（土地资源管理专业论文）荒漠化地区景观格局研究—以民勤地区为例.pdf

堕塑些堕塑主墨塑堡旦竺垄一 摘要 f 土地荒漠化是全球广泛关注的重大生态环境问题。景观是荒漠化防治最适宜的研 究尺度，通过格局指标的筛选与分类，对比沙质荒漠化地区景观格局与变化，分析当 地社会人文、经济因素对景观变化的影响，必将深化沙质荒漠化防治的理论。+ 本文以民勤地区为例，对干早荒漠区景观格局进行了系统的研究。在旦曼支持下， 充分考虑了景观结盟特点和民勤地区景观系统特征，提出地貌、土壤、土地利用现状 多因素景观分类体系；进行1 9 7 7 、1 9 8 4 、1 9 9 1 和1 9 9 8 四个时期的景观分类与制图工 作；根据不同利用类型的基婴照銮丝塑垡不同，进行景观类型变化分析；应用 f r a g s t a t s 软件进行格局指标计算；根据指标的生态学意义和因子分析方法，对研究 区域景观格局指标进行筛选和分类；在景观和景观类型两个水平上进行了四个时期的 景观格局和变化分析；应用s p s s 软件相关分析方法，进行了各景观变化分区的变化 驱动力分析等工作。f 得出如下结论： ( 1 ) 多因素景观分类体系能够更好的反映区域景观特征，有利于更准确的进行 景观格局和变化分析。 ( 2 ) 不同利用类型景观的变化规律不同，每种景观利用类型的变化趋势由其主 要的景观类型的变化趋势控制。 ( 3 ) 绿洲耕地在不稳定发展，人们开发的其他景观类型耕地不能替代退化的绿 洲耕地的功能：绿洲灌淤土沙地与耕地之间此消彼长，非绿洲耕地与非绿洲沙地的变 化趋势一致。 ( 4 ) 提出了适宜于民勤地区的四类景观格局指标：第一类代表景观类型的面积、 周长方面信息，包括8 个指标：第二类代表景观类型的聚集度信息，包括4 个指标； 第三类代表景观类型的形状信息，如：平均形状指数；第四类代表景观类型的破碎度 信息，只有斑块数目。 ( 5 ) 景观水平上，景观格局规律是：在人为作用不断干扰下民勤地区景观结 构变的破碎，分布变的均匀，聚集度和连通性不断降低：景观形状是迂回变化过程。 景观格局变化规律是：沙漠化过程不只是沙地面积变大，还包括整个景观结构变的破 碎、不均匀、聚集度、邻接性和连通性降低。这主要是人类的不合理利用导致了景观 系统向最终无序状态发展。 ! 里垒些查堂堡圭兰堡笙兰 _ _ _ - _ _ _ 一 ( 6 ) 景观类型水平上，格局规律是：格局指标是景观类型空间结构和分布复j 。 性、多样性最适宜的表述。景观基质是沙质平地风沙土沙地砾质平地灰棕漠土荒地、 砾质平地灰棕漠土草地和绿洲淤灌土耕地居于控制地位；人类开垦的非绿洲耕地景观 类型格局都很均匀，优势度不高，聚集度和连通性偏低，破碎度强；相应产生的沙地 景观类型格局也很均匀、优势度不高，破碎度强：相应产生的荒地景观类型格局聚集 度、连通性和破碎度高：在形成过程，自然因素起主导作用的景观类型形状相对复杂， 而受人为因素控制的景观类型形状相对简单。 格局变化规律是：不同景观分区的格局变化情况不同。随人类的开发，绿洲灌淤土耕 地质量变差、结构变破碎，面积变的很不稳定。但人类管理导致其形状简单。绿洲灌淤土 耕地退化后，一部分向荒地转化，一部分向沙地转化。绿洲灌淤土荒地面积增大，团聚性 变好，优势度和均匀度增强；而绿洲灌淤土沙地的面积不稳定变化，团聚性变差，分布分 散、不均匀。 同时，人类不断开发其他景观类型耕地，开发的耕地面积越来越大，但是越来越 分散、破碎，而且与其他景观类型相互混杂现象严重。它们在人类广种薄收和掠夺式 经营方式下，发展极不稳定，有的已经开始退化( 如低平滩地草甸土耕地) 。人类不 断开发耕地的同时，也破坏了相应景观区中沙地的连通性、聚集度和邻接性，使沙地 景观类型面积越来越大，结构变破碎，分布变的分散，加重了这些区域的沙波：。，友 人类对土地的过分利用，促进了非沙质平地风沙土景观区的沙漠化的发展，而主 要由自然因素控制的沙质平地风沙土景观区的沙漠化程度没有加重，还有减缓的趋势 ( 7 ) 民勤地区景观变化主要由人口压力驱动，各景观变化分f 均h 体瞒? ，。j 不同。，一一 关键词：、慌漠景观分景观格扁知变化驱动力 ：” 、 i j 退3 、 一， 苎堡些堕塑主墨婴竖旦塑垄一 a b s t r a c t t h ed e s e r t i f i c a t i o no fl a n disaw o r l d - w i d e l yi m p o r t a n te c o e n v i r o n m e n t a l q u e s t i o n l a n d s c a p e i st h e f a v o r i t er e s e a r c hs c a le o fd e s e r t i f i c a t i o n c o m b a t i n go p t i m i z i n gm o d e l s t h i sp a p e rt o o kt h em i n q i nd i s t r i c t a st h ee x a m p l e p r o p o s e dt h el a n d s c a p ec