吉林西部沼泽湿地景观变化及其驱动机制分析

以吉林西部农牧交错生态脆弱区作为研究案例,利用地形图和Landsat MSS、TM 及ETM 遥感数据,借助地理信息系统(GIS)的空间分析和地统计分析功能,研究沼泽湿地的景观格局变化及其驱动因素.结果表明,1954~2000 年沼泽湿地面积呈先下降后上升的趋势,1954-1976 年沼泽湿地面积急剧减少,到1996 年以后,随着退耕还林还草政策的不断推进,沼泽湿地面积出现净增加;从景观梯度空间分布可见,该区的沼泽湿地主要分布于河漫滩、牛轭湖、古河道及阶地上的低洼地上,并且1954~2000 年沼泽湿地景观梯度分布变化很大.从沼泽湿地景观格局的驱动因素看,气候暖、干化趋势成为沼泽湿地减少的重要原因之一,但是随着社会经济发展和人类活动强度的不断加大,人为因素对自然因素的放大作用是不可忽视的.     

潍坊市北部咸/卤水区土地利用及其生态系统服务价值变化分析研究

运用遥感和GIS技术获取潍坊市北部咸/卤水区1983年-2013年间4期土地利用数据,分析了研究区研究时段土地利用变化及生态系统服务价值变化状况.结果表明:1983年-2013年间,潍坊市北部咸/卤水区裸地和潮滩面积不断缩小,建设用地和盐田面积不断增加;总的生态服务价值量从1983年的174.46 亿元减小到2013年的137.07 亿元,降幅达21.43%,主要是由于具有较高生态服务价值的潮滩等用地类型持续减少所致.应限制盐田和建设用地等的过快增长,并注重保护沿海潮滩湿地.     

基于多年遥感数据分析长江河口海岸带湿地变化及其驱动因子

研究河口海岸带湿地长时间演变对湿地保护管理和海岸带资源评估具有重要意义.本文获取长江口1979—2015年10景Landsat-MSS/TM/OLI影像和2015年13景GF1-PMS高空间分辨率数据,对比两个典型实验区分类算法,选用最优的决策树算法应用到长江口Landsat影像中,得到沿岸湿地要素近40年的面积变化情况.研究表明,2015年长江河口海岸带湿地总面积为4725 km2,自然湿地占63.5%,人工湿地占21.2%,湿地总面积相比1979年增加了662 km2,自然湿地面积减少了163 km2,而人工湿地面积增加了766 km2.长江口自然湿地面积在1979—2000年减少幅度较大,2000年后由于保护管理加强而减少幅度变小;人工湿地和建筑面积增加较为明显,主要是由于大型水库的修建和人工鱼塘开发及港口建设.湿地总的变化趋势为河口区不断淤积,自然湿地转变为人工湿地,人工湿地转变为建筑用地等非湿地;其中,滩涂面积减少283 km2,水库、养殖鱼塘和水稻田面积分别增加了92、355和319 km2,主要发生在崇明东滩和启东沿岸;非湿地中建筑用地面积增加154 km2,灌木草场面积减少147 km2,主要发生在上海和启东沿岸.同时比较分析长江口3个区域湿地驱动因子发现,北岸启东沿岸和南岸南汇东滩湿地因经济快速发展和港口水利工程修建,以及过度开垦滩涂等自然湿地使人工湿地增加明显;而长江上游径流量、区域降水和海平面上涨等自然因素控制着中支河道区(如崇明东滩)自然湿地的变化.     

山东省湿地资源动态变化及其驱动力分析

以2000年Landsat TM图像和2004年中巴资源2号卫星 (CBERS-2) 遥感图像为基本的数据源,利用遥感与GIS技术对山东省湿地资源动态变化进行了监测,分析了山东省湿地时空变化特征及驱动力.2000-2004年间,山东省湖泊、水库坑塘、河渠、海涂和沼泽面积分别增加了312.81hm2、39 329.19hm2、9 998.25hm2、15 083.88hm2和567.90hm2,滩地与水田面积分别减少了15 571.43hm2和1 395.60hm2.降水量的变化、黄河入海水量的多少及人类活动是影响山东省湿地变化的主要因素.     

