论文部分内容阅读
世界自然遗产保存和发育了大面积的原生植被和多样而特殊的生态系统空间格局,承载着重要的生态系统服务价值与功能,蕴含着丰富的科学价值、经济价值、美学价值等多重价值,是大自然馈赠给人类的宝贵财富。岩性基底是影响区域生态环境差异的一个重要条件。岩性引起的水土资源配置和养分地球化学循环过程差异制约着区域植被的时空格局。岩石类型和地貌演化阶段决定着区域生境土壤空间异质性规律,而表层水和土壤斑块空间异质性又往往决定了群落的分布格局,这使得岩性地貌的空间组合结构对生态系统的空间分布及演化规律有着明显的控制作用。贵州荔波、云台山、梵净山3处世界自然遗产地气候背景条件上差异不大,但在岩性背景及地貌环境特征方面却迥然各异。3个遗产地按岩性可划分为复杂喀斯特(荔波)、单一喀斯特(云台山)、非喀斯特(梵净山)三种类型。探析荔波、云台山、梵净山3处遗产地生态系统时空格局差异性,对于理解复杂喀斯特、单一喀斯特、非喀斯特岩性背景下的生态系统功能、生物多样性、自然生态恢复过程等的差异特征具有重要现实意义。基于Landsat历史卫星遥感影像,通过人机交互解译获取3个遗产地生态系统空间分布数据,并通过人工野外的实际调查验证建立研究区生态系统基础地理数据库。以地理学、景观生态学等学科理论为指导,利用Arcgis、Fragstats软件及相关生态系统空间格局分析方法,对荔波、云台山、梵净山3个遗产地2000至2018年生态系统景观格局演化及它们之间的差异性进行初步探究。通过系统分析本研究得出如下主要结论:(1)2000-2018年,荔波世界自然遗产地区域生态系统占比数量变化明显,乔林生态系统占比增长最大,净变化率涨幅最大的生态系统类型是湿地,降幅最大的生态系统类型为草地。生态系统演化以正向转换为主,但逆向转换也同样显著。遗产地斑块数目(NP)、最大斑块指数(LPI)、景观蔓延度(CONTAG)及散布与并列指数(IJI)均出现上升,仅香农多样性指数(SHDI)降低。景观格局指数变化最明显的生态系统类型为灌木林与草地。遗产地内白云岩区各景观指数值变化明显,灰岩与碎屑岩互层区相对稳定,核心区生态环境质量明显优于缓冲区。荔波自然遗产地区域内生态系统稳定性整体呈上升趋势。(2)2000-2018年,云台山自然遗产地内面积比例增长的生态系统类型有乔木林、湿地及其他,出现面积比例下降的生态系系统类型有灌木林和草地。生态系统正向、逆向转换面积较为接近。遗产地生态系统斑块数目(NP)、最大斑块指数(LPI)、景观蔓延度(CONTAG)及散布与并列指数(IJI)均出现上升,仅香农多样性指数(SHDI)降低。遗产地各生态系统景观指数值均有不同程度的变化,其中乔木林、灌木林及草地生态系统景观格局变化较为明显。生态系统稳定性高值区两个时期均主要分布于遗产地核心区,但景观稳定性具体分布位置存在明显差异性。整体上,2000-2018年云台山自然遗产地区域内生态系统稳定性明显下降。(3)2000-2018年,梵净山自然遗产地内面积比例增长的生态系统类型有乔木林与灌木林。出现面积比例下降的生态系系统类型有草地、湿地及其他。生态系统演化以正向为主,但同时逆向转换也较为明显。研究区生态系统斑块数目(NP)、最大斑块指数(LPI)、景观蔓延度(CONTAG)及散布与并列指数(IJI)均出现上升,仅香农多样性指数(SHDI)降低。乔木林、灌木林、草地、湿地及其他五种生态系统格局指数有不同程度的变化,其中增长最剧烈的类型为灌木林与草地。两个时期生态系统稳定性高值区均主要分布于遗产地核心区范围内,但分布位置及方向上存在明显差异。2000-2018年梵净山自然遗产地生态系统稳定性整体上显著上升。(4)对比3个遗产地两个时期生态系统数量结构发现,乔木林生态系统更趋向于在非喀斯特岩性分布,而草地多分布在复杂喀斯特岩性区。荔波相对云台山、梵净山,其生态系统整体敏感度最高,生态系统结构更容易发生改变。单类生态系统方面,乔木林与湿地在复杂喀斯特岩性区容易发生变化,灌木林与草地在非喀斯特岩性区发生变化的几率大。(5)2000-2018年,发生生态系统转换区域面积最大的地区为荔波,其次是云台山,最后为梵净山。3个遗产地生态系统正向转换比均大于逆向转换比例,其生态系统转换水平表现为荔波>云台山>梵净山。从3个遗产地生态系统正/拟转换率来排序来看,乔木林、灌木林生态系统正转换率:云台山>梵净山>荔波;草地生态系统正转换率:荔波>云台山>梵净山。乔木林生态系统逆转换率:荔波>云台山>梵净山;灌木林生态系统逆转换率:云台山>荔波>梵净山;草地生态系统逆转换率:云台山>梵净山>荔波;湿地生态系统逆转换率:荔波>云台山>梵净山。(6)3个遗产地从两个时期生态系统景观破碎度:荔波>梵净山>云台山;生态系统优势度:梵净山>云台山>荔波;生态系统优势斑块连接性:梵净山>云台山>荔波;自然条件制约水平:荔波>云台山、梵净山;景观异质性:荔波>云台山>梵净山。总体上,荔波自然遗产地生态系统景观格局变化最为明显。区域内部单类生态系统景观格局特征:荔波乔木林、灌木林、草地生态系统景观破碎度最高,梵净山湿地生态系统景观破碎度最高;梵净山草地生态系统斑块密度最高,云台山湿地生态系统斑块密度最高;荔波乔木林、灌木林、草地生态系统受人为活动的干扰程度最大,梵净山湿地与其他生态系统受人为活动的干扰程度最大。总的来看,梵净山自然遗产地的生态系统景观稳定性要明显高于云台山、荔波自然遗产地。而在喀斯特岩性区内部,荔波生态系统景观稳定性要略高于云台山。