基于3S技术的野鸭湖湿地系统景观格局演变研究

野鸭湖湿地自然保护区是北京最大的湿地自然保护区,也是唯一的湿地鸟类自然保护区,因此,选择野鸭湖研究城市湿地景观格局演变特征具有典型意义。以野鸭湖自然保护区为研究对象,分析了1999年、2004年、2009年和2014年4个时期野鸭湖湿地系统景观格局演变过程,并根据景观指数分析其动态变化趋势。研究结果表明:①野鸭湖湿地面积在1999~2004年间逐渐减少,之后逐年恢复,至2014年湿地面积总数已恢复到1999年的水平,但水体的面积仍缩减一半,主要恢复的是草甸湿地和疏林湿地。②野鸭湖湿地景观格局的变化特征主要表现为:景观破碎度增加,景观形状更加复杂,景观多样性和异质性增加而优势度降低。③野鸭湖湿地斑块类型呈现如下特征:耕地连片分布,耕地开垦力度减缓;草甸湿地成片增长且优势度逐渐明显,形状复杂;水体分布聚集,2014年出现恢复现象;疏林湿地面积不断增长,呈现破碎化现象;建筑用地面积也略微增长,但分布分散;滩涂湿地面积最小,形状简单。     

基于MapObjects的闽江口湿地信息系统

在动态度、马尔柯夫链等数学方法和景观生态学理论指导下,建立了闽江口湿地时空演变模型,应用组件式技术,利用MapObjects在Visual Basic平台上,进行闽江口湿地时空演变信息系统设计和开发,并应用该信息系统对闽江口湿地时空演变进行实例分析。结果表明,该系统能更高效、直观管理闽江口湿地空间信息和属性信息,以形象化的方式对湿地作全局性时空分析,使得闽江口湿地管理和保护更加科学。     

福州海岸带湿地分类与变化的遥感分析

本文利用1986年Landsat TM、1994年Landsat TM、2000年Landsat ETM+、2005年CBERS-02 CCD、2009年ALOS AVNIR-2共5个时期的多平台遥感数据,采用分层分类和决策知识规则等方法,对福州海岸带湿地资源进行提取和分类;并分析了1986-2009年23年间福州海岸带湿地的时空分布和演化规律。结果表明:福州海岸带湿地的变化主要集中在1994-2005年间,1994年前和2005年后湿地变化都比较小;1986-2009年间,福州海岸带湿地面积总体呈下降趋势;天然湿地面积一直在减少,主要转化为水产养殖区等人工湿地和建设用地等非湿地类型;人工湿地2000年前呈下降趋势,2000年以后面积增长较快,其中水产养殖区面积一直稳步增长,主要由非湿地、水稻田和天然湿地转化而来。福州海岸带湿地的变化与区域政策调整、经济利益驱动和人口增长等因素相关,特别是与区域政策调整密切相关。     

珠江口西岸土地利用景观格局变化及驱动力分析

通过目视解译获取了珠海市沿海区域1995、2000和2003年的土地利用数据。利用ArcGIS软件获取了各种土地利用类型的面积变化数据,以及由模型运算得到不同时期研究区的土地利用分维度、分离度、破碎度、多样性等景观指数,对不同时期的土地利用面积变化,以及各景观指数的变化机理进行了分析。结果表明,珠江口西岸的土地利用变化主要表现为耕地面积不断减少,尤其2000年以后减少的更为剧烈;而林地、建设用地、水域的面积相应的有不同程度的增长。土地利用格局的变化,致使景观指数的变化,诸如,2003年的分离度、分维度等都高于前两个时期,而土地利用多样性指数也逐年增长。造成这些变化的主要驱动力有人口的增长,对土地经济效益的追求,政府政策的影响以及海岸带的区位优势等。     

湿地景观结构遥感动态变化分析

景观镶嵌结构是景观异质性的重要表现,同时又是各种生态过程在不同尺度上作用的结果。本文以北京市野鸭湖湿地自然保护区为区域背景,以RS、GIS和GPS为技术手段,监测获取了1996-2002年研究区域湿地土地利用／土地覆盖景观空间格局变化,探讨了土地利用/土地覆盖景观空间格局变化对湿地环境的影响。故此,对1998-2000年和2000-2002年湿地资源景观镶嵌结构的动态变化进行详细分析。结果表明:(1)利用遥感信息多尺度、多时相、多波段的特点,在GIS、GPS技术的支持下,能够快速及时准确地反映湿地景观类型的动态变化,为湿地资源监测、保护与利用提供科学依据。(2)借助景观生态学中的相关原理,通过景观空间格局计算模型解释不同类型湿地景观的分布、变化,剖析湿地景观演化机制,为湿地景观规划与评价服务。(3)分析认为,野鸭湖湿地景观格局发生了较大的变化,水域面积减少严重,耕地面积增长幅度不高,旅游用地和堤坝面积明显增加。(4)湖泊和沼泽草甸是控制和影响湿地景观格局的主体。野鸭湖整个湿地景观的破碎化程度降低,人类活动干扰湿地在不断减弱,湿地景观异质性在逐渐降低,斑块之间的连通性提高,生境斑块相互之间的隔离度大大减少,湿地景观趋向稳定。     

