基于景观指数的小流域形态下区划方法研究

【摘要】：景观生态区划是人类认识和探索自然世界规律的重要手段之一。近年来,随着人类和自然界之间矛盾的深化,人类在获取自然界物质的过程中,更加注重与自然界的和谐相处。同时,为了使人类和其他自然世界之间更加和谐,人类在认识自然界的基础上需要深入的了解和探索其内在规律和特性。因此,在宏观和微观上对自然界按照某种规律或特性分区和区划已成为认识自然界的重要手段。 论文尝试应用景观生态学原理和方法,结合遥感和地理信息技术手段,以景观指数为基础,对汾河流域20个小流域进行生态格局区划方法研究。结果表明,以景观生态学为指导思想的汾河流域小流域格局区划,能够较好的反映区域景观的空间分异状况和组织关系,揭示其空间结构与生态功能特征,并以此作为景观生态评价和规划管理的基础。论文主要研究内容如下： (1)景观指数粒度效应研究 运用影响力指标概念及其公式,并结合景观指数随粒度变化的回归模型,将景观指数分为六类。在此基础上,分析景观指数尺度类型、尺度区间及适宜粒度范围。 (2)景观指数之间相关性分析及最佳聚类分析因子的选择 在总结前人研究的基础上,得出具有代表性且稳定性和独立性均较好的景观指数组合。论文首先通过计算最优粒度下的景观指数间相关性矩阵,剔除了相关性较大的景观指数；然后,分析不同景观指数代表的生态意义；最后结合研究目的,选择了LPI指数、MSI指数、AWMPFD指数、PD指数、SHEI指数、IJ工指数、CONTAG指数、SIDI指数和DIVISION指数作为汾河流域小流域景观区划聚类分析因子。 (3)汾河流域20个小流域的划分 利用ArcGIS9.3软件建立Model模型,提取汾河流域小流域,并将汾河流域划分为20个小流域。 (4)Q型聚类分析结果及其意义 通过上述最佳粒度和最优聚类因子的选取,采用Q型聚类方法,并尝试利用欧式距离和离差平方和法作为样本亲疏关系度量标准和系统聚类分析法,对汾河流域小流域进行景观生态区划。将三期汾河流域划分为不同形态：1.20世纪70年代汾河小流域划分为3大类型区；2.1990年汾河小流域分成了5大类型区；3.2009年汾河小流域分成了4大类型区。 通过上述内容的研究,可以发现以自然形态小流域为最小单元进行景观生态区划,不仅能够很好的表现区域生态特性而且能够定量的表现景观空间结构分异性特征。同时也为区划方法提供了新的视角,对建立研究区生态环境保护和恢复有更加科学和全面的依据。