近20年来河南沿黄湿地景观格局演化

在遥感和GIS技术的支持下,结合河南沿黄湿地的区域特点,确定了河南沿黄湿地景观分类系统,通过采用景观多样性指数、优势度、景观破碎化指数、分布质心和扩展度等景观的空间格局指数,比较系统地分析了近20年河南沿黄湿地景观空间格局变化。结果表明：(1) 河南沿黄湿地的分布面积呈显著下降趋势。1987~2002年湿地面积减少了19.18 %,斑块数量增加了21.27 %,斑块密度净增加0.5倍。斑块总边缘增加了129 0491 m,斑块平均边缘减少了117.84 m。(2) 随着人类干扰强度增加,景观多样性下降,优势度增高。研究区景观多样性指数1987年为1.174,2002年降为0.9803,优势度指数由1987年的0.4355提高到2002年的0.6291。湿地的破碎化程度随着湿地面积的减小和斑块数量的增加,其破碎化程度越来越大,破碎化指数由1987年的0.0141增加到2002年的0.0172。(3) 湿地景观要素中,稻田湿地面积在增加,而水库坑塘、河流、滩地、荒草沼泽地面积都在不断减少,其中荒草沼泽 (芦苇沼泽) 湿地面积减少幅度最大。1987年荒草沼泽湿地占整个湿地地区的0.5%,但到2002年只占0.11%。表明近20年来,人类活动对河南沿黄湿地景观格局变化的影响程度较大。     

三个时期大庆油田区湿地格局及其变化

以1995年、2005年和2014年Landsat TM/OLI影像为主要数据,采用动态变化模型,通过转移矩阵、质心变化和景观指数的计算,对大庆油田区湿地景观格局及其变化进行研究。结果表明,3个时期研究区的主要湿地类型都为沼泽湿地和湖泊湿地,沼泽湿地面积以0.82%的动态度由1995年的601.30 km2减少至2014年的507.10 km2,湖泊湿地面积以1.87%的动态度由1995年的154.36 km2增加至2014年的209.33 km2;湿地类型之间的转变主要表现为沼泽湿地与湖泊湿地、盐碱滩之间的转变;湿地质心的空间变化特征和景观指数的变化都反映出2005年后大庆油田区湿地景观的破碎化得到改善;政府出台的相关政策对研究区湿地保护和恢复颇具成效。     

松嫩平原西部沼泽湿地景观格局动态变化研究

湿地退化及其所带来的负面影响使人们认识到湿地生态系统生态功能的重要性.因此,作为功能研究基础的景观格局及其动态变化的研究显得尤为重要.在遥感和地理信息系统技术支持下,运用土地利用变化指数和景观格局指数模型,对处于生态脆弱区的松嫩平原西部沼泽湿地景观格局及动态变化进行了定量研究,结果表明:松嫩平原西部沼泽景观格局发生了显著变化.松嫩平原西部现有沼泽湿地面积4 488.13 km2,近50年来减少了62.54%;2000年斑块密度为1954年的1.67倍,且最大斑块面积和最大斑块周长均减小,说明沼泽景观破碎化严重;松嫩平原西部沼泽湿地分布质心发生偏移,近50年,向西北方向偏移了19.4 km,主轴方向顺时针旋转了9.23o,表明了沼泽湿地景观具有破碎化和萎缩的趋势,并且呈现出不平衡性:湿地的萎缩程度偏重于研究区的东南部;得出松嫩平原西部沼泽湿地减少及生态环境恶化主要是由该区生态环境原生脆弱性和人类不合理的开发利用方式导致的.通过景观格局变化的研究为沼泽湿地格局优化和生物保护提供参考.     

