黄河三角洲自然保护区国土空间变化遥感监测与评价

为了解人类活动对黄河三角洲国家级自然保护区生态环境的影响,利用2000年至2019年的卫星影像数据,分析了黄河三角洲自然保护区近20年来土地利用的变化情况,并利用开发干扰指数定量分析了土地利用变化对自然保护区的影响。得出主要结论如下:黄河三角洲自然保护区近20年土地利用变化明显,草地、耕地和未利用地等土地利用面积下降,而建设用地（城乡居民点、工矿用地）和水域湿地等面积增加。变化面积占自然保护区总面积的47.0%,减少的草地和耕地等主要转为建设用地、水域湿地,主要表现为实验区内盐田和养殖塘面积的增加。2000年以来黄河三角洲自然保护区开发干扰指数逐年增大,2005年之前人类活动干扰相对轻微;2005年至2016年人类活动干扰剧烈,自然保护区开发干扰指数增加迅速,以盐田和养殖塘的开发为主要影响因素;2016年后自然保护区的监督管理力度加大,开发干扰指数趋于稳定。人类活动干扰呈现从轻微到剧烈再到稳定的过程。     

1983~2013年江苏盐城滨海湿地景观格局变化特征

利用遥感和地理信息系统技术,通过分析江苏盐城滨海湿地1983~2013年景观格局变化过程,定量分析湿地景观组分保留率和湿地类型特定转移过程贡献率,研究景观演变的结构特征及变化方向。结果表明:1983~2013年间,江苏盐城滨海湿地自然景观面积总计减少1211.22 km2,比重下降21.63%,呈逐年递减趋势。人工景观的面积逐步攀升,2013年较1983年面积增加达1492.09 km2。其中盐田面积减小,养殖塘的面积增加到达930.28 km2。自然景观中,海水水域的保留率较高(74.4%),转出类型主要为光泥滩。人工景观中农田林地和养殖塘的保留率较高,分别为79.0%、60.9%,主要转出类型分别为建筑用地(76.1%)、农田林地(86.6%)。自然演替优势转移型累积贡献率为26.98%,人类主导转移型累积贡献率为44.00%,其中对自然湿地的围垦累积贡献率为35.21%。可见,近30 a江苏盐城滨海湿地景观格局动态变化人类活动为主导因素,主要体现为对自然湿地的围垦。     

松嫩平原西部湿地自然保护区保护有效性遥感分析

以松嫩平原西部国家级湿地自然保护区为研究对象,以Landsat MSS/TM/OLI遥感影像为基础信息源,综合运用最小均方差、变异系数、景观指数、信息熵模型、地理信息系统空间分析和景观发展强度指数,研究保护区保护有效性变化及其影响因素.结果表明:松嫩平原西部国家级湿地自然保护区保护有效性大致呈递减趋势;1987~2013年人类活动对保护区的干扰强度不断增加,且与保护区保护有效性呈显著负相关;耕地和草地为湿地转出的主要类型,分别占总转出面积的63.71%和21.69%;湿地自然保护区保护有效性的降低是自然环境变化和人类活动影响共同作用的结果,自然环境变化是内因,而人为活动干扰,尤其是开垦造田和水利修建加速了湿地退化.最后,论文就研究中存在的不足以及保护区管理建设中应关注的问题进行了阐述.     

基于Landsat的黄河三角洲湿地景观时空格局演变

为全面揭示黄河三角洲湿地景观的演变,利用1973~2016年9期Landsat卫星影像,构建黄河三角洲湿地景观空间数据库,分析区域湿地景观的组成及其变化,应用景观格局指数分析方法,研究湿地景观格局演变的趋势,并结合质心模型探讨湿地景观空间位置的变化.结果表明：（1）黄河三角洲咸水湿地多分布于海岸带附近,淡水湿地多分布于河流沿岸,人工湿地多分布于距离海岸线15km以内的沿海区域以及河流沿岸.（2）黄河三角洲湿地总面积呈下降趋势,是由芦苇沼泽、翅碱蓬柽柳沼泽以及芦苇柽柳沼泽为主的自然湿地向人工湿地和非湿地的转换变化导致.（3）黄河三角洲湿地景观整体呈破碎化的萎缩趋势,景观空间构型不断朝破碎化、多样化,形状简单化的人工化特征突出的方向发展.（4）1973~1985年间,受黄河由刁口河流路改道清水沟流路初期的影响,加上充沛的淡水水源,黄河三角洲湿地呈以淡水湿地的东北向扩张变化主导;1985年后,黄河处于改道清水沟流路中后期,后又改至清8汊流路,加上黄河径流量的减少,使得区域湿地景观整体呈咸水湿地主导的东南方向萎缩变化.     

