宁夏引黄灌区湿地动态演变及驱动因子研究

发布时间：2020-07-07 16:20

【摘要】：我国古代四大灌区之一的宁夏引黄灌区,已有多年悠久的灌溉历史,同时也是宁夏主要的粮食产区。在气候变化、引水灌溉以及人类活动共同作用下,宁夏引黄灌区湿地演变过程发生了显著的变化,造成了湿地萎缩、功能退化等一系列生态环境问题。本文通过提取1990年、2002年、2015年三期遥感影像中湿地信息,分别从湿地面积变化、空间变化、类间转化和黄河主河道面积变化四个方面分析了湿地的时空动态变化过程,并通过分析气候变化、径流量变化、灌区耗水量变化和土地利用变化等多方面对湿地演变的成因,进而提出相应的湿地保护对策建议,研究成果对宁夏引黄灌区湿地保护和水资源合理调配具有重要的理论和现实意义。本文主要取得以下几个方面的成果:(1)通过对三期遥感影像处理,借鉴国内外湿地分类方法,并结合宁夏引黄灌区湿地的实际情形,作出研究区湿地分类方案,采用人机交互,目视解译判读遥感影像,预先建立遥感解译标志,编制宁夏引黄灌区三期湿地现状图(1990年、2002年、2015年)。(2)运用地理信息系统空间叠加分析法和时间序列分析法,对宁夏引黄灌区湿地动态变化进行分析。结果表明,1990-2015年间宁夏引黄灌区湿地以每年5.83 km~2/a的速度递减,总面积净减少了145.83 km~2,约占1990年湿地总面积的23.97%。宁夏引黄灌区一级湿地包括河流湿地、湖泊湿地和人工湿地,按照宁夏引黄灌区湿地构成看,河流湿地所占比最大(42%),人工沟渠最小(26%),25年间河流湿地和湖泊湿地面积分别减少了133.25 km~2、49.52 km~2,而人工湿地面积增加了36.94 km~2,这也在一定程度上反映了河流变窄、湖泊萎缩的情况。(3)为了更好把握宁夏引黄灌区湿地空间变化规律,将研究区划分为3个区域:银北灌区、银南灌区、卫宁灌区,然后将3个空间分区中湿地信息提取成果进行分析,并建立研究区湿地类间转移矩阵。结果表明,三个区域湿地面积呈减少趋势,其中银北灌区的湿地变化最大,减少了71.52 km~2,递减速度为1.89 km~2/a;而卫宁灌区、银南灌区分别减少了34.35 km~2和37.58 km~2,由此反映湿地主要集中在青铜峡灌区。在宁夏引黄灌区湿地类间转化中,湖泊湿地转出面积最大,河流湿地最小。并对黄河主河道湿地面积进行了统计分析,25年期间湿地面积共减少了131.9 km~2,这些结果均说明湿地退化问题不容乐观。(4)选取宁夏引黄灌区6个国家气象站点和3个黄河水文站,并对气象数据、年径流量和灌区耗水量进行时间序列分析和MK趋势性检验。结果表明,在过去56年中(1959-2015),平均气温和年均蒸散发呈显著升高趋势,而年均降水量呈波动下降趋势,但下降趋势并不明显。灌区三大水文站的年径流量变化呈先减少后增加趋势,时间系列变化一致,通过了的显著性检验(α=0.01)。灌区耗水量整体呈增加趋势,由2006年后出现短暂的下降趋势。(5)运用pearson方法进行参数检验与相关性分析,揭示湿地面积变化与驱动因子之间的相互关系。结果表明,年均气温与河流湿地面积呈负相关关系,年均蒸散发与湖泊湿地面积呈负相关关系,而年均降水与湖泊湿地呈正相关关系,且通过了显著性检验(α=0.05),年径流量与河流、湖泊湿地呈正相关,这说明气候变化对自然湿地演变有重要的影响。此外,引黄灌区耗水量与湿地面积呈较好的相关关系,以及城市化建设、水利工程建设都对湿地演变有着重要的影响,这也反映出人类活动以及其它因素对湿地演变有重要的推动作用。在此基础上,提出了对应的湿地保护对策,大力开展湿地资源监测,健全湿地保护的法律政策体系,加大湿地保护教育工作等。
【学位授予单位】：华北水利水电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：X37
【图文】：

程序界面,波段,工交,相关矩阵

and4 51.992089 79.931799 128.600415 101.064278 151.214639 147.7and5 83.436812 130.580880 214.511519 151.214639 275.419971 279.4and7 91.601817 142.757068 233.538049 147.702294 279.459898 303.3表 3-4 相关矩阵Table 3-4 The Correlation Matrixand Band1 Band2 Band3 Band4 Band5 Baand1 1.000000 0.958223 0.910186 0.755104 0.734055 0.76and2 0.958223 1.000000 0.979829 0.843607 0.834836 0.86and3 0.910186 0.979829 1.000000 0.866457 0.875501 0.90and4 0.755104 0.843607 0.866457 1.000000 0.906353 0.84and5 0.734055 0.834836 0.875501 0.906353 1.000000 0.96and7 0.767872 0.869627 0.908192 0.843538 0.966803 1.00于影像数据量较大，为减少重复工作，运用自带工交互式数据语言开发段合成程序，程序界面（见图 3-1）。

遥感影像,直方图匹配,程序界面

华北水利水电大学硕士学位论文像辐射增强辐射增强处理是对单个波段的像元的灰度值进行调节变换，进而使得目的。主要采用的技术方法有查找表拉伸、直方图均衡化、直方图匹配等[75]。主要采用直方图匹配来处理遥感影像（见图 3-2），直方图匹配经常应中，通过图像查找表进行的数学变换，使的两幅图像某些波段相类似像效果差异的影响。

图像融合,程序界面

使得融合后的影像具有高分辨和光谱彩色的特性，以便为遥感影像地物信息提取提供更好的识别效果（见图3-3、3-4）。数据融合方法主要分为三个层次，分别为像元级融合、特征级融合和决策级融合。本研究中在保证影像信息不丢失的情况下，采用像元级融合层次，直接在组合完成的波段影像原始数据层上进行融合，以提高图像信息肉眼的可识别性。

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