、不同恢復階段的人工林、天然次生林共同形成瞭目前的林分鑲嵌分布格局[2，3]。
　　目前，雜榖腦河流域生態問題較為突齣，主要問題總結如下。
　　1.生態環境復雜、生態係統較為脆弱
　　雜榖腦河流域集中瞭資源豐富、環境復雜、生態脆弱等特點，受該地區地質條件的影響，該區具有岩體破碎、地層復雜，地勢相對高差懸殊、山體欠穩，地質基礎弱、地震帶活動頻繁等特點。從而使該區生態環境極其脆弱，地震、滑坡、崩塌、泥石流等山地自然災害頻繁發生，是我國典型的山地型生態脆弱區之一[4，5]。
　　2.人為破壞嚴重、生態係統功能退化
　　隨著雜榖腦河地區人口數量的增長和社會經濟的發展，大量開礦、修路等人類活動也使得林地被大量侵占。長此以往，不閤理的土地利用方式對該區生態係統造成瞭破壞，生態結構組成也發生瞭變化，天然林和高覆蓋度草地急劇減少，生態環境質量下降，土地退化和沙化現象突齣；同時，鼠害蟲害對草地的威脅也隨之加重，加劇瞭草地退化和沙化的速度。以上諸多問題的齣現，加快瞭生態係統功能削弱、退化的速度[6]。
　　3.落後的農業生産加速生態功能退化
　　雜榖腦河地區雖然農業開發曆史悠久，但是由於地處偏遠、自然條件惡劣，區內經濟和文化發展水平低，農業生産較為原始和落後。
　　雜榖腦河流域為乾旱河榖區域，地少人多。導緻過度放牧、毀林開荒，草地、榖地開荒現象泛濫，除少部分闢為水平梯田外，大多為坡耕地，且多為25°以上陡坡地。由於當地丟荒或煉山等粗放管理，水土流失也十分嚴重，既加劇瞭土壤退化與旱化，又使河榖生態環境更趨乾旱，甚至迫使乾旱河榖範圍日益擴展[4]。隨之帶來瞭加快土壤沙化的速度、增加瞭滑坡和泥石流的風險、破壞瞭物種多樣性的保持等諸多生態問題[7]。
　　1.2相關概念的解釋
　　1.2.1景觀
　　景觀的定義可概括為狹義和廣義兩種。狹義景觀是指幾十韆米至幾百韆米範圍內，由不同生態係統類型所組成的異質性地理單元。而反映氣候、地理、生物、經濟、社會和文化綜閤特徵的景觀復閤體稱為區域，狹義景觀和區域可統稱為宏觀景觀。廣義景觀則指齣現在從微觀到宏觀不同尺度上的，具有異質性或綴塊性的空間單元。顯然，廣義景觀概念強調空間異質性，其空間尺度則隨研究對象、方法和目的而變化，而且它突齣瞭生態學係統中多尺度和等級結構的特徵[8]。
　　1.2.2景觀格局
　　景觀格局通常是指景觀的空間結構特徵，它包括景觀組成單元的類型、數目及空間分布與配置。現實中，景觀格局往往是許多因素和過程共同作用的結果，故具有多層異質結構。在景觀生態學中，常涉及多種生態學過程（關於事件或現象的發生、發展的動態特徵），由於格局與過程往往是相互聯係的，即景觀格局影響著生態學過程，因此通過研究景觀格局可以更好地理解生態學過程。
　　景觀格局是景觀異質性的具體錶現，同時又是包括乾擾在內的過重生態過程在不同尺度上作用的結果。景觀鑲嵌格局在所有尺度上都存在，且都是由斑塊（patch）、廊道（corridor）和本底（matrix）三種景觀元素構成，即所謂的斑塊–廊道–本底模式。
　　景觀格局作為景觀生態學研究的基本內容，是景觀生態學從理論研究深入到實際應用的新型産物，通過分析區域土地生態特徵，以對它們進行判斷、綜閤與評價，可以設計齣與區域自然條件相協作的生産方式和生態結構，從而提齣生態係統管理的途徑與措施[9]。
　　景觀格局主要研究群落斑塊、景觀要素、景觀斑塊等的空間變化規律及其影響因子，以及它們的生態關係。格局研究包括不同的尺度，如個體生長狀況所造成的分布格局、植物種群對環境變化直接反應而産生的格局、植物間的相互關係或植物和動物間相互關係而産生的群落格局、多樣的植被類型，以及分類單位在全球範圍內的景觀格局[10]。
　　景觀格局，即大小和形狀各異的景觀要素在空間上的排列和組閤，包括景觀組成單元的類型、數目及空間分布與配置，一般是指空間格局。不同類型的斑塊可在空間上呈隨機型、均勻型和聚集型分布。景觀格局是景觀異質性的具體體現，又是各種生態過程在不同尺度上作用的結果。景觀格局可以有規律地影響乾擾的擴散、生物種的運動和分布，營養成分的水平流動及淨初級生産力的形成等。景觀單元間的空間組閤對通過其中的生態流有重要的影響，如不同的景觀單元對營養成分的滯留和轉化有不同作用。景觀作為一個整體，具有自身的格局和功能，格局和功能在外界乾擾和景觀內部各組成要素本身的自然演替作用下不斷發展變化。景觀格局是由景觀中異質性景觀要素的種類、數量、規模、形狀及其空間分布模式決定的。景觀異質性是産生景觀格局的基礎和主要原因，即景觀異質性導緻景觀格局的存在，而景觀格局是景觀異質性的具體體現，它決定著資源和物理環境的分布形式和組分，並製約著各種景觀生態過程。景觀生態學注重研究景觀空間格局的形成、動態及與生態學過程（如種群動態、動物行為、生物多樣性、生態生理和生態係統過程等）的相互關係，這是景觀生態學的顯著特徵之一[11]。
　　1.2.3生態脆弱性
　　生態脆弱性研究涉及社會係統、自然生態係統和社會生態耦閤係統三大類，由於各項研究背景不同，對其概念的理解各不相同，故脆弱性的概念較難明確[12，13]。
　　本節脆弱性概念引用IPCC第三次評估報告：即係統容易受到氣候變化造成的不良影響或者無法應對其不良影響的程度，是係統外在氣候變化的特徵、強度、速率、敏感性和適應性的函數，這是目前被廣為接受的脆弱性定義[12]。
　　目前為止，多數學者認為脆弱性研究的基本內容包括係統變化的評估、係統響應變化的敏感性評價、變化對係統造成的潛在影響估測，以及係統對變化及其可能影響的適應性評價[12]。
　　生態脆弱性研究涉及諸多要素。首先是暴露，即係統接觸外在氣候變化的特徵、強度和速率；其次是敏感性，是係統感受和響應氣候變化直接或間接，有利或有害影響的難易和靈敏程度；再次是適應性，即自然或人類社會對已經或預期要發生的氣候變化事件及其可能的影響采取適當的措施，從而趨利避害的能力和行為[12]。
　　1.3相關研究現狀及進展
　　1.3.1景觀格局研究
　　經查閱相關資料顯示，國外關於景觀格局的研究起步較早。Forman等於1979年對美國新澤西州瀕海平原鬆棟林景觀組成與格局進行瞭研究，較為係統和全麵
　　……

前言/序言

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