杜蒙县水土保持及防风固沙生态功能演变研究

发布时间：2020-05-13 13:38

【摘要】：生态环境是人类生存、生产与生活的基本条件。快速的城市化、工业化经济发展进程,对区域生态环境造成严重冲击,生态用地面积不断萎缩,质量不断下降,由此引发的区域生态环境脆弱性、生态安全问题不断凸显。为促进社会经济可持续发展,“十八大”以来,我国将生态文明建设放在“五位一体”的首位,生态环境保护与恢复力度不断加强。杜蒙县位于松嫩平原东南部,境内水域及牧草地面积占全县面积70%以上,生态环境质量在黑龙江省乃至全国都占有重要席位。近年来,由于全球气候变暖、区域农业开发过度,21世纪初期的杜蒙县,过渡放牧与垦荒,大量天然牧草地转变为人工牧草地和耕地,城市化进程和经济发展占地造成牧草地天然连片的格局不断被打破,草地呈破碎化格局,土地沙化问题不断显现,生态环境十分脆弱,成为全国防沙治沙重点县。为保证区域社会经济可持续发展,全县推行“西北风口”绿色生态工程,进行大面积植树造林,使得杜蒙县的生态环境得到了初步的改善;到2013年,全县推行了草原禁牧政策,共治理“三化”草场103万亩,使得草原生态系统功能得到很大改善。摸清区域生态环境功能情况及其演变趋势是进行生态环境管理的先决条件。目前针对生态系统服务能力强弱进行分析的方法包括模型法与NPP法。模型法在进行分析的时候,由于涉及到众多参数,且对数据精度要求较高,实施难度较大;相比之下,NPP法涉及的参数较少,易于实施。为此,本文搜集2000年、2009年和2016年三期LandSat遥感影像,30m DEM以及土壤图等空间数据,利用NPP定量指标法,借助ArcGIS、ENVI等软件,对杜蒙县2000年、2009年和2016年杜蒙县典型生态功能——水土保持与防风固沙状况及其时空变化特征进行研究,以期为区域生态环境治理与社会经济可持续发展提供决策支撑。(1)净初级生产力NPP,是指净第一生产力中减去异养呼吸所消耗的光合产物。该指标能够深刻反映环境变化,是水土保持与防风固沙生态功能计算的基本参数。本文通过查阅相关资料,找出适合估算当地太阳有效辐射的方法,估算太阳的总辐射SOL,根据当地2000年、2009年、2016年相关的气象数据得出温度胁迫因子,在此基础上利用桑斯威特法求取杜蒙县三个年份的水分胁迫因子,并代入到CASA模型,进而得到杜蒙县三期NPP时空变化特征。结果表明:2000年全县植被区域的NPP值普遍较低,NPP平均值为17.85,65%以上的区域NPP处于26以下,而NPP在46以上区域仅有83.58 km~2;2009年全县的NPP平均值从17.85增长到了22.15,其中,NPP值在46以上区域扩展了1倍;2016年杜蒙县的NPP平均值为23.6,NPP在26-46范围内区域增长了大约300 km~2。(2)水土保持功能:本文利用30m DEM数据,提取杜蒙县的坡度栅格图,经归一化处理后代入NPP指标计算,获取杜蒙县三期水土保持功能指数的时空变化特征。结果表明:2000年杜蒙县内的水土保持服务能力指数普遍偏低,水土保持服务能力指数平均值为16.63,指数值在0-9范围的区域占了29.01%的比重;2009年水土保持服务能力指数平均值上升到了20.65,指数在0-9范围内的土地所占比重缩小到了14.75%,指数值在44-76范围内的土地增长近一倍;到了2016年,水土保持服务能力指数平均值略微提高到了21.99,指数值在22-33范围的土地从2000年的586.90 km~2增长到了2016年的723.48 km~2。(3)防风固沙功能:利用杜蒙县的坡度栅格图,经栅格计算得到杜蒙县粗糙度因子代入NPP指标,计算获取杜蒙县三期防风固沙服务能力指数的时空变化特征。结果表明:2000年杜蒙县的防风固沙能力指数处于一个较低的水平,有着近31.22%的土地处于0-0.22的范围内,而防风固沙能力指数在1.14-2.05范围内的土地却只有75.77 km~2,仅占全县面积的1.25%;到2009年,杜蒙县全县的土地防风固沙服务能力存在着明显的加强,全县的防风固沙能力指数从2000年的平均水平0.44增长到了2009年的0.54,防风固沙能力指数从0.22-191范围内的土地各个阶段都有不同程度上的增长,面积增长最大的是防风固沙能力指数在0.51-0.83范围内的土地,总共增长了264.93 km~2;2016年的时候,杜蒙县的防风固沙能力相较于2009年总体提升并不明显,平均防风固沙能力指数仅提高到了0.58。
【图文】：

路线图,研究技术,路线

研究技术路线

杜尔伯特,自治县,蒙古族,概况

13图 3-1 研究区概况Fig. 3-1 The map of the study area杜尔伯特蒙古自治县是黑龙江大庆市下辖的省区内唯一一个主体居民是蒙古族的自治县。杜蒙县位于黑龙江的西部，属松嫩平原，，嫩江下游东岸北与齐齐哈尔相邻，东靠大庆市西南与吉林省隔江相望，北与泰来县接壤[48]。杜蒙县总面积 6041.4 km2，位于东经 123°47′～125°45′，北纬 45°23′～45°59′，为温带大陆性季风气候，平均海拔 135～145 m，平均气温 3.6～4.4℃，多年平均降水量北部 405 mm，南部 365 mm，多年平均蒸发量 1756.7 mm。3.1.2 自然地理概况杜尔伯特蒙古族自治县是温带大陆性气候，处于温带半湿润气候与半干旱气候结合地带地处中纬度地区。其气候特征主要是春季干燥有大风、夏季温和降水多、秋季凉爽多早霜、冬季寒冷少雪，因为其地处蒙古高压区域，冬季北风凛冽。杜尔伯特蒙古族自治县有极其丰富的水资源，地表水水面广阔，地下水在浅层，在整个松嫩平原中杜尔伯特蒙古族自治县的
【学位授予单位】：东北农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S157;S288

【参考文献】