l a s s i f i c a t i o ns y s t e m ，w h i c his am u l t i f a c t o rs y s t e m c o n s i s t i n go f t h eg e o m o r p h o l o g y ，s o l la n dl a n du s ef a c t o r s ，b a s e d o nt h e l a n d s c a p es t r u c t u r ea n dt h el a n d s c a p es y s t e mc h a r a c t e r so fm i n q i nd is t r i c t t h e nf i n i s h e dt h el a n d s c a p ec l a s s i f i c a t i o na n dm a p p i n go f1 9 7 7 ，1 9 8 4 ，1 9 9 1 a n d 1 9 9 8 a n a l y z e d t h ec h a n g e so fl a n d s c a p et y p e sa c c o r d i n g t ot h er u l e so f d i f f e r e n tt y p e c a l c u l a t e dt h el a n d s c a p ep a t t e r ni n d i c a t e su s i n gt h es o f t w a r e f r a g s t a t s s e l e c t e da n dc l u s t e r e dt h ei n d i c a t o r sa c c o r d i n gt ot h ee c o l o g i c a l m e a n i r i g s ，t h ea p p l i c a t i o nv a l u e sa n d t h ef a c t o ra n a l y z i n gm e t h o d a n a l y z e d t h el a n d s c a p es t r u c t u r ea n dc h a n g e si nt h ef o u rt i m es p o t sa n di nt h et w ol a y e r s o fl a n d s c a p ea n dl a n d s c a p et y p e a n a l y z e dt h ed r j v i n gf o r c eo fd i f f e r e n t l a n d s c a p es u b r e g i o n su s i n gt h em e t h o do fc o r r e l a t i o na n a l y z i n ga n dt h es p s s s o f t w a r e t h er e s a l t sd e m o n s t r a t e dt h a tt h em u l t i f a c t o r1 a n d s c a p ec l a s s i f i c a t i o n s y s t e m c a nr e f l e c tt h er e g i o n a l 1 a n d s c a p ec h a r a c t e r s ，t h e s t r u c t u r ea n d d i s t r i b u t i o no fl a n d s c a p et y p e sh a v eag r e a tc o m p l e x i t ya n dd i v e r s i t y ，t h e d i f f e r e n tl a n d s c a p et y p ea n d1 a n du s et y p e sh a v ead i f f e r e n tr e l a t i o n ，p a t t e r n a n a l y s i sc a nr e f l e c t e dt h el a n d s c a p ep r o c e s s ，t h el a n d s c a p ep a t t e r nb e c a m e f r a g m e n t a r ya n dd i s t r i b u t e dm o r ee v e n l y ，t h ea g g r e g a t i o na n dc o n n e c t i v i ty 1 0 w e r ，t h el a n d s c a p ep a t t e r na n dc h a n g ep r o c e s sh a v eg r e a ti n t e r a c t i v e r e l a t i o n sw h i c hh a sg r e a tr e l a t i o nw i t ht h eh u m