基于GIS的鄱阳湖水文节律与湿地景观动态耦合关系

发布时间：2020-11-14 17:43

　　 水文过程是湿地生态系统中最基本的生态过程。水位作为水文过程的主要体现者,其波动的幅度和频率是影响湿地物种组成与功能的最重要的因子。近年来,由于气候变化以及人为干扰(如水利工程、采砂)因素的影响,鄱阳湖出现了低枯水位频繁、枯水期提前和低水位时间延长等现象,改变了鄱阳湖湿地固有的水文节律。研究水文变化对鄱阳湖湿地的影响可以为湿地的保护和管理提供理论依据。而目前关于水文变化对鄱阳湖湿地的影响的研究在时间尺度和空间尺度上都较为局限。基于此,本研究利用长期的、全湖大尺度上的水文数据和遥感数据来配合对鄱阳湖进行了分析。主要包括3个部分:(1)利用鄱阳湖1980-2016年星子站实测水位数据进行统计和分析,探究了鄱阳湖30多年来的湖泊水情特征;(2)基于遥感和地理信息系统技术,选取了鄱阳湖近30年的118幅Landsat影像进行解译,分类和提取了鄱阳湖9种不同的景观类型及其面积,分析了不同时间阶段的景观面积的变化和植被景观的季节性变化规律;(3)通过对水文过程构造的2类水位波动变化变量,结合解译的植被景观数据,研究了水位和湿地植被之间的关系。得到如下结论:1.鄱阳湖30多年来湖泊水情特征(1)1980s以来,鄱阳湖水清演变以三峡建坝时间为节点呈现阶段性特征,2003年以来,鄱阳湖水位整体水位值低于2003年前,具体表现为:鄱阳湖丰水期“高水不高”、退水期退水加快、枯水期提前的水情。(2)通过对不同年份的湖泊水位过程进行聚类分析,共分为6种年型,分别是高水型、水位正常起落型、丰水期延长型、退水期提前型、高水不高型和波动频繁型,为后人研究鄱阳湖提供一个重要的水位特征认识。2.鄱阳湖湿地景观变化情况(1)鄱阳湖植被草洲(包括稀疏草洲、浓密草洲和高草草洲)的总面积呈增加的趋势,其中稀疏草洲的面积呈显著增加的趋势(p0.05),浓密草洲的面积无显著变化趋势,高草草洲的面积呈显著下降的趋势(p0.05)。(2)以三峡建坝时间为节点,发现三峡大坝对水域面积和植被面积有显著影响。对于水域面积来说:深水水域面积明显减少(p=0.012)、浅水水域在退水季节显著减少(p=0.032)、极浅水水域的面积在丰水期(p=0.018)和退水期(p=0.001)显著增加。对于植被来说:稀疏草洲面积在枯水期(p=0.003)和涨水期(p=0.002)显著增加。高草草洲的面积在枯水期显著减少(p=0.033),丰水期显著增加(p=0.026)。浓密草洲的面积在建坝前后无显著性变化。3.鄱阳湖水位变化对鄱阳湖湿地植被的影响通过对水位波动变化(WLF)变量(包括13个无累积效应的变量和14个累积效应的变量,变量又分日、月、季、年四个时间尺度)与三种洲滩植被(稀疏草洲、浓密草洲与高草草洲)的相关和回归分析分析,发现:(1)对于无累积效应的WLF来说,季时间尺度的WLF对3种植被有显著的影响,年时间尺度的WLF仅与稀疏草洲相关。(2)对于累积效应的WLF来说,三种洲滩植被受到的累积水文效应时间尺度不一样:浓密草洲累积时间尺度最长(年时间尺度),其次是稀疏草洲(季时间尺度),最后是高草草洲累积时间尺度最短(30天时间尺度)。(3)水位波动的滞后效应是存在的,在对于水位的研究中,水位波动的累积效应也应该被重点考虑。
【学位单位】：南昌大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：P208;P901;P333
【部分图文】：

第 2 章 研究区概况第 2 章 研究区概况2.1 鄱阳湖概述2.1.1 地理位置鄱阳湖是中国最大的淡水湖，位于江西省的北部（图 2.1）。它是长江流域的重要湖泊，受五河（赣、抚、信、饶、修）的水位制约[65]。鄱阳湖区域分属于江西省的九江市、湖口县、星子县、共青城市、都昌县、永修县、南昌市新建区、上饶市鄱阳县、余干县、南昌县、进贤县等地区[66]。

第 4 章 鄱阳湖水文变化分析第 4 章 鄱阳湖水文变化分析4.1 鄱阳湖 30 多年的水情变化特征鄱阳湖水情不仅受气候变化的影响，还受到水利工程建设等人类活动的影响。自 1980s 以来，以 2003 年三峡水库蓄水为节点，湖泊水情可划分为 198—2002 年和 2003—2016 年 2 个阶段。对这 2 个时段的星子站水位数据进行时间序列分析，1980—2002 年湖泊水位呈平缓波动下降的趋势，时间序列相对平稳，年、季、月水位序列均通过单位根检验（P＜0.05）；而 2003 年后整体水位低于 2003 年前，水位年际间波动大（图 4.1）。1980—2002 年和 2003—2016 年平均水位为 11.81 和 9.91m。

第 4 章 鄱阳湖水文变化分析表 4.1 星子站 1980—2002 年和 2003—2016 年各月水位方差分析枯水期 涨水期 丰水期 退水期12 月 1 月 2 月 3 月 4 月 5 月 6 月 7 月 8 月 9 月 10 月 11 月P 0.05* 0.155 0.049* 0.109 0.001** 0.366 0.991 0.032* 0.05* 0.014* 0.00*** 0.001*****、**、*分别表示显著性水位平 P＜0.001、P＜0.01、P＜0.05。
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本文编号：2883762