气候变化对扎龙湿地景观破碎化过程的影响

扎龙湿地位于黑龙江省西部,是我国东北最大的湿地自然保护区。近年来湿地景观破碎化程度日趋严重,因此探究该湿地景观破碎化的原因和影响机制尤为重要。基于扎龙湿地区域1903-2017年植被生长期气候资料,从影响湿地蒸发量的气象要素入手,采用小波分析和对比分析法分析了扎龙湿地气候变化的背景和影响扎龙湿地蒸发量变化的气象要素的变化规律。结果表明:20世纪80年代以来的气候变暖事件以及在这一变暖事件下发生的水汽环境变化是湿地景观破碎化的影响机制;25 a左右的降水量周期变化是湿地景观破碎化明显波动变化过程的主要原因。该研究揭示了气候变化对扎龙湿地景观破碎化过程的影响机制,提高了应对气候变化对湿地生态环境影响的预防能力。     

1955~2010年小三江平原沼泽湿地景观格局变化及其对人为干扰的响应

以湿地变化较为剧烈的小三江平原为研究区域,以1955~2010年的地形图和Landsat TM遥感数据为数据源,采用网格分析法研究景观指数的时空分异规律,并分析不同时期人为干扰度对景观格局指数的影响。结果表明：① 从时间上看,1955~2010年小三江平原沼泽湿地的面积和最大斑块逐渐减小,斑块占景观比从52.87%下降到10.41%,最大斑块减少了47.6%,破碎化和分散性逐渐增加,连接度从1.02%增加到2.88%后下降为0.79%,呈先增加后降低的趋势,斑块的形状由复杂变得简单后又变得复杂,人为干扰度逐渐增加,从0.31%增加到0.6%;② 从空间上看,1955年研究区沼泽湿地景观由西南向东北破碎化逐渐减弱,1986年后变为由西南向东北破碎化逐渐增加的格局。沼泽湿地斑块类型所占景观面积比例和连接度指数的高值区主要分布在研究区的中部和东北部。人为干扰度的空间分布格局是由西南向东北逐渐减弱;③ 1955~2010年人为干扰对小三江平原沼泽湿地的邻近与连接程度的影响逐渐减弱,对沼泽湿地边缘密度影响逐渐增强,人为干扰对沼泽湿地斑块密度的影响主要受沼泽湿地面积的影响,人为干扰对沼泽湿地斑块的形状影响较小,沼泽湿地的优势景观控制力逐渐下降,人为干扰是小三江平原湿地面积减少的主要原因。     

近30年白洋淀湿地景观的时空变化特征

白洋淀是华北平原最大的湖泊湿地,其景观格局变化对雄安新区乃至整个京津冀的生态安全具有重要意义。采用目视和基于样本的面向对象方法解译了1988—2018年的Landsat影像资料,对白洋淀湿地景观进行分类,并分析了白洋淀湿地景观类型和格局的时空变化特征。结果表明:1988—2018年,沼泽向滩地和耕地以及湖泊向沼泽、滩地和耕地发生大面积转换,湿地景观面积占比下降15.8%,滩地替代湖泊成为面积最大的湿地类型;沼泽和湖泊的最大斑块指数(LPI)大幅减少,耕地最大斑块指数(LPI)持续增加。河流的形状逐渐复杂,库塘和耕地形状趋于规则。沼泽、湖泊和耕地的斑块连接程度较好,破碎化程度较低;景观破碎化和多样性增加,景观形状指数(MSI)变化微弱,各景观类型面积趋于均衡,优势景观类型的连通性减弱,对整个景观镶嵌体的控制作用减小,景观异质性增加。     

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。     

松嫩平原湿地景观格局动态变化研究

在GIS和RS技术支持下,运用FRAGSTATS软件,研究了1980~2000年松嫩平原湿地景观格局动态变化特征。结果表明,松嫩平原湿地景观格局发生了显著变化,21a湿地面积减少了33.1%;平均斑块面积、最大斑块指数均呈减小趋势,而景观形状指数、斑块密度、斑块分维数、景观分割指数和斑块周长偏离度则呈增加趋势;松嫩平原湿地分布质心发生偏移,21a来向西南方向偏移了49.82km,主轴方向逆时针旋转了7.817°,表明湿地景观具有破碎化和萎缩的趋势。这种变化是在区域水文和气候波动、水利工程、人类活动强度、对湿地的保护措施等因素共同驱动下形成的。     