a na c t i v i t i e s ，a n dt h el a s t t h el a n d s c a p ec h a n g ew a sm a i n l yd r o v e db yp o p u l a t i o np r e s s u r e s t h er e s u l t o ft h i s p a p e r w i l ln o t o n l y c o n t r i b u t et ot h er e s e a r c ho f 1 a n d s c a p e c l a s s i f i c a t i o n ，p a t t e r n ，c h a n g ea n dd r i v i n gf o r c e ，b u tw i l la ls oh a v eg r e a t m e a n i n g si nt h ep r a c t i c eo ft h ec o n s t r u c t i o no ft h ed e s e r t i f i c a t i o nc o m b a t i n g m o d e 】s 7 8 中国农业大学硕士学位论文 k e yw o r d s ：d e s e r t i f i c a t i o n ：l a n d s c a p ec l a s s i f i c a t i o n ：l a n d s c a p ep a t t e r n a n dc h a n g e ：d r i v i n gf o r c e 蔓塑些堕望! 墨丝坚垦堕窒 1 绪论 1 1 研究意义 七地荒漠化是全球? - 1 4 关注的重大生态环境问题。中国是世界上受荒漠化危害最 为严重的国家之一。在我国各种类型的荒漠化中，沙质荒漠化分布面积最大、危害最 为严重。据资料显示，全国沙质荒漠化面积为1 6 0 7k m 2 万，并且每年还以2 4 6 0 k m 2 的速度在扩展，形势非常严峻。 解放以后，我国在防治沙质荒漠化方面作了大量的工作，建立了许多成功的模式， 积累了丰富的经验，如：引洪拉沙造田、草方格固沙、沙漠水稻种植、草库仑、生物 经济圈、小流域综合治理等。但是，我国整体生态恶化的趋势仍未得到有效的遏制。 其中一个重要的原因是防治模式研究中，理论部分薄弱，缺乏景观格局、社会经济因 素方面的深入研究，存在景观上超载，开发过度，模式单调，管理粗放，缺乏社会经 济支持等弊端，影响了沙质荒漠化防治工作的发展。 就荒漠化防治空问尺度而言，可分为区域一景观农田等不同组织水平。组织水 平不同，防治措施也不同。而景观尺度承上启下，是荒漠化防治最适宜的研究尺度。 通过地貌、土壤和土地利用现状多因素景观分类、景观格局指标的筛选，对比沙 质荒漠化地区景观格局和变化，分析当地社会、经济因素对景观变化的驱动作用，必 将深化沙质荒漠化地区景观分类、格局和格局变化、驱动力研究理论，更好地指导荒 漠化防治实践。 1 2 国内外研究现状 “景观生态学”一词虽然是在8 0 年代初才在我国出现( 傅伯杰1 9 8 3 ；陈昌笃1 9 8 6 ， 肖茑宁和苏文贵1 9 9 2 ) ，但景观生态学思想早在6 0 年代生物地理群落的研究中就得到 了体现，并在7 0 年代未开始的全国农业区划和国土整治工作中得到了广泛应用。八 十代中期开始把景观生态学的欧洲学派及美国学派的观点介绍到国内( 黄克新等 1 9 8 8 ；李哈滨1 9 8 8 ) ，国内的景观生态研究也逐步开展。从景观分类、景观格局变化、 景观监测系统建立到景观动态模型等( 肖笃宁等1 9 9 0 ：景贵和1 9 9 1 ；陈仲新和张新 时1 9 9 6 ：龙花楼1 9 9 7 ；吴波1 9 9 7 ：刘灿然1 9 9 7 ：辛晓平1 9 9 8 ：肖笃宁和钟林生1 9 9 8 ) 。 9 旦坐兰竺查兰堡主堂丝堡兰一 1 2 1 景观格局方面的国内外研究现状 景观格局( 1 a n d s c a p ep a t t e r n ) 一般指景观的空间格局是大小s j l f d 状不- 的 景观斑块( p a t c h ) 在景观空间上的排列。景观格局研究是揭示区域生态状况及空间 变异特征的有效手段，其分析的主要内容是景观元素在空间分布中的数量、位置、类 型、形状、大小和方向( 许慧，1 9 9 3 ) 。 景观格局分析一直是景观生态学研究的核心内容之一( 0 n e i l l ，1 9 8 8 ；r o b e r t 1 f m ，1 9 9 2 ：c a r o l y nt ，1 9 9 4 ；m a u r e e nh r ，1 9 9 5 ；a r a n t h a r k ，1 9 9 9 ；s e l i n g l r ，1 9 9 9 ：z h o uz a i z h i 。2 0 0 0 ) 。从t r o i l 第一次提出“景观生态”以来，研究 者一直着重景观的三个特征：结构、功能和变化( 肖笃宁。