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草地是我国最大的陆地生态系统,作为重要的国土资源,具有极其重要的生态、经济和社会价值。随着经济的快速发展,我国草地生态系统退化严重,草地植被格局也发生了很大变化,严重影响着草地生态系统的稳定,束缚着社会经济的发展。 近年来,我国北方草地生态系统严重退化问题引起了国内外的高度重视,植被格局及其动态变化研究是全面深入认识生态系统退化现象,探索内在机理的重要途径。本项研究以锡林河流域为对象,根据1983年、1989年、2000年和2011年四期中等分辨率遥感影像数据,包括俄罗斯早期发射的资源-F型卫星接收的Kate-200及美国Landsat卫星所接收的TM影像数据,利用ArcGIS和eCognitionDeveloperd等软件,采用面积统计法与景观指数分析法分析1983年至2011年近30年来研究区域植被空间格局及其动态,试图揭示植被格局演变的时空规律,探讨植被格局变化的驱动力,从而全面认识该区域的草地退化问题。主要研究结果如下: 第一,借助地理信息系统(GIS)技术,利用数字高程模型(DEM),可准确、客观、快速确定流域自然边界。 第二,草原是锡林河流域最主要的植被分布类型,地带性规律明显,自东南向西北依次分布着草甸草原(约占流域面积2%)和典型草原(约占流域面积80%);隐域性沙地植被(约占流域面积6%)和湿地草甸(约占流域面积7%)分布其中。 第三,近30年来,锡林河流域天然草原面积不断减少,降幅达7.36%,中生杂类草、羊草、大针茅草原等原生植被类型面积不断下降,分别下降了42.5%、30.7%和47.4%;灌丛化等退化植被类型面积呈显著增加的趋势,其中小叶锦鸡儿灌丛化草原的面积增加了1.24倍;流域内沙化面积明显扩大,增幅达53.67%;盐碱地逐步扩大,三个时期的增长率均保持在8%左右。 第四,近30年,锡林河流域植被景观格局具有明显的变化:整个流域的斑块密度增加趋势明显,景观形状指数区域复杂,均匀度增加,最大斑块指数和蔓延度降低,植被格局破碎化程度加剧;其中中生杂类草草甸草原和羊草草原斑块密度增加,景观形状趋于复杂,破碎化明显。 第五,草地呈现退化趋势,但2000年后趋势减缓; 第六,分析景观格局变化的驱动机制可知:(1)人类干扰是导致锡林河流域植被格局变化的根本原因。人口增长、过度放牧、土地利用方式的改变是导致锡林河流域天然草地生态系统退化和植被空间格局演变的重要因素;“双权一制”制度的实施对锡林河流域退化草地的恢复发挥了积极作用。(2)降水量在一定程度上影响了植被格局,但对景观破碎化的贡献是有限的;生物因素能够影响植被格局的形成及发展特性。 阐明锡林河流域草原植被景观格局的变化规律及驱动机制,将有助于推动地方的生态环境保护与建设,并且对促进我国干旱、半干旱地区自然、经济和社会的可持续发展具有重要参考价值。