近27年来黑河干流中游湿地时空变化过程分析
本文关键词：近27年来黑河干流中游湿地时空变化过程分析，，由笔耕文化传播整理发布。
【摘要】：黑河干流中游湿地是张掖黑河湿地国家级自然保护区的核心湿地,对维系绿洲持续健康发展和保障生态平衡具有重要价值。近几十年来黑河绿洲的急剧扩张导致更多的湿地被开垦或被占用,湿地面积快速减少,湿地功能退化显著。因此,研究和保护这一湿地具有重要意义。本文选择黑河干流中游作为研究区,以1987、2000和2014年覆盖研究区的3期Landsat遥感影像作为主要研究资料,在3S技术的支持下,通过湿地遥感信息提取重建了3个时期的湿地空间分布,并在此基础上分别从面积变化、空间变化、景观变化和湿地退化四个方面分析了湿地的时空变化过程,最后从自然因素和人类活动两方面对其成因进行了探讨。主要研究结论如下：(1)将水体自动提取指数(AWEI_sh/AWEI_nsh)运用于分类决策树可实现湿地信息的有效提取。1987、2000和2014年湿地提取结果的评价精度分别为87.5%、83%和93%,提取方法可用于大范围湿地研究。所建决策树模型的规则为综合利用AWEI_nsh(参考阂值：-0.46；-0.55；-1.1).AWEI sh(参考阈值：-0.1；-0.15；-0.58).NDVI(参考阂值：0.3：0.46)和DEM(参考阈值：slope10°)。(2)研究区的湿地以天然湿地为主,而天然湿地中又以河流湿地为主。2014年河流湿地和人工湿地的面积分别为148.38km2和29.83km2,所占研究区湿地总面积百分比分别为56%和12%。研究区的主体湿地主要沿黑河干流分布,除河流湿地外,诸类型湿地多分布在河流两岸相对低洼或离河流较近且易于蓄水的沼生或湿生区域。(3)近27年间研究区的湿地面积变化呈快速下降趋势。1987年的湿地总面积为554.95km2,相对于1987年,到2014年湿地面积减少了308.22km2,减少幅度为55.54%。类型湿地中,沼泽湿地面积变化最剧烈,全时段面积减少了207.11km2,减少幅度达74.56%。湿地空间变化可划分为稳定不变、增减反复变化、增加和减少4种类型。1987-2014年湿地的空间变化以湿地减少和稳定不变为主,湿地增加和湿地增减反复变化为辅,四者所占面积比例分别为：53.92%、26.18%、7.59%和12.31%,其中稳定湿地主要沿黑河干流分布,具有稳定的水源补给；减少湿地主要分布在研究区的中部和西南部,农业垦殖过甚。(4)景观指数分析的结果表明研究区湿地在不断趋于复杂化和破碎化。湿地的斑块密度、周长面积分维数、聚集度指数变化总体上呈增加趋势,斑块结合度指数、香农多样性指数和香农均匀度指数变化总体上处于下降趋势,增加或减少的数值分别为0.12、0.07、0.02、0.59、0.0085和0.0059,斑块之间的结合度在降低,湿地景观中出现了一种或多种景观组分占优势的情况,景观多样性在减少。(5)研究区湿地退化的类型以人类活动主导型为主,自然因子主导型和综合影响型为辅。人类活动主导型退化湿地主要分布在黑河两岸以及高台县的盐池村附近,自然因子主导型主要分布在绿洲的外围,退化湿地的类型多为沼泽湿地和季节性河流湿地。乌江镇、黑泉乡和罗城乡湿地可分别作为种类型的代表,三者转化或改造以后仍系绿洲内部组分的比率分别为99.86%、30.39%和54.44%。(6)湿地时空变化过程主要受人类活动影响。近几十年来研究区年平均气温和年降水量的数值在增加而年蒸发量在不断降低和减少,气候因素的变化趋势总体上有利于湿地发育和发展,但人类活动干预过甚,湿地面积不但没有增加反而减少。总人口数量和区域生产总值的快速增加一定程度上加剧了湿地的退化进程,湿地政策和湿地保护公众参与意识还有待完善和加强。
【关键词】：黑河干流中游 湿地 遥感 时空变化 成因分析
【学位授予单位】：兰州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：P941.7;P237
【目录】：
- 摘要4-6
- ABSTRACT6-12
- 第一章 绪论12-23
- 1.1 研究背景和意义12-13
- 1.2 国内外湿地研究现状13-16
- 1.2.1 国外湿地研究现状13-14