闽江河口湿地自然保护区及其周边景观动态变化及预测研究

在遥感和地理信息系统的支持下,通过解译2003年和2013年两个时期的遥感影像,获取闽江河口湿地自然保护区及周边区域的土地景观类型转化数据,确定相应的转移概率矩阵,应用马尔科夫模型模拟研究区域土地景观演变情况.并选取合适的景观格局指数,对闽江河口湿地自然保护区及周边区域的景观格局变化和驱动力进行研究和分析.结果表明:2003~2023年间,随着人类活动强度的增加,闽江河口湿地自然保护区内自然斑块减少,人工斑块增多,景观趋于破碎化、复杂化.海岸线侵蚀、城市扩张、政策导向等是闽江河口湿地及周边区域景观格局变化的主要驱动因素.     

内蒙古湿地空间分布格局及动态变化研究

基于ArcGIS平台,根据建立的内蒙古湿地遥感分类体系,采用人机交互式解译提取内蒙古1993和2013年湿地信息,从湿地组成分布、空间格局角度分析了内蒙古20年来湿地系统动态变化特征。结果表明,内蒙古湿地类型包括河流、湖泊、沼泽、湿草甸、盐生草甸和人工湿地,不同流域占支配地位的湿地类型各不相同,西辽河流域和黄河流域湿地破碎化最为严重且有加剧趋势,是研究区湿地退化程度最为严重的区域;20年来,内蒙古湿地面积由1993年的42 188.75 km~2减少至2013年的38 912.76 km~2,减少了7.77%。内蒙古湿地的演变趋势表现在湿地与非湿地、各类型湿地之间的相互转换,其中大部分类型湿地主要向非湿地和盐生草甸这类退化湿地类型转变。     

辽河口湿地景观稳定性及其植被碳储量价值评估

为阐明湿地景观格局对人类活动的响应，定量评估河口湿地植被碳储量价值，本文基于1985-2020年遥感影像数据，应用景观转移矩阵、景观格局和景观稳定性模型，揭示了近35年来辽河口湿地景观格局、景观稳定性及植被碳储量演变特征。研究结果表明：1985-2020年，辽河口天然湿地面积减少了22.52%，人工湿地面积增加了22.29倍，近35年来，盐地碱蓬湿地有整体向海迁移的趋势，而芦苇湿地总体空间位置未发生显著变化；辽河口湿地景观的斑块数量、斑块密度和香农多样性指数不断增长，而聚合度指数与蔓延度指数则不断减小，景观格局呈破碎化和复杂化趋势发展；1985-2020年，景观稳定性指数从222.64降至4.34，景观稳定性与天然湿地面积具有显著正相关性，围海养殖、填海造地、农业围垦等活动是造成景观格局稳定性下降的重要因素；2020年，辽河口湿地植被碳储量和碳储量价值分别为215.42×10³ t/a和1.78亿元，受到景观格局稳定性显著影响。     

黄河源区湿地萎缩驱动力的定量辨识

利用1990年、2000年和2004年黄河源区湿地卫星遥感监测解译资料和1962年以来玛多气象站气象资料,分析了该地区湿地和气候变化特征,定量判别了造成湿地减少的人为因素和气候因素的贡献率,揭示了气候因子与湿地减少之间的关联性。研究表明：1990年以来黄河源区湿地动态变化特征呈现出河流、湖泊、沼泽湿地面积的萎缩和湖泊斑块数的减少,以及河流、湖泊、沼泽湿地向滩涂湿地转化的退化特征;1962～2004年间黄河源区气候变化存在较为明显的阶段性变化和季节变化的差异,特别是1990年以来呈现出气温升高、降水量微弱减少和蒸发量增大的干旱化趋势;人类活动对湿地退化的贡献率要大于气候变化的贡献率,人类活动的不断加剧对湿地退化起到了主导作用;不同类型的湿地面积变化与自然因子的关联序尽管不尽一致,但近15年来黄河源区气候干旱化对于湿地的退化产生了显著的影响;各类湿地面积随气温的升高、降水量的减少、蒸发量的增大、土壤冻结日数的减少和径流量的减少而萎缩,沼泽对气候变化的响应最为显著,而蒸发量对湿地面积的退化有着更为显著的作用。     

