湿地景观近地层冷湿气候要素GIS空间模拟与分析

发布时间：2018-10-15 16:07

【摘要】：人类活动干扰下湿地景观变化及其带来的气候效应研究已成为全球环境变化研究的热点。本研究以三江自然保护区作为野外实验区，对湿地-农田边缘带上近地层冷湿气象要素在水平与垂直方向上的空间变化进行实地连续测量，构建了微风条件下冷湿气候要素边缘效应水平变化模型，并定量化分析了湿地景观尺度冷湿要素边缘效应的近地层时空尺度动态变化模式。在此基础上，，以洪河湿地研究区、南瓮河湿地研究区、双台河口湿地研究区、兴凯湖湿地研究区和扎龙湿地研究区作为研究对象，分别利用气象站数据和遥感数据，结合冷湿气候要素边缘效应水平变化模型，基于GIS技术模拟了五个研究区湿地景观近地层冷湿气候要素的空间分布。最后，对比分析了基于两种数据源的空间模拟效果与时空变化模式。其研究结果表明： （1）在微风条件下，湿地与农田之间边缘带普遍存在着冷湿小气候边缘效应，气温和相对湿度在水平方向上呈现非线性S型生态递变规律，白天湿地斑块具有冷湿效应而夜间则具有暖干作用；垂直方向上，随着距地面高度不断增加，冷湿气候要素边缘效应强度（MEE）不断减小而边缘效应范围（REE）不断增大；一日内，MEE与REE随时间具有一定的变化规律；作物生长季内，前期的边缘效应较后期更明显；降水状况不同的年份，白天湿地斑块都具有冷湿效应，区别主要在夜间，表现为干旱年份湿地斑块夜间具有冷湿作用。 （2）利用气象站数据与湿地景观格局数据，结合冷湿气候要素边缘效应水平变化模型，形成了一种湿地景观尺度近地层冷湿气候要素的GIS空间模拟方法。 （3）基于气象站数据的空间模拟结果显示冷湿气候要素梯度具有纬向与经向的地带性分异规律。从昼夜对比来看，白天湿地斑块具有明显的降温增湿作用而夜间冷湿作用不稳定；气温与相对湿度的MEE在生长季具有一定的变化规律，生长前期白天气温的边缘效应强于生长后期；而相对湿度MEE总体上呈现U型分布，整个生长季增湿作用明显。 （4）考虑湿地景观斑块内部地表特征差异，利用遥感数据与湿地景观格局数据，结合冷湿气候要素边缘效应水平变化模型，形成了一种改进的湿地景观尺度近地层冷湿气候要素空间模拟方法。 （5）基于遥感数据的空间模拟结果显示，与气象站数据相比，遥感数据可获得斑块内部更为详细的地表特征；其时空变化规律与基于气象站数据的分析结果总体上一致，但各个要素的空间递变程度不同，表现在遥感获得的气温MEE与气象站获得的气温MEE相差约0.44℃，而相对湿度MEE普遍比气象站获得的MEE低3.7%。 下垫面性质不同而产生的水热差异以及由此产生的大气湍流作用是产生湿地冷湿小气候边缘效应的根本原因；同时，当地的气候条件也在此基础上使湿地边缘效应的模式与特征进一步复杂化。通过考虑湿地-农田斑块之间边缘带近地层冷湿气候要素的水平变化模式，本文提出了一种模拟景观尺度下气候要素空间分布的新思路，其模拟效果从本质上优于传统的空间插值方法。该方法为景观生态功能空间尺度转换及机制的深入研究提供了有效途径，丰富与发展了基于格局-过程-功能理论的景观生态学方法体系；同时，对着手研究基于湿地景观空间异质性的湿地气候效应变化及其对区域环境的影响也具有十分重要的应用价值。
[Abstract]:......
【学位授予单位】：中国科学院研究生院(东北地理与农业生态研究所)
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：P901;P467;P208

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 徐杨,周年生;天津市水资源管理地理信息系统的建立[J];海洋测绘;2002年01期

2 肖霞云,萧家仪,张瑞虎,郭平;GIS支持的孢粉信息管理系统[J];南京师大学报(自然科学版);2002年02期

3 王宝军,周汇光,孙伟晔,蔡奕,邵莉;滞洪区安全滞洪GIS管理剖析[J];水文地质工程地质;2003年04期

4 高心丹,罗嗣卿,吴雷;基于GIS的森林资源经营管理系统的研究及设计[J];黑龙江大学自然科学学报;2003年03期

5 严加永,吕庆田,赵金花;北京市土壤污染预警系统的设计与开发[J];地球学报;2004年03期

6 王琼;刘丹辉;裴浩;王立新;青格勒;;科尔沁沙地景观格局与土地利用分析[J];内蒙古气象;2007年03期

7 谢礼立,陶夏新,左惠强;基于GIS和AI的地震灾害危险性分析与信息系统[J];自然灾害学报;1995年S1期

8 刘志祥;GIS应用于管线管理信息系统[J];北京测绘;1998年01期

9 单新建,韩京,吴晓玲,杨成荣,缑兰兰;基于GIS的测震编目工作系统[J];地震地磁观测与研究;1998年05期

10 曹中初,孙苏南;CA与GIS的集成用于地理信息的动态模拟和建模[J];测绘通报;1999年11期

相关会议论文 前10条

1 李艳红;杨爱霞;张雷;;基于RS和GIS的甘家湖湿地景观动态变化分析[A];地理学核心问题与主线——中国地理学会2011年学术年会暨中国科学院新疆生态与地理研究所建所五十年庆典论文摘要集[C];2011年

