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数字山地框架下典型植被垂直带谱的空间模式识别与气候环境分析

李国明  
【摘要】:山地具有浓缩的环境梯度、高度异质化的生境以及相对较低的人类干扰强度,是景观多样性和生物多样性的集聚地,而青藏高原特殊的地域条件孕育了最为典型的山地垂直带谱—青藏高原山地垂直带谱。其中,热带北缘珠穆朗玛峰地区的植被垂直带谱被认为是世界上最复杂而完整的垂直带谱,至今未见对此区域吉隆沟垂直带谱详细研究的相关文献。因此,本文依托国家自然科学基金“珠峰自然保护区高寒湿地景观格局过程建模与模拟”(41161067)、“中国-比利时”国际科技合作项目“西藏自然与文化遗产资源信息系统”(2008DFA11020)、国家科技支撑计划项目“西藏旅游产业发展综合信息服务关键技术研究与应用示范”第二课题“西藏旅游危机预防与应急救援关键技术研究及应用示范”(2009BAH50B02)等项目对吉隆沟地区的垂直带谱进行研究,并期望通过定量的气候环境指标对其植被垂直带谱的分布情况进行解释,对区域及珠穆朗玛峰的保护都具有重要的意义。 本文主要从以下四个方面对吉隆沟垂直带谱进行了研究: (1)研究区域边界的确定是进行其它相关分析研究的前提基础,本文基于平面曲率与坡形组合法提取研究区域的地性线,从中较为准确的获得山脊线、山谷线,从而确定研究区域界限。并通过与野外实际采集的数据、遥感影像、数字高程模型等对比分析,经验证此结果较为准确,说明此方法取得了初步的成效。 (2)对于研究区域的ASTER GDEM数据进行了修复。目前,对于ASTERGDEM数据存在的数据空洞填补问题需要快捷、高效、科学的处理方法。本文以SRTM为基础数据源制作大区域DEM时,基于ArcGIS10的AO模型,提出了利用局部修正后的SRTM DEM作反距离加权平均逐像元插补ASTER GDEM的异常区域的方法。对其作内插处理填补细小空洞,再与较低分辨率的GTOPO30地形数据作数据融合处理填补剩余较大空洞,通过实际研究表明该方法是一种切实可行的获取完整地形数据的途径。 (3)通过实际调查采样数据、遥感影像数据及其它基础地理信息资料对研究区的植被垂直带谱进行了划分,以吉隆沟的走势方向横切面为横坐标、海拔高度为纵坐标进行划分,研究表明:在吉隆沟西侧山坡,海拔在1800-2700米为山地针阔混交林、海拔在2700-3500米为亚高山针叶林、海拔在3500-4250米为高山常绿灌丛带、海拔在4250-4750米为高山草甸带、海拔在4750-5000米为高山稀疏植被带、海拔在5000米以上为极高山冰雪带;在吉隆沟的东侧山坡,海拔在1800-3400米为亚高山针叶林、海拔在3400-3750米为高山常绿灌丛带、海拔在3750-4250米为高山草甸带、海拔在4250-5000米为高山稀疏植被带、海拔在5000米以上为极高山冰雪带。研究发现东坡与西坡相比缺少一个植被带,即山地针阔混交林。 (4)通过研究山体效应、气候因子、地形因子、土壤因子与植被垂直带谱的关系,对吉隆沟植被垂直带谱进行了初步解释。对于山体效应主要从影响尺度给出了定量解释;气候因子主要从降水、气温、太阳辐射方面给出了定量解释,通过统计分析表明:气候因子对吉隆沟的植被垂直带谱有较大的影响,不同气候因子值对应特定的植被垂直带谱;地形因子主要从山体高度、坡向效应、坡度影响、坡位影响等方面给出了定量解释;土壤因子主要从土壤的构成给出了定量解释。


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