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。     

RS和GIS支持下的三江平原沼泽湿地动态变化研究

以景观生态学理论为基础，采用遥感（RS）和地理信息系统（GIS）相结合的方法，探讨了三江平原沼泽湿地的动态变化特征。结果表明，三江平原沼泽湿地主要分布在富锦、同江和抚远三个县（市），其总面积占全区总面积的51.42%;1980-2000年间三江平原沼泽湿地的分布面积显著下降，1980-1996年间沼泽湿地面积减少了51.33%，1996年之后减少速度明显下降。同时沼泽湿地景观的破碎化显著，斑块数量增加了46%，斑块密度净增加两倍。1980年、1996年、2000年景观的分维湿地面积变化较之全区变化不显著外，其它地区均发生较为显著的变化。     

两个时期若尔盖高原沼泽湿地景观格局的对比研究

以若尔盖高原为研究区,选择1977年的Landsat MSS影像、2007年的Landsat TM影像和研究区90m分辨率的数字地形图为数据源,利用景观生态学方法及遥感和地理信息系统技术,对若尔盖高原1977年和2007年两个时期的沼泽湿地(包括沼泽和沼泽化草甸)景观格局进行了对比研究。结果显示,与1977年相比,2007年研究区沼泽与沼泽化草甸的面积比(沼泽面积/沼泽化草甸面积)发生了明显变化,沼泽与沼泽化草甸的面积比由1977年的1/3减少到2007年的1/7;2007年沼泽面积明显减少,其面积只占沼泽湿地总面积的13%;两个时期,研究区沼泽湿地景观都集中连片分布,聚集度均高于90;与1977年相比,2007年沼泽湿地景观的斑块数减少,景观类型趋于单一,而平均斑块面积和聚集度都在增加;研究区沼泽湿地90%以上分布在坡度小于5°的空间范围内,随着坡度的增大,沼泽湿地的退化程度显著增高;与1977年相比,2007年研究区沼泽湿地景观分布质心发生了一定的空间位移,沼泽质心向西南偏移了3.88km,沼泽化草甸质心向东北偏移了12.35km。     

三江平原别拉洪河流域湿地农田化过程研究

自20世纪50年代以来,三江平原的别拉洪河流域在经历了3次大规模开荒后,大面积的湿地被农田所替代,耕地面积迅速增加,湿地农田化过程干扰和破坏了原有的湿地环境。在遥感和地理信息系统技术支持下,应用景观生态学方法,利用1954年、1976年、1986年、2000年和2005年的土地利用数据,分析了研究区近50 a来的湿地农田化过程。结果显示,湿地农田化过程中大面积的湿地斑块被农田斑块所取代,破碎化的小耕地斑块又逐渐合并为大的耕地斑块,并导致斑块形状复杂度指数逐渐增大,景观均匀度指数呈现波动变化;耕地面积在1954~1986年期间增长幅度较大,特别是在20世纪70年代末和80年代初的改革开放初期,研究区景观动态度为0.201,远高于其它时期;目前,农田景观已成为主要景观类型,农田面积占研究区总面积的63.69%,湿地面积占研究区总面积的比例由1954年的64.83%减小到2005年的19.44%。质心模型的分析结果显示,近50 a来研究区耕地景观质心平移幅度明显大于湿地景观,湿地景观质心不断地向东北方向移动,偏移了约20.5 km,而农田景观质心逐渐向东平移,平移了约44.7 km。农业开垦是研究区湿地大面积消退的主要原因。     

VECTOR ANALYSIS THEORY ON LANDSCAPE PATTERN （VATLP） IN SANJIANG PLAIN MARSH, CHINA

Landscape indices are popular for the quantification of landscape pattern. But all landscape indices being used so far are scalar quantity, which measure patterns without considering sufficiently the pattern size and the directionality together. Based on planar characteristics defined in mechanics such as centroid, moment of inertia, product of inertia, principal axes and so on, vector analysis theory on landscape pattern (VATLP) is explored here. Firstly we establish a coordinate system of centroidal principal axes (CSCPA) of a patch or patches. Some related new indices including those describing the direction of pattern distribution (patch orientation (PO), vectorial patch orientation (VPO)), and those indicating the shape of patch‘s equivalent ellipse (major axis (MJA), minor axis (M1A) and eccentric rate (ER)) are deduced. These landscape metrics are then applied to the pattern analysis of Sanjiang plain marsh, the study area. Two temporal vector-based data sets of the study area come from interpretation of remote sensing images M SS (1980) and T M (2000). The application of the theory captures some shape properties of riparian wetland in Sanjiang plain marsh. The dissymmetrieal featires of Sanjiang plain marsh around principal axes due to agricultural development could also be explained.     