中巴资源卫星在双台子河口湿地景观格局变化研究中的应用

应用1987年一景Landsat5 TM数据及2005年一景CBERS-02星CCD数据对双台子河口湿地进行了景观格局变化研究.通过对两期图像进行景观类型分类,计算获取了两个时期的斑块类型水平和景观水平的景观格局指数,并对其进行了分析,同时应用转移矩阵模型研究了各类景观的转化情况.研究结果表明,在1987～2005年间,研究区湿地景观类型变化比较显著,大量天然湿地在人类活动干扰下演变为人工湿地.该区域湿地景观异质程度上升,整体景观类型呈现均衡化方向发展的趋势.通过研究也表明,中巴资源卫星在湿地景观格局变化研究领域中有很好的应用能力.     

黑龙江省近50年来沼泽湿地退缩特征及其原因分析

在RS和GIS的支持下,综合集成1954年地形图和2000年TM影像重建黑龙江省1954~2000年沼泽湿地的空间信息矢量数据,结合斑块质心变化模型、景观参数和欧几里德最短距离函数,分析黑龙江省沼泽湿地退缩的区域分异特征,进一步从人类活动对沼泽退缩的影响的角度探讨沼泽退缩的原因。研究结果表明:黑龙江省近50年来,沼泽湿地面积急剧减少,由791.4×10⁴hm²减少到303.5×10⁴hm²;沼泽景观趋于破碎化;退缩的焦点区域主要集中在三江平原、大小兴安岭和松嫩平原。导致湿地退缩的人文原因主要包括三个方面:人口增加和耕地的不断开垦,国家建设国营农场的农业发展政策,与主要公路的空间区位关系。     

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.     

1991～2016年黄河三角洲湿地变化的遥感监测

以1991、2000、2010和2016年的Landsat TM/OLI影像数据为基础,采用面向对象和目视解译的分类方法,提取了黄河三角洲湿地信息。同时,利用空间分析、动态度模型、非等间距序列灰色模型等分析方法,分析了湿地的时空变化特征,并结合相关文献资料讨论了湿地变化的驱动因素。结果表明,1991～2016年间,黄河三角洲湿地总面积逐渐减少,约91.39 km²。其中,以2000～2010年期间面积变化最为剧烈,自然湿地面积以30.21 km²/a的速度减少,而人工湿地以32.77 km²/a的速度增加。在各类型湿地中,草甸湿地面积减少最多,为312.83 km²;而人工湿地面积大幅增长,且以养殖池和盐田的增加最为迅速,增加了544.63 km²。从空间分布上来看,研究区人工湿地面积有逐渐向滨海区扩张的趋势。湿地养殖、农业开垦、工程修建等人类活动是导致黄河三角洲自然湿地减少的主要因素。     

辽河流域生态景观结构变化及驱动力研究

对辽河流域景观结构进行分析的结果表明,2000年-2010年间,辽河流域自然景观类型面积变化不明显,结构稳定;而人工景观变化明显,居民区、交通用地等人工表面持续增加,农田面积持续减少,景观破碎化趋势明显.生态环境保护政策的实施使林地、草地、湿地等自然景观得到保护,为流域生态系统的演替提供了正向干扰;工业化进程和人口增长作为流域景观变化的主要驱动力,是人工表面增加和农田面积减少及破碎化的直接原因.     

潮沟对黄河三角洲湿地典型景观格局的影响

为揭示潮沟发育对黄河三角洲典型湿地景观类型空间分布格局的影响,通过对1989-2016年黄河三角洲7期遥感影像进行目视解译,在获取潮沟及湿地景观类型空间分布基础上,通过冗余分析识别影响黄河三角洲典型湿地景观特征的主要潮沟指标。结果表明：光滩面积占比的变化趋势与芦苇（Phragmites australis）、碱蓬（Suaeda salsa）相反;黄河三角洲北部区域湿地景观的斑块密度整体上大于南部,景观破碎化程度相对较高;RDA结果显示前两个排序轴能够解释潮沟发育指标与景观格局指数关系的85.7%,较好地反映了两者的相关关系;潮沟长度、数量、网络连通度和曲率对区域景观格局的影响程度较大;潮沟分维值对景观格局影响程度最小;潮沟长度、数量、分维值与芦苇和碱蓬的面积占比及斑块密度呈负相关关系,与光滩面积占比呈正相关关系。     