1 9 9 1 ；许慧，1 9 9 3 ：h a b i n l ，1 9 9 4 ；t l u s l s h o f fr m ，1 9 9 5 ：俞孔坚，1 9 9 8 ；j o h a n nk ，1 9 9 9 ：k e b r o mt ， 2 0 0 0 ；王仰麟，2 0 0 0 ) 。 在不断用景观格局指标描述景观空间结构的研究中，景观格局指标库不断得到完 善，涌现了许多新指标( 0 n e i l l ，1 9 8 8 ：g u s t a f s o ne j ，1 9 9 4 ；s c h u m a k e rn h ， 1 9 9 6 ：d e z o n i ab ，2 0 0 0 ) 。并且研究者不断探讨景观格局指标代表的实际意义。k u i p e r j ( 1 9 9 8 ) 分析了景观格局的三个指标( 多样性、相邻度、连续性) 及其代表的意义； 常学礼( 1 9 9 8 ) 用修改分维数( d i n ) 分析荒漠化地区景观格局，研究表明d m 比分维 数d 能更好的描述景观格局；g u n i1l aa e ( 2 0 0 0 ) 分析了景观格局指标在植被类型 变化中的意义。 目前，对景观格局指标的分类还未形成统一标准。f o r m a n 曾把描述斑块的景观格 蜀指标分为两大类，即描述斑块形状的景观格局指标如形状指数( s h a p ei n d e x ) 及 描述斑块镶嵌的景观格局指标如相对丰度( r e l a t i r er i c h n e s s ) 、优势度( d o m i n a n c e i n d e x ) 和分维数( f r a c t a ld i m e n s i o n ) 等：t u r n e r ( 1 9 8 8 ) 认为，景观格局指标可 以分为斑块数目与大小、斑块分维数( f r a c t a ld i m e n s i o n ) 、景观要素之间的边缘数 和多样性( d i v e r s i t y ) 、优势度( d o m i n a n c e ) 与蔓延度( c o n t a g i o n ) ；h u s ls h o f fr m ( 1 9 9 5 ) 认为景观格局指标可划分为景观格局指标( p a t t e r ni n d e x ) 和变化指数 ( c h a n g i n gi n d e x ) ，前者如景观类型、数量及形状指数：后者如斑块数目变化率等： 王胜( 1 9 9 9 ) 把景观格局指标分成两类：斑块指标和景观指标。并且对景观格局指标 的筛选尚处于探索阶段。c a r o l y nt ( 1 9 9 4 ) 用亚群分布区法能更好地选择指标反 映景观格局变化：陈仲新( 1 9 9 6 ) 用因子分析方法通过降维技术筛选描述景观格局的 指标。 薹塑些堕堕墨婴竺业 1 2 2 景观格局变化方面的国内外研究现状 因为景观格局是生态过程的体现( 许慧，1 9 9 3 ：c a r o l y n t ，1 9 9 4 ) ，所以通过 景观格局分析，能得出景观空间结构和分布的变化趋势。c a r o l y nt ( 1 9 9 4 ) 研究用 景观格局矩阵来反映景观生态变化过程。s e l i n gl r ( 1 9 9 9 ) 用主元素分析法选择 景观变化指标来分析格局变化。傅伯杰( 2 0 0 0 ) 用g i s 与统计分析来分析半干旱山区 农业景观空间格局变化情况。z h o uz a i z h i ( 2 0 0 0 ) 用土地利用类型图分析景观格局 与动态变化。g u n i l l aa e ( 2 0 0 0 ) 用景观格局指标分析了各种植被类型的变化。 而且，遥感、地理信息系统和计算机技术已广泛应用于景观格局的定量化研究中， 地理信息系统使快速、准确地处理大规模空间数据成为可能，它与遥感技术相结合大 大拓宽了人类的视觉范围，为景观格局变化研究提供了有效的手段，促进了景观格局 的应用研究。王宪礼( 1 9 9 9 ) 做辽河三角洲景观破碎化分析时，用t m 卫片和a r c i n f o 地理信息系统软件处理资料和数据；j o h a n nk ( 1 9 9 9 ) 用g i s 分析了受限的自然生 态因素与社会政策造成的自然资源管理实践变化及土地利用格局变化。 1 2 _ 3 景观变化驱动力方面的国内外研究现状 研究者在分析景观格局变化及其应用中发现：社会、经济、人文因素是景观变化 的驱动因素。j o h a n nk ( 1 9 9 9 ) 阐明地区尺度下，环境、经济、社会、政策因素造 成景观格局变化。n a g a i k et ( 1 9 9 9 ) 研究了土地所有权不同所造成的景观多样性不 同。a r a n t h ar k ( 1 9 9 9 ) 研究子承父业分地所造成的土地景观格局变化。g u n i i l a a e ( 2 0 0 0 ) 得出放牧导致景观破碎的结论。z h o uz a i - z h i ( 2 0 0 0 ) 阐明政策、管 理、需求价格变化结果导致土地利用类型及其面积变化，从而使各景观格局指标变化。 r o b i ns ( 2 0 0 0 ) 综合评价了景观变化与驱动力的关系，评价不同尺度上的驱动力如 何随时间变化、其如何影响景观格局与动态变化，又如何影响生态功能变化。 