基于多时相遥感影像的围填海动态监测与变化分析——以辽宁省部分沿海县市为例

本研究选取2016年天宫二号宽波段成像仪数据，联合1986、1996、2006年Landsat-5的历史遥感影像数据开展辽宁省部分沿海县市围填海变化监测，并分析湿地-围填海的转移关系。结果表明，1986~2016年，辽宁省部分沿海县市围填海面积持续增加，近10 a增加最多，面积为29499.73 hm2。围填海占用滩涂湿地面积各时期比较稳定，占用近海水域面积逐年上升，占用盐沼湿地面积逐年减少，围填海开发活动具有由陆地向近海转移的趋势。不同时期，湿地-围填海的转移关系有较大差异，进一步权衡不同转移类型的生态服务价值损失与经济价值增加的关系，对科学地进行围填海规划与实施具有指导意义。     

湿地变化对双台河口自然保护区服务功能的影响

运用GIS和遥感技术分析了1988~2012年双台河口自然保护区土地利用和湿地的动态变化,并运用中国陆地生态系统服务单位面积价值的平均值分析了该保护区的生态系统服务价值变化情况,并对湿地变化与生态服务功能的关系进行了分析.结果表明,1988~2012年,双台河口国家级自然保护区所有天然湿地类型均有不同程度的减少,面积比例由93.83%减少至77.25%,芦苇湿地和典型滩涂、滩地面积减少最多;1988~2012年,双台河口国家级自然保护区生态服务功能总体上呈减少趋势,共减少了18.25%.就类型而言,耕地生态服务功能价值增加了4617元,水域生态服务功能价值减少了2012元,湿地生态服务功能价值减少了115133元;该保护区湿地对生态服务功能价值的贡献率最高,且远远超过其他地物类型的生态服务功能贡献率,但贡献率从1988年的75.07%下降至2012年的68.86%.由于该保护区开发建设活动频繁,不断侵占天然湿地,导致该自然保护区生态服务功能总体上呈下降趋势.     

20世纪80年代以来挠力河流域湿地景观变化过程研究

挠力河流域面积为241.67×104hm₂。其自然条件决定了该流域具有极丰富的湿地生物多样性。从1980年以来,由于经济的快速发展,该流域湿地景观和土地利用发生了显著的变化。自然湿地资源从1982年的53.32×104hm₂变成2000年的17.17×104hm₂,减少了67.8%;而水田面积却增加了38.5倍,同时,旱田面积也大幅度增加。该文利用遥感和GIS技术,对近20年来该流域湿地景观变化过程进行时空定量分析;并结合流域土地利用/土地覆盖类型的动态变化,探讨流域在经济快速发展中土地利用与湿地之间的演化规律及其对湿地的影响机制。     

黄河水文特征对河口海岸变化的影响

论文选取海陆变化频繁的黄河口作为研究区,在3S技术支持下采用平均高潮线法对1976-2002年18个年份的遥感影像进行了海岸线信息提取。对研究区海岸变化的叠加分析表明:1976-2002年间黄河口海岸的演变过程分为直线增长、波动增长和波动减少3个阶段。同时,黄河口水文特征的变化规律及其对岸线变化影响的分析揭示了黄河水沙状况与河口海岸线的年际变化呈线性回归关系,指出了输沙量为河口海岸变化的主要驱动力,而径流量和含沙量是通过影响输沙量而间接影响河口海岸线变化,确定了输沙量3.517×108t/a为河口海陆变迁的临界值。     

卧龙湖湿地动态变化及其影响因素分析

卧龙湖湿地是辽宁省最大的内陆湿地，也是沈阳市第一个省级自然保护区。本文借助遥感与地理信息系统等技术，利用多个时期不同平台的卫星影像数据，结合实地调查，建立解译标志。然后，运用AreGIS8．3进行矢量化和空间数据分析。此外，还分析了卧龙湖地区的气象资料，以及近年来的人类干扰活动。研究表明：从1993年～2004年，卧龙湖地区的湿地面积逐渐萎缩，最后完全干涸。年降水量与湿地面积之间存在一定的同步关系，年降水量减少是卧龙湖湿地萎缩的一个重要原因。不合理的人为开发活动和农业生产方式进一步促使了卧龙湖湿地快速消亡。     

