汾河流域关帝山区森林景观格局变化与分析

论文摘要

森林作为汾河流域景观的重要组成部分,对流域景观的多样性,物质和能量的交换起着重要的作用。关帝山森林作为华北天然次生林具有代表性的林区,对其进行景观格局分析具有重要意义。本文以1973年Landsat MSS影像,1990年及2007年Landsat TM影像为基础数据,在景观生态学原理指导下,利用遥感与地理信息系统等技术手段,结合野外调查资料,首先对研究区的三期遥感影像进行图像处理,并在此基础上进行景观要素信息提取。然后在景观格局软件FRAGSTATS的支持下,分别在类型水平和景观水平上选取能充分反映研究区景观特点的景观格局指数,以2007年景观格局为例,对各类景观要素进行斑块组成结构、面积特征、形状指数、破碎化指数、异质性和空间分布等分析。其次,通过对三期景观要素的对比分析,得出在这三十多年间各类景观要素发生了较大变化。最后,在景观格局动态分析的基础上,应用马尔科夫预测模型对研究区未来景观要素的发展进行了预测,并对引起变化的驱动力因素进行了分析。分析研究结果表明:(1)研究区景观要素构成中,林地景观占有最大优势,是整个景观的基质,草地在景观类型中也占有相当的比例,而耕地,居民地与工矿用地,河流在景观中占有的比例较小。在这三十多年间,林地的面积动态变化表现为1973年>2007年>1990年,林地的面积特征指数、形状指数、分维数、破碎化程度等变化情况与林地面积动态相一致。景观的聚集程度逐年增加,异质性程度也随之增加,同时引起景观要素多样性增加。从空间分布上看,三期景观要素在海拔、坡向、坡度级别上的分布和变化相一致,并表现出一定的规律性。(2)林地的一级景观格局分析较为复杂,主要表现为:针叶林面积逐年增加,阔叶林和灌木林面积处于动态变化中,相应的面积特征指数,形状指数,破碎化指数,异质性指数等在三十多年间发生了较大变化并表现出一定的规律性。(3)林地的二级景观情况更为复杂,不同的林地成分在不同的年份变化幅度不同。针叶密林、针叶疏林、阔叶密林各项指标变化较大。景观的异质性逐年增加,并在1990年达到最高,景观的多样性也随之增加。同时三期二级林地景观在不同的地形因子级别上表现一致。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 景观生态学及其研究进展
• 1.1.1 国外景观生态学及其研究进展
• 1.1.2 国内景观生态学及其研究进展
• 1.2 森林景观生态学及其研究进展
• 1.2.1 国外森林景观生态学及其研究进展
• 1.2.2 国内森林景观生态学及其研究进展
• 1.3 “3S”技术在景观生态学中的应用
• 1.4 选题的目的和意义
• 第二章 研究区概况及研究内容
• 2.1 研究区基本概况
• 2.2 自然条件及植被
• 2.3 研究内容
• 2.3.1 研究目的与方法
• 2.3.2 研究内容
• 2.3.3 研究技术路线
• 第三章 数据处理与景观信息提取
• 3.1 数据源
• 3.1.1 数据源选择
• 3.1.2 软件平台选择
• 3.2 数据处理
• 3.2.1 数据预处理
• 3.2.2 图像增强处理
• 3.2.3 地形指标提取
• 3.3 研究区景观要素的划分与信息提取
• 3.3.1 研究区景观分类系统的建立
• 3.3.2 研究区景观要素信息提取
• 3.3.3 研究区景观类型图
• 第四章 研究区森林景观格局分析
• 4.1 景观格局简介
• 4.2 景观格局指标选取
• 4.3 景观格局分析
• 4.3.1 景观要素组成结构分析
• 4.3.2 景观要素面积特征分析
• 4.3.3 景观要素形状分析
• 4.3.4 景观要素破碎度分析
• 4.3.5 景观要素异质性分析
• 4.3.6 景观要素空间分布分析
• 第五章 景观格局动态分析及预测
• 5.1 景观格局动态分析
• 5.1.1 景观要素组成结构动态分析
• 5.1.2 景观要素面积特征动态分析
• 5.1.3 景观要素形状动态分析
• 5.1.4 景观要素破碎度动态分析
• 5.1.5 景观要素异质性动态分析
• 5.1.6 景观要素空间分布动态分析
• 5.2 马尔科夫预测模型
• 5.2.1 马尔科夫预测模型原理
• 5.2.2 基于马尔科夫模型的景观要素预测
• 5.3 景观格局变化驱动力分析
• 第六章 结论与讨论
• 6.1 结论
• 6.2 存在的问题
• 参考文献
• 致谢
• 硕士期间发表的文章和参与项目