多尺度景观分布格局不确定性分析

Landscape distribution pattern is the results of interaction between the landscape and environmental factors and shows various characteristics and uncertainty with spatial scales.How to analyze the source, changes of uncertainty with spatial scale is the urgent issue in scaling analysis for landscape ecology. Therefore, the distribution of forest, grassland, farmland, wetland and barren land is predicted by probabilistic distribution model (PDF)with various scales from 100km2 to mainland of China, and the accuracy of predictions is evaluated and study 1) extents of environmental factors: determine the functional type, extent of environmental factors and shift of functional type with spatial scale; 2) the uncertainty and confidence interval for one landscape class and landscape level; 3) extents of landscape: explore the minimum and maximum extent one landscape can correctly refer and 4) based on predicted and real probabilistic distribution of landscape class, the landscape class and the landscape characteristics, the extents of environmental factors and the landscape, reveal the source and change of uncertainty with spatial scale. Our results would be good guide for finding sensitive area and establishment of research station in national scale, and improve the spatial scaling technologies.

景观格局是景观类型和环境长期相互作用的结果，在不同尺度上景观格局具有不同特征，存在不确定性，如何分析这些不确定性的形成、变化及其原因，是亟需解决的科学问题。为此，采用景观分布预测模型，从100km2的尺度到全国内陆尺度上，分别预测森林、草地、耕地、湿地和裸地的分布概率，采用多指标综合平价模型精度，1）研究环境因子尺度性，确定影响景观格局的环境因子作用类型和尺度，分析随尺度其作用类型的转换；2）分析多尺度上各景观类型分布、所有景观类型镶嵌后的景观格局的不确定性与不确定性区域划分；3）通过尺度转换，确定景观格局尺度性，确定景观所能准确代表的最大、最小景观和尺度(面积)；4）联系景观预测分布和实际分布概率，环境因子尺度性和景观尺度性，单个景观类型和整个景观格局，揭示景观分布格局不确定性的形成、变化及其原因，为国家环境敏感区区划、生态环境监测台站网络布设发挥重要科学指导作用，丰富空间尺度转换理论。

不同空间尺度上，物种分布研究表明，随着空间尺度增加，物种分布格局会随之发生改变，不同种群表现出不同变化趋势，物种分布格局形式表现出尺度依赖性；种群在中心地带聚集，而在边缘地带随机分布；不同分布格局下，景观指数和多尺度间存在着相关关系，且不同指数的相关程度表现不一。.多尺度上景观分布和环境因子之间的关系研究表明，随着空间尺度增加，控制景观分布的环境因子发生替代，作用也发生转换；在中小尺度上，地形因子为主导因子，而在大尺度上气候因子占主导作用；环境因子具有各自的作用域，而且对不同景观类型具有不同的作用域；人类活动改变景观和环境因子之间的关系，相关性基本没有发生正负转换，同样隐域性景观对环境因子的依赖性明显降低，没有一个明显的主导因子。.样地数量增加，进一步反映景观和环境因子之间的关系，进而提高预测景观格局精度，但数量达到一定数量，预测精度不再明显增加，表明存在最少样地数量；随空间尺度增加，在中小尺度上最少样地数量多，反而在大尺度上最少数量少，在全国尺度上，3000个样地足以体现森林景观和环境因子之间的关系；最少样地数量与样地密度有关，它们呈现出对数关系，即空间尺度越小，需要的样地数量密度越大（但不会超过20%）。.每个特定空间尺度代表一定空间尺度范围（尺度域），当研究尺度超出该尺度域，该特定空间尺度无法准确反映景观类型和环境因子之间的关系，因此只要在该尺度域内，大尺度上的预测结果可以用来预测较小尺度的景观类型格局，同样小尺度上格局可以外推到较大尺度上。.环境因子不确定性随空间尺度增加趋于平稳，在小尺度上环境因子不确定性不大，但其变化率大，相互替代较快；环境因子不确定性与森林景观和环境因子之间的相关系数有关，但与最少样地数量无关。.最少样地数量、空间域、环境因子不确定性，为景观生态尺度研究提供了理论基础，为国家野外台站、大样地建设提供重要的生态学依据起到实际指导作用。