干旱区内陆湖流域景观结构与变化特征及其与环境因子的关系研究

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艾比湖流域地处我国西北干旱区生态环境脆弱带,自然环境分异强烈,生态系统稳定性差、抗干扰能力弱、资源承载力低,是西北干旱区内陆湖泊流域景观生态的代表。在社会发展过程中,生态环境的变迁受人类活动的强烈干扰,特别是近多半个世纪以来,人口快速增长、农牧业生产方式粗放、加之水资源的不合理利用,生态环境问题已十分突出,已经影响到社会经济的可持续发展。本文通过分析艾比湖流域1990-2011年景观结构与变化特征,研究了景观结构变化与社会环境和自然环境的关系,揭示了人类活动对艾比湖流域景观结构的影响。通过对艾比湖流域景观结构与变化特征及其与环境因子的关系研究,主要得到以下结论:(1)艾比湖流域地形地貌、水资源分布等分异强烈,不同的景观区域都具有不同的景观结构特征。景观结构整体上呈东西走向的带状结构,同时以艾比湖为中心呈现一定圈层结构,景观结构总体较为简单,景观斑块多以相邻大斑块拼接而成,不同景观类型所占比例较为均衡,破碎化程度较低,景观结构变化较大的地段多处于两种不同景观类型之间的过渡地带,荒漠作为基质在区域景观类型中占据优势地位。(2)不同景观类型的重心随时间的推移均有偏移的趋势,1990-2000年间草地重心偏移距离最远,农田次之,再次为盐漠,农田重心整体向艾比湖湖滨方向前移,盐漠向农田的方向前进,农田和盐漠相互接近;2000-2011水体重心继续向东南农田方向推进,盐漠继续向东北方向奎屯河尾闾三角洲推进,农田重心向原重心方向回移,荒漠向西北方向前进但和1990年比起来向北前进,林地重心继续向西南方向前进。(3)人类活动频繁地带的斑块形状复杂性大于人类活动弱的地带,人类活动对景观分离度的影响主要表现在平原地区,使得平原地区景观的破碎度逐年增加。景观的连通度在自然景观中逐年下降,而在人类活动强烈的农田地带中则逐年上升。从不同景观类型的结构变化来看,水域、盐漠和荒漠在1990-2011年间破碎度呈增加趋势后又呈减小的趋势,盐漠面积先增加后减小,大斑块所占面积百分比逐年增加,在以盐漠景观为主的景观带斑块密度逐年上升。农田在1990-2011变化趋势非常明显,以其为主要景观类型的地带中景观边缘密度越来越均匀化,向连片化大规模化趋势发展,连通度逐年上升;林地连通度逐年下降,面积在前10年有所减少,后11年基本保持不变,林地有退化趋势。(4)在人类活动和自然因素的共同作用下,1990-2011年间景观结构的变化可以分为两个阶段,前10年(1990-2000年)流域整体景观破碎度增加,斑块形状趋于简单,景观蔓延度增加,景观连通度减小,后11(2000-2011年)年流域整体景观破碎度减小,斑块形状趋于复杂,景观蔓延度减小,景观连通度增加,而景观多样性在这21年间呈逐年增加的趋势。在这两个时间段景观类型空间变化幅度比较大的都是农田和盐漠,也即是人类改造景观的活动使得这两类景观类型变化变得活跃。景观结构变化总的趋势是从1990-2000年艾比湖流域的景观结构变化不利于生态环境的改善,而从2000-2011年艾比湖流域的景观结构变化能使得生态环境逐渐向良好的方向发展。(5)艾比湖流域自然环境和社会环境不同程度地影响着景观结构,人类活动主要影响景观的蔓延度,地温和气温主要影响景观的平均斑块面积大小,降雨和高程影响的景观指数较多,对景观结构的影响较大。总之在艾比湖流域自然环境对景观结构的影响比社会环境影响更大,对景观结构模式起着主导作用,社会环境对这种特定的结构模式起影响作用,改造其结构特征。
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