因此，关于景观格局的应用研究基本上能总结出一个首先进行格局指标分类和筛 选，其次分析景观格局特征，再次分析景观格局变化，最后分析社会、经济、人文因 素对景观的驱动作用的框架体系。 ! 堕查些查兰堡主堂些笙兰一 11 2 4 荒漠化防治中景观格局研究存在的问题 景观格局在荒漠化领域有一定的应用，常学礼( 1 9 9 8 ) 用修改分维数( d m ) 、分 维数( d ) 和景观多样性指数( h ) 方法对荒漠化地区进行景观格局分析，他在1 9 9 9 年又详细分析了用于荒漠化地区的间隙度指数及其意义；王根绪( 1 9 9 9 ) 用优势度、 多样性指数、破碎度、分离度等指标分析了荒漠化地区人类活动影响斑块的强弱和处 于主导地位的斑块；s e i x a sj ( 2 0 0 0 ) 用十年的影像验证了景观尺度上环境异质性 增加是荒漠化的象征。 然而，荒漠化防治中景观格局研究还很不完善。研究者对荒漠化地区的研究还处 于初步阶段，只有简单的分析，没形成定性的理论，也没有形成研究体系。在景观分 类方面，应用中的景观分类一般很简单，只是单因素的分类系统，尚未提出具有坚实 理论基础和实践意义的多因素分类体系：在格局分析方面。多停留在景观水平一个层 次上，缺少在景观类型水平上的深入分析，更缺少多时间段针对景观类型的格局变化 分析及相互关系分析：在景观变化驱动力分析方面，多把研究区域作为同质单元，缺 乏针对研究区域具体特征的分区驱动力分析。 1 3 本文的研究目标 因此，本文将致力于景观格局在荒漠化防治中的应用研究。随着景观格局的数量 化方法越来越精细、分析工具越来越先进，本文将开展下列研究工作：1 ) 在充分考 虑景观结构特点和民勤地区景观系统特征的基础上，提出地貌、土壤、土地利用现状 多因素景观分类体系：2 ) 进行1 9 7 7 、1 9 8 4 、1 9 9 1 和1 9 9 8 四个时期的景观分类与制 图工作；3 ) 根据不同利用类型景观的变化规律不同，进行景观类型变化分析；4 ) 应 用f r a g s t a t s 软件进行格局指标计算；根据指标的生态学意义和因子分析方法，对研 究区域景观格局指标进行筛选和分类；5 ) 在景观和景观类型两个水平上进行四个时 期的景观格局和变化分析；6 ) 应用8 p 8 8 软件相关分析方法，进行各景观变化分区的 变化驱动力分析等工作，从而探讨沙质荒漠化防治模式的原理。 1 4 本文研究内容 l 2 1 对研究区域进行景观分类、制图和景观类型变化分析 2 对景观格局指标进行筛选和分类； 3 从景观和景观类型两个水平上进行景观格局分析： 堕堡些堕堕! 墨型堡生竺塑 4 从景观和景观类型两个水平上进行景观格局变化分析； 5 对各变化分区进行景观变化驱动力分析； 6 总结民勤地区景观格局和格局变化特点，以及景观变化的驱动机制。 主里垒些叁兰塑：! ! 垡兰翌二一 2 研究区域自然、经济状况 2 1 行政区划、地理位置 民勤县位于甘肃省西部河西走廊东段北侧的石羊河下游，南邻武威市，两南接金 昌市、永昌县，东、西、北三面均与内蒙古自治区接壤，隶属武威地区。地理位置在 东经1 0 3 。0 2 ，3 0 ”至1 0 4 。0 2 北纬3 8 。0 5 至3 9 。0 6 之间。民勤县东西长2 0 6 公里，南北宽1 5 6 公里。土地总面积1 5 8 7 0 7 7 平方公里。行政上全县共分2 3 个乡( 镇) ， 2 4 3 个村委会，境内还有石羊河林场、勤锋农场、八一农场等国营农林场。除花儿园、 北山、南湖3 个牧业乡外，其它2 0 个乡( 镇) 都分布在绿洲农业区。 2 。2 自然环境 2 - 2 _ 1 气候 民勤绿洲属典型大陆性气候，夏季炎热，冬季酷冷，降水稀少。年平均气温约8 ，夏季极端最高气温可达4 0 c ，冬季极端最低气温可达一2 7 c 。年均潜在蒸发量 2 6 0 0 m m ，日均温大于o c 的日数约2 4 0 天，一般从三月持续到十月无霜期1 7 5 天。 全县范围内，年平均降水量约为1 l o m m ，但区域性差异很大，东北部地区仅6 0 一 j o m m ，而西南部达1 3 0 1 4 0 m a ，降水主要体现为夏季降雨，冬季的降雪量很小。除山 区地带，降水一般不形成径流。 2 2 2 地形、地貌 民勤县位于石羊河下游，四周被低山、沙漠环绕，地势由西南向东北倾斜，四周 隆起，中部平缓，具有盆地特征，海拔在1 2 9 5 至1 4 6 0 之间。从地质构造看，全县分属两 个不同的单元：馒头山至红崖山至阿拉古山一线以南属祁连山地槽，是武威盆地一走 廊南盆地的一部分。以北为近代河湖相冲积一洪积一淤积层及沙漠分布区，其中有零 星分布的岛状低山丘陵。昌宁地区则是金川i 河的最下游的一个冲积湖积盆地。 根据地貌成因，全县分为四个地貌类型。即冲积一湖积平原地貌：是目前民勤绿 洲部分，也是民勤的主要农业活动区域。风积地貌：为县境主要地貌类型。洪积一坡 枳地貌：分布山前一带，有碎石、亚砂土组成，表层为砾石，形成假戈壁景观，地面 微切割，呈波状起伏。低山、丘陵地貌：由于外营力长期剥蚀，均为岛状孤山。 1 4 蔓茎些堕塑! 