退耕还林和村村通公路影响下山地植被景观“格局—过程”关系研究

Pattern-process analysis is one of the key issues in landscape ecology research. Moreover, the mountain landscape patterns and processes are greatly affected by"Grain to Green" and "Village Road Network Construction" policies. In past decades, ecosystem and landscape pattern changes are greatly affected by two important policies ("Grain to Green" and "Village Road Network Construction") in Yunnan, China. This proposal plans to study the 'pattern-process' coupled interactions of mountain landscape affected by the 'Grain to Green' and 'Village Road Network Construction' Policies. The study area is located in the center of Three Parallel Rivers Heritage, Weixi County, Yunnan Province, which is one of the poorest county in China, and the two policies has been implemented in this county since from 2002. In this study, we will focus on the interactions between landscape pattern change and processes. Firstly, the landscape pattern changes driven by "Grain to Green" and "Village Road Network Construction" policies at landscape level has been detected using multi-temporal and multi-sources satellite imagery. The process of landscape pattern change will be simulated using pattern-based modelling (i.e. Cellular Automata). Secondly, ecotone dynamics could be greatly affected by the two noted policies at temporal and multi-spatial scales. Therefore, we will focus on the change processes of ecotone including the change of ecotone width between ecosystems. Based on the ecotone change processes at community level, the process-based model will be built. The coupled interactions will be addressed. Finally, processes-based models of ecotone change process would be scaled up at spatial landscape level, and be used to simulate the mountainous landscape and ecosystem pattern change in future.

景观格局与生态过程是景观生态学研究的核心内容之一。退耕还林和村村通公路政策对高原山区景观格局与过程产生重要影响。本项目拟研究这两项政策共同影响下山地景观"格局-过程"的耦合过程。选取受两政策共同影响的位于三江并流核心区的云南省维西县为研究案例区。首先利用多时段、多源卫星遥感影像数据分析退耕还林和村村通公路政策驱动下的山地生态系统格局变化，并利用基于"格局-过程"模型预测模拟其变化过程；然后选取典型不同景观类型或生态系统间的交错带为研究对象，通过从物种组成入手研究生态交错带时空多尺度动态过程，揭示出两政策驱动下格局变化过程差异的原因和机理。最后建立群落尺度上的生态交错带动态变化过程模型，并将其进行尺度推移到景观尺度上，将生态过程与格局进行耦合，并模拟预测生态交错带动态变化过程所引起的景观空间格局变化。最终为综合客观的评价这两个政策在我国高原山区所产生的生态效应及后续工作开展提供科学依据。

本项目研究退耕还林和"村村通公路"政策共同影响下山地景观“格局—过程”。选取受两政策共同影响的云南省维西县为研究案例区。利用多源多时段遥感影像数据，分析退耕还林和村村通公路政策驱动下的山地生态系统格局变化及生态过程；并选取典型农林生态交错带为研究对象，从物种组成入手研究生态交错带时空动态过程；并通过分析生态交错带的物种空间格局及动态变化进行尺度推移，取得如下主要结果：.（1）将植被空间分布格局与地形和人为干扰因子的生态关系结合到遥感影像分类的过程中，发现将地形和人为干扰因子与遥感影像数据结合能显著的提高研究区植被制图精度。.（2）针对“村村通公路”政策实施所引发的滑坡，研究结果表明基于对象的方法较基于像元的方法，更加适用于高山峡谷地区复杂光谱条件下公路引起的滑坡检测。.（3）研究发现维西县实行退耕还林工程以来无论在三种不同的尺度上（县、乡、村），总体植被恢复良好，生态环境得到改善，退耕还林政策的实施起到了显著作用。.（4）通过测定退耕年限形成的农林交错带的位置和宽度，分析其动态的生态过程，发现农林生态交错带是一个动态变化的过程，随着退耕时间的增加，交错带的宽度也在增加，两个异质性较大的相邻斑块最终可能恢复成一个斑块。.（5）通过探讨退耕和未退耕的社区景观格局和森林质量是否有差异，发现2000-2014年，退耕和未退耕社区的森林面积都逐渐增加，但退耕社区的森林连通性出现增高的趋势，破碎度小，而未退耕社区的森林分布较离散，破碎度大；影响森林景观类型破碎度的主要因子是海拔、撂荒比例、外出打工人口。.（6）针对主要物种云南松及马桑进行空间点格局分析，发现云南松空间点格局随着尺度的增加，从聚集分布到均匀分布，最后成随机分布；样地中云南松与马桑在小空间尺度上不存在相关性，随着空间尺度增大，正关联程度逐渐增大，呈现出显著正相关。.（7）课题研究发表论文10篇，培养研究生6名，本科生5名，参加国内外学术交流合作18次。