近30年东平湖湿地景观格局演变研究

随着区域经济的迅速发展,工业化程度加剧以及旅游开发等人为活动的影响,东平湖湖区景观格局发生了显著变化,威胁着湿地资源的可持续利用。该文在遥感和GIS技术的支持下,以东平湖1985年、1991年、1996年、2000年、2004年、2011年、2015年7期Landsat TM/OLI影像为数据源,对东平湖湿地景观类型进行了提取。同时利用Fragstats景观分析软件,选取景观多样性、景观优势度、景观均匀度、景观破碎度等指标,在景观水平上研究了1985—2015年近30年来东平湖湿地景观格局的动态变化特征。结果表明,近30年来,湿地与湿地、湿地与非湿地之间发生着景观类型的转化。其中,裸地面积显著减少,建筑用地面积显著增加,自然水面逐渐增大,各植被景观面积没有明显变化趋势。景观格局指数的计算结果表明,研究时段内东平湖湿地景观均匀度指数波动增加,景观多样性指数趋于减小,东平湖湿地景观破碎化程度较均衡,但有加剧趋势,景观类型波动中趋于简单。     

环长株潭城市群湿地生态安全研究

本文选取环长株潭城市群为研究区域,以Landsat TM影像解译后的土地利用数据、MODIS影像计算的植被指数,以及人口、经济和气候数据等为数据源,基于“压力-状态-响应”框架模型构建湿地生态安全评价指标体系对该区域2000-2010年湿地生态安全进行综合评价。结果表明：（1）环长株潭城市群2000、2005、2010年湿地生态安全指数均值分别为0.7268、0.7151和0.7196,湿地生态安全状态“良好”,生态安全等级程度为“较安全”。（2）环长株潭城市群区域差异性明显,一级湿地生态安全区主要分布在洞庭湖周边,二级湿地生态安全区沿主要河流分布,三级湿地生态安全区主要分布在2个或3个城市之间的交界区域。（3)研究期间环长株潭城市群湿地面积变化明显,该区域湿地总面积逐年减少;森林沼泽、草本沼泽、湖泊、河流、水田的斑块分维数均呈增加趋势;水库/坑塘、河流破碎度指数明显高于其他景观类型,湿地生态系统服务价值总体减少。在此基础上,从土地利用变化与转型、湿地景观结构与功能、自然因素等方面对影响该区域湿地生态安全的主要驱动因子进行了分析。结果表明,人类社会经济活动直接作用于湿地生态环境,通过改变区域景观和土地利用结构使湿地面积发生变化,直接影响湿地生态安全。气温、降水等气候因素通过改变水热状况和植被覆盖,间接影响湿地生态安全。针对该区域湿地生态安全存在的问题,建议在发展过程中正确处理好经济与生态环境之间的关系,尽可能减少人类活动对湿地生态环境的干扰。     

近30年天津滨海新区湿地景观格局遥感监测分析

在GIS和FRAGSTATS软件支持下,结合景观格局数量分析方法,利用1979-2008年间共6期TM遥感影像与非遥感数据,对天津滨海新区近30年的湿地景观空间格局进行了动态分析。结果表明,滨海新区湿地(以人工湿地为主),1979-2004年滨海新区湿地总面积变化不大,但各类型间转换较大,主要是自然湿地转变为人工湿地,沼泽湿地几近消失。2006-2008年,由于城市建设大量滨海滩涂湿地被围填占用,到2009年5月自然海岸线的90%以上被占用。景观破碎度增加,湿地斑块数量从137个增加到704个,同时造成平均斑块面积下降。驱动力分析表明,降雨量减少的同时,年平均气温上升是主要的自然驱动因素。和自然因素相比,人类干扰为主要人文驱动因素,表现在水产养殖为主的农业经济活动、城市建设用地占用和围海造地等方面。目前,滨海新区几乎没有自然湿地生态系统,破碎化和人工化是该区域湿地的主要特征。     

