北京湿地景观监测与动态演变

湿地是地表最重要的景观覆盖类型和生态系统,具有巨大的资源潜力和环境功能.长期以来,由于人类活动影响造成湿地景观的巨大变化,不仅改变了湿地景观原有的功能,而且对湿地环境产生重要影响.本文以北京湿地为研究区域,将马尔科夫过程模型引入到湿地景观格局分析和预测中,采用遥感和GIS相结合的方法,利用1996、2001与2005年Landsat TM影像为信息源,分析了北京湿地景观格局演变过程.研究结果标明:北京地区的湿地资源面积呈现显著退化趋势,湿地面积由1996年的62869.64 hm<,2>减少到2005年的31416.311hm<'2>;北京湿地斑块趋向于不规则,破碎化程度增强导致湿地易消退,湿地功能难以发挥;在现有的人类作用强度的情况下,北京湿地景观格局可达到一个相对稳定的状态,即天然河流达到10.93%,人工水域占99.17%.研究结果为北京湿地的可持续发展与科学管理提供了依据.     

1976-2008年黄河三角洲湿地变化的遥感监测

基于景观生态学原理,借助遥感(RS)和地理信息系统(GIS)等技术手段,对1976、1986、2000和2008年的遥感数据进行了处理和分析;探讨了1976年以来现代黄河三角洲湿地的变化特征.结果表明:自1976年以来,现代黄河三角洲湿地总面积呈下降趋势,1976-2008年湿地总面积减少了8.5%,其中自然湿地面积呈...     

30年来武昌湖湿地退化过程与原因

湖泊湿地是敏感脆弱的生态系统,极易受气候变化和人类活动的影响。通过对长江中下游沿岸武昌湖湿地1980-2010年生态系统变化进行分析,具体包括：(1) 选择Landsat MSS影像进行遥感解译,结合GIS技术分析武昌湖集水区的景观变化情况;(2) 统计研究区1980年以来的气象水文数据,分析湿地生态系统主要气候因子的变化趋势;(3) 结合气候因子和土地利用变化,初步分析武昌湖湿地生态系统变化的自然-人工原因。结果表明,1980年以来,湿地景观发生较大程度的变化：湖域面积减少了近40%,尤其是下湖青草湖水域面积从52.76 km²减少为13.92 km²,萎缩约73.62 %。跨湖公路建成以后,集水区内与人类活动关系密切的建设用地面积显著增加。武昌湖湿地温度呈明显的上升趋势,而降雨、蒸散发等气候变量变化趋势均不显著。建设用地、气温与湿地退化的相关性显著,降雨和蒸散发与湿地退化无明显相关性,公路的跨湖修建加速了湿地的退化速度。     

基于遥感图像的垦利县盐碱退化土地信息提取及其演化规律研究

选择黄河三角洲滨海盐渍土地分布区,以垦利县为例,利用1987,1998和2005年三期多光谱遥感影像,通过研究各地物的光谱特性,找出土地盐渍化的敏感波段,通过波段闻的组合构建了突出反映盐渍化信息的土地退化指数.并通过遥感图像分级获得三期遥感影像的土地退化等级分布,进而分析研究区退化土地的等级、面积、分布,及其土地退化的动态演化规律.结果显示,1987年垦利县重、中度退化土地较多,二者占总土地面积的1/2.经过11年的努力.至1998年土地退化状况得到明显改善.但由于人类活动干扰及对土地资源的过度利用,2005年土地退化状况又呈现变差的趋势.退化土地转为农用地是1987-1998年时段的主要变化趋势,而1998-2005年时段的主要变化趋势则是退化土地转为水库和养殖池,及其农田因盐渍化而沦为退化土地.人类活动在研究区土地退化的演变中起着主要作用.     

松嫩平原湿地动态变化及其驱动力研究

利用 1986年和 2 0 0 0年的遥感影像解译得到的土地利用图 ,提取出松嫩平原湿地动态变化信息。根据土地利用变化动态度模型 ,湿地动态变化主要表现为湖泊、沼泽、河流等天然湿地的减少及人工湿地面积的增加 ,其中天然湿地类型的湖泊和沼泽变化最为显著 ;质心模型分析指出湿地的空间变化趋势主要为质心相对朝东北方向偏移的趋势 ,湖泊和沼泽在西南部的减少是其主要原因 ;湖泊和沼泽的转移变化信息表明 ,湖泊面积的减少主要是退化为盐碱地和沼泽 ,而沼泽主要是转化为农田。松嫩平原湿地动态变化存在显著的自然和人为方面的驱动力因素 ,自然因素为湿地的退化提供了内在动因 ,而人为因素则加速了湿地的退化和转化 ,同时自然和人为因素之间存在着反馈机制。     

