科尔沁沙地景观过程对降水波动的响应机制

Precipitation events occur occasionally as pulse in semi-arid zone. Its fluctuation impacted on landscape structure change directly in seasonal and yearly scales in sandy land region. It is very important aspect to understand relationship between the precipitation fluctuation accumulative effect in temporal scale and the landscape process in patch and landscape scales. .This proposal suggested that the landscape process of sand land would be drive by precipitation fluctuation in semi-arid zone. Then, the proposal selects Kerqin sand land as a case study area and employs "3S" technique to combine in field survey data and extracted data from remote sensing information to study mechanism of the landscape process response of precipitation in patch (including active sand dune, semi-fixed due, and fixed dune three categories) and landscape (including pasture area, artificial re-vegetation area, and fencing area three types) scales by using spatial analysis method and synthesized method..Consequently, the temporal scale depend characteristics of precipitation fluctuation should be study deeply based on best vector precipitation expression and accumulative precipitation fluctuation effect on the patch and landscape scales in different landuse landscapes.

在半干旱地区，降水事件通常以波动的形式发生。对于半干旱地区的沙地景观而言，降水量脉动直接导致景观结构在年度内和年度间发生变化。理解降水资源波动的时间累积效应与斑块变化形式和景观过程的关系，是认识半干旱区景观过程的的重要方面。本项目以分布于半干旱地区的科尔沁沙地为研究区，以"3S"技术手段为支撑，从斑块动态和景观过程中对降水波动的响应机制入手，利用野外观测数据、遥感信息提取数据、空间分析方法以及数据综合分析等研究手段，探讨科尔沁沙地不同利用方式干扰景观自然放牧区、人工固沙区和围封保护区3种景观以及流动、半固定和固定3种斑块类型对降水波动的影响机制；在确定降水波动的最佳矢量表达和累加效应特征基础上，在景观和斑块尺度上揭示不同利用方式的沙地景观过程和主要斑块的变化特征对降水波动响应的时间尺度依赖特征。

半干旱草原区降水波动是导致自然景观发生变化的主要原因之一，特别是对分布于该地区的沙地景观，降水量波动可直接导致景观结构相对较短的时间尺度（年内到几年之间）发生变化。本项目通过对科尔沁沙地及相邻地区优势景观为研究对象，通过对降水波动特征分析、景观变化响应以及相互关联机制分析，阐述了半干旱草原区沙地景观变化过程与气候变化的直接和间接关系，从斑块和景观水平解释了区域优势景观变化和植被生产力格局变化等的影响机制。从景观方面的研究来看，本项目对科尔沁沙地目前现状存在的持续利用干扰景观类型（沙地草场）和不同人工恢复景观（人工造林恢复和围封自然恢复）进行了研究，比较分析了不同典型景观区植被生产力格局在近20年的变化规律及其对气候变化的响应机制。从降水波动和气候变化研究来看，本项目针对近几十年来降水量波动和气温升高带来的区域性影响，用干旱指数分析了半干旱区东界的变化趋势和尺度效应，指出了中国东北半干旱区界限变化呈整体向东、向南扩展的事实。同时，对降水波动导致的敏感景观类型湖泊和植被生产力变化机制进行了研究，指出了湖泊和植被生产力格局变化规律以及对气候变化的响应机制。本项目研究成果的主要科学意义主要包括三个方面：其一，是从区域尺度揭示了科尔沁沙地降水波动的尺度依赖特征和变化趋势；其二，是在景观和斑块类型尺度揭示了近40年来科尔沁沙地景观变化与气候变化、城镇化过程的相互响应机制；其三，是对科尔沁沙地相邻区域植被生产力对降水波动响应机制做了模拟预测并获得了较好得精度。