呼伦贝尔草地防风固沙功能区优先生态用地识别研究

发布时间：2017-09-02 13:05

  本文关键词：呼伦贝尔草地防风固沙功能区优先生态用地识别研究

  更多相关文章： 生态用地 草地退化 生态安全 景观格局 空间异质性

【摘要】：重要生态功能区是指在涵养水源、保持水土、调蓄洪水、防风固沙、维系生物多样性等方面具有重要作用的区域,对于防止和减轻自然灾害,协调流域及区域生态保护与经济社会发展,保障国家和地方生态安全具有重要意义。我国重要生态功能区面积大,管理工作复杂、困难大；需要国家和地方共同管理,并予以重点保护和限制开发的区域。因此,通过评估功能区内生态用地的重要性并划分等级,坚持“以较小代价获取较大收益”,识别出优先生态保护用地,可以作为北方重要生态功能区生态环境保护管理工作的有效手段。本人在分析借鉴学者研究基础上,利用实测地面高光谱数据建立遥感估算模型,研究草地退化、沙化空间分布格局,并评价其对防风固沙功能区影响；运用PSR模型构建区域生态安全评估指标体系,评估基于主导服务功能生态安全水平和空间差异；分析影响草地生态安全的主要因素；从生态系统服务功能重要性、景观组分重要性、景观结构布局重要性三个方面,开展生态用地重要性综合评估,划分重要性等级,结合防风固沙功能区生态安全性和生态敏感性评价,识别出优先生态用地。主要研究内容和结论如下：(1)草地退化空间分布格局识别利用实测地面高光谱数据与同时期MODIS影像进行数据关联,构建基于MODIS遥感影像地上于物质量高光谱生产力估算模型以及植被覆盖度高光谱估算模型,地上干物质量高光谱估算模型：ANPP=295.51×(0.977×NDVIMODIS-0.028)1.174 (1)植被覆盖度高光谱估算模型：Vc=0(NDVIMoDIs≤0.1689) (2)Vc=131.981 ×NDVIMoDIs-22.29(0.1689NDVIMoDIs≤0.8779) (3)Vc=1(NDVIMODls0.8699) (4)分别构建基于草地现实生产力和潜在生产力草地生产力退化指数,以及植被覆盖度高光谱模型的植被覆盖度退化指数,根据分级指标分别对2000年、2005年、2010年、2014年草地退化空间分布进行识别,结果表明：2000年未退化、轻度退化草地面积约占研究区总面积的30.71%和27.42%,2005年中度退化面积较2000年增加5049.13 km2,2010年未退化草地面积占研究区总面积30.59%,2014年重度退化草地面积最小,仅占研究区总面积的11.91%。(2)基于防风固沙功能维持的生态安全评价根据研究目的,运用PSR模型构建区域生态安全评估指标体系,采用层次分析法研究指标权重,综合评价法对研究区进行基于防风固沙功能的生态安全性分析。结果表明：整体情况来看,研究区自2000年-2014年生态安全状况处于安全水平比例最大,面积所占研究区比例为34.57%-39.70%,其中2010年最大,2014年最小；其次为生态较安全区,面积所占研究区比例22.90%-30.35%,自2000年以来研究区极不安全区面积呈逐渐减少趋势。(3)优先生态用地识别依据景观生态学原理,构建生态功能重要性和生态敏感性评价指标体系,分别划分生态用地重要性和敏感性等级,将研究区生态用地极重要区、极敏感区以及生态极不安全区进行叠加从而识别出优先生态用地。识别结果显示：优先生态用地主要分布在东部的温性草甸草原区植被覆盖度高的地区、沙带区和西部部分干旱地区,总面积达29240.5km2,占区域总面积的38.20%。(4)驱动因子分析2000年、2005年、2010年、2014年遥感解译土地利用数据显示：草地、未利用土地是研究区主体景观类型,四个时期草地面积所占比重分别为：87.64%、89.95%、86.09%以及86.22%；研究区景观内部斑块数量呈增加趋势,斑块面积变小,景观空间连通性降低,景观多样性和异质性升高；海拔对各类型景观影响范围主要分布在低海拔地区的500m-850m区段内；不同坡度、坡向对景观类型变化没有影响；降水量年际间波动对生产力的影响具有极为显著的线性回归关系,变化趋势均为随降水量增加草原植被生产力增加；空间异质性研究表明,围栏后草地空间异质性变小,而放牧草地,空间异质性较弱,空间分布格局相对简单。
【关键词】：生态用地 草地退化 生态安全 景观格局 空间异质性
【学位授予单位】：北京林业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：S812
【目录】：

