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火灾干扰下的扎龙湿地景观稳定性评价

李祥燕  
【摘要】:火是对湿地生态系统能够产生严重影响的干扰因子,在火灾后,湿地生态系统的植被群落和景观格局都会发生巨大改变,当湿地生态系统受到火干扰而不能通过自身调节功能消除其影响时,其生态平衡就会被破坏,系统稳定性就会降低,从而发生景观演替。因此分析火灾前后湿地景观稳定性及湿地景观格局的变化及恢复程度,能够对于湿地景观优化和管理产生积极的作用。本文以黑龙江省扎龙湿地为研究区,以遥感数据和历史火灾资料为基础,共选取了2004-2008年五期TM影像数据,五期MODIS GPP产品数据-MODIS 17A2以及同期的气象数据,提取2005年扎龙湿地的火烧区,以景观生态学、GIS等为理论支持,选择扎龙湿地景观稳定性评价指标:湿地斑块面积、形状指数、湿地率、农田率、道路与沟渠因子、居民地因子共六项,采用层析分析法确定指标权重,构建景观稳定性模型;选择斑块数、平均斑块大小、香农多样性指数、香农均匀度指数等景观指数进行扎龙湿地景观格局的动态变化分析,结合2004-2008年间扎龙湿地景观恢复状态的时空变化,分析火灾前后扎龙湿地景观稳定性的变化,结论如下:(1)在自然和人为这两种干扰条件下,扎龙湿地在2004-2008年期间,湿生景观类型约占湿地总面积的60%~70%,旱地景观约占30%~40%,湿生景观数量呈现下降趋势,旱地景观则呈现缓慢上升趋势,湿地景观干旱化的趋势逐渐凸显;从空间分布的变化上看,湿生景观类型占据研究区中部地带,旱地景观多处于研究区外围空间的景观格局并未发生明显变化;由于火灾发生导致大量湿地斑块的消失,湿地景观的空间格局出现明显的均质化变化。(2)火烧严重程度可以分为以下四种:即未火烧、低火烧、中火烧和高火烧。其中高火烧区域面积最少,约为81km2,约有90%集中分布于扎龙湿地的核心区;中火烧区域面积最大,约为220.6km2;高火烧区、中火烧区、低火烧区大多呈现出缓冲区式的由内向外集中分布状态,低火烧区多位于研究区的缓冲区与实验区,少部分分布较为零星化和边缘化。火烧不仅仅是由一个火点引起的,而是由于有多个火点,从而形成了较大面积的火烧区域和不同等级的火烧严重程度。(3)湿地景观稳定性产生较大变化主要是由于2005年火灾的发生,在空间分布上:2005年湿地东南部(主要火烧区域)景观稳定性大幅下降,研究期间湿地景观稳定性变化态势始终为核心区缓冲区实验区。在数量变化上:除2005年为弱稳定性景观(稳定性数值在0.5-1之间)占据主导地位外,其他年份均为稳定景观(稳定性数值在1-2之间)发挥主导作用。截止到2008年强稳定景观(稳定性数值2)与稳定景观所占面积比例下降10%,扎龙湿地整体稳定性呈现下降趋势,并未成功复原为火烧前的状态。在火烧等级上:由于火烧烈度大、范围广和人类干扰较强等原因,高火烧区与未火烧区的稳定性都未随时间的增长而呈现出正常良好的恢复及波动趋势。(4)扎龙湿地景观变化的主要原因是由于火灾的发生,湿地植被的GPP产值整体变化趋势呈现为2005年大幅度下降而后缓慢上升。从数量特征上:2004年是GPP产值最高的年份,火灾过后GPP产值逐渐攀升,扎龙湿地火烧区域GPP产值增长率约为整体增长率的1.3倍,总产量的增长量约为45gC/m2·a;从空间分布上:火灾过后,GPP数值较高的研究区中部范围出现明显萎缩,而后湿地进入恢复阶段,最先呈现出恢复态势的地区主要为植被资源与水资源较丰富的乌裕尔河流域、研究区中部的核心区,但由于火势过大,湿地植被资源破坏严重,截止到2008年都未恢复为未火烧前GPP数值较高的区域集中连片的空间分布状态。


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