三江平原沼泽湿地时空动态特征

在遥感数据支持下,利用景观生态学的定量分析方法,分析了近20年三江平原区域湿地景观结构动态,同时以位于三江平原中北部的富锦县为例,分析了湿地与其它土地利用类型的转化.研究表明:三江平原湿地近20年大面积减少,但减少的趋势有所遏制,其中1980～1996年湿地面积减少了51.33%,1996-2000年间较少了4.19%;湿地的破碎度加大,1986-1996年间,斑块数量增加了326块,1996-2000年间又增加了18块,斑块数量增加的速度明显降低.湿地图斑破碎度有明显减少的趋势,表明湿地开发由大片沼泽湿地的破碎性开垦,转向已有湿地的边缘围垦上;开发后的湿地基本上变为水田和旱田;三江平原湿地分布的质心也有向西南偏移的趋势.三江湿地的大面积开发直接影响着三江地区自然环境,区域气候由"冷湿"转为"暖干",使气温低的北部和积水深的东部的湿地进一步适合农业开发.三江平原湿地大面积减少是由人类活动引起的,依靠其自身力量无法实现湿地恢复.文中就三江平原湿地如何保护和恢复提出了相应建议.     

中国自然湿地温室气体排放估算的不确定性分析北大核心CSCD

以往的研究利用第一次、第二次全国湿地资源调查和解译遥感影像得到的湿地面积,在1992年至2019年期间,先后13次估算了中国自然湿地(包括近海与海岸湿地、河流湿地、湖泊湿地和淡水沼泽湿地)温室气体的排放总量;其中,中国自然湿地甲烷排放总量的平均估算值为(7.87±6.50)Tg/a碳,中国沼泽湿地(淡水和咸水沼泽湿地)甲烷排放总量的平均估算值为(2.04±1.00)Tg/a碳,中国湖泊湿地甲烷排放总量的平均估算值为(0.96±0.86)Tg/a碳;估算的中国湿地温室气体排放总量存在不确定性,即各种方法统计出的中国沼泽湿地面积存在差异,除了《中国沼泽志》给出的中国沼泽湿地面积(94000 km^(2))外,解译遥感影像得到的中国沼泽湿地面积为82000~138000 km^(2),第一次和第二次全国湿地资源调查得到的中国沼泽湿地面积分别为137000 km^(2)和217300 km^(2),全球湖泊与湿地数据库的中国沼泽湿地面积为337000 km^(2);采用外推估算法得到的中国湿地甲烷排放总量存在不确定性。在湿地保护意识加强和实施退耕还湿政策的背景下,未来应该开展土地利用方式变化对温室气体排放造成的影响研究和湿地与大气的净碳交换能力研究,为了得到精度更高的全国湿地面积数据,第三次全国湿地资源调查的湿地起调面积应该小于前两次全国湿地资源调查。     

乌梁素海湿地环境的演变

利用遥感原理对乌梁素海1986年以来湿地环境的演变进行分析,指出近17年来乌梁素海总水域面积呈增加趋势;明水区面积1987年以前趋势增加,到1996年趋势减少,至2002年又趋势增加;密集水草区面积与明水区面积变化特征基本相反;芦苇区面积1987年以前趋势减少,而后趋势增加;浅水区和沼泽区面积的总趋势尽管微弱增加,但变化基本平稳;1988年开始种植人工芦苇,其面积呈逐年上升趋势。文章还分析了这些变化的原因,阐述了不同类型区面积与水文气象因子和水环境因子的对应关系,最后探讨了乌梁素海水环境可持续发展和永续利用的技术途径。     

退化沼泽湿地洪水淹没数值模拟研究——以洪河国家级自然保护区为例

以三江平原洪河国家级自然保护区为研究区,通过对研究区数字高程模型与土地利用信息关系研究,模拟了不同水位洪水淹没退化沼泽湿地的过程,得到淹没过程序列图。洪水水面高程与退化沼泽淹没面积的关系表明,在洪水水面高程从50．6m升高至55．1m过程中,淹没面积以3种增长趋势变化,根据这3种趋势所对应的洪水水面高程,将研究区退化沼泽划分为轻度、中度和重度退化3种类型。研究区轻度、中度和重度退化沼泽的面积分别为0．1km^2、4．32km^2和8．22km^2。该研究结果为保护区的湿地恢复工作提供了数据基础,也为湿地恢复的区域规划与实施提供了一种新的技术指标和方法。     

