Spatial Distribution Patterns and Landscape Characteristics of Caragana korshinskii Groves in the Kubuqi Desert

doi:10.13466/j.cnki.lczyyj.2024.02.006

Abstract

Abstract:

Revealing the distribution and landscape characteristics of shrub resources in the Kubuqi Desert is of great significance to optimize the distribution structure of shrub resources in the region,increase the effectiveness of their protection and utilization,and solidify the effectiveness of sand control and prevention.Based on GF-2 remote sensing images,DEM,temperature,precipitation and other data,geospatial analysis techniques were used to analyze the distribution status and landscape characteristics of Caragana groves in the Kubuqi Desert.The results show that:1)the number of Caragana grove patches in the Kubuqi Desert is about 22 000,with a total area of about 21 000 hm²,accounting for 1.49% of the area of the Kubuqi Desert.Hangjin Banner has the most Caragana grove patches and Dongsheng District has the least;mobile sandy land has the most patches and saline land has the least.The patches are mostly distributed in the area of elevation 984-1 093 m,and the number of Caragana grove patches decreases with the increase of elevation;with the increase of temperature and precipitation,the number of patches increases,and the area with annual precipitation 309-356 mm is the most.2)The landscape pattern of different regions of the Kubuqi Desert is related to the terrain and geomorphology,temperature and precipitation,Caragana grove plantation type,and the desertification control effect.The northern region has low elevation,saline and alkaline land,belongs to the edge of Kubuqi Desert expansion,and is dominated by continuous sand prevention and sand blocking Caragana groves,the southern region has high elevation and low temperature,the main focus is on wind and sand control forests and soil and water conservation forests.,the western region has low elevation,flowing sandy land,arid climate,and belongs to desert grassland belt,and is dominated by natural dispersed Caragana groves,and the eastern region has good hydrothermal conditions,which is more distributed in areas of returning cultivated land to forests and on both sides of the roads.The Kubuqi Desert should strengthen the protection and restoration of Caragana groves in the western part of the desert,update the planting pattern of aged and degraded Caragana groves in the northern part of the desert in order to enhance its stability,and continue to increase the planting area of Caragana groves in the eastern part of the desert,where there are significant hydrothermal advantages,so as to supply sufficient forestry and grassland resources for Caragana grove industry development.

Key words: Kubuqi Desert, Caragana korshinskii, remote sensing, landscape, space distribution

CLC Number:

S793.3

AN Da, WANG Haibing, BAI Yunfei, LI Siqi, ZHANG Xue, XU Guangfu. Spatial Distribution Patterns and Landscape Characteristics of Caragana korshinskii Groves in the Kubuqi Desert[J]. Forest and Grassland Resources Research, 2024, (2): 43-50.

Figures/Tables 8

Fig.1

Fig.2

Tab.1

Landscape indexes and their ecological meaning

景观指数	公式	参数意义	生态学意义
聚合度 (I_AI)	I_AI= $g i i m a x → g i i$	g_ii为此类景观的总面积	反映斑块的邻接程度
最大斑块指数 (I_LPI)	I_LPI= $A m a x A$	A_max为景观类型中最大斑块面积;A为此类景观的总面积	某种景观类型中面积最大的斑块与该类型景观总面积的百分比
景观形状指数 (I_LSI)	I_LSI= $0.25 E A$	E为景观内所有斑块周长	表示景观内部斑块的复杂程度
分离度指数 (I_SPLIT)	I_SPLIT= $12 n A / m A$	n为斑块数量;m为斑块类型数量	某一景观类型中各斑块之间的分离程度
斑块内聚力指数 (I_COHESION)	I_COHESION=100× $1 - ∑ j = 1 m p i j ∑ j = 1 m p i j a i j 1 - 1 Z - 1$	p_ij为景观类型i的j斑块的周长;a_ij为它的面积;Z为景观中的栅格总数	内聚力指数体现斑块类型的自然连通度
景观分裂指数 (I_DIVISION)	I_DIVISION= $1 - ∑ j = 1 n (a i j) A$	a_ij为景观类型i的j斑块的面积	体现了景观在空间中被分割的程度
周长面积分维数 (I_PAFRAC)	I_PAFRAC= $2 / [n × ∑ i = 1 m ∑ j = 1 n l n p i j × l n a i j - ∑ i = 1 m ∑ j = 1 n l n p i j × ∑ i = 1 m ∑ j = 1 n l n a i j] n × ∑ i = 1 m ∑ j = 1 n l n p i j 2 - ∑ i = 1 m ∑ j = 1 n l n p i j$		一定程度上反映出人类活动对景观格局的干扰程度,从1到2表示受人类活动干扰程度由小到大

