呼伦贝尔地区景观格局及其尺度效应研究

Scale effects have been one of the most important issues in the research of landscape pattern. In this study, based on the characteristic of landscape pattern in different scales of region and its response relationship, regional spatial variability characteristic of different landscape index in hulunbuir and scale effect will be recognized. The specific landscape index will be determined by dynamic changes of landscape and spatial variability analysis. The analysis of different landscape index with data accuracy (size) and regional extent change and the spatial variation of landscape factors in different areas will be helpful to identify the suitable research size of landscape factors in specific regional scale. The research of variation characteristics and the interaction relationship of the landscape pattern in different scales will contribute to determine the hulunbuir area multi-scale response theory.

针对目前景观格局研究中的尺度效应问题，本研究通过对不同尺度区域景观格局分布特征及其多尺度响应关系研究，以期确定呼伦贝尔区域不同景观指数的空间变异性特征以及尺度效应。通过呼伦贝尔地区景观格局动态变化特征分析以及空间变异性分析，确定呼伦贝尔地区特征景观指数，分析不同景观指数随数据精度（粒度）和幅度的变化特征，研究不同粒度的景观指数在不同区域尺度下的空间变异特征，从而识别特定区域尺度下景观指数适宜研究粒度，研究不同等级尺度以及不同类型尺度下景观格局的变异特征及相互作用关系，从而确定呼伦贝尔地区景观格局多尺度响应关系，为实现尺度推绎、解决不同尺度数据衔接问题提供理论依据。

呼伦贝尔地区是我国北方重要的生态屏障，对其景观格局及其尺度效应的研究、识别景观格局研究的适宜粒度是建立合理生态安全格局的基础。本研究分析了呼伦贝尔土地利用格局演变、气候、生物量和土壤有机质等时空分布特征，针对行政尺度、流域尺度分析了景观指数尺度效应，并分析了区域生态服务、资源环境承载力特征，构建了区域生态安全格局。结果显示，从1980年-2015年间，呼伦贝尔土地利用格局发生较大变化，特别是草地和林地受到人为干扰剧烈。研究区气温增高，降雨波动性大，呈现明显的区内差异，干旱草原区降雨呈现下降趋势，林草交错区降雨呈现上升趋势。区域NDVI呈现高值区下降趋势，区域草地生物量空间异质性较高，且与0-20cm土壤有机质具有较高相关性，研究区土壤有机质含量较高，普遍高于全国平均水平，通过尺度分析得出地面采样的合理间距为20km。不同幅度景观指数粒度效应显示，景观指数适宜粒度均在0-200m间浮动，随研究区而略有不同，在200m粒度下15km的研究幅度为适应研究幅度。呼伦贝尔林草交错带景观指数粒度变化特征可以分为I型（随着粒度的粗化逐渐下降），II型（随着粒度的粗化逐渐升高）和III型（先增加后下降的波动变化）指数，景观格局研究适宜粒度为100m，景观指数粒度效应敏感性差异显著，通过适宜粒度与实际粒度下时空变化特征对比显示，其具有较好的一致性，同时表明粒度效应的影响远远高于时间尺度对于景观指数变化趋势的影响，由此可见粒度效应对于景观指数应用的影响不同忽视，而根据景观指数粒度效应敏感性选取低敏感指数不失为一种高效便捷的手段，本研究推荐粒度敏感性较差的景观指标TA、PAFRAC、AWMPFP、SHDI、SHEI、COHESION作为评价研究中的优选指标，而粒度敏感性高的MPI、MNN、MPS和IJI等4个指标在评价应用时要谨慎选取。本研究涉及多个研究尺度，从地面监测到遥感解译，从实地采样到区域评价，综合运用多学科方法和多技术手段，对研究区景观格局及其尺度效应进行了深入分析，为区域综合评价提供了研究基础，为推进景观指数的合理应用、地面采样的经济性与合理性做出了一定的贡献。