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干旱绿洲—荒漠生态系统景观异质性及其对气候变化的可能响应研究

张杰  
【摘要】: 从多尺度研究了绿洲-荒漠景观格局的时空异质性,并从景观和区域尺度上对干旱区山地-绿洲-荒漠生态系统进行了景观类型划分。尝试利用NOAA/AVHRR Fvc(Fractional vegetation cover)指数结合新疆近20年50个气象台站的气候资料,研究了新疆绿洲-荒漠生态景观的对气候变化可能响应。 利用地理信息系统软件对阜康绿洲-荒漠生态系统的景观结构的异质性、镶嵌结构及其格局变化进行了较全面的分析。对绿洲-荒漠景观的镶嵌测定包括景观多样性、边缘特征、分维数、均匀度、分散度和蔓延度等。分析结果表明,绿洲-荒漠生态系统结构和功能、格局与过程之间的联系和反馈是景观异质性的根本本质。随着人类活动的增强,斑块粒度、边缘密度、分散度、对比度变大,而景观多样性下降,斑块分维数变小,人类生产经营活动导致了绿洲-荒漠景观破碎化,绿洲和荒漠生态系统界面上的突变性、对比度和异质性增强。同时通过测度敏感性检验,表明在尺度变换中,稀少的自然或隐域性斑块镶嵌体对空间尺度敏感性大,面积、周长等变化率大于大斑块,随尺度中度干扰则合并成较大的斑块,随尺度强烈干扰或隔离加强后最先消失。同时也证明景观异质性分析对绿洲-荒漠生态系统结构和功能、格局与过程之间联系和反馈的测度是十分有效的生态学研究手段。 应用1982—2000年近20年的NOAA气象卫星遥感数据,借助FVC(Fractional vegetation cover data)植被指数分析新疆维吾尔自治区境内的荒漠-绿洲-山地生态景观格局。分析结果指出,与30年气候平均值相比,1982-1993年中年降水量全区增加了23.6mm,温度增加了0.28℃。与30年(1961-1990)气候平均值相比,1982-2000年年降水量全区增加14.5mm,温度增加了0.44℃。研究表明在一定尺度的气候背景条件下,绿洲的植被覆盖对调节区域气候有着积极的作用,当下垫面的植被覆盖面积达到一定程度时,植被和气候之间的相互作用十分明显。各生态系统和植被物种对气候变化的响应趋势、程度和时间各自明显不同。 由于人类活动和气候变化的影响,不同尺度水平上的绿洲-荒漠生态系统拥有不同的响应格局与过程。人类活动造成绿州-荒漠过渡带的生境破碎化,导致了植被景观的退化。不同尺度、干扰频率、响应速率的生态过程作用于绿洲-荒漠生态系统,其异质性格局被整合到多维等级的空间缀块动态范式上。


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