- 1.2.2 国内湿地研究现状14-16
- 1.2.3 黑河流域湿地研究现状16
- 1.3 研究内容及论文特色16-17
- 1.3.1 研究内容16-17
- 1.3.2 论文特色17
- 1.4 研究区概况17-22
- 1.4.1 自然概况17-20
- 1.4.2 社会经济情况20-21
- 1.4.3 湿地保护现状及所面临的问题21-22
- 1.5 论文结构22-23
- 第二章 研究数据与方法23-32
- 2.1 研究数据23-25
- 2.1.1 遥感影像23
- 2.1.2 基础数据23-24
- 2.1.3 考察数据24-25
- 2.2 湿地的定义25-26
- 2.2.1 湿地的定义25
- 2.2.2 研究区湿地分类系统25-26
- 2.3 湿地信息提取方法的确定26-27
- 2.4 湿地时空变化分析方法27-29
- 2.4.1 单一土地利用类型动态度27
- 2.4.2 湿地空间变化分析方法27-28
- 2.4.3 景观格局变化分析方法28-29
- 2.4.4 湿地退化类型的划分原则29
- 2.5 技术路线29-32
- 第三章 黑河干流中游湿地信息的提取32-55
- 3.1 遥感影像预处理32-34
- 3.1.1 大气校正32
- 3.1.2 影像的拼接和裁剪32-34
- 3.2 湿地遥感解译标志的建立34-35
- 3.3 典型地物光谱特征分析35-40
- 3.3.1 典型地物光谱曲线35
- 3.3.2 参考变量选择35-37
- 3.3.3 典型地物光谱统计分析37-40
- 3.4 决策树分类40-49
- 3.4.1 分类决策树模型的建立41-42
- 3.4.2 2014年湿地信息的决策树提取42-46
- 3.4.3 2000年湿地信息的决策树提取46-47
- 3.4.4 1987年湿地信息的决策树提取47-49
- 3.5 分类后处理49-51
- 3.5.1 决策树分类结果中存在的问题49
- 3.5.2 分类后处理49-51
- 3.6 精度评价51-53
- 3.7 小结53-55
- 第四章 黑河干流中游湿地时空变化过程分析55-83
- 4.1 湿地面积变化分析55-61
- 4.1.1 各时期湿地类型构成及其比例变化55-56
- 4.1.2 湿地总面积变化分析56-57
- 4.1.3 类型湿地面积变化分析57-59
- 4.1.4 县域尺度湿地面积变化分析59-61
- 4.2 湿地空间变化分析61-66
- 4.2.1 湿地空间分布特征61-62
- 4.2.2 1987-2000湿地空间变化分析62-63
- 4.2.3 2000-2014年湿地空间变化分析63-64
- 4.2.4 1987-2014年湿地空间变化分析64-66
- 4.3 湿地景观格局变化分析66-75
- 4.3.1 景观指数计算66-68
- 4.3.2 类型水平景观格局指数分析68-73
- 4.3.3 景观水平景观格局分析73-75
- 4.4 湿地退化类型分析75-80
- 4.4.1 湿地退化类型的划分75-76
- 4.4.2 人类活动主导退化型湿地76-78
- 4.4.3 自然因子主导衰退型湿地78-79
- 4.4.4 综合影响退化型湿地79-80
- 4.5 小结80-83
- 第五章 黑河干流中游湿地时空变化成因分析83-92
- 5.1 自然因素83-86
- 5.1.1 气候变化83-85
- 5.1.2 水文条件85-86
- 5.2 人类活动86-88
- 5.2.1 人口增长86-87
- 5.2.2 经济发展87
- 5.2.3 政策及文化因素87-88
- 5.3 湿地恢复及保护对策分析88-90
- 5.4 小结90-92
- 第六章 结论与展望92-96
- 6.1 主要结论92-94
- 6.2 存在的不足及展望94-96
- 参考文献96-101
- 附录101-105
- 附录一 黑河湿地野外考察相关图表101
- 附录二 问题影像图101-102
- 附录三 决策树分类代码102-105
- 在校期间研究成果105-106
- 致谢106
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