基于国产高分卫星遥感数据的现代黄河三角洲入侵植物互花米草监测方法

本文以国产高分一号和高分二号影像为数据源,辅以现场调查数据,发展了一种结合空间位置与决策树分类的互花米草信息提取方法。首先基于互花米草适宜生长于高潮带下部至中潮带下部区域的特点,利用高潮时获取的Landsat 5遥感图像缨帽变换的湿度分量,通过二值化处理和矢量后处理提取现代黄河三角洲互花米草生长的向陆边界,进而对高分图像的互花米草生长区域进行掩膜;基于掩膜后的高分图像,利用决策树分类方法对互花米草分布范围进行提取。通过对现代黄河三角洲互花米草信息提取实验,表明提出的分类方法能够较为精确地识别和提取互花米草信息,总体分类精度达到97.05%。通过对提取的互花米草分布情况的统计和分析,发现整个现代黄河三角洲地区的互花米草总面积约有3278.1100 hm2,主要分布于黄河故道西侧、五号桩、孤东油田东南侧和黄河现行入海口两侧等四个区域,其中黄河现行入海口两侧是2002年之后出现的新生互花米草区域,互花米草面积最广,占现代黄河三角洲互花米草总面积的91.39%;其次为孤东油田东南侧及五号桩,自首次引种互花米草至今都有互花米草分布,所占比例分别为6.22%和1.59%;本文首次在黄河故道西侧发现互花米草,在此前的研究工作中均未报道,互花米草面积最小,约为26.1527 hm2。     

阜新地区土地荒漠化演变与生态建设

以RS和GIS作为信息获取与分析工具，通过对1978年、1989年研究区土地荒漠化遥感影像解译分析，对阜新地区21年来土地荒漠化的演变规律进行了系统的研究。结果表明，荒漠化的空间演变经历了“强化－逆转－强化”的过程，荒漠化则表现为“重度荒漠化逆转，轻度荒漠化扩展”的演为格局，不同类型的荒漠化（风蚀荒漠化、水蚀荒漠化、盐渍荒漠化）分别有不同的演变规律。在此基础上，对土地荒漠化进行了区位划分，提出了土地荒漠化区分区治理的模式，并从恢复生态学角度提出了区域生态恢复的政策和法律对策。     

黄河口不同恢复阶段湿地土壤N2O产生的不同过程及贡献

采用时空替代法,选择黄河口生态恢复前后未恢复区(R0)、2007年恢复区(R2007)和2002年恢复区(R2002)的芦苇湿地为研究对象,分析了生态恢复工程对湿地土壤N2O产生不同过程与贡献的影响.结果表明,尽管不同恢复阶段湿地土壤N2O总产生量差异明显,但总体均表现为N2O释放.恢复区湿地土壤的N2O产生量大于未恢复区.N2O的产生主要以硝化作用和硝化细菌反硝化作用为主,而反硝化作用对N2O的产生有较大削弱作用,这与不同恢复阶段湿地土壤理化性质密切相关.非生物作用对N2O产生量贡献较大,这与黄河口为高活性铁区,Fe的还原作用关系密切.尽管黄河口不同恢复阶段湿地土壤N2O的产生是生物作用与非生物作用共同作用的结果,但由于非生物作用对N2O产生的影响较大,应受到特别关注.温度和水分对不同恢复阶段湿地土壤N2O产生过程的影响不尽一致,这与土壤微生物活性对温度和水分的响应差异有关.黄河口不同恢复阶段湿地土壤的N2O总产生量介于(0.37±0.08)～(9.75±7.64)nmol·(kg·h)-1,略高于闽江口互花米草湿地的N2O总产生量,但明显低于富氧森林土壤、草原土壤和闽江口短叶茳芏湿地的N2O总产生量.研究发现,黄河口生态恢复工程的长期实施明显促进了N2O的产生,因而下一步生态恢复工程应统筹考虑景观恢复与温室气体削弱这两方面因素.     