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。     

扎龙盐沼湿地对乌裕尔流域径流变化的水文响应

乌裕尔河流域水环境的变化导致下游湿地迅速退化。探讨了近65 a（1951—2015）扎龙湿地系统对乌裕尔河流域径流量变化的响应。结果表明：乌裕尔河中下游的径流量急剧减少给下游湿地的演替带来明显的影响，上游来水供给不足导致湿地长期处于干旱缺水的状态，湿地水面面积与蓄水量显著减少，并导致扎龙湿地地下水位显著降低（P<0.05）。湿地持续干旱缺水引发此区域大面积的沼泽退化并发生次生盐渍化。近年来，扎龙湿地发育的盐渍土面积达到250 km²以上，并且向核心区蔓延。湿地持续退化对在湿地栖息和繁殖的珍稀水禽带来巨大的冲击。     

扎龙湿地的形成背景及其生态环境意义

扎龙湿地位于黑龙江省西部, 为乌裕尔河下游尾闾湖形成的苇草湖沼。作者通过野外调 查、表土样品粒度对比和遥感影像分析, 探讨了湿地形成演化的地质环境背景, 分析了扎龙湿地 与嫩江、沙地的成因联系。研究认为齐齐哈尔- 大庆沙地由北西走向的纵向沙垄和低洼盐碱带组 成, 与科尔沁沙地一起构成了一个NE 向展布的沙带, 可能主要形成于末次冰期时期。其后嫩江 进入沙地, 对沙地进行改造, 在扎龙地区留下众多牛轭湖。后期由于构造抬升嫩江河道西迁, 乌裕 尔河成为内流河, 其尾闾湖最后演化成为现在的扎龙湿地。因此扎龙地区的环境演化过程为: 风 成沙地形成→嫩江改造、破坏沙地→嫩江西迁、乌裕尔河分流→扎龙尾闾湖形成→扎龙尾闾湖退 化、湿地形成。因此扎龙湿地与连环湖是在风成沙丘上形成的沼泽地, 是整个嫩江流域生态环境 最脆弱的一个关键区。一旦湿地消失, 将导致这个地区的盐碱化和沙漠化, 对附近的齐齐哈尔和 大庆两市的生态环境造成严重影响。     

扎龙湿地景观动态变化特征

扎龙湿地近35年来湿地景观发生了巨大的变化,本文定义了一套基于TM影像的适用于描述湿地景观变化的湿地分类系统,利用景观转换系数分析以5年为周期的时间尺度上湿地的转换幅度的变化,统计和分析了湿地从1979-2013期间景观转换系数的动态变化特征,总结了扎龙湿地景观动态变化主要为四类景观动态类型：A-小幅度规则型稳定景观,B-中幅度不规则型变化景观,C-幅度渐弱规则型稳定景观,D-大幅度不规则型变化景观。研究表明：扎龙湿地1979-2013年期间,湿地景观在前10年向湿生景观转换,但是转换的幅度越来越小;后20年,湿地转向干旱趋势。在不同的景观动态类型中A类小幅度规则型稳定景观所占面积最大,为973.60 km²,接近湿地面积的二分之一,主要集中在核心区和外围稳定的农田部分;D类大幅度不规则型变化景观面积最少,为311.92 km²,主要分布于人类干扰强烈的区域。     

SPATIAL DISTRIBUTION OF NUTRIENTS OF SHALLOW LAKE IN THE ZHALONG WETLAND

1 INTRODUCTIONNitrogen and phosphorus in the water are the nu-trients limited in natural wetlands,which seriously in-fluence on the ecosystem production and the biodiver-sity(Mitsch,Grosselin,2000).Nitrogen and phos-phorus recycles have been interrupted b…