围栏对荒漠草原景观格局的影响

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荒漠草原作为草原中最干旱的类型,有限的降水及滥垦滥牧等自然与人为活动的相互叠加使区域内草场普遍退化,土地沙化日益严重。新世纪以来国家大力推进荒漠草原区生态恢复,围栏作为保障政策实施的一种简便易行的措施,多年间为调动农户积极性实现区域生态环境不断优化提供支持。研究区同一自然村地表植被理应具有相似恢复速率,然而围栏将原有连续自然环境人为分割为不连续的斑块,同时围栏间利用强度差异的多年累积造成围栏间恢复速率呈现较大差异,进而使围栏间植被覆盖度在空间的差异日益明显,最终令区域呈现以围栏为边界的景观分布格局。本文选择典型荒漠草原区内的宁夏盐池县皖记沟村作为研究区域,利用高、中、低分辨率遥感数据进行景观类型与NDVI(Normalized Difference Vegetation Index)的时空变化分析,并结合农户调查问卷、微观土壤样品等对研究区地表植被覆盖度空间分异影响因素进行探究以判断围栏对景观格局的影响,由此得到如下结果:(1)研究区以天然草地为最主要景观类型,2000-2015年研究区天然草地、灌木林地面积逐渐增加,沙地面积日益萎缩。沙地空间位置从围栏初期的围绕南王圈村、杨寨子村广泛分布逐渐向研究区南部小范围集中;灌木林地在研究时段内日益连续形成东北-西南、西北-东南向的位于各自然村边界区域的连续灌木林区域;天然草地在研究区内分布广泛,且快速增加区域即沙地、盐碱地减少区域——南王圈村、杨寨子村周边及北王圈村北部区域。(2)围栏前后沙地与天然草地、灌木林地景观斑块变化呈相反趋势,沙地斑块日益破碎消失,而零散的天然草地与灌木林地斑块则逐步集聚。2000-2015年,LPI指数沙地呈现下降趋势,天然草地与灌木林地则表现为持续增加;平均斑块面积变化上灌木林地在围栏前后两个时段增加趋势相似,而沙地、天然草地在2010-2015年间急剧变化。(3)研究区斑块总数呈现先减少后增加趋势,区域整体形状指数逐渐下降,同时SHDI、SHEI、分离度、蔓延度指数代表的景观多样性结果表明围栏后研究区整体景观多样性下降,不同景观类型之间的均匀度增加。(4)围栏前研究区NDVI的多年平均值为0.172,围栏后NDVI的多年平均值为0.199,NDVI上升幅度为0.059/10a。2000-2015年研究区主要植被覆盖度范围从0.1-0.3转变为0.3-0.5,且中度改善区占总面积的59%。围栏后研究区整体植被状况好转,在此基础上围栏促使围栏间植被覆盖度差异逐渐增加,进而形成由植被覆盖度空间差异反映的辐射状景观格局。(5)研究区植被覆盖度空间差异与0-10cm 土壤分形维数、10-20cm 土壤全氮量、0-10cm土壤有机碳量以及围栏放牧强度关系最为密切,综合放牧强度与上述各因素间的关系,当前研究区景观格局是由围栏间放牧强度差异引起并与其他因素综合作用的结果。
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