长株潭地区景观格局及其变化特征研究

基于GIS、RS技术,本文利用长株潭地区1989年、1996年、2000年和2008年4个时期的LandsatTM/ETM+遥感影像提取景观类型数据,运用景观生态学理论和方法对该地区景观格局特征,及其变化特征进行了研究,并探讨了研究区景观格局动态变化的驱动力。研究结果表明:1989-2008年的近20年中,长株潭地区各景观类型的面积发生了显著变化,主要表现为林地、耕地向建设用地转化;从研究时段来看,研究区景观类型变化速率逐步加快。研究区斑块数量和密度持续增大,最大斑块指数持续减小,景观破碎化程度升高;从景观多样性指数与均匀度指数的变化可以看出,景观格局的多样性增加,且均度增强;同时,由景观形状指数增长说明斑块形状趋于复杂化。影响景观格局变化的驱动因子主要是人为因素中的人口增长、经济发展及政策引导作用。     

下辽河平原景观格局演变与预测分析

以下辽河平原为研究对象,选取1980年、2010年和2018年Landsat TM/ETM+OLI卫星图像进行解译,得到3期土地利用数据,定量分析下辽河平原近40年土地利用时空变化特征.结合地形、交通通达度及限制转化因子采用FLUS(Future Land Use Simulation)模型对流域未来土地利用变化情景及景观格局进行了预测.结果表明:1980-2018年水田、林地、草地、沼泽面积均减少,其中水田面积减少量最大,占比减少了8.59％,旱地、水域和城镇的面积均有所上升,旱地的增长面积最大,占比增加了6.19％;水田、林地、水域转入为旱地面积最大,旱地转出为建设用地面积最大;1980-2018年景观格局发生了较大变化,景观的破碎化程度降低,斑块之间的连通度、聚集程度升高,土地利用的集约化程度增大;2018-2040年,下辽河平原建设用地和水田的变化面积最大,城市化过程更加显著,景观的多样性及空间异质性降低,人类对环境的干扰能力变大.     

Landscape pattern evolution processes of alpine wetlands and their driving factors in the Zoige Plateau of China

Zoige Plateau wetlands are located in the northeastern corner of the Qinghai-Tibet Plateau.The landscape pattern evolution processes in the Zoige Plateau and their driving factors were identified by analyzing the dynamic changes in landscape modification and conversion and their dynamic rates of alpine wetlands over the past four decades.The results showed that the landscape conversion between wetlands and non-wetlands mainly occurred during the period from 1966 to 1986.The marsh wetland area converted from lake and river wetlands was larger because of swamping compared to other wetland landscapes.Meanwhile,the larger area of marsh wetlands was also converted to lake wetlands more than other types of wetlands.The modification processes mainly occurred among natural wetland landscapes in the first three periods.Obvious conversions were observed between wetland and nonwetland landscapes(i.e.,forestland,grassland,and other landscapes) in the Zoige Plateau.These natural wetland landscapes such as river,lake and marsh wetlands showed a net loss over the past four decades,whereas artificial wetland landscapes(i.e.,paddy field and reservoir and pond wetlands) showed a net decrease.The annual dynamic rate of the whole wetland landscape was 0.72%,in which the annual dynamic rate of river wetlands was the highest,followed by lake wetlands,while marsh wetlands had the lowest dynamic rate.The integrated landscape dynamic rate showed a decreasing trend in the first three periods.The changes in wetland landscape patterns were comprehensively controlled by natural factors and human activities,especially human activities play an important role in changing wetland landscape patterns.     

Dynamic Changes in the Wetland Landscape Pattern of the Yellow River Delta from 1976 to 2016 Based on Satellite Data

The Yellow River Delta wetland is the youngest wetland ecosystem in China's warm temperate zone. To better understand how its landscape pattern has changed over time and the underlying factors responsible, this study analyzed the dynamic changes of wetlands using five Landsat series of images, namely MSS(Mulri Spectral Scanner), TM(Thematic Mapper), and OLI(Operational Land Imager) sensors in 1976, 1986, 1996, 2006, and 2016. Object-oriented classification and the combination of spatial and spectral features and both the Normalized Difference Vegetation Index(NDVI) and Normalized Difference Water Index(NDWI), as well as brightness characteristic indices, were used to classify the images in eCognition software. Landscape pattern changes in the Yellow River Delta over the past 40 years were then delineated using transition matrix and landscape index methods. Results show that: 1) from1976 to 2016, the total area of wetlands in the study area decreased from 2594.76 to 2491.79 km~2, while that of natural wetlands decreased by 954.03 km~2 whereas human-made wetlands increased by 851.06 km~2. 2) The transformation of natural wetlands was extensive: 31.34% of those covered by Suaeda heteropteras were transformed into reservoirs and ponds, and 24.71% with Phragmites australis coverage were transformed into dry farmland. Some human-made wetlands were transformed into non-wetlands types: 1.55% of reservoirs and ponds became construction land, and likewise 21.27% were transformed into dry farmland. 3) From 1976 to 2016, as the intensity of human activities increased, the number of landscape types in the study area continuously increased. Patches were scattered and more fragmented. The whole landscape became more complex. In short, over the past 40 years, the wetlands of the Yellow River Delta have been degraded, with the area of natural wetlands substantially reduced. Human activities were the dominant forces driving these changes in the Yellow River Delta.     

