南水北调中线工程水源地板凳河流域景观格局特征变化研究

论文摘要

“南水北调”工程是我国一项具有重要战略意义的工程，中线工程极大的缓解了京津、华北地区的用水紧张问题。水源区的保护是这项伟大工程的关键部分。2003年，长江上游水土保持委员会启动了“南水北调中线工程水源区预防保护工程”。该项目涉及湖北、河南、四川、陕西等省数十个县。其中陕南的城固、洋县、宁陕、镇坪、柞水、镇安被列为第一批水源区预防保护工程重点县。本文以南水北调中线工程水源地城固县板凳河流域为研究区，利用“3S”技术和景观生态学理论，对研究区的景观格局特征变化进行了系统的研究，为调水工程水源地保护提供科学依据。本文主要利用卫星影像资料分析、野外样方调查和室内分析试验的方法，以及RS解译和建立GIS空间数据库，并重点结合景观生态分析评价体系，定量和定性地对区域内景观变化进行分析研究，完成了以下主要内容：1、利用景观生态学原理进行景观变化研究。2、在景观变化研究的基础上，进行生态环境效应分析。3、针对不同的景观类型系统，提出了不同的生态修复措施。最终得出以下初步的结论：(1)根据景观分类原则，将整个流域化分为三级景观类型。随研究尺度的变化，各级类别即采用不同的主导因素来划分，级别之间又存在一定的联系，构成一个较为科学、系统的区域景观分类体系。(2)通过对一级景观面积和结构的变化特点的分析发现：近十年板凳河流域受到人为活动干扰较为频繁，受到的影响也很大。1994到2000年间，由于人为干扰的原因，自然景观大幅度减少，比例由原来的80.3％减少到了58.74％，而经营景观面积增加了2倍多。从2000年至今，板凳河流域的景观又发生了明显变化，自然景观得到了一定的恢复，面积增加了8.54km~2，上升了8.66个百分点，经营景观的无序发展也得到了一定控制，面积占到全流域的30.91％。(3)通过对二级景观面积和结构的变化特点及景观评价指标的计算分析发现：①从1994年一2004年总的景观斑块数目有了明显的增加。②1994年景观多样性低、优势度高、均匀度低；而2000年景观多样性高、优势度低、相对均匀度最高。③通过对平均斑块密度、破碎度指数、分离度指数三种破碎化指数的分析得出：1994年—2004年十年间整个板凳河流域的景观破碎化指数是逐年增加的，在各个景观斑块类型中，人为影响林地、旱地、荒草地三种景观斑块类型的破碎化程度较高，且易受到人类活动的影响。④通过景观面积变化动态度的分析，发现板凳河流域十年间，主要地类呈现“两增两减”的变化规律。(4)通过对三级景观进行样方调查发现：天然次生有林地，本身受人为干扰较少，生态环境良好，并且造成水土流失的程度小，是良好的景观类型。最为不稳定的是荒草地景观类型，结构单一，生境恶劣，土层薄且有机质含量低，急需人类加以改造利用和保护。(5)“3S”技术作为本文的主要技术手段，为研究工作提供了有力的支持。我们也在研究过程中做了不少有益的尝试，获得了许多经验：GPS指导下的样方建立及辨识阴阳坡地物，计算机自动解译与人工目视解译相结合的方法，在ERDAS8.5软件下采用监督分类与非监督分类相结合的分类方法。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 引言
• 1 “3S”技术及景观生态学研究进展
• 1.1 “3S”技术的发展现状
• 1.2 景观生态学的发展现状
• 1.2.1 国外景观生态学研究概况
• 1.2.2 国内的景观生态学研究状况
• 1.2.3 景观生态学研究的主要内容
• 2 研究依据和研究过程
• 2.1 问题的提出与选题意义
• 2.2 研究内容
• 2.3 研究方法
• 2.3.1 野外考察
• 2.3.2 “3S”技术的应用
• 2.3.3 室内实验分析
• 2.4 研究技术路线
• 3 研究区域自然和社会经济概况
• 3.1 流域位置及范围
• 3.2 研究区自然条件
• 3.2.1 气候水文条件
• 3.2.2 岩性土壤条件
• 3.2.3 动植物情况
• 3.3 研究区社会经济状况
• 3.4 存在的主要生态环境问题
• 3.4.1 局部地区的水土流失依然严重
• 3.4.2 灾害性气候时有发生
• 3.4.3 森林群落结构不够合理
• 3.5 人为活动对生态景观的影响
• 4 板凳河流域景观类型划分
• 4.1 景观类型划分的原则
• 4.2 景观类型的划分
• 4.2.1 一级分类
• 4.2.2 二级分类
• 4.2.3 三级分类
• 5 卫星遥感数据处理与影像解译
• 5.1 本底数据收集
• 5.1.1 RS数据的选取和预处理
• 5.1.2 野外调查和GPS数据的采集
• 5.2 RS影像解译标志
• 5.2.1 监督分类
• 5.2.2 分类结果评价
• 5.2.3 分类后处理
• 5.3 景观分类图及数据整理
• 6 板凳河流域景观格局分析
• 6.1 一级景观面积和结构变化特点
• 6.2 二级景观格局动态变化分析
• 6.2.1 景观评价指标及计算方法
• 6.2.1.1 景观多样性分析指标
• 6.2.1.2 景观空间特征及构型指标
• 6.2.1.3 土地利用程度指标
• 6.2.2 景观格局特征分析
• 6.2.2.1 景观要素空间特征分析
• 6.2.2.2 景观多样性分析
• 6.2.2.3 景观空间格局分析
• 6.2.2.4 土地利用程度分析
• 6.3 景观格局多样性及其环境效应分析
• 7 基于景观分析基础上的生态修复、恢复模式
• 7.1 退化林地的修复
• 7.2 荒山荒坡的修复
• 7.3 农地的修复
• 7.4 生态辅助措施
• 8 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士期间研究成果