上海市沿海滩涂土地资源圈围与潮滩发育演变分析

上海市62%的土地是近2 000 年来长江来沙堆积而成, 尤其近50 余年来, 采用围垦-促 淤-围垦等有效的拦沙造地方式, 圈围滩涂1.01×105hm2, 为缓解上海城市发展所需的土地资源紧 缺、促进工农业发展和城市基本建设发挥了巨大的作用。论文将GIS 平台获取大量滩涂变化的基本 数据和长期现场观测资料相结合, 总结并提出: 充分利用长江来沙资源, 采用中高潮滩种青和工程 促淤拦沙圈围方法, 可加速潮滩淤涨发育和滩涂土地资源增长, 而低滩工程促淤虽然不利于潮滩地 形快速恢复, 但可快速获得大片土地资源。因而, 保证了50 余年来上海市在圈围土地与基本保持沿 海潮滩湿地面积总量变幅较少方面取得双赢效果。     

淮河流域湿地变化的特征、热点及其影响因素

利用Landsat遥感数据定量研究了淮河流域1995—2007年间各湿地类型的规模变化,分析了其变化特征,辨识了湿地消长的热点区域,并研究湿地变化热点空间分异的影响因子。结果表明,研究期间流域内水田、库塘等人工湿地大幅增加(净增量分别占1995年湿地总面积的16.81%、4.57%);湖泊、沼泽等自然湿地则明显减少(净减少量分别占1995年湿地总面积的1.06%、2.79%),且多转为人工湿地。湿地变化热点多分布于流域东部及南部;人工湿地变化热点分布连续而集中,自然湿地变化热点则稀少而分散。高程和气温对人工湿地增长热点及自然湿地减少热点的发生影响强度相对较高;社会经济与可达性因素对热点的发生具有显著作用,但其影响强度相对较弱。整个淮河流域,湿地变化热点的发生受多种要素的耦合作用,但湿地变化热点空间分异的首要因素是流域自然地理等背景条件的约束作用。     

黄河三角洲典型植被潜在分布区模拟——以翅碱蓬群落为例

黄河三角洲是典型的滨海河口湿地,由于人类活动的影响及其生态系统先天脆弱性和敏感性,黄河三角洲生态环境受到严重破坏,保护当地自然植被、恢复生态系统功能为当地面临的一个主要任务。论文以当地一种典型植被类型——翅碱蓬(Suaeda heteroptera)群落为例,以广义加法模型(Generalized Additive Models,GAMs)作为分析、模拟的手段,探索黄河三角洲典型植被空间分布与环境因子之间的关系,并模拟其潜在分布区,以期为当地生态恢复提供参考。植被分布以及土壤数据通过野外调查获取,共计获取641个植物群落样方、964个土壤样品,并测定了土壤有机质、全磷、全盐和可溶性钾等理化指标。另外还收集了黄河三角洲的土壤类型、地貌类型和DEM等数据。基于收集的植被与环境因子数据,采用广义加法模型分析了植被与环境之间的关系,结果表明土壤全盐含量、地表高程和土壤全磷含量对翅碱蓬群落分布具有重要的影响。在上述分析的基础上,建立了翅碱蓬群落分布与环境因子之间的关系模型。基于建立的植被-环境关系模型,对翅碱蓬群落在更广阔范围内(植被受损区)的分布进行了预测,并生成翅碱蓬群落潜在分布区概率图,通过该图可以看出,翅碱蓬群落在地面高程较小、土壤含盐量较大的区域出现的概率较大。最后采用基于ROC曲线的方法对模拟结果进行了验证,交叉验证和单一验证的ROC曲线的AUC值都超过了0.8,模型诊断结果达到良好水平,并有很好的稳定性,模拟的结果可以为黄河三角洲的植被恢复提供较为有价值的参考。     

黄河三角洲湿地生态环境质量现状及保护对策

调查了黄河三角洲湿地类型及分布,重点对三角洲环境空气质量、地表水环境质量、湖泊水库水环境质量、浅海湿地水环境质量和湿地生态系统现状进行了调研。结果表明,三角洲湿地环境均受到不同程度的污染,浅海湿地潜在富营养化的危险,湿地生态系统现状堪忧。对此本文提出了五项有针对性的保护对策。