墨型壁垦型垄r _ 一 2 。2 3 土壤 民勤由于地形地貌条件，自古承受石羊河及其上游诸支流大量洪积、冲积物以及 本身的湖积物质，后又随自然条件变迁沙漠侵入而接纳了大量风积物县境内土壤主 要由耕作土壤和自然土壤组成。 耕作土壤分布于绿洲腹地及石羊河、金川河冲积扇北部边缘，是由灰棕漠土、草 甸土、草甸沼泽士等经长期灌耕淋溶、耕作施肥等人为成士作用演变形成的绿洲灌淤 七、盐化灌淤土、沙化灌淤土等。其中，绿洲灌淤土分布在绿洲腹地中南部，质地以 轻壤、中壤为主，海拔相对较高，地f 水质好。该类土壤比较肥沃，养分含量较高， 保肥保水性能较好，适种范围较广，产量较高且稳定，属民勤高产土壤。民勤耕作土 壤肥力主要的特点是土壤肥力偏低，限制因素多，特别是灌溉用水严重不足使土壤肥 力难以发挥最大作用。 民勤自然土壤主要分布在绿洲农区边缘及外围。主要类型有灰棕漠土，风沙土、 盐土和草甸土。灰棕漠土是民勤县的地带性土壤，主要分布在农林区外围海拔1 5 0 0 米左右的低山剥蚀残丘和山前倾斜洪积扇形地上。风沙土分布面积很大，主要分布在 农林区外围的中西部、东北部和东南部。盐土是分布面积较大的地域性土壤多呈斑块 状分布于洼地和山间低谷。草甸土分布在县境南部的石羊河阶地和东支外河两岸的低 洼地段及各大支渠两侧的洼地上。 2 2 4 土地利用 民勤县土地利用现状类型主要有耕地、林地、草地、荒地和沙地等几类。其中耕 地均为j i f 水浇地，毛面积为1 1 2 9 1 万亩，占绿洲面积的2 8 9 9 ，占全县总面积的 4 7 3 。乡村集体占用1 0 4 5 0 万亩，占全县耕地净面积的9 7 6 2 ；国营农、林场和机 关单位农场占用耕地2 6 5 万亩，占全县耕地净面积的2 3 8 。种植作物以小麦、玉米 为主，并有甜菜、油料、瓜类、蔬菜等经济作物。 林业生产土地面积7 0 1 0 万亩，占全县总面积的3 。全县森林覆盖率达5 左右， 其中覆盖度大于3 0 的人工乔木林3 5 3 9 万亩，分布在农林区内，占农林区面积的 9 0 8 ，主要树种有沙枣、杨树等；覆盖度大于4 0 的天然、人工灌木林面积2 8 0 4 万 亩，占全县总面积的1 1 8 。天然柠条林分布在荒漠区的阿拉古山、黑敖包；人工灌 木林分布在绿洲外沿，以红柳、梭梭、毛条为主，主要用于防风固沙。 疏林草地1 0 4 4 万亩，全部分布在绿洲内部，占绿洲总面积的0 3 7 。草地面积 5 8 14 9 万亩，占全县总面积的2 4 3 7 ，其中绿洲内部4 0 3 l 万亩，占绿洲总面积的 】5 !塑堡、业叁兰竺主兰丝堡兰一 1 0 3 5 ，以种植苜牿j , j 主：牧区内5 4 1 1 9 万亩，占牧区总面积的2 7 1 0 ，是典刑的 天然荒漠草场。 荒地面积占士地总面积的7 0 8 4 ，包括荒草地、盐碱地、沼泽地、裸t 地等。沙 地主要分布在沙漠区，由于它在荒漠化地区具有特殊的地位，所以把它单列为一类加 以详细分析。 2 2 5 水文 民勤县境内唯一的地面水源是石羊河。其上游主要支流有古浪河、黄羊河、杂木 河、金塔河、西营河、东大河等，均源于祁连山。径流为山上降水和冰雪融水补给， 出山后为武威灌区截引，潜入地下的水流在中游出露，汇集成红水河、白塔河、清水 河等河，与民勤境南诸河汇合，成为石羊河。石羊河穿过红崖山和黑山头谷地以后分 为两支。东侧为外河。西侧为内河，纵贯民勤绿洲腹地，然后向东北汇入青土湖和白 亭海。随着灌溉事业的发展，红崖山水库建成调蓄，以及石羊河来水减少，已无余水 下泄，在历史上碧波荡漾，水草丛生的青土湖、白亭海早己成为盐沼和盐渍地了。8 0 年代初时，石羊河河道已仅存红崖山水库以南一段，长约2 8 公里，河床开阔而浅， 平均宽3 0 0 米，河床沙质。内河、外河随着跃进总干渠的改建，逐渐废弃。 地表水：石羊河在红崖山以上的流域面积为1 3 4 0 0 平方公里，上游各支流出山口 勺平均年总径流量为1 2 3 x 1 0 8 m 3 ，绝大部分为上游灌区引灌利用，石羊河的径流只是 上游灌区的余水。所以石羊河的径流水量变化，除气象条件外，主要受上游灌溉利用 情况的影响。按4 8 7 7 年水文系列分析，平水年年径流量为4 4 3 1 0 8 m 3 ，中等干旱 年3 5 8 x1 0 “m 3 ( 香家湾断面) 。据民勤县地表水入境流量统计资料显示，石羊河入境 流量是逐年减少的。1 9 5 6 年到1 9 5 9 年平均为4 9 2 1 0 8 m 3 ，六十年代平均为4 4 3 10 8 m 3 ，七十年代平均为3 2 7 x 1 0 8 m ，八十年代平均为2 2 9 1 0 8 m 3 ，9 0 年代截至1 9 9 9 年平均地表水入境流量为1 4 9 1 0 8 m 3 。 地下水：民勤绿洲的地下水资源指地下水天然补给量。天然补给量中和地表水不 重复的部分来源之一是地下径流侧向补给，据测算，民勤地区可消耗的地f 径流为 0 4 8 8 6 1 0 4 m 3 ，另一来源是降水、凝结水的有效渗入，总景为0 1 0 8 1 0 “m 3 。与地表 水重复的补给量包括地表水渠系有效渗入和地表水田问有效渗入。 民勤全县人均占有水资源量8 6 5 m 3 ，耕地亩均占有水资源量2 3 9m a 左右，属水资 源匮乏地区。