• 摘要4-7
• Abstract7-10
• 目录10-14
• 图索引14-17
• 表索引17-19
• 缩略词19-20
• 第一章 引言20-28
• 1.1 研究背景和意义20-21
• 1.1.1 研究背景20
• 1.1.2 研究意义20-21
• 1.2 相关研究进展21-25
• 1.2.1 生态用地研究进展21-23
• 1.2.2 草地退化、沙化研究进展23-24
• 1.2.3 生态安全研究进展24-25
• 1.3 研究内容与技术方法25-28
• 第二章 研究区概况28-36
• 2.1 自然环境概况28-33
• 2.1.1 地理位置28-29
• 2.1.2 地形地貌29
• 2.1.3 气候与水文29-31
• 2.1.4 植被与土壤31-33
• 2.2 社会经济概况33-34
• 2.2.1 人口组成33-34
• 2.2.1 经济发展水平34
• 2.3 主要生态问题34-36
• 2.3.1 生态系统功能退化34-35
• 2.3.2 自然因素及人为因素影响35-36
• 第三章 草地退化空间分布格局识别研究36-74
• 3.1 理论研究36-38
• 3.1.1 草地退化研究现状36-37
• 3.1.2 遥感产草量研究现状37
• 3.1.3 技术路线37-38
• 3.2 资料收集及处理38-41
• 3.2.1 空间数据格式38-39
• 3.2.2 气象数据39-40
• 3.2.3 基础地理数据40
• 3.2.4 TM遥感影像40
• 3.2.5 MODIS遥感影像40-41
• 3.3 生产力遥感估算模型41-51
• 3.3.1 数据获取及处理41-42
• 3.3.2 地面光谱数据与遥感数据回归分析42-43
• 3.3.3 地上生物量ANPP光谱估算模型43-47
• 3.3.4 植被覆盖度估算光谱模型47-51
• 3.4 生产力理论估算模型51-67
• 3.4.1 净第一性生产力模型51-54
• 3.4.2 气候产草量模型54-63
• 3.4.3 改进的光能利用率模型63-67
• 3.5 不同模型比较67-69
• 3.6 草地退化空间识别69-71
• 3.7 讨论与小结71-74
• 3.7.1 讨论71-73
• 3.7.2 小结73-74
• 第四章 基于防风固沙功能维持的生态安全评价研究74-98
• 4.1 研究思路与技术路线74-75
• 4.1.1 研究思路74-75
• 4.1.2 技术路线75
• 4.1.3 数据来源75
• 4.2 评价指标体系构建75-91
• 4.2.1 指标选取原则75
• 4.2.2 指标体系建立75-76
• 4.2.3 指标计算方法76-89
• 4.2.4 数据标准化89
• 4.2.5 指标权重确定89-91
• 4.3 评价方法及分级标准91-92
• 4.3.1 综合指数法92
• 4.3.2 分级标准92
• 4.4 防风固沙区生态安全综合评价结果92-95
• 4.4.1 生态安全指数计算92-93
• 4.4.2 生态安全等级分级标准确立93
• 4.4.3 生态安全评价结果93-95
• 4.5 讨论与小结95-98
• 4.5.1 讨论95-96
• 4.5.2 小结96-98
• 第五章 优先生态保护用地识别研究98-128
• 5.1 优先生态保护用地识别思路98
• 5.2 数据获取与处理98-99
• 5.2.1 遥感数据收集与处理98
• 5.2.2 气象数据收集与处理98-99
• 5.2.3 地理数据99
• 5.3 生态用地重要性综合分析99-116
• 5.3.1 指标选取原则99
• 5.3.2 指标体系建立99-100
• 5.3.3 指标计算方法100-107
• 5.3.4 指标权重确定107
• 5.3.5 景观组分重要性分析107-114
• 5.3.6 生态服务功能重要性分析114-115
• 5.3.7 景观格局重要性分析115
• 5.3.8 综合评价结果115-116
• 5.4 生态用地敏感性分析116-125
• 5.4.1 指标选取原则117
• 5.4.2 指标体系建立117-119
• 5.4.3 指标计算方法119-123
• 5.4.4 指标权重确定123
• 5.4.5 土地沙漠化敏感性分析123-124
• 5.4.6 水土流失敏感性分析124-125
• 5.5 优先生态用地空间识别125-127
• 5.5.1 基于生态功能重要性评价的优先生态用地分布125
• 5.5.2 基于生态敏感性评价的优先生态用地分布125-126
• 5.5.3 基于生态安全评价的优先生态用地分布126
• 5.5.4 优先生态用地总体空间布局126-127
• 5.6 讨论与小结127-128
• 5.6.1 讨论127
• 5.6.2 小结127-128
• 第六章 驱动因子分析128-168
• 6.1 景观格局及其动态变化研究128-143
• 6.1.1 景观格局动态变化研究方法128
• 6.1.2 土地利用结构动态变化与分析128-136
• 6.1.3 景观格局指数动态变化研究136-142
• 6.1.4 讨论142
• 6.1.5 小结142-143
• 6.2 自然因素对景观格局特征及其变化的限制性作用143-149
• 6.2.1 分析方法143
• 6.2.2 海拔影响143-145
• 6.2.3 坡度影响145-147
• 6.2.4 坡向影响147-148
• 6.2.5 讨论148-149
• 6.2.6 小结149
• 6.3 气象因素分析149-159
• 6.3.1 研究方法151-152
• 6.3.2 降水量脉动特征152-156
• 6.3.3 草原初级生产力对降水脉动响应156-158
• 6.3.4 讨论158
• 6.3.5 小结158-159
• 6.4 植被空间异质性生产力空间格局影响159-168
• 6.4.1 研究方法160-162
• 6.4.2 植被指数对草地异质性表达162-166
• 6.4.3 讨论166
• 6.4.4 小结166-168
• 第七章 结论与展望168-172
• 7.1 结论168-170
• 7.1.1 草地退化空间分布格局识别168-169
• 7.1.2 基于防风固沙功能维持的生态安全评价169
• 7.1.3 优先生态用地识别169
• 7.1.4 驱动因子分析169-170
• 7.2 研究特色与创新点170-171
• 7.2.1 研究特色170-171
• 7.2.2 创新性171
• 7.3 展望171-172
• 参考文献172-182
• 个人简介182-183
• 攻读博士学位期间参与项目情况183-184
• 导师简介184-185
• 获得成果目录清单185-186
• 致谢186

