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盐城湿地自然保护区景观格局及其模型模拟预测研究

王艳芳  
【摘要】:滨海湿地拥有丰富的生态资源,掌握其景观格局动态变化是规划滨海湿地景观格局和实现生态资源可持续利用的理论前提。景观指数是进行景观格局分析的主要手段,在利用景观指数对景观格局进行研究时,发现景观指数无法与景观格局之间形成对应的关系,指数间的信息呈现相关性,该相关性不仅与景观格局本身有关,还与空间的尺度选择有密切的关系,深入认识景观指数的尺度效应是研究景观格局的理论基础。景观动态模拟能够揭示出生态环境与人类活动之间的相互关系,有助于分析景观格局与生态过程的应变关系,因此,构建模型预测景观格局的变化是景观研究的必然趋势。本文基于RS、GIS手段,利用1992、2000、2008年TM遥感影像,分别对盐城湿地自然保护区内的景观格局变化及驱动力,景观指数的尺度效应以及预测未来景观格局的变化趋势进行分析研究。 在研究自然保护区内景观格局变化及其驱动力时,分析显示:1992—2008年间,在景观面积变化方面,全区内景观主体由自然景观变成了人工景观;核心区内自然景观面积变化不大,仍以自然景观为主;缓冲区和试验区内的自然景观面积都不断减少,分别减少了约30%和75%。在景观破碎度方面,全区内景观的密度指数增加一倍,景观破碎化程度加剧;核心区内斑块密度指数呈现略减,各景观类型的平均斑块的面积增大,景观破碎化程度略增但不显著;缓冲区和试验区破碎化程度加剧。在景观多样性方面,全区内景观格局由简单变得复杂化,多样性指数增大,异质化程度增加;核心区内景观多样性呈现略增但不显著;缓冲区内景观多样性显著增加;试验区内多样性指数减小,景观异质化程度降低;整个研究区内的景观格局向均衡化方向发展,核心区和缓冲区变化与全区一致,而试验区景观格局朝单一化方向发展。由于引起景观格局变化的外界干扰不断加深,盐城国家级自然保护区内的景观生态环境保护与经济开发之间的矛盾亦将愈发突出。除客观原因导致各区景观格局变化不同外,景观指数相关性也会影响到景观格局的分析结果。 在对景观指数尺度效应进行研究时,选择以核心区为中心的一块面积为1764km2的研究区,选取景观水平上4种类型的32个的景观指数进行计算分析。分析显示:随着粒度的变化,景观指数能够反映出粒度效应,除了多样性指数中的斑块丰富度和相对斑块丰富度指数外,其余指数均具有明显的粒度效应。其中除景观分离度、分割指数、最大斑块指数外,大部分指数不存在明显的粒度转折点。该现象存在的原因主要是粒度的变化改变了斑块边界的复杂度,分割和融合了部分斑块,改变了景观格局原有的特征;随着研究幅度由0.5km到14km的逐渐增加,同类型景观指数间相关性幅度效应最为显著的为面积、周长、密度指数,其次是蔓延度、分散指数和形状指数,最后是多样性指数;不同类型景观指数间相关关系的幅度效应中,面积、周长、密度指数与其他类型指数间的相关关系较好,形状指数与多样性指数间的相关性则较差;且大部分景观指数间相关关系发生质变的空间幅度为3km×3km后,且随着研究幅度的增加,大部分发生质变的指数逐渐表现出不相关。该研究为不同幅度下景观指数的选取提供参考。 在模型模拟与预测的研究中,利用CA-Markov模型对盐城湿地自然保护区未来的景观类型转化方向进行了动态模拟,将模拟结果与已有的景观类型对比,得出模拟精度达到0.7996。据此对盐城湿地自然保护区2016、2024年土地覆被类型做出预测,预测结果显示:核心区内的滩地和米草的面积呈现增加的趋势,芦苇的面积趋于稳定,养殖地(包括人工水禽湖和水产养殖塘)的面积则不断地增加;各景观类的斑块破碎化程度均有增加的趋势,核心区内的景观破碎化将是一个不容忽视的问题。


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