荒漠绿洲区景观格局与生态水文耦合及调控

Abstract: Eco-hydrological process is a key process in the desert oasis ecotone, and has a very close relationship with landscape pattern. It is important to investigate the interaction mechanisms between landscape patterns and eco-hydrological processes for further deepening research on desertification. In this study, the Dengkou county of Bayan Nur located in western Inner Mongolia is chosen as research objective by field survey, remote sensing inversion and model simulation. The coupling method and mechaanisms between landscape pattern and Eco-hydrological process will be studied in different temporal and spatial scales. In order to recognize the coupling rules between pattern and ecological process, the effects of landscape patterns on eco-hydrological processes are simulated，some optimal distribution modes of ecological landscape are developed. The results obtained help to understand the hydrological and landscape ecological significance of influence relation between landscape patterns and eco-hydrological processes, it could provide scientific basis to directed recovery of vegetation and ecological rehabilitation in desert-oasis ecotone.

生态水文是荒漠绿洲地区最重要的生态过程，与景观格局及其演变有着十分紧密的联系。探讨荒漠绿洲区景观格局与生态水文相互作用机制是进一步深化土地荒漠化等生态环境研究的基础。本项目以内蒙古巴彦淖尔市磴口县为研究区，通过样地调查、实验观测、遥感反演和模型模拟等手段，研究典型荒漠绿洲区景观格局与生态水文的相互关系和耦合方法，模拟景观格局对生态水文过程相互影响，揭示格局与过程耦合规律，进一步提出保障区域水资源可持续利用的生态景观优化配置模式。项目的研究成果有助于揭示景观格局对荒漠绿洲交错区生态水文过程调控的景观生态学意义，可为荒漠绿洲生态建设提供科学依据。

生态水文是荒漠绿洲地区最重要的生态过程，与景观格局及其演变有着十分紧密的联系，探讨荒漠绿洲区景观格局与生态水文相互作用机制是进一步深化土地荒漠化等生 态环境研究的基础。本项目以内蒙古巴彦淖尔市磴口县为研究区，基于RS和GIS空间分析等技术，选择长时间序列遥感影像为研究素材，结合样地调查和模型模拟等手段，对磴口县的景观格局与生态水文过程进行了研究。研究结果表明，1987-2016年长时间序列地下水水位波动较大，其变化具有复杂的多时间尺度性质，1990-2015年期间地表水变化不大。以2015年为例，磴口县生态网络共确定了391块生态源地、47466条生态廊道、677个潜在生态节点。磴口县生态源地共分为5个等级，其中3、4、5级生态源地的空间布局形成东北-西南、西北-西南的沙漠化防护格局。7种类型的生态源地节点在较小尺度下均呈现聚集的空间分布格局，随着尺度的增大，逐渐呈现随机分布，最后呈现均匀分布，这种分布特征保证了小尺度和大尺度上生态网络的稳定。利用泰森盲区形心优化模型（BCBS模型）进行生态节点布局优化，优化后生态网络结构更为稳定。多情景模拟发现在现有自然资源的约束下，磴口县仍有发展经济的空间，但空间不大。以磴口县2016年的景观格局分布图为基础数据，利用SFLA-M-L模型，综合考虑高程、坡度、地下水埋深、干旱度指数、NDVI等因子，对研究区的景观格局进行了优化，优化后磴口县的景观聚集度得到了较明显的提高，各景观类型的破碎化得到了很好的控制。项目的研究成果有助于揭示景观格局对荒漠 绿洲交错区生态水文过程调控的景观生态学意义，可为荒漠绿洲生态建设提供科学依据。