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《东北林业大学》 2007年
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长白山地区森林景观格局与生态规划研究

郭红  
【摘要】: 本研究以长白山地区白河林业局天然林作为研究对象,利用2000年遥感影像图,1987年和2000年森林资源二类调查数据和地形图等资料,以遥感(RS)和地理信息系统(GIS)为支撑,应用景观生态学的相关原理及方法,研究了森林的空间结构组成,从时间序列和空间尺度上研究了区域的景观格局及其变化,详细系统的分析了研究区域的景观生态结构、景观格局现状和动态变化。通过DEM和景观现状的叠加,深入分析了各森林景观类型与坡度、坡向和地形高程之间的关系,揭示由森林资源结构变化而引起的景观格局变化。基于景观格局的动态模拟和景观格局空间结构的分析,对白河林业局景观进行了功能分区,并进行了景观生态规划,提出各规划区经营措施。在此过程中,本文主要取得以下的成果和进展: 1.进行了森林景观分类及空间格局分析。研究区景观划分为10种二级景观要素类型,自然景观保持着较好的状态,森林景观为该地区的优势景观,森林总面积和斑块数量均迅速增加。景观破碎化程度加剧,异质性增加,斑块增加的原因是由于林业经营和人工造林的结果。三级景观格局以阔叶混交林和落叶松为主,面积分别达到76097.38和44596.34hm~2,斑块数分别达到4139和3253个,二者合计面积数和斑块数分别达到整个林分类型的67.7%和66%,所以该地区以落叶松和阔叶混交林为主要类型。 2.通过对景观格局指数的计算,对两期数据进行对比,从时间序列上分析了不同景观要素的格局与结构,分析不同时期的景观格局变化趋势。三级森林景观要素类型中红松林、云冷杉林、落叶松、针阔混交林、白桦林、杂木林等林分的面积和斑块数都有所增加,而针叶混交林、柞树林、阔叶混交林、水胡林、杨树林等林分的面积和斑块有所减小;除水胡林、杨树林外,各森林类型斑块的平均密度都在增加。红松林、针阔混交林、阔叶混交林、白桦林、杨树林、杂木林的分形指数都有明显的降低,云冷杉林、水胡林等林分类型的分形指数有明显增加,说明斑块形状指数的变化有差异,这体现了13年内林分类型的空间结构变化的总趋势。 3.在ArcGIS下,进行高程分带处理,对DEM进行坡度提取,计算了不同坡度景观的分布面积,得出森林景观格局与坡度因子的关系。研究区域的平坡和缓坡林地面积所占的比例较大。结果表明:景观格局的分布与坡度有一定的相关性,无林地、云冷杉林、落叶松、白桦、阔叶混交林和杂木有一半以上分布在0-5°的坡度范围内,说明这一坡度范围最适宜于林业生产和人类活动,景观类型比较丰富。其次分布比较多的是缓坡,斜坡和陡坡的分布面积较少,变化较大的是针阔混交林有向平坡扩展的趋势。 4.在ArcGIS下,进行了坡向的提取,得出森林景观格局与坡向因子的关系。阔叶混交林在各个方向的面积均较多,白桦林、针阔混交林、针叶混交林集中分布在阴坡和半阴坡,在阳坡和半阳坡少有分布。红松林、落叶松、针叶混交林、杂木林在各个坡向上分布大体相同,面积偏少。针阔混交林多分布于其它坡向,平地分布最少。柞树在五个坡向呈现逐渐递增的态势,从平地到阳坡逐渐增加;在阴坡和半阴坡分布较多,在平地、阳坡和半阳坡分布大体相同。阔叶混交林在平地极少分布,在其它方向大体相同,水胡林在阴坡最多,平地最少,其它三个方向相差不多,白桦在阴坡和半阴坡分布较多,在平地、半阳坡分布大体相同,阳坡最少。 5.不同景观类型在同一高程带的景观格局不同。随高程的增加,景观类型随着海拔的变化呈现出明显的垂直分异,在各高程带中,面积最大的3种林分依次为:1987白桦林、针阔混交林、水胡林(Ⅰ)白桦—阔叶混交林—云冷杉林(Ⅱ)针阔混交林—杨树—云冷杉林(Ⅲ)针阔混交林—云冷杉林—杨树(Ⅳ)2000阔叶混交林—落叶松—白桦(Ⅰ)阔叶混交林-针阔混交林-落叶松(Ⅱ)落叶松—针阔混交林—阔叶混交林(Ⅲ)落叶松—白桦(Ⅳ)。 6.森林景观的动态模拟。利用Markov模型对白河林业局进行森林景观动态模拟,计算不同时期森林景观的转化概率,建立转化模型,得出2013年的景观格局模拟图,为该地区的景观规划提供依据。 7.进行了森林景观规划研究。在对森林景观空间格局分析的基础上,确定森林景观规划的原则和目标,通过对景观格局决定因子的主成分分析,进行景观功能分区,在此基础上进行景观生态规划,提出各规划区的目标和经营措施。
【学位授予单位】:东北林业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:S718.5

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