水资源的匮乏制约着绿洲农业生存和发展。 垄塑丝堕塑! 墨些堕旦竺窭一 2 3 社会经济条件 2 3 1 人口 民勤县土地面积1 5 8 7 0 7 7 k m 2 ，截至1 9 9 8 年末，总人口2 9 8 3 万人，其中乡村人 f f l2 67 i a ，农村户数5 9 4 6 5 ，乡村劳动力9 6 7 3 9 人，人口密度为1 8 6 人，k m 2 。 2 3 2 社会经济 统计资料表明，民勤绿洲1 9 9 8 年国民生产总产值中，农业产值占6 0 1 ，工业 ( 含加工业) 产值占1 7 5 ，第三产业产值占2 2 4 。农业比重大，工业和第三产 业比重低，产业结构不尽合理。针对农业而言，农林牧副业比例也存在不合理现象， 种植业比重占到7 7 ，林果业不足3 ，牧业占2 0 ，副业比重不到0 1 从收 入上看，种植业收入占到农业总收入的8 0 ，这种状况不仅制约了绿洲经济的持续稳 定发展，而且造成资源的不合理利用和浪费。在种植业中，还存在粮食作物比重大， 经济作物比重小，夏粮比重大，秋粮比重小的问题，忽视了作物间作、粮草轮作和培 肥地力，导致土地生产力下降，水资源供需矛盾加剧。 ! 堕垒、业查兰堡主堂垡丝兰 一 3 景观分类、制图与景观类型分析 景观分类与制图是景观格局研究的基础性工作。由于景观生态学起步较晚，景观 分类与制图在理论和方法上都还很不成熟，采用何种分类方法与研究对象和研究目的 有关。荒漠化是全球广泛关注的重大生态环境问题之一。荒漠化防治是目前国内外荒 漠化研究中亟待解决的一个关键问题。荒漠化地区景观分类与制图研究对中尺度荒漠 化防治具有重要意义。 3 1 景观分类与制图 3 1 1 景观分类依据 3 1 1 1 景观系统特征 1 ) 地质地貌是景观系统的物质基础与空间形态基础 景观系统相应于一定的地貌单元或地貌部位分布。地貌特征对其组织过程和结构 铬局有明显的控制作用，现代地貌特征又是取决于大地构造及相应的大地貌檑，m ，- 受现代地貌过程，因而地质和地貌是景观系统的空间分异主要因素。 在景观系统中，地貌是一种状态函数，表现其空间形态。从物质和能量角度看， 地貌主要是通过“分配效应”而起作用的，主要是利用其形态骨架改变各种要奈 j t 及其空问分异，进而影响控制景观系统的组织过程。坡度能直接影响坡面上物质运动 速度和物质能量的贮存能力。坡度大，重力分量大，物质运移速率快，对降水、太阳 辐射等接受能力变小。坡向不同，对光热的吸收条件就不同，能形成不同的水热气候 特征。凹形坡面对物、能的聚集作用强，能形成较高能级的景观系统。 地貌对景观系统的影响，大致可归结为：( 1 ) 成为景观系统的基本空间形态，如 山地、丘陵、高原、平原等。( 2 ) 通过坡度、坡向、坡形等影响景观系统对太阳。 降水、营养物、污染物的输入输出过程。( 3 ) 通过海拔、坡向等形成不同的中小气候 条件，包括日照、太阳辐射、降水等，进而影响景观系统的整体组织过程和特征。( 4 ) 地形状态不同，地表物质的侵蚀、剥蚀、沉积、聚集、迁移等过程就有差异，从而形 成景观系统中不同的物质流特点。( 5 ) 地表形态不同，对景观系统各种干扰，如风、 水、人类影响等的频率、分布和强度有不同影响。( 6 ) 阻隔作用、廊道作用等地理规 蔓塑些堕堕主墨型垫旦婴窒 律和生态影响，部产生在特定地貌部位。( 7 ) 地面物质组成及其形态，往往是第四纪 过程结果。 2 ) 土壤是景观系统的过程调控枢纽 士壤是地理环境的一面镜子，也是地球表层各种地理过程最为活跃的场所，是无 机界与有机界彼此关联又可以互相转化的场所，也是景观系统三种主要能量输入的集 中作用场所。具有景观系统各种过程功能的调节枢纽作用。 3 ) 人文因素是现代景观系统的主导因素 把人文因素纳入景观系统的组成部分，是现代景观系统特别强调的，人文因素的 重要性不只体现为其系统组成部分作用，更体现为系统的环境影响作用，即人类对景 观系统的管理、调控作用。土地利用现状正是人类利用土地的反映。 3 3 1 2 民勤地区系统特征 民勤县的基本地貌有冲积一湖积平原地貌、洪积一坡积地貌、风积地貌和低山、丘 陵地貌四种基本地貌类型，其可细分为：低山丘陵、土质平地、盐土滩地、低平滩地、 砾质平地( 戈壁) 、沙质平地( 沙漠) 、绿洲、水域和盐池九种地貌类型。由于地形地 貌条件的影响，民勤土壤类型主要有灌淤土、潮土、灰棕漠土，风沙土、盐土、草甸 土等类型，其中灌淤土和潮土是耕作土壤。 民勤县的地质地貌、土壤、水文等条件决定了本地区基本的土地利用方式。主要 的土地利用类型有耕地、沙地、草地、林地和荒地等。一般耕地分布在绿洲上；草地 分布在滩地和平地上；灌木林地分布在丘陵区：而沙漠地区则分布着大片的沙地。 3 1 2 景观分类原则 景观分类宜采用以下原则： 1 ) 异质性与均质性相结合的原则：景观是由不同生态系统组成的综合体，异质性 是景观分类的基础：但在一定空间尺度上每一个组成景观的生态系统是相对均质的 即其内部的组成和结构具有相对的一致性。景观分类即是将具有显著异质性的部分确 定为不同的景观或景观要素类型( 或单元) ，而将相对均质的部分确定为相周的景观 或景观要素类型( 或单元) 。 