1990-2015年中国北方四大沙地典型植被覆被格局变化及其影响因子

发布时间：2020-04-11 12:44

【摘要】：呼伦贝尔、科尔沁、浑善达克和毛乌素沙地,是中国北方土地沙化和风沙危害较为严重的地区,是防沙治沙的重点区域和构建国家北方生态屏障的关键区;同时,由于该区域生态环境脆弱,生态系统对气候变化和人类活动的扰动也非常敏感。了解四大沙地植被覆被变化、典型植被景观格局及其影响因子,能够为沙区植被建设与恢复、固沙植被的选择等提供一定的科学依据。本研究选取利用1990～2015年的Landsat TM和ETM系列数据资源,选取以嵩属(主要为褐沙蒿Artemisia hlodendron和黑沙蒿Artemisiaordosica)、锦鸡儿属(主要为中间锦鸡儿Caragana intermedia和小叶锦鸡儿 Caraganamicrophylla和柠条锦鸡儿Caraganakorshinskii)、榆树(Ulmussp.)和樟子松(Pinus sylvestris var.mongolica)为优势种的典型植被,研究了其覆被变化情况,评价了植被景观格局的稳定性,并应用地理探测器模型,分析了其变化的驱动因素。主要研究结果及结论如下:(1)1990～2015年间,四大沙地植被覆盖度年际间均无显著变化;空间分布上,除科尔沁沙地外,其他三个沙地植被覆盖度增加的区域均大于恶化区域,尤其毛乌素沙地植被改善区域达到80%以上,整体植被覆被呈明显好转趋势。(2)不同沙地典型植被景观格局的变化不同。四大沙地蒿属灌丛、锦鸡儿灌丛整体连通性增强,景观脆弱度下降,景观格局逐渐稳定。东部沙地(科尔沁和浑善达克)榆树疏林景观逐渐破碎化,脆弱度不断上升,格局稳定性下降。樟子松林在不同沙地景观格局及其变化差异较大,天然林为主的呼伦贝尔沙地景观格局较稳定,人工林为主的科尔沁和浑善达克沙地景观脆弱度于2005年后逐渐升高。(3)研究期间,四大沙地的年降水量、年生长季降水量和年均气温均无显著变化。毛乌素沙地生长季气温呈显著下降趋势,降幅为0.061℃/yr;其他三个沙地生长季气温均呈显著上升趋势,其中,升幅最大的是呼伦贝尔沙地,达到0.091℃/yr。(4)蒿属灌丛和锦鸡儿灌丛的植被覆盖度和景观格局主要受年降水量影响(贡献率q值分别为0.31和0.41),两种灌丛的固沙功能在当前气候条件下能够得到稳定发挥;人为干扰是榆树疏林衰退的主要原因(q=0.34),可通过封禁的方式对其进行必要的保育;樟子松林的景观格局对降水量和生长季气温最为敏感(q=0.24),这可能是其在其他引种区域退化的重要原因。研究建议,在中国北方沙区,应针对不同沙地气候条件制定区别化的植被恢复与保护策略。相应地区应以蒿属和锦鸡儿属植物为主,对榆树疏林应进行严格的封育保护;另外,在生长季气温不断升高的气候条件下,樟子松可能并不适合大面积引种到纬度较低的沙地。
【图文】：

２．１地理位置逡逑呼伦贝尔、科尔沁、浑善达克和毛乌素沙地均分布在中国北方的农牧交错地逡逑带，大部分位于内蒙古境内，同时也涉及陕西、宁夏、辽宁的部分县市。本文基逡逑于中国北方沙漠与荒漠化图集（王涛．２０１５），以行政区为边界划出了北方四大沙逡逑地分布区的行政界线（图２．１）。逡逑呼伦贝尔沙地位于大兴安岭西侧内蒙古呼伦贝尔草原（４７°２０＇？４９°５（Ｔ邋Ｎ，逡逑１１７°１（＾？１２１°１２Ｄ，涉及行政区总面积８．３１邋ｘｌ0４ｋｍ２。科尔沁沙地处于内蒙古逡逑高原向东北平原的过渡地带（４丨°４１＇？４６0０５＇Ｎ，１１７°４９、１２３°４２Ｄ，涉及行政逡逑区总面积１２．２８邋ｘ邋ｌ0４ｋｍ２。浑善达克沙地位于内蒙古高原东部（４１°１０＇￣４２°５义逡逑Ｎ，１１１°２７、１１７°１（ＴＥ），涉及行政区总面积约为１４．２８ｘ邋ｌ0４ｋｍ２。毛乌素沙地位逡逑于内蒙古、陕西、宁夏的交界地带，地处鄂尔多斯高原与黄土高原的过渡地区逡逑（３７°２７、３９°２２礼１０７°２０＇？１１１°３０玉），涉及行政区总面积约为８．２４ｘ邋］0４ｋｍ２。逡逑１０５°邋Ｅ逦１１０°邋Ｅ逦１１５°邋Ｆ．逦１２０°邋Ｅ逦１２５°邋Ｅ逦１３０°邋Ｆ．

带半干旱大陆性季风气候，毛乌素西部属于温带干旱大陆性气候（Ｗａｎｇｌｅ／／．，逡逑２０１１），日照充足，，冬季温度低、时间长、多西北风，春季干旱少雨，夏季炎热逡逑多雨（图２．２）。四大沙地年潜在蒸散量呈东低西高、北低南高态势（张举涛，２０１８）。逡逑生长季基本上从每年４月初持续到当年的１０月底（Ｘｕ邋ＷＧ／．，邋２０１７）。逡逑呼伦贝尔沙地所处纬度最高，气温最低，多年平均气温０？２邋°Ｃ，年降水量逡逑３５０？５００ｍｍ。科尔沁沙地水热条件整体较好，多年平均气温３？７°Ｃ，年降水量逡逑３５０？５５０ｍｍ之间。浑善达克沙地纬度与科尔沁沙地相仿，但位置更偏西北，其逡逑多年平均年气温约为０？３邋°Ｃ，年降水量约为２５０？４００邋ｍｍ。毛乌素沙地气候兼逡逑有干旱和半干旱气候类型特征，多年平均年均气温最高，约为７？９邋°Ｃ，多年平逡逑均降水量约为１５０？４５０邋ｍｍ之间。逡逑ａ呼伦贝尔沙地逦｜邋ｂ科尔沁沙地逦２００逡逑－－邋ｆ邋＼邋？逦／逦＼邋．逡逑ｅ邋／逦＼逦／逦＼邋ｓ逡逑Ｐ０邋？邋／逦＼邋－逦．邋／逦＼－逡逑？邋－ｙ邋＼逦■／逦，邋■邋ｉ逡逑７邋ｌｉｌｌｌ逦１逦１逦
【学位授予单位】：北京林业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：Q948

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本文编号：2623609