近50a来霍林河流域下游沿岸湿地景观格局演变

以干旱半干旱生态脆弱区霍林河流域下游沿岸洪泛湿地为研究对象,利用1954和1964年地形图,1986、1996和2000年的TM遥感影像作为基本信息源,在GIS支持下,建立湿地空间数据库,通过对不同时期各湿地景观类型进行景观变化过程、景观格局指数和景观转换过程分析,揭示近50 a来霍林河流域下游沿岸湿地景观格局动态及规律。研究发现,沼泽湿地是霍林河流域下游沿岸的主导湿地景观类型,次之为河流湖泊湿地,人工湿地比重小。研究区内湿地面积的减少以沼泽湿地的贡献量最大,这是由于大面积的沼泽湿地退化为盐碱地和草地,沼泽湿地景观破碎化表现突出。河流湖泊湿地在研究时期内则表现出最快的变化速度,年均动态度达到2.60%,它的这种减少变化是由数量众多的小斑块退化为盐碱地和沼泽湿地导致。水库坑塘景观变化受流域发展水利及霍林河径流量大小控制,水田湿地则主要受后者作用。共同的一点是,受霍林河1998年特大历史洪水泛滥影响,研究区内大面积盐碱地、沼泽湿地和草地转换为河流湖泊湿地,与此同时也有大面积草地和盐碱地转换为沼泽湿地,导致两种自然湿地景观类型在2000年表现出面积扩大,景观破碎化降低,整体性增强的变化,这在一定程度上体现出洪水脉冲在退化湿地景观恢复中的生态功能。     

Driving forces analysis of reservoir wetland evolution in Beijing during 1984–2010

The reservoir wetland, which is the largest artificial wetland in Beijing, constitutes one of the important urban ecological infrastructures. Considering two elements of natural environment and socio-economy, this paper established the driving factor indexing system of Beijing reservoir wetland evolution. Natural environment driving factors include precipitation, temperature, entry water and groundwater depth; social economic driving factors include resident population, urbanization rate and per capita GDP. Using multi-temporal Landsat TM images from 1984 to 2010 in Beijing, the spatial extent and the distribution of Beijing reservoir wetlands were extracted, and the change of the wetland area about the three decade years were analyzed. Logistic regression model was used to explore for each of the three periods： from 1984 to 1998, from 1998 to 2004 and from 2004 to 2010. The results showed that the leading driving factors and their influences on reservoir wetland evolution were different for each period. During 1984-1998, two natural environment indices： average annual precipitation and entry water index were the major factors driving the increase in wetland area with the contribution rate of Logistic regression being 5.78 and 3.50, respectively, and caused the wetland growth from total area of 104.93 km 2 to 219.96 km 2 . From 1998 to 2004, as the impact of human activities intensified the main driving factors were the number of residents, groundwater depth and urbanization rate with the contribution rate of Logistic regression 9.41, 9.18, and 7.77, respectively, and caused the wetland shrinkage rapidly from the total area of 219.96 km 2 to 95.71 km 2 . During 2004-2010, reservoir wetland evolution was impacted by both natural and socio-economic factors, and the dominant driving factors were urbanization rate and precipitation with the contribution rate of 6.62 and 4.22, respectively, and caused the wetland total area growth slightly to 109.73 km 2 .     

北京野鸭湖湿地资源变化特征

湿地是自然界的生态系统和景观类型,具有巨大的资源潜力和环境功能。长期以来,由于人类活动影响造成的湿地景观巨大变化,不仅仅改变了湿地景观原有的功能,而且对湿地环境产生重要影响。基于RS、GIS技术,通过对北京野鸭湖湿地的Landsat-TM影像和印度IRS影像进行融合处理,得到分辨率高的多光谱图像。结合实地调查,建立解译标志,运用ArcGIS9.0进行矢量化、空间分析和数据统计功能,并统计植被覆盖变化,分析研究1998~2004年野鸭湖湿地资源变化特征。在上述技术路线和研究方法的基础上,总结出该区域的湿地变化特征,最后应用累积效应的原理和方法,对深入研究的科学问题进行了展望,提出一些需要深入探讨的问题。     