1 9 璺垒些查堂堡圭兰些堡茎 2 ) 稳定性因素控制不稳定性因素原则：景观系统中包括一些相对稳定的因索” 地貌土壤等，也包括一些不稳定的因素，如土地利_ 【 j 类型、覆被植被等。因此分类中 应遵循稳定性因素控制不稳定性因素的原则。 3 ) 景观功能与生态过程一致性原则：任何景观都具有一定的结构，行使一定的功 能。同一类型的景观或景观要素具有相似的结构，执行的功能和控制的生态过程具有 相对的一致性，因而具有相同的景观动态特征。 4 ) 主导因素原则：由于组成景观的各种组分之间的相互作用是不均衡的，因而不 同组分( 如地貌、气候等) 在景观中所起的作用是不同的，某些组分对景观的结构、功 能和动态变化起主导作用或控制作用，成为景观发展、演化的主导因素。在景观分类 时应选取主导因素作为景观或景观要素类型划分的主要依据。 5 ) 实用性原则：景观分类仅仅是景观生态学研究的第一步，分类是为一定的研究 目的服务，因此划出的景观类型要有确定的内涵，又要满足进一步研究的需要，能够反 映景观结构的稳定性与不稳定性特征。 3 1 。3 研究区域的景观分类 因此，在景观分类原则指导下，本节充分考虑了景观结构特点和民勤地区系统特 征，提出地貌、土壤、土地利用现状多因素景观分类体系，采用三名法命名景观类型。 景观分类以地貌为一级分类因素，土壤为二级分类因素，土地利用现状类型为三级分 类因素。地貌类型反映区域特征，土壤类型反映区域中的小区域差异，这两个因素相 对比较稳定；土地利用现状反映土地利用的变化，相对不稳定；用它们做景脱分类的 因素，既可以反映研究区域景观整体格局特征，又能反映具体景观类型的格局和变化 情况。确定的景观景观分类系统如表3 1 ： 苎塑些堕塑! 墨型堡旦型壅 表3 - 1 景观分类系统 第三级： 第一级：地貌第二级：土壤 景观类型 土地利用现状。 耕地( 1 )低山丘陵灰棕漠土耕地( 4 3 1 ) 园地( 2 )低山丘陵灰棕漠土园地( 4 3 2 ) 林地( 3 )低山丘陵灰棕漠土林地( 4 3 3 ) 低山丘陵( 4 )灰棕漠土( 3 )草地( 4 )低山丘陵灰棕漠土草地( 4 3 4 ) 水域( 7 )低山丘陵灰棕漠土水域( 4 3 7 ) 荒地( 8 )低山丘陵灰棕漠土荒地( 4 3 8 ) 沙地( 8 4 )低山丘陵灰棕漠土沙地( 4 3 8 4 ) 耕地( 1 )土质平地灰棕漠土耕地( 6 3 1 ) 园地( 2 )土质平地灰棕漠土园地( 6 3 2 ) 林地( 3 )土质平地灰棕漠土林地( 6 3 3 ) 土质平地( 6 ) 灰棕漠土( 3 )草地( 4 )土质平地灰棕漠土草地( 6 3 4 ) 水域( 7 )土质平地灰棕漠土水域( 6 3 7 ) 荒地( 8 )土质平地灰棕漠土荒地( 6 3 8 ) 沙地( 8 4 )土质平地灰棕漠土沙地( 6 3 8 4 ) 耕地( 1 )盐土滩地盐土耕地( 7 4 1 ) 园地( 2 )盐土滩地盐土园地( 7 4 2 ) 林地( 3 )盐土滩地盐土林地( 7 4 3 ) 盐土( 4 ) 草地( 4 )盐土滩地盐土草地( 7 4 4 ) 水域( 7 )盐土滩地盐土水域( 7 4 7 ) 荒地( 8 )盐土滩地盐土荒地( 7 4 8 ) 沙地( 8 4 )盐土滩地盐土沙地( 7 4 8 4 ) 盐土滩地( 7 ) 耕地( 1 )盐土滩地草甸土耕地( 7 5 1 ) 园地( 2 )盐土滩地草甸土园地( 7 5 2 ) 林地( 3 )盐土滩地草甸土林地( 7 5 3 ) 草甸土( 5 )草地( 4 )盐土滩地草甸土草地( 7 5 4 ) 水域( 7 )盐土滩地草甸土水域( 7 5 7 ) 荒地( 8 )盐土滩地草甸土荒地( 7 5 8 ) 沙地( 8 4 )盐土滩地草甸土沙地( 7 5 8 4 ) 耕地( 1 )低平滩地草甸土耕地( 8 5 1 ) 园地( 2 )低平滩地草甸土园地( 8 5 2 ) 草甸土( 5 ) 林地( 3 )低平滩地草甸土林地( 8 5 3 ) 草地( 4 )低平滩地草甸土草地( 8 5 4 ) 低平滩地( 8 ) 水域( 7 )低平滩地草甸士水域( 8 5 7 ) 荒地( 8 )低平滩地草甸土荒地( 8 5 8 ) 沙地( 8 4 )低平滩地草甸土沙地( 8 5 8 4 ) 水域( 7 )低平滩地水域( 8 0 7 ) l 2 l 中国农业人学坝士学位论文 耕地( 1 )砾质平地灰棕漠士耕地( 9 3 1 ) 园地( 2 )砾质平地灰棕漠士园地( 9 3 2 ) 砾质平地 林地( 3 )砾质平地灰棕漠土林地( 9 3 3 ) ( 戈壁) ( 9 ) 灰棕漠土( 3 )草地( 4 )砾质平地灰棕漠土草地( 0 3 4 ) 水域( 7 )砾质平地灰棕漠土水域( 9 3 7 ) 荒地( 8 )砾质平地灰棕漠土荒地( 9 3 8 ) 沙地( 8 4 )砾质平地灰棕漠土沙地( 9 3 8 4 ) 耕地( i )沙质平地风沙土耕地( 1 0 6 1 ) 园地( 2 )沙质平地风沙土园地( 1 0 6 2 ) 沙质平地 林地( 3 )沙质平地风沙土林地( 1 0 6 3 ) ( 沙漠) ( 1 0 ) 风沙土( 6 )草地( 4