基于景观生态理论的三江源湿地生态健康评价

发布时间：2017-07-31 08:14

  本文关键词：基于景观生态理论的三江源湿地生态健康评价

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【摘要】：三江源湿地作为长江、黄河、澜沧江的发源地,为人们提供了基本的生产、生活用水,其健康状况直接影响全球范围内生态系统的正常运作,近年来源区出现大量生态问题,如植被破坏,水土流失等,引起广泛关注。本课题以三江源湿地为研究对象,基于1990年与2013年两期Landsat遥感影像,运用ENVI软件和ArcGIS软件逐步完成NDVI的提取及湿地类型划分,利用Fragstats软件完成景观格局指数的计算,并分析其景观格局动态,最后,基于景观格局指数构建活力-组织力-弹力-生态系统服务体系,评估湿地生态健康状况,为相关部门开展生态规划和管理提供科学依据。对比不同遥感影像分类方法,针对NDVI特征及其公式构建决策树体系完成湿地类型划分,最终获得湖泊湿地、河流湿地、沼泽湿地、陆生植被和纯水体五个斑块类型。经验证,该分类方法所获结果与青海省林业规划院所提供官方数据相吻合,误差低于15%。分别计算源区1990年与2013年景观格局指数,从类型、斑块和景观三个层面分析三江源区景观格局动态变化。类型层次上,湖泊湿地面积约为景观总面积的80%,占据主导地位,且相对1990年,其面积增加约2.5%,优势度增加,河流湿地面积增加约1.3%,而沼泽湿地与陆生植被面积分别减少43%与72%；另一方面,五个斑块类型聚合度指数均大于70,说明源区同种斑块聚合程度较高。斑块层次上,基于湖泊湿地类型的优势地位,筛选典型湖泊开展斑块分析,结果表明湖泊多呈现健康性增长趋势,其中以鄂陵湖面积增加7.43%,周长增加76.3%最为显著。景观层次上,总面积增加约7.31%,说明湿地面积增大,水量增多；最大斑块指数保持稳定,说明源区优势斑块明显；其余指数均在小范围内波动,其中,斑块密度有增加趋势,蔓延度指数有降低趋势,说明景观中破碎度增加,且缺乏连通性；香农多样性指数和香农均匀度指数均有增加的趋势,说明景观在斑块组成方面趋于均衡性发展。从空间尺度和时间尺度两方面开展三江源区生态健康评价。空间尺度上,以2013年为例,黄河源区扎陵湖鄂陵湖保护分区处于亚健康(4.02)状态,冬给措纳保护分区处于健康(6.91)状态；长江源区东仲保护分区处于健康(6.57)状态；澜沧江源区当曲保护分区处于亚健康(4.25)状态,果宗木查保护分区处于亚健康(4.33)状态。时间尺度上,以黄河源区扎陵湖鄂陵湖为例,其中湖泊湿地1990年与2013年分别处于很健康(8.47)和健康(7.99)状态；河流湿地两年均处于亚健康(4.17和4.18)状态；沼泽湿地两年均处于亚健康(均为4.34)状态；陆生植被两年均处于亚健康(5.98和4.96)状态；纯水体两年均处于亚健康(4.17和4.11)状态。综上所述,澜沧江流域生态健康值低于黄河流域与长江流域,且河流湿地、沼泽湿地、陆生植被和纯水体四个斑块类型均处于亚健康状态。总之,三江源区整体处于亚健康状态,建议有关部门继续大量开展植树造林活动,在提高源区活力的基础上,控制畜牧放养强度和时间,恢复草类生产力,面对湖泊、河流面积增长,蓄水量增加的问题,及时采取相关措施,避免洪涝灾害的出现。
【关键词】：影像分类 景观格局 生态健康评价 NDVI
【学位授予单位】：陕西科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X826
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-11
• 1 绪论11-20
• 1.1 研究背景与意义11-12
• 1.2 国内外研究进展12-17
• 1.2.1 景观格局研究进展12-16
• 1.2.2 生态健康评价研究进展16-17
• 1.3 技术路线与研究内容17-20
• 1.3.1 技术路线18-19
• 1.3.2 研究内容19-20
• 2 试验与方法20-24
• 2.1 研究区概况20-21
• 2.1.1 地理位置20
• 2.1.2 地质地貌20
• 2.1.3 气候条件20
• 2.1.4 水文条件20-21
• 2.1.5 人口经济状况21
• 2.2 研究方法21-24
• 2.2.1 研究数据获取21
• 2.2.2 基于NDVI信息分布的湿地斑块化21
• 2.2.3 景观格局指数的提取与景观格局动态分析21-23
• 2.2.4 生态健康评价指标体系构建23
• 2.2.5 基于层次分析法的生态健康性评价23-24
• 3 三江源区湿地类型斑块化24-36
• 3.1 遥感影像预处理与NDVI的提取24-26
• 3.2 源区子流域地理信息提取26-30
• 3.2.1 流域河网提取26-28
• 3.2.2 保护分区划分28-29
• 3.2.3 保护分区三维影像获取29-30
• 3.3 湿地类型斑块化30-35
• 3.3.1 区域斑块化30-31
• 3.3.2 纯水体、纯植被与水体植被交错地带分类31-32
• 3.3.3 湖泊湿地、河流湿地、沼泽湿地的提取32-35
• 3.4 本章小结35-36
• 4 三江源区景观格局分析36-46
• 4.1 景观格局指数计算36-37
• 4.2 斑块层次上的指数分析37-39
• 4.3 类型层次上的指数分析39-43
• 4.4 景观层次上的指数分析43-45
• 4.5 本章小结45-46
• 5 三江源区生态健康评价46-59
• 5.1 三江源湿地生态健康现状评价46-54
• 5.1.1 生态系统健康评价指标体系46-48
• 5.1.2 生态系统健康评价标准分级48-49
• 5.1.3 生态健康评价指标权重计算49-50
• 5.1.4 三江源区生态健康现状评价50-54
• 5.2 三江源湿地时间尺度上生态健康评价54-57
• 5.2.1 时间尺度上生态健康评价54
• 5.2.2 斑块类型层次上关键影响因子分析54-57
• 5.3 本章小结57-59
• 6 结论与展望59-62
• 6.1 结论59-60
• 6.2 本文创新点60
• 6.3 展望60-62
• 致谢62-63
• 参考文献63-69
• 攻读学位期间发表的学术论文目录69
• 攻读硕士期间参与项目69-70

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本文编号：598175