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高黎贡山自然保护区,是世界遗产提名地范围内最大的自然保护区。研究区生物多样性丰富,同时由于环境、气候、地形等各种原因使得该区域乔木物种多样性表现出明显的规律性。本研究以野外样地调查资料为基础数据,以乔木物种多样性为研究对象,在3S技术支持下,利用数量生态学的理论和方法,对样地资料进行了数量分类和排序,以揭示高黎贡山乔木物种多样性的环境梯度因子;在此基础上,利用神经网络技术对乔木物种多样性的空间变化进行了模拟仿真;以景观生态学的理论为指导,定量分析每个样地周边1公里范围及1公里至2公里范围的两种缓冲区的景观格局对样地乔木物种多样性的影响。以IRS、TM数据为基础,通过对区域变量NDVI的空间异质性分析,揭示了高黎贡山东西坡生态环境的差异性。本研究得出了以下结论:
(1)通过分析,研究区乔木物种多样性随着海拔的升高呈减小的趋势。同时坡度、坡向等环境因子是影响乔木物种多样性的重要因素。研究区内,东坡的乔木生物多样性整体上高于西坡。
(2)DCCA排序结果表明了高黎贡山乔木物种的分布明显受到海拔因子的控制,坡度、坡向的影响也不容忽视。TWINSPAN分类和环境梯度分析将野外采集的26块样地数据划分为5个群系,其划分结果与用传统的植被分类方法的结果基本一致。说明TWINSPAN数量分类和DCCA排序是群落分类和环境梯度分析的有效方法。
(3)乔木物种多样性仿真的结果与传统定性的评价结果保持较好的一致性,可见RBF神经网络模型可以用于乔木物种多样性的特征模拟,对大范围生物多样性调查应用起到一定的参考作用。
(4)景观格局指数分析很好的揭示了研究区景观格局特征。研究地区以林地为主要优势格局,其中以中山湿性常绿阔叶林为优势景观。在以林地为基质的基础上,各类景观交错镶嵌,分布活跃且形状复杂,分化程度高,具有较高的景观异质性和丰富景观多样性。
(5)曲线拟合发现乔木香农多样性指数与斑块数、斑块密度及景观多样性指数均表现出了正相关的非线性关系趋势。景观形状指数与乔木物种多样性指数关系曲线拟合显著(P=0.018,缓冲区为1公里时),说明景观斑块的形状与乔木物种多样性存在很强的相关关系。最大斑块指数与乔木香农多样性指数存在负相关的非线性关系趋势。同时随着缓冲区距离的增加,这种关系变得愈不显著。人为干扰与乔木物种多样性曲线拟合显著(P=0.084),二者存在负相关关系。 (6)通过地统计分析,发现经过地形校正的遥感图像更有利于空间地统计分析。不同分辨率的遥感图像在相同幅度下表现出尺度效应。相对而言,IRS和TM可以更加合理的作出生态学解释。样方内具有明显的几何异向性,两样方结构性均体现在45°方向上,随机性体现在135°。研究区内西坡比东坡具有更高的变程和空间异质性。该结果客观上反映了西坡的乔木物种多样性小于东坡,该结果与传统方法分析的结果是一致的。可见地统计可以很好的揭示乔木物种多样性的变化规律。
利用3S技术结合景观生态学原理研究高黎贡山自然保护区乔木物种多样性,这在该研究区还是空白,本研究在研究方法和研究视角上均具有一定的创新性,无论是对景观生态学研究还是生物多样性保护研究以及保护区的管理和可持续发展都具有积极的推动作用。