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 王细元;;GIS在靖江市生态用地规划中的应用[J];安徽农业科学;2007年30期

2 李瑞改,许振文,刘惠清;生态健康评价[J];长春师范学院学报;2004年02期

3 李英年,周兴民,王启基,曹广民;地温影响高寒草甸牧草产量的效应分析[J];草地学报;1997年03期

4 尹剑慧;卢欣石;;草原生态服务价值核算体系构建研究[J];草地学报;2009年02期

5 贾宝全;王成;仇宽彪;;武汉市生态用地发展潜力分析[J];城市环境与城市生态;2010年05期

6 张文广;胡远满;刘淼;杨兆平;常禹;李秀珍;杨孟;问青春;;基于土地利用变化的生态服务价值损益估算——以岷江上游地区为例[J];长江流域资源与环境;2007年06期

7 赵冰茹,刘闯,刘爱军,王正兴;利用MODIS-NDVI进行草地估产研究——以内蒙古锡林郭勒草地为例[J];草业科学;2004年08期

8 徐海量,宋郁东,胡玉昆;巴音布鲁克高寒草地牧草产量与水热关系初步探讨[J];草业科学;2005年03期

9 林慧龙,王军,徐震;草地净第一性生产力与≥0℃年积温、湿润度指标间的关系[J];草业科学;2005年06期

10 李向林;;牧草生态气候适宜度评价模型[J];草业学报;1993年02期

中国博士学位论文全文数据库 前3条

1 吴冠岑;区域土地生态安全预警研究[D];南京农业大学;2008年

2 张婧;胶州湾海岸带生态安全研究[D];中国海洋大学;2009年

3 汪朝辉;山岳型森林公园生态安全评价研究[D];中南林业科技大学;2012年

中国硕士学位论文全文数据库 前5条

1 李亚妮;西安地区土地利用变化及其经济分析[D];长安大学;2006年

2 王同招;高光谱遥感影像地面伪装目标检测方法的研究[D];浙江大学;2006年

3 韩国军;内蒙古中部放牧强度对荒漠草原的影响及适宜载畜率的确定[D];中国农业科学院;2007年

4 杨秀林;湿地生态安全的标志与评价指标体系的初探[D];东北师范大学;2009年

5 白杨;敦煌绿洲农业生态安全评价[D];西北师范大学;2009年

，

本文编号：778695