Tab.1

Tab.2

Tab.3

Tab.4

Tab.5

Tab.6

References 31

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斑块等级	面积/hm²	斑块个数/个	最小面积/hm²	平均面积/hm²	总面积/hm²	数量比例/%	面积比例/%
小斑块	<1	20 109	0.02	0.68	13 691.69	91.50	65.11
中斑块	1~<10	1 763	1.00	2.39	4 217.35	8.02	20.06
大斑块	10~<100	101	10.05	22.32	2 254.22	0.46	10.72
特大斑块	100~1 000	4	120.69	215.75	863.23	0.03	4.11
合计		21 977			21 026.49	100.00	100.00

景观指数	达拉特旗	东胜区	杭锦旗	准格尔旗
斑块数量(N_P)	7 589.00	859.00	9 219.00	4 053.00
斑块密度(P_D)	100.52	85.05	82.52	111.55
最大斑块指数(I_LPI)	1.20	13.92	4.17	1.63
景观形状指数(I_LSI)	295.41	41.47	331.57	159.00
聚合度指数(I_AI)	45.37	54.78	53.09	44.47
分离度指数(I_SPLIT)	1 846.45	40.57	378.45	760.40
周长面积分维数(I_PAFRAC)	1.51	1.45	1.50	1.49
景观分裂指数(I_DIVISION)	1.00	0.98	1.00	1.00
斑块内聚力指数(I_COHESION)	77.74	78.89	88.13	76.18

景观指数	984~<1 093 m	1 093~<1 207 m	1 207~<1 351 m	1 351~1 576 m
斑块数量(N_P)	11 091.00	3 991.00	2 240.00	2 041.00
斑块密度(P_D)	87.96	84.47	112.81	120.87
最大斑块指数(I_LPI)	3.65	2.56	2.52	1.27
景观形状指数(I_LSI)	361.93	217.68	164.45	153.41
聚合度指数(I_AI)	52.01	53.07	45.12	44.54
分离度指数(I_SPLIT)	523.19	528.36	795.59	1 031.84
周长面积分维数(I_PAFRAC)	1.49	1.49	1.47	1.46
景观分裂指数(I_DIVISION)	1.00	1.00	1.00	1.00
斑块内聚力指数(I_COHESION)	83.53	83.35	71.54	70.17

景观指数	不同气温				不同降水
景观指数	5.98~< 7.07℃	7.07~< 7.78℃	7.78~< 8.27℃	8.27~< 9.56℃	187~< 254 mm	254~< 309 mm	309~< 356 mm	356~< 424 mm
斑块数量(N_P)	1 610.00	2 593.00	7 106.00	7 923.00	3 893.00	1 865.00	9 697.00	3 759.00
斑块密度(P_D)	128.63	99.96	94.57	83.07	64.54	81.23	105.91	113.29
最大斑块指数(I_LPI)	1.70	2.36	1.04	4.84	7.65	2.30	0.85	0.62
景观形状指数(I_LSI)	137.16	177.30	296.25	299.56	211.48	146.05	342.71	216.07
聚合度指数(I_AI)	42.47	48.29	49.13	54.44	59.78	55.13	46.62	44.13
分离度指数(I_SPLIT)	935.24	801.79	1 700.85	291.55	123.11	343.25	2 539.69	2 123.40
周长面积分维数(I_PAFRAC)	1.46	1.47	1.49	1.49	1.49	1.47	1.48	1.49
景观分裂指数(I_DIVISION)	1.00	1.00	1.00	1.00	0.99	1.00	1.00	1.00
斑块内聚力指数(I_COHESION)	67.91	75.30	78.32	76.25	89.91	84.19	74.60	71.30

景观指数	固定沙地	流动沙地	半固定沙地	半流动沙地	盐碱地
斑块数量(N_P)	2 422.00	6 740.00	5 450.00	5 764.00	1 162.00
斑块密度(P_D)	224.66	267.30	222.18	248.02	196.24
最大斑块指数(I_LPI)	1.43	1.50	0.93	1.51	4.75
景观形状指数(I_LSI)	123.08	198.89	181.56	186.54	80.72
聚合度指数(I_AI)	44.50	41.07	45.62	42.50	51.57
分离度指数(I_SPLIT)	915.09	1 467.51	1 553.75	1 585.96	164.47
周长面积分维数(I_PAFRAC)	1.47	1.47	1.47	1.48	1.46
景观分裂指数(I_DIVISION)	1.00	1.00	1.00	1.00	0.99
斑块内聚力指数(I_COHESION)	70.05	66.41	70.94	68.33	78.31