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气候变迁、人类掠夺性开发土地资源和工业化发展引起的污染使得地球生态环境问题越发严重,导致生物多样性的损失、生态系统生产力的下降。其中,每年都有一定的植被种类从地球上消失,并且消失速率有加速发展的趋势,自然植被面积也逐渐减少,出现越来越多的人工植被。因此,如何保护和利用好尚未破坏的自然植被和管理好现有的人工植被,使人类创造的农业生态系统和自然生态系统保持和谐的发展关系,是摆在我们面前的一项重要的工作任务。
借助地理信息系统,实现植被信息的获取、存储、统计和图形表达,由此确定植被分布格局和特征以及分析某区域植被类型之间的相互关系和时空变化规律,评价植被的生态质量有助于地区资源的合理和充分的保护及利用,从而保障地区经济与生态的可持续发展。
本研究通过数据库构建、对数据的分析,作图等,评价目前东莞林科园的植被和土地利用状况,指出东莞林科园植被管理方面存在问题,提出优化措施;同时,通过系统开发,建立一个可视化的林科园树种管理系统,并可以随时补充土地利用信息,指导林分改造和树种更新。本研究取得以下几方面的进展:
(1)利用全站仪对地形和植被的定位,结合CAD技术形成数字化地形图,具有方便、快捷及精度高等特点,是GIS数据采集的一种快速方法。本研究基于ESRI公司组件式ArcViewGIS和MapObjects,利用VisualBasic软件进行无缝集成,开发具有Windows风格用户界面的东莞林科园植被管理系统,系统具有查询、检索、统计和打印等功能,在林科园植被生态评价过程中发挥巨大的作用,大大地提高数据管理的效率。
(2)经过统计分析,林科园内现有五个森林植被类型,它们分别是:柠檬桉林、马占相思林、湿地松林、柚木林和流苏相思林。林科园乔木树种有536种,分属82个科。其中乡土植物36个科,仅占43.9%,乡土植物比例较少。
(3)经计算显示,乔木层、灌木层和草本层的Shannon-Wienner指数值(D)的变化范围分别是:1.53~2.22、1.30~3.13、1.75~3.04,表明林科园群落结构简单,多样性指数比较小,比典型亚热带常绿阔叶林的多样性指数低许多。同时,林科园内植被不同层次的Shannon-Wienner指数值(D)大小关系是:灌木层>草本层>乔木层。表明林科园内乔木层优势种个体高度集中,其它种个体分散,所以乔木层的物种多样性指数低于灌木层。
(4)在东莞林科园的八个功能区中,应用基于层次分析法的模糊综合评判进行评价,评价结果表明,植被生态质量最好的是引种圃、树木园和棕榈园,其次是品果园和药用植物园,排名最后的是生态园、试验区和赏花园。同时发现,利用层次分析法确定权重,较其他方法更符合客观实际,并易于定量表示,从而提高了模糊综合评价的可靠性、准确性和客观公正性。
(5)林科园内土地利用的主要方式包括人工林用地、苗圃用地、果园用地和基塘等四种,其中,生态试验区的人工林用地及基塘是当地利用自然条件特点创造的一种独特的高效利用土地、高效利用生态循环的耕作方式。
本研究基于GIS技术,并结合植被生态学的手段,对东莞市林科园进行植被生态评价,为林科园日后的生产、管理、科研提供重要的基础数据,具有十分重要的意义。本研究是信息科学在农业上的应用,对日后植被生态评价、林业生产和管理提供有益的模式;对农业信息管理和研制,特别是可视化方面具有借鉴意义。