1990—2013年中国东北地区湿地生态系统格局演变遥感监测分析

全球变化背景下,湿地生态系统极具敏感性和脆弱性。论文以Landsat TM/ETM+/OLI和国产环境卫星影像为数据源,重建1990、2000和2013年3期东北地区湿地生态系统分布格局;通过将东北地区划分为六大重要湿地分布区,探讨了区域天然湿地与人工湿地的分布和动态空间差异性及其驱动因素。结果表明：1990、2000、2013年东北地区湿地面积分别为11.75×10⁴、10.57×10⁴、10.41×10⁴ km²,湿地率分别为9.45%、8.50%、8.38%。湿地分布具有明显的地域特征,大兴安岭湿地区是最主要的天然湿地分布区,除水田外的人工湿地主要分布在辽河三角洲湿地区。1990—2013年东北地区湿地面积损失严重,损失面积为1.34×10⁴ km²,湿地相对损失率为11.4%,天然湿地相对损失率为14.3%,主要转化为耕地。三江平原湿地区的湿地率下降最明显,天然湿地损失面积为9 935.2 km²;松嫩平原湿地区人工湿地面积增加最明显,增加 1 141.9 km²。气候变化影响叠加人类活动干扰背景下,沼泽湿地是对全球变化响应最显著的湿地类型,损失面积为16 091.4 km²。气候要素和人文因子对湿地影响具有明显的空间差异性,人类活动的变化更加能够主导东北地区湿地面积的变化。     

围垦对海滨地区景观演变及其质心移动的影响——以盐城保护区部分区域为例

将盐城国家级自然保护区(新洋港-四卯酉河段)划分为未围区和围垦区,根据1984-2013 年6 个时相的景观资料,运用RS、GIS 技术和景观生态学方法,分析围垦活动影响下海滨湿地景观格局演变差异。结果如下:①未围区始终保持以自然景观为主,2013 年面积比例占84.6%;1984-2013 年,芦苇和互花米草湿地面积分别增长了4 770.6 和4 202.8 hm²,而碱蓬湿地面积减少了2 656.7 hm²。围垦区大致以2000 年为界,景观结构由自然景观占主导转为人工景观为主;除互花米草外自然植被面积呈下降趋势,而人工景观中水产养殖塘面积不断上升,2013 年比例达60.5%。②未围区景观破碎度自1995 年以后变幅较小,且保持在较低水平,维持在0.27~0.28,斑块形状趋于复杂、自然,景观多样性呈上升趋势,1984-2013 年上升了0.19。围垦区破碎化程度上升明显,1984-2013 年上升了0.27,整体景观趋于简单规则,景观多样性呈下降趋势,1984-2013 年下降了0.26。③未围区景观演变驱动力以自然因素为主,景观类型质心移动具有距离较为连续、方向相对单一的特征。而围垦区由于人类活动介入,围垦区景观类型质心移动更多地表现出无序多变、错综复杂的特征。     

Environmental flows and its evaluation of restoration effect based on LEDESS model in Yellow River Delta wetlands

Due to freshwater supplement scarcity and heavy human activities, the fresh water wetland ecosystem in Yellow River Delta is facing disintegrated deterioration, and it is seriously affecting the health of the Yellow River ecosystem. This paper identifies the restoration objectives of wetland aiming to protect ecological and economic values and development as well as the water resources of the Yellow River. The hydraulic and groundwater coupling model and Landscape Ecological Decision and Evaluation Support System (LEDESS) of the Yellow River Delta were established to calculate environmental flows of degraded wetlands. LEDESS is a computer-based model developed and used to assess and evaluate the effects of land-use changes on nature. In this study, LEDESS is used to assess and evaluate the ecological effects and the restoration possibilities considering several environmental flows’ supplement scenarios. This included the changes of suitable habitat conditions and its ecological carrying capacities for indicator species, e.g., Red-crowned crane (Grus japonensis), Oriental stork (Ciconia boyciana), and Saunder’s gull (Larus relictus), and changing of ecological patterns. The results showed that replenishing fresh water to wetlands is one of the effective adaptive measures to mitigate wetland degradation and improve its habitat quality and carrying capacities. This study indicated that landscape ecology approach is not only considered as a good way to solve complex problems in ecosystem management but also can be used to decide on the environmental flows and assess its ecological effects in large-scale wetland rehabilitation. This integrated method could make environmental flows estimated and assessment more rational than the results of hydrologic methods. It could assist decision makers to “see” the ecological effects after water supplementing and so alleviate the contradictions between environmental flows and production water demands, and can facilitate the implementation of environmental flows in most countries with water resources shortage.     

