库布齐沙漠典型地区景观变化及驱动力分析

【摘要】： 景观空间格局分析是景观生态学研究的核心问题。本文以库布齐沙漠地区的树林召、王爱召、白泥井和吉格斯泰4个乡镇为例，分析了其景观格局与动态变化过程，并对其景观变化的驱动机制进行了探讨，旨在为当地景观规划预案提供数据基础，为当地经济可持续发展提供空间决策依据和理论基础。 本文采用达拉特旗地区1987年、1995年、2003年三期Landsat-TM遥感影像，首先在遥感处理软件ERDAS8.6中进行几何校正，根据野外调查及相关土地利用图、地形图建立解译标志，利用地理信息系统软件ArcView3.2对影像进行人机交互解译；在ArcInfo9.0、Erdas8.6等图像处理软件的支持下，对解译数据进行拓扑、属性引导、剪切、投影转换、矢量向栅格数据转换等，最后得到研究区1987年、1995年和2003年各类景观的栅格数据，将景观分类结果输入软件Fragstats3.3计算景观格局指数；应用Erdas8.6，ArcInfo9.0和ArcView3.2等软件，建立景观类型的1987～1995年、1995～2003年、1987～2003年转移矩阵，并定量分析各种景观类型重心的迁移方向及距离，以此来反映研究区景观结构的动态变化。随后，选取人为与自然因素进行了景观变化的驱动因素分析。结果表明：人为因素，特别是人口增加是景观格局变化的最主要驱动力。 主要结论如下： 1、1987～2003年间，整个研究区斑块破碎化程度降低，景观格局趋向于简单，各种类型的斑块在景观中分布较适宜，景观趋于均质。其中，耕地面积增加，并在景观中分布趋向于均匀；固定沙丘面积增加，但斑块形状趋于复杂；半固定沙丘、流动沙丘、草甸和河漫滩等4种景观类型面积减少，在景观中呈分散破碎化发展；河床集中或变宽，形状趋于复杂；林地和湿地呈现持续扩张的空间集中化发展，斑块形状趋于简单化；居民地呈扩张并集中化的趋势，在景观中分布不均匀；水体在景观中破碎化程度较高，但斑块形状趋于简单。 2、景观类型之间的转化上看，固定沙丘、半固定沙丘、流动沙丘、草甸和河漫滩为主要转出类型，居民地、耕地、湿地主要为转入类型。主要转向有：固定沙丘转向耕地和林地；半固定沙丘和流动沙丘转向固定沙丘；草甸主要转向固定沙丘和半固定沙丘；耕地和林地主要转向居民地；河漫滩主要转向耕地。 3、景观类型的中心转移上，景观面积和平均斑块面积较大的景观类型重心移动幅度均较小，景观面积和平均斑块面积较小的景观类型重心移动幅度均较大。如耕地、固定沙丘、半固定沙丘等景观面积较大，景观百分比大于15％，移动幅度不超于6km；河漫滩、林地、湿地等景观面积较小，景观百分比小于2.5％，移动幅度大于15km。这表明，面积小的景观容易受到人为及自然因素的影响而产生或消失，从而使得其景观类型的重心也随之变迁。同时，固定沙丘、半固定沙丘和流动沙丘3种类型的重心向南移动，说明研究区内流动沙丘面积减少，沙漠化土地面积减少，沙漠化程度降低。 4、主成分分析表明，前三个主分量对景观变化的影响较大，贡献率分别为53.982％、22.2％、11.164％。其中，总人口数、GDP对第一主分量贡献最大，载荷量变化在0.919～0.946之间；相对湿度、年降水量对第二主成分的贡献最大，载荷量变化在0.833～0.886之间；第三主成分的载荷量来看，各因子的载荷量均较小。由此得出研究区景观变化的主要驱动力包括人口增长和气候变化。进而结合研究区景观变化过程及驱动力作用机制，提出研究区土地利用优化策略。