北京湿地景观格局演变特征与驱动机制分析

在遥感和GIS技术的支持下,应用1984-2008 年多时相长时间序列的TM遥感数据,选取斑块总面积、平均面积、分维度、多样性、优势度和聚集度等具有典型生态意义的景观格局指数,对北京湿地20 多年的湿地景观格局演变特征进行分析,探索其演变机制。结果表明：北京湿地总面积在总体上呈先增加后急剧减少再小幅回升的趋势,1994 年的湿地总面积仅为2004 年的47.37%。北京湿地以人工湿地为主,其变化主导着湿地总面积的变化趋势。水库湖泊湿地类型面积占到33.50%~53.73%,其平均面积高于其他湿地类型。坑塘稻田类型的平均面积最小,其面积比例为16.46%~45.09%。河流湿地由于受到自然驱动因子作用较大,其分维度指数高于人工湿地类型;1992-2004 年湿地景观多样性指数由1.11 上升到1.34,表明此阶段各类型所占面积比例分布趋于均匀,而聚集度指数从65.59 下降到58.41,表明景观连通性降低,破碎化程度加重。研究不同湿地类型空间质心变化表明：密云水库面积最大,导致水库湖泊类型质心位于密云县内;1984-1998 年充足的降水使河流湿地质心整体向东北方向偏移了10.43 km,1999-2006 年,连续干旱和大量不合理的开采利用,河流湿地质心向西南部偏移了10.75 km;由于受“退稻还旱”政策影响,使得北部地区的水稻种植面积减小,坑塘稻田湿地质心2006 年以后向南偏移;市区北部兴建的奥林匹克森林公园,使2008年公园湿地质心向海淀区北部偏移。     

北京城市湿地时空演变及驱动力定量分析(英文)

The decision tree and the threshold methods have been adopted to delineate boundaries and features of water bodies from LANDSAT images. After a spatial overlay analysis and using a remote sensing technique and the wetland inventory data in Beijing, the water bodies were visually classified into different types of urban wetlands, and data on the urban wetlands of Beijing in 1986, 1991, 1996, 2000, 2002, 2004 and 2007 were obtained. Thirteen driving factors that affect wetland change were selected, and gray correlation analysis was employed to calculate the correlation between each driving factor and the total area of urban wetlands. Then, six major driving factors were selected based on the correlation coefficient, and the contribution rates of these six driving factors to the area change of various urban wetlands were calculated based on canonical correlation analysis. After that, this research analyzed the relationship and mechanism between the main driving factors and various types of wetlands. Five conclusions can be drawn. (1) The total area of surface water bodies in Beijing increased from 1986 to 1996, and gradually decreased from 1996 to 2007. (2) The areas of the river wetlands, water storage areas and pool and culture areas gradually decreased, and its variation tendency is consistent with that of the total area of wetlands. The area of the mining water areas and wastewater treatment plants slightly increased. (3) The six factors of driving forces are the annual rainfall, the evaporation, the quantity of inflow water, the volume of groundwater available, the urbanization rate and the daily average discharge of wastewater are the main factors affecting changes in the wetland areas, and they correlate well with the total area of wetlands. (4) The hydrologic indicators of water resources such as the quantity of inflow water and the volume of groundwater are the most important and direct driving forces that affect the change of the wetland area. These factors have a combined contribution rate of 43.94%. (5) Climate factors such as rainfall and evaporation are external factors that affect the changes in wetland area, and they have a contribution rate of 36.54%. (6) Human activities such as the urbanization rate and the daily average quantity of waste-water are major artificial driving factors. They have an influence rate of 19.52%.     

基于Logistic回归模型的北京市水库湿地演变驱动力分析

水库湿地作为北京市面积最大的人工湿地,是北京市重要的生态基础设施。从自然环境和社会经济因素两个方面,构建北京市水库湿地演变的驱动因子指标体系,其中自然驱动因子包括年均降水量、气温、入境水量和地下水埋深;社会经济驱动因子包括常住人口数、城市化率和人均GDP。应用长时间序列(1984-2010 年) 的TM遥感影像,提取北京市近30 年来水库湿地的空间分布信息,根据湿地面积增长和消退的演变规律,利用Logistic 回归模型定量分析不同时间段下水库湿地演变的驱动机制。结果表明:不同时期内水库湿地变化的驱动因子及其影响力存在一定的差异。在1984-1998 年间,北京市水库湿地增长变化的主导驱动因子是年均降水量和入境水量,Logistic 回归的贡献率分别为5.778 和3.504,主要受自然环境因素的影响;在1998-2004 年期间,水库湿地急剧减少的驱动因子主要为常住人口、地下水埋深和城市化率,影响贡献率分别为9.41、9.18 和7.77,人为活动的影响开始加剧;在2004-2010 年间,影响水库湿地发生变化的主导因子是城市化率和年均降水量,贡献率分别为6.62 和4.22,受自然和社会经济因素的交叉影响。     

