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多哥北部自然保护区土地利用变化,植被状态及人类干扰的研究

FOLEGA FOUSSENI  
【摘要】:多哥北部保护区的基础研究是保证该区土地资源可持续利用的关键。了解土地利用变化并保护土地覆盖可以确定哪些区域需要进行重点保护和土地恢复。对于植物群落的保护和管理而言,很重要的一点就是要更多地了解植物种群的分布及影响其分布的环境因素。植物物种的分布学分析有助于理解影响物种地理分布,特别是人类对物种入侵所发挥作用的关键因子。我们需要对人类活动的影响效应进行评估并在可持续经营的框架下制定监测受保护生态系统的方案。 本文有以下一些研究目的,其中第一个目标是利用卫星遥感影像分析多哥过去20年土地覆盖和土地利用的变化。然后在法瑞学派的植物社会学理论以及生物多样性分析基础上研究三个保护区的植被情况,接着利用植物社会学方法分析这三个保护区的木本植物并了解该区域乔木和多年生树种的年龄分布。最后评价主要的人类活动对这三个保护区植被完整性的影响并为该地区的可持续管理提供建议。 基于RGB归一化植被指数方法并对三期卫星遥感图像进行非监督分类,生成了土地利用变化地图。再运用极大似然估计法对2007年的卫星遥感图像进行监督分类生成土地覆盖地图。在上述方法基础上在物种组成基础上对植被数据进行分析。在植物物种组成基础上,我们筛选了170个主要植物群落类型并对这些群落进行描述和分类。不同群落的除趋势对应分析(DCA)表明,5个群落随着水分梯度而聚集。镶嵌群落(“G3”)聚集从而产生三个亚群落。根据指示值确定7个主要群落的指示种。根据森林清查数据生成的矩阵,利用聚类分析的方法区分出每个保护区的主要木本群落。最后通过趋势对应分析(CCA)对所有群落进行排序。在排序的过程中,根据之前获得的土地覆盖图,我们也加入了有关人类活动干扰的数据。研究结果如下: 使用九种颜色表示过去20年中三个保护区植被采伐、植被开垦、植被再生长及稳定性方面己经发生和未来的变化。除了保护完好的滨河森林生态系统外,三个保护区中大多数生态系统的土地覆盖和利用变化都很明显。尽管界定三个保护区的土地覆盖和植被类型存在一定的难度,我们确定了7个土地覆盖类型并对土地覆盖图进行了分类。由于整体精度和卡帕统计指数分别为72.51%和0.67,生成的土地覆盖地图的分类还是令人满意的。本章揭示了人类活动对三个保护区的极大影响,尤其对以温带稀树草原和农田为主的巴尔克西保护区。同时研究结果也表明滨河森林似乎是最不需要保护的植被并且不易受到各种干扰因子的影响。 记录的植物种群有274个植物物种,分属于247个属,63个科。植物分布学研究表明,该区域属于热带苏丹地区,但是受几内亚-刚果和苏丹-刚果地区的气候影响,该区域拥有足够的水资源用以森林生态系统的建立。充足的水资源使得该地区高位芽植物和木本植物的比例很高。同时利用植物社会学和植物地理学描述植被分布并确定影响植被分布的环境因子。在外来物种入侵的同时,人类活动对植被分布亦产生重要的影响。研究中,我们发现一种新物种,该物种为鹤望兰(Strelizia reginae Banks ex Aiton),已经入侵到多哥境内。 根据植物群落的区系组成,我们划分出了三个保护区中的12个木本植物群落并计算每个植物群落的指示种以确定群落的指示种。趋势对应分析(CCA)表明,植物物种分布受水分可利用性及人类活动的影响。12个木本植物群落中有68个植物物种,分属于47个属25个科。这些物种以高位芽植物作为生命形态,在植物地理学上主要分布在苏丹-赞比亚地区。该地区主要以灌木型热带稀树草原为主,这也正好解释了该区为什么测树参数比较小。然而对比热带几内亚气候,该区测树参数要更小,而较高比例的年轻个体较高表明该区植物群落可以自然更新。 对220个样本进行预处理,确定了8个主要干扰因素。其中,过度放牧占31.88%,滥垦滥伐占30.35%,丛林火灾占30.13%,这些因素在生态系统退化中占据非常重要的地位。本章发现灌木稀树草原和乔木稀树草原破坏最为严重,这两点的干扰因素相同,并且都和该区域有记载的人类活动相关。人类活动同样影响保护区而且人类活动对各保护区的影响是相互独立的。由于受当地社会经济的影响,一些人类活动对保护区的影响产生了该研究将为政策制定者,当地及区域开发者们提供一个标准从而可以对多哥北部的保护区进行可持续经营,可以帮助他们监测脆弱生态系统中的人类活动并完成多哥北部保护区的重建工程。


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