论文摘要
山地是陆地生态系统中一种特殊的生态环境类型,山地资源对于保持地球生态平衡以及人类的生存与发展都有重要作用。景观生态学关注的是景观尺度、格局、过程和景观异质性特征。针对山地生态环境的脆弱性和复杂性以及易受人为活动影响,应用景观生态学理论研究山地景观格局、景观功能、景观动态变化等,对区域宏观规划和生态环境建设具有重要意义。秦岭是我国重要的山地,目前,有学者对秦岭山区景观格局的变化做了研究,但是基于数字高程模型对地形与景观格局变化关系的研究还比较少,仍有大量研究工作要做。本文选择宁陕县长安河上游为研究区,在野外调查的基础上,利用地形图和GIS软件建立数字高程模型(DEM)、提取地形信息,通过遥感解译和建立GIS空间数据库得到景观格局分布图及相应的属性数据,分析地形与景观空间格局变化的关系。最后,结合景观生态分析评价体系,定量和定性地对研究区景观格局变化进行分析研究。通过本文的研究,得出以下几点结论:(1)通过对一级与二级景观面积和结构的变化特点分析发现:近十年来研究区景观格局变化是以天然次生林地和旱地的缩小及人为影响林地与荒草地的扩张为主要特征。表明长安河上游受人为干扰作用增强,导致自然景观显著减少,而经营景观显著增加。人工景观基本没有变化,说明山区城镇道路发展的局限性,城市化水平较低。(2)基于高程、坡度和坡向地形因子分析研究区景观格局的特点发现:景观格局的变化与地形有一定的相关性。①基于不同高程的景观格局变化研究发现:低海拔地区土地利用程度较高,人为影响因素较强,越到高海拔地区,人类活动影响越弱。②基于不同坡度的景观格局变化分析得出:人工景观主要分布在平坡上,林地主要分布在大于25°的陡坡上,旱地与荒草地分布比较广泛。说明坡度越陡,人类活动影响越小。25°以上的陡坡已经完全退耕。③基于不同坡向的景观格局变化分析得出:研究区各景观类型主要分布在半阳坡和阳坡上,说明这两种坡向的土地利用率较高。(3)通过景观评价指标的计算分析发现:①从斑块类型水平上分析,近十年来总的斑块数有了明显增加。人为影响林地、荒草地和公路用地分维数较高,斑块形状较复杂;其他景观类型分维数较低,斑块形状较简单。近十年来,人为影响林地斑块形状趋向简单化,而荒草地变化与之相反。斑块密度、破碎度与分离度指数均可反映景观的破碎化程度,整个研究区景观的破碎度有所增加,尤其是旱地、人为影响林地与荒草地增加显著。②从景观水平上分析,1994年到2003年景观多样性有所提高,均匀度相对增加,优势度明显减小,说明景观的异质程度增加;景观偏离度显著增加,表明土地利用程度增强。(4)对景观生态存在的问题及景观结构与环境效应的分析得出:不同的景观类型及其空间格局对径流、侵蚀等环境效应的影响不同。天然次生林地景观生态环境良好,水土流失程度小:人为影响林地景观类型不稳定,易造成水土流失;最不稳定的是荒草地景观类型,结构单一,生境恶劣。针对这些问题提出景观生态优化和生态修复的措施。(5)“3S”技术是本文的主要技术手段,研究突破了传统的单从水平方向对景观格局变化进行研究的局限,结合地形图,研究了近十年景观的空间垂直变化规律,反映了人为活动对景观格局干扰的垂直梯度变化。