人工水田湿地农药使用主要问题的调查与思考

通过对涨渡湖湿地自然保护区内重要人工水田湿地农药使用情况的调查,发现了人工水田湿地农药使用过程中存在的主要问题,并提出加大执法、人员培训和宣传力度,推广使用高效低毒新农药和使用安全植保新技术,应用生物防虫治病新方法的建议。     

鄱阳湖区2004-2010年水稻种植制度时空变化(英文)

Rice cropping systems not only characterize comprehensive utilization intensity of agricultural resources but also serve as the basis to enhance the provision services of agro-ecosystems.Yet,it is always affected by external factors,like agricultural policies.Since 2004,seven consecutive No.1 Central Documents issued by the Central Government have focused on agricultural development in China.So far,few studies have investigated the ef-fects of these policies on the rice cropping systems.In this study,based upon the long-term field survey information on paddy rice fields,we proposed a method to discriminate the rice cropping systems with Landsat data and quantified the spatial variations of rice cropping systems in the Poyang Lake Region(PLR),China.The results revealed that:(1) from 2004 to 2010,the decrement of paddy rice field was 46.76 km2 due to the land use change.(2) The temporal dynamics of NDVI derived from Landsat historical images could well characterize the temporal development of paddy rice fields.NDVI curves of single cropping rice fields showed one peak,while NDVI curves of double cropping rice fields displayed two peaks an-nually.NDVI of fallow field fluctuated between 0.15 and 0.40.NDVI of the flooded field during the transplanting period was relatively low,about 0.20±0.05,while NDVI during the period of panicle initiation to heading reached the highest level(above 0.80).Then,several temporal windows were determined based upon the NDVI variations of different rice cropping systems.(3) With the spatial pattern of paddy rice field and the NDVI threshold within optimum tem-poral windows,the spatial variation of rice cropping systems was very obvious,with an in-creased multiple cropping index of rice about 20.2% from 2004 to 2010.The result indicates that agricultural policies have greatly enhanced the food provision services in the PLR,China.     

土地利用变化对区域生态系统服务价值的影响——以北京市为例

以北京东北3个区(县)为例,利用从1996年和2005年TM影像中获取的土地利用数据,参照3种典型的生态系统服务价值系数,对比研究该区域的土地利用结构与生态系统服务价值的变化及其相互关系。结果表明:(1)1996—2005年研究区的土地利用变化十分剧烈。耕地变化最明显,共减少264.38 km2,水域和未利用地分别减少72.19,0.17 km2,林地、草地、建设用地面积则分别增加63.76,19.94,253.05 km2。(2)区域总生态系统服务价值在1996—2005年呈下降趋势,依据3种价值系数计算分别下降5.22,3.68,36.49亿元,且离城区中心越远,生态系统服务价值下降越快。(3)在快速城市化进程中,建设用地面积增加,耕地、水域面积减少是研究区生态系统服务价值大幅下降的主要因素。     

基于小波变换的三江平原低湿地井灌区年降水序列变化趋势分析

近年来,由于水田面积迅速增加,导致三江平原低湿地井灌水稻区地下水位普遍下降,"吊泵"、局部超采现象时有发生,因此,三江平原的地下水资源平衡急需恢复。为解决上述问题,以853农场为例,应用小波理论对853农场实测年降水时间序列的多时间尺度变化特征及突变特征进行分析,揭示该区年降水变化的主要周期及旱涝变化趋势,为853农场乃至整个三江平原充分利用天然降水、地下水资源恢复及可持续利用提供科学依据。     

莱州湾南岸滨海湿地变化及其原因分析

以1992年和2004年的TM遥感影像为数据源,从景观生态学角度,对1992年和2004年的莱州湾南岸湿地及其变化进行了研究。结果表明,与1992年相比,2004年研究区湿地面积减少了32．339km2,其中,自然湿地面积减少了246．189km2,而人工湿地面积却增加了213．851km2,至2004年,人工湿地面积已占研究区湿地总面积的78．22％;湿地景观多样性指数下降了0．1077,景观优势度指数和景观破碎化指数分别上升至0．109和0．0089。自然湿地被大面积垦殖,湿地淡水资源不足,大规模开采沿海卤水资源,环境污染加剧,风暴潮等自然灾害频发,是导致研究区自然湿地萎缩的主要因素。