2 孙玉婷;张书亮;;丽水市GIS供水管网信息系统的设计与实现[A];地理信息与物联网论坛暨江苏省测绘学会2010年学术年会论文集[C];2010年

3 柳林;李万武;卢秀山;;GIS三维动态符号库的研究与实现[A];中国测绘学会2010年学术年会论文集[C];2010年

4 庄学强;李品芳;;基于GIS的海运液化气泄漏事故应急信息系统[A];2010年船舶防污染学术年会论文集[C];2010年

5 邢怀学;葛伟亚;董志高;田福金;;基于GIS城市地质环境质量综合评价——以福州市为例[A];“华东六省一市地学科技论坛”论文专辑[C];2010年

6 薛正哲;马强;;基于GIS的煤矿测绘管理信息系统研究[A];安全高效矿井机电装备及信息化技术——陕西省煤炭学会学术年会论文集（2011）[C];2011年

7 罗芳;安廷波;;基于组件技术进行应用型地理信息系统开发[A];广东省测绘学会第九次会员代表大会暨学术交流会论文集[C];2010年

8 余昊;吕文彦;吕婷;王吉田;秦雪峰;王国昌;王刘豪;王运兵;;基于GIS的河南蝗虫监测预警系统的研制[A];Proceedings of 2010 National Vocational Education of Communications and Information Technology Conference (2010 NVCIC)[C];2010年

9 曾涛;何玉良;钟江文;;基于多GIS平台的矿产资源潜力评价方案——以栾川钼钨矿评价为例[A];河南地球科学通报2011年卷（下册）[C];2011年

10 钱云飞;;基于ArcEngine的基础GIS数据符号化与显示[A];地理信息与物联网论坛暨江苏省测绘学会2010年学术年会论文集[C];2010年

相关重要报纸文章 前10条

1 成都来也旅游策划管理有限责任公司 北京来也旅游规划咨询有限责任公司 王进;城市休闲空间中的湿地景观规划刍议[N];中国旅游报;2009年

2 林英;我国GIS产业逐步走向成熟[N];光明日报;2009年

3 通讯员 杨黎明　卢伟萍;气象GIS应用联合实验室在广西成立[N];中国气象报;2010年

4 记者 李大庆;地理信息系统之父诠释GIS新理念[N];科技日报;2010年

5 刘建国;地理信息系统(GIS)支持周原地区古代人地关系研究[N];中国社会科学报;2010年

6 本报记者 王娟;移动GIS应用井喷还差什么[N];中国计算机报;2011年

7 秦始皇兵马俑博物馆 王亮;GIS在文化遗产地管理中的应用初探[N];中国文物报;2008年

8 记者 刘修兵;滁州将GIS引入文物普查[N];中国文化报;2008年

9 立实;中国GIS协会认真学习贯彻胡锦涛总书记重要讲话精神[N];中国测绘报;2009年

10 李响;积极推动我国GIS技术自主创新[N];中国国土资源报;2009年

相关博士学位论文 前10条

1 廖晓玉;湿地景观近地层冷湿气候要素GIS空间模拟与分析[D];中国科学院研究生院(东北地理与农业生态研究所);2013年

2 曹月娥;基于GIS技术的县级土地利用总体规划研究[D];新疆大学;2010年

3 杨同辉;宁波市新农村GIS开发与应用研究[D];华东师范大学;2011年

4 王春;基于VR/GIS一体化城市微观交通虚拟仿真系统的研究与应用[D];中国海洋大学;2010年

5 付博;基于GIS和遥感的长春市宜居性环境评价研究[D];吉林大学;2011年

6 马海民;基于面向对象的高速铁路网络资源时空GIS研究[D];兰州交通大学;2009年

7 李伟;GIS内多绝缘缺陷产生混合局部放电信号的分离研究[D];重庆大学;2010年

8 杜君;基于GIS的我国小麦施肥指标体系的构建[D];中国农业科学院;2011年

9 卢斌（王莹）;基于格网GIS的艾比湖流域城市化与生态环境效应评价研究[D];西北大学;2010年

10 虞汉华;基于GIS的城市重大危险源风险管理研究[D];南京工业大学;2006年

相关硕士学位论文 前10条

1 张伟;基于分布式存储的移动GIS技术与应用研究[D];解放军信息工程大学;2010年

2 黄仪;基于GIS的宝安区收地拆迁管理信息系统研发[D];江西理工大学;2010年

3 詹伟;基于GIS技术的县级国土资源管理系统的开发与设计[D];电子科技大学;2010年

4 曾春阳;基于GIS的小班立地因子提取与立地评价研究[D];中南林业科技大学;2008年

5 蒋熠;基于GIS的“数字园林”系统设计与实现[D];解放军信息工程大学;2009年

6 阚龙攀;GIS技术在林业制图中的应用研究[D];河南农业大学;2010年

7 张培斯;城市排水管网GIS系统的设计与实现[D];昆明理工大学;2010年

8 王淼;基于GIS的军用通信网管线资源管理与决策系统设计及实现[D];东北大学;2008年

9 曾爽;H市数字城管GIS平台升级探索[D];电子科技大学;2010年

10 张伟;基于GIS平台的渤海湾水质指标分析模型[D];天津大学;2010年

本文编号：2273060