基于区域土地利用规划的黄河口湿地退缩风险分析

为了解未来15 a土地利用长期规划对湿地变化的影响,明确建设用地扩张对湿地的威胁,揭示湿地丧失的潜在风险,制定积极的湿地保护策略,根据山东省垦利县2005年TM影像和2005-2020年土地利用规划数据,运用空间分析方法,分析了规划期间建设用地扩展对区域湿地的侵占威胁,并对湿地退缩的潜在风险进行了评估。结果表明:①研究区域现状湿地面积为107 497.80 hm²,占全区总面积的46.32%,湿地资源丰富;湿地类型多;②根据现有规划,到2020年,研究区建设用地平均每年将增长542.50 hm² ;新增建设用地总量中,约29.54%是由湿地转换而来,湿地被建设用地扩展侵占比较严重;③规划期内,湿地面积呈下降趋势,约5 057.53 hm²的湿地将转变为建设用地;县域内各乡镇湿地减少的速度和幅度不同,区域差异较明显,其中董集乡和郝家镇变化幅度较大,垦利街道办事处、胜坨镇和永安镇也高于垦利县平均变化水平;在各类湿地类型的变化上,苇地减少幅度最大,15 a期间减少43.87%,灌溉水田面积减少最多,约2 211.75 hm²;④对湿地被建设侵占的风险分析表明,研究区内处于高风险的湿地面积共有17 024.45 hm²,低风险湿地面积约为29 846.89 hm²,无风险湿地面积为60 626.46 hm²,湿地损失的整体潜在风险较高。     

黄河流域典型湿地生态环境需水量研究

运用科克兰(Cocnran)Q检验法,将黄河流域湿地分为河道湿地型、河滨湿地型、河口型3类.基于生态水文学方法,计算了黄河流域典型湿地生态环境需水量,提出了“湿地生态环境需水量计算时应主要关注湿地消耗水量”的观点,并进一步将黄河流域湿地生态环境需水量分为最小、适宜和理想3个等级.计算结果表明,黄河流域湿地最小、适宜、理想生态环境需水量分别为2 0 .3×10 8m3、3 7.6×10 8m3和5 4.9×10 8m3;黄河流域典型湿地与河道重复量为1.9×10 8m3.研究结果显示,要维持湿地基本的生态环境功能,需每年最小向湿地分配水量2 0 .3×10 8m3.为使黄河流域湿地恢复到理想状态的需水量为5 4.9×10 8m3.     

黄河三角洲不同类型湿地土壤盐分的剖面分异特征

为探究高强度人为干扰是否改变滨海湿地土壤盐分的剖面特征,采集黄河三角洲典型自然湿地和人为干扰湿地不同植物群落下的土壤剖面样品,进行实验室测定。运用单因素方差分析、非参数检验、聚类分析等方法,对土壤剖面含盐量及理化性状进行统计分析。结果显示：由陆向海湿地土壤从轻度盐渍化向盐土过渡,盐分剖面特征受人为活动影响显著,同时人为影响因植被类型而异。总体而言,人为干扰湿地土壤盐渍化程度高于自然湿地。土壤盐分剖面类型可划分为表聚型、震荡型和均匀型三种,空间上由海向陆土壤盐分剖面类型由表聚型、震荡型向均匀型转变。人为干扰湿地中的柽柳（Tamarix chinensis）群落和裸地土壤盐分表聚特征明显,属于表聚型剖面,表聚系数为63%,均匀型剖面占比最高,达到2/3。当地人为筑坝修路等建设活动,通过直接阻断或改变地形等方式削弱了湿地潮汐的水文连通过程,进而改变土壤含水率、容重等生境要素,可能成为影响盐分剖面特征的重要因素。通过闸阀调控、生态补水工程等水文连通恢复措施,改善湿地土壤盐碱化问题,有助于推动黄河三角洲滨海湿地的可持续发展与管理。     

黄河口典型芦苇湿地土壤磷的吸附动力学特征

以黄河口不同淹水条件的芦苇湿地为研究对象（潮汐淹水湿地、淡水恢复湿地和季节性淹水湿地）,通过吸附模拟实验探讨了不同类型湿地表层土壤对磷的吸附动力学特征及其影响因素,评估了不同淹水条件下湿地土壤对磷的吸附能力。研究结果表明：具有不同水盐条件的芦苇湿地土壤对上覆水体中磷的吸附表现为淡水恢复湿地>潮汐淹水湿地>季节性淹水湿地,淡水恢复湿地土壤对磷的吸附量最大;三类湿地土壤对磷的吸附过程均表现为初期（0~3 h）最快、中期（3~24 h）逐渐减慢、后期（24 h以后）慢而平衡的状态,但淡水恢复湿地土壤对磷的吸附速率最快,季节性淹水湿地土壤对磷的吸附速率最慢且存在着时间上的延迟性;三类湿地土壤的水盐条件和理化性质差异（如pH、盐度、土壤质地、Al₀、Fe₀和Ca₀）是导致三类湿地土壤对磷的吸附量和吸附速率存在差异的主要因素;Simple Elovich模型和Power Function模型更适合模拟黄河口芦苇（Phragmites australis）湿地土壤对磷的吸附动力学特征。在黄河口退化芦苇湿地实施淡水恢复工程,能够在一定程度上促进湿地土壤对磷的吸附,进而降低湿地水体发生富营养化的风险。