三江源国家公园时空格局演变及保护策略研究

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三江源地区是青藏地域生态环境脆弱的典型地区,近几十年来受自然因素和人为因素的共同影响,三江源地区生态环境不断变化,对中、下游地区经济和社会的可持续发展有很重要的影响。三江源国家公园的景观格局变化的相关研究对于理解三江源国家公园景观空间分布的形成机制具有重要的意义。鉴于此,本文基于景观生态学理论、可持续发展理论、生态保护理论和数理统计分析原理,通过ArcGis、Fragstats和R语言分析三江源国家公园的生态环境变迁状况,根据2000、2005、2010、2015和2020年的遥感影像,结合土地利用现状数据、规划图和其他相关资料,选取景观变化的幅度、转移矩阵、景观格局指数等方法,对三江源国家公园的时空格局演变进行了深入的研究,探讨三江源国家公园时空格局演变的驱动因素,在此基础上针对反映出的问题提出了相应的优化措施与保护策略,对当地的景观资源管理、植被修复和保护等提供了一定的理论基础,为合理保护三江源国家公园整体的生态保护提供参考。本文主要的研究成果如下:(1)2000-2020年间三江源国家公园景观格局时空演变分析通过利用3S技术对同一空间,20年以来不同时期的三江源国家公园的土地利用类型和景观格局进行分析,结果表明草地和湖泊是三江源国家公园内的主要的生态用地类型,其他未利用土地和裸地次于草地和湖泊的分布。对2000、2005、2010、2015和2020年研究区内土地利用类型变化建立转移矩阵,结果表明,研究期内各类景观生态类型之间都发生了不同程度地变化,少数景观类型之间频繁转入转出。草地是三江源景观的主导类型;纵观整个三江源国家公园,斑块数量呈现逐渐减少的趋势,在整个国家公园的总面积不变的情况下,斑块数量的轻微减少表明研究区琐碎的小版块数量下降,研究区的景观破碎度相对降低,整个景观格局更趋于完整和均匀分布。不同景观指数对各类景观面积都有显著和不显著的相关作用。(2)三江源国家公园时空变换要素提取与分析通过讨论各类要素特征对三江源国家公园生态景观格局的影响,为之后进一步分析景观格局演变的驱动机制提供数据支持。结果表明近二十年来,三江源国家公园内的湖泊数量及面积总体上表现为扩张趋势,整体湖泊数量呈现出“先缓慢增长后快速增长”的变化特点、湖泊和湿地的破碎化趋势下降,整体生态环境在逐渐优化;整个园区未来降水变化呈增加趋势,年NDVI空间分布呈现明显区域性差异。(3)三江源国家公园时空变换综合分析及驱动力探讨对研究区近年来的自然因素和人为因素等数据资料进行收集,结合数理统计方法,统计分析三江源国家公园内部影响时空变化的因子,并找出主要的驱动机制对研究区生态景观格局的影响状况,并为下一步提出相应的保护策略作出科学合理的数据支撑。通过对三江源国家公园时空变换的驱动力因素进行PCA分析降维,得出结果表明,第一主成分贡献率达到51.8%,说明以温度、降水量、湖泊变化因子的组合是三江源生态环境变迁的主要影响因素。通过对比分析可以得到,三江源生态环境变迁的主导因素是以温度、降水量、湖泊水资源为主体的自然因素综合体。(4)三江源国家公园保护策略探讨通过对三江源国家公园全方位多角度地综合分析,根据其优势因子,以影响景观格局演变的主要驱动因子为主成分,为讨论相应的保护问题和保护策略提供支撑,为之后国家公园的建设和三江源地区生态环境的保护和可持续发展提供科学依据和决策参考。从以下几点出发:①合理规划功能分区、优化景观空间布局;②对“山水林田湖草沙冰”的生态综合体进行专项类别的保护;加强生态化环境保护与工程建设,提高区域景观之间的连接度;③宏观调控社会发展经济,指导我国国家公园景观格局变化的发展方向,通过控制几类驱动因子的数值,来达到调控某种景观类型面积,从而优化国家公园景观格局的目的;加大对建设用地和未利用地的管控,以及生态环境的保护与建设,针对水资源相关因素的实行专项保护,提高“中华水塔”的利用度;④建议将3S技术进一步应用于景观格局的动态监测,以获得更准确和及时的自然本底数据,并监测景观格局演变的进程和方向,为之后国家公园的生态保护恢复和生态利用建设提供具体可操作的科学参考。
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