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基于植物群落健康的景观格局配置研究

作　者: 肖云丽
导　师: 李锐；温仲明
学　校: 西北农林科技大学
专　业: 地图学与地理信息系统
关键词: GAM模型环境梯度潜在植被景观预测模拟景观格局景观格局配置
分类号: Q948
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

黄土高原是我国水土流失最为严重的地区之一,植被恢复重建是遏制水土流失的有效措施。自从上个世纪50年代以来,黄土高原地区的植被恢复重建受到国家政府部门和社会各界的高度重视,并投入了大量的人力、物力。但由于该区特殊的自然地理环境,加之自然植被的严重破坏,人工建造的植被存在物种选择不当、物种组成单一、植被结构简单等问题,难以发挥较好的生态效益。另外,没有考虑植被恢复在不同空间尺度上的差异性,把局部地区的植被恢复途径或模式简单外推,也是造成上述问题的原因之一。植被在大尺度上的分布格局主要受温度、降雨等气候因素的控制,在较小尺度上却受地形、土壤等条件的制约。环境要素的梯度变化或局部生境的差异,会导致植被在空间分布上的差异性。因此,植被恢复重建就必须考虑这种环境因素的空间异质性及其对植被分布的影响。本研究即是针对这一问题,以黄土高原丘陵沟壑区延河流域为例,通过对自然植被及其影响要素的空间格局分析,运用自然植被-环境(气候、地形等)关系模型,模拟和预测潜在植被景观格局,在综合考虑植被现状的基础上对植被景观格局进行配置研究,初步取得了以下结果:1.在植被调查的基础上,采用非线性建模途径,建立了延河流域主要植物种的物种-环境关系模型,并利用GIS空间分析方法,模拟和预测了56个物种的空间分布;然后以种间关系为基础,模拟和预测了33个植物群落的空间分布;采用概率排序,对延河流域潜在植被景观格局进行了模拟和预测,编制了延河流域潜在植被景观格局图。2.对延河流域的潜在植被景观格局模拟和预测分析的结果表明:草本景观的分布范围最广,几乎遍布整个流域,但是不同的物种有其特定的分布范围,如大针茅分布在研究区域的北部36°50′N– 37°20′N,108°10′E– 109°30′E范围内;灌木林地景观的分布范围主要集中在中南部地区以及沿着延河沟道分布;乔木林地景观主要分布在流域的南部,即36°24′N– 36°40′N,109°0′E– 109°50′E范围内。3.以TM影像为数据源,对延河流域现有植被景观进行分类,获取了延河流域的现有植被景观分布图;将获取的延河流域现有植被景观图与实地调查数据进行验证,结果表明,分类精度达到了0.8以上,完全满足分类精度的最低要求0.7。4.将延河流域现有林地景观与潜在的植被景观格局图进行叠置分析,结果表明:现实中是林地景观而潜在的却是草地景观的区域主要分布在流域中北部的坡度为20°- 30°之间的半阳坡、半阴坡以及阴坡上;将延河流域现有草地景观与潜在植被景观格局图进行叠置分析,结果表明:现实中是草地景观而潜在的却是林地景观的区主要集中在坡度为15°- 35°之间的阳坡和半阳坡上,且主要分布在流域南部。5.以潜在植被景观格局为依据,对现有植被景观的不合理分布进行重新配置:对现实中是林地景观而潜在的却是草地景观的区域,可采取措施促进林分的自然化过程,根据潜在植被分布,可引入与狼牙刺、荆条、荛花等灌木相当的经济灌木如沙棘等进行改造,使其趋向于自然植被景观;对现实中是草地而潜在的却是林地的区域,根据演替阶段,引入相应的自然植物群落的建群种,以促进自然植被的演化过程。

全文目录

摘要  5-7
ABSTRACT  7-12
第一章绪论  12-20
  1.1 研究目的与意义  12
  1.2 国内外研究现状  12-16
    1.2.1 景观格局配置研究  12-14
    1.2.2 植被景观格局配置参照系统研究  14-16
  1.3 研究内容与方法  16-17
  1.4 研究工具与技术平台  17-18
  1.5 技术路线  18-20
第二章研究区概况与数据基础  20-32
  2.1 研究区概况  20
  2.2 植被调查方案设计与植被调查  20-24
    2.2.1 环境梯度单元的划分  21-23
    2.2.2 植被调查  23-24
  2.3 地形因子的分析与提取  24-27
  2.4 气候环境因子的分析与模拟  27-32
    2.4.1 ANUSPLIN 空间插值工具简介  27
    2.4.2 气候环境因子的分析与模拟  27-30
    2.4.3 对气候环境因子插值结果的验证  30-32
第三章延河流域潜在植被景观格局研究  32-50
  3.1 分析工具GRASP 简介  32
  3.2 广义线形模型（GLM）及广义相加模型（GAM）简介  32-33
  3.3 主要物种分布预测模拟  33-42
    3.3.1 主要物种-环境关系模型的建立  33-35
    3.3.2 主要物种分布预测模拟  35-42
  3.4 延河流域自然植被潜在分布预测模拟  42-50
    3.4.1 植物群落的分类  42-43
    3.4.2 延河流域主要植被潜在分布的预测模拟  43-45
    3.4.3 延河流域潜在植被景观格局预测与分析  45-50
第四章基于遥感影像的现实景观提取  50-58
  4.1 TM 影像的基本特征  50-51
  4.2 遥感影像的预处理  51-53
    4.2.1 几何校正  51
    4.2.2 彩色合成  51-52
    4.2.3 图像的拼接裁剪  52-53
  4.3 遥感影像判读  53-58
    4.3.2 监督分类  55
    4.3.3 对分类结果评价及处理  55-58
第五章延河流域景观格局配置  58-66
  5.1 景观格局配置的原则与依据  58-59
  5.2 景观格局配置的主要途径与方法  59
  5.3 现有景观格局分析  59-61
  5.4 植被景观格局配置  61-64
    5.4.1 植被景观格局的空间叠置分析  61-64
    5.4.2 现有林地景观格局配置  64
  5.5 本章小结  64-66
第六章结论及讨论  66-68
参考文献  68-73
附录  73-84
致谢  84-85
作者简介  85

基于植物群落健康的景观格局配置研究

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