子牙河流域湿地景观格局变化分析
本文关键词：子牙河流域湿地景观格局变化分析，由笔耕文化传播整理发布。
【摘要】：湿地是水陆交错形成的区域,在气候调节、洪水调蓄、水土保持、污染控制、生态系统平衡维系、生物多样性保护等方面具有不可替代的作用。而在过去的几十年中,人类活动加剧,许多湿地被改造成农田、居民区,未被占用的湿地也受到了严重污染,大大减少了湿地的面积,湿地退化现象严重。作为“地球之肾”,湿地需要恢复其生态功能以更好的发挥其作用。因此本研究从景观生态学和遥感的角度,利用2000年、2004年、2009年和2014年Landsat TM/ETM+/OLI遥感影像数据,研究了子牙河流域湿地景观格局的动态变化,分析了湿地的退化情况。具体研究如下：(1)子牙河流域湿地解译及面积统计。结合MNDWI提取水体的分布结果,运用目视解译的方法,得到子牙河流域内2000-2014年的湿地面积分别为1861.99km~2、1890.42km~2、1823.19km~2和1885.43km~2。结果表明,2000-2014年,湿地面积总体呈增加趋势,相对于2000年,2014年子牙河流域湿地面积共增加了23.44km~2；自然湿地面积呈现先减少后增加的趋势,但2014年自然湿地面积仍未超过2000年的自然湿地面积；人工湿地面积总体变化为增加趋势,年际变化有波动。从一定程度上说,人类意识到了保护湿地环境的重要性,逐渐降低对自然湿地的开发速度,并使得自然湿地有所退还。(2)子牙河流域湿地水面面积及湿地植被面积统计。2000-2014年提取的水面面积分别为为463.14km~2、629.74km~2、562.69km~2、796.69km~2,主要分布在研究区域的西部和东部,中部水量较小；2000-2014年年湿地植被面积分别为1025.22km~2、936.55km~2、1058.76km~2、764.34km~2,其中2009年湿地植被面积最大,生长茂盛的植被所占植被总面积的比例最多,长势最好,而2014年植被长势有所下降。(3)选择子牙河流域内东部、中部和西部三部分湿地及其周边非湿地地物进行解译,构建转移矩阵,判断湿地的由来和去向,来代表子牙河流域湿地的转化情况。2000年至2014年,自然湿地面积主要从耕地转入。其中,东部团泊洼、北大港、南大港及其周边区域,填海造陆工程强度逐渐加大,土地利用类型按照海水／滩涂—盐田／养殖水面—未利用土地—城镇村及工矿用地／道路的趋势转化,盐田、养殖水面进一步向海洋方向扩张,2014年沼泽湿地面积恢复,主要原因为团泊洼水库及其周边的修缮；中部衡水湖及其周边区域,除耕地外,城镇村及工矿用地也有一部分退还为湿地,湖泊水面面积先减小后增大；西部岗南、黄壁庄水库及其周边区域,2004年水库面积增大面积较大,周边农田、沼泽湿地的转化都与此有关；2009年至2014年,自然湿地略有增加但增加面积不大,人工湿地呈现增加趋势,主要来自耕地的转化,而林地则向耕地和未利用土地转化。(4)利用景观格局指数继续分析子牙河流域东部、中部和西部三重点关注区域中湿地及其周边地物的景观格局变化,发现三个区域景观都越来越破碎化,最大斑块指数下降,景观异质性增强,各类型景观分布越来越均匀,优势景观逐渐消失,即受到人类的干扰越来越大；对比2014年三个区域间的景观格局指数变化比较发现,其中中部斑块密度最大,破碎化程度最强；东部分维数最小,受到人类干扰最大,西部分维数最大,最接近自然构成；另外,东部地区景观异质性最强,土地利用程度最高,各类型景观分布最均匀。总之,需要继续加强湿地的管理与保护,在考虑到湿地保护和面积恢复的同时,也要关注湿地植被面积及长势变化,防止和减少湿地破碎化,增大大斑块湿地面积,控制人类干扰程度并尝试“退耕还湿”。
【关键词】：湿地景观格局变化 NDVI 转移矩阵 景观格局指数 破碎化 子牙河流域
【学位授予单位】：中国海洋大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：P901
【目录】：
- 摘要5-7
- abstract7-12
- 0 前言12-21
- 0.1 研究背景12-15
- 0.1.1 湿地的定义与功能12-13
- 0.1.2 湿地的退化与丧失13-14
- 0.1.3 子牙河流域湿地研究现状14-15
- 0.2 本文研究目的与意义15-16
- 0.3 国内外研究现状及发展动态16-20
- 0.3.1 湿地遥感研究16-18
- 0.3.2 湿地的景观格局变化研究18-20
- 0.4 研究内容和技术路线20-21
- 0.4.1 研究内容20
- 0.4.2 技术路线20-21
- 1 研究区域概况21-23
- 1.1 研究区域确定21-22
- 1.2 研究区域概况22-23
- 2 实验数据和研究方法23-34
- 2.1 数据源情况23-25
- 2.2 遥感影像预处理25-26
- 2.3 湿地范围确定26-34
- 2.3.1 改进的归一化水体指数(MNDWI)提取27
- 2.3.2 湿地分类系统确定27-30
- 2.3.3 遥感影像解译步骤30-34
- 3 子牙河流域湿地动态变化34-44
- 3.1 湿地面积动态变化34-39
- 3.1.1 相关统计量34
- 3.1.2 子牙河流域湿地一级分类面积变化34-36
- 3.1.3 子牙河流域湿地二级分类动态变化36-39
- 3.2 湿地水域动态变化39-40
- 3.3 湿地植被动态变化40-43
- 3.3.1 NDVI提取40-41
- 3.3.2 湿地植被面积动态变化41-42
- 3.3.3 年际间植被茂盛程度对比分析42-43
- 3.4 小结43-44
- 4 重点关注区域湿地景观类型变化44-73
- 4.1 主要湿地概况44-46
- 4.2 团泊洼、北大港、南大港及其周边湿地景观类型变化46-55
- 4.2.1 地物面积统计46-49
- 4.2.2 转移矩阵分析49-55
- 4.3 衡水湖及其周边湿地景观类型变化55-63
- 4.3.1 地物面积统计56-58
- 4.3.2 转移矩阵分析58-63
- 4.4 岗南、黄壁庄水库及其周边湿地景观类型变化63-71
- 4.4.1 地物面积统计64-66
- 4.4.2 转移矩阵分析66-71
- 4.5 小结71-73
- 5 重点关注区域景观格局指数分析73-90
- 5.1 景观格局指数的生态学意义73-76
- 5.2 景观格局指数计算步骤76-81
- 5.3 团泊洼、北大港、南大港及其周边地区景观格局指数分析81-84
- 5.3.1 斑块类型水平分析81-83
- 5.3.2 景观水平分析83-84
- 5.4 衡水湖及其周边地区景观格局指数分析84-86
- 5.4.1 斑块类型水平分析84-85
- 5.4.2 景观水平分析85-86
- 5.5 岗南、黄壁庄水库及其周边湿地景观格局指数分析86-88
- 5.5.1 斑块类型水平分析86-87
- 5.5.2 景观水平分析87-88
- 5.6 2014年三重点关注区域景观格局指数变化对比分析88-89
- 5.7 小结89-90
- 6 子牙河流域湿地保护与恢复建议90-92
- 7 结论与展望92-95
- 7.1 结论92-93
- 7.2 研究工作不足93-94
- 7.3 展望94-95
- 参考文献95-101
- 致谢101-102
- 个人简历102
- 发表论文102
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