Analysis of dynamics and driving factors of wetland landscape in Zoige, Eastern Qinghai-Tibetan Plateau

Zoige Wetland is one of the largest plateau wetlands in the world. This paper provides a dynamic analysis of spatial and temporal patterns of the wetland in Zoige, Eastern Qinghai-Tibetan Plateau, supported by ERDAS8.7 and ArcGIS9.0. It is the first comparative analysis of a system of rapidly changing wetland with landscape patterns in Zoige, using 3 classified landsat Thematic Mapper images of 1977, 1994 and 2001. The classified images were used to generate wetland distributing maps, and shape index （S）, diversity index （H）, dominance index （D）, evenness index （E）, fragmentation index （F） and fractal dimension （Fd） were calculated and analyzed spatiotemporally across pure grazing area in Zoige for each landscape type and in different periods （before 1977, during 1977-1994 and 1994-2001）, as well as the driving forces of natural and anthropogenic. The study shows that for a comprehensive understanding of the shapes and trajectories of the shrinking and desertificated land expansion of the wetland, a spatiotemporal landscape metrics analysis in different periods is an improvement than only with landscape changing rates. This type of analysis can also be used to infer underlying social, economic, and political processes that drive the observed wetland forms. The results indicate that wetland patterns can be changed over relatively short periods of time. The total area of lake reduced by 164.86 km^2, grassland extended by 141.74 km^2, semi-marsh extended by 105.94 km^2, marsh reduced by 86.00 km^2 the number of landscape patches reduced by 56, and their average area decreased by 2.68 km^2, the successions within lake, marsh, semi-marsh and grassland were found obviously. S decreased stepwise： D and F increased but H decreased： The changing rate after 1994 was 2.3 to 2.9 times greater than that before. The change of the wetland landscape patterns resulted in the interaction between socio-ceenomic and natural forces of positive and negative aspects; and natural factors affected as assistant aspect. Some important human activities in this period led to the change of the landscape patterns in this region directly. Some measurements made by government and NGO delayed the converting process partly.     

近30年刘家峡以下黄河上游河道湿地演变规律与驱动力分析

河道湿地是流域生态系统中,位于水陆交错地带,关联陆地生态系统和水生生态系统的桥梁和纽带,对蓄水滞洪、净化水质和水土保持,以下维持生物多样性和生态平衡起重要的作用。本文采用1986、1996、2000、2006和2015年5期Landsat遥感影像数据对刘家峡以下黄河上游湿地进行湿地解译提取,并利用空间统计分析法、转移矩阵法和质心位置变化法对刘家峡以下黄河上游河段河道湿地演变规律以及驱动力因素进行研究。结果表明,1986-2015年,黄河上游河道湿地面积从17.3万hm²逐渐减少到12.2万hm²,减少了29.0%。研究区土地利用类型的转移主要发生在河流、裸滩、草本湿地与耕地的相互转化上。过去30年嫩滩湿地的变化幅度远大于老滩湿地,嫩滩湿地面积从1986年的15.46万hm²减少到2015年的10.41万hm²,减少了32.7%,嫩滩湿地演变规律为天生湿地型之间的相互演变,即河流-裸滩-沼泽湿地。而老滩湿地面积基本处在稳定状态,面积范围在1.84~2.28万hm²之间,具有天然湿地-人工湿地与天然湿地-农业用地的演变规律特征。水渠湿地、坑塘湿地和森林湿地质心位置变化较为突出,由单一类型动态度分析可知,研究区自然湿地萎缩、城镇化加速、河流水面面积减少加快。以上分析结果与研究区气温、水利水电工程、灌溉用水、凌汛期冰情以及城镇化程度均有关,与降雨量无明确关系。     

CA-Markov与LCM模型的黄河三角洲湿地变化模拟比较

为了了解黄河三角洲湿地景观类型演变最优模拟模型以及景观的变化趋势,本文采用1996、2006、2016年3期黄河三角洲分类影像,分别利用CA-Markov、LCM、2种模型叠加开展变化模拟。研究发现：① 在相同驱动力因子影响下,空间模拟上LCM比CA-Markov好,数量模拟上,CA-Markov比LCM更贴合,对于变化较大研究区,综合2种模型优势来模拟该湿地变化最佳;② 对于较强的人为、自然灾害干扰,会对模拟精度有影响。在LCM模型中,驱动力相同情况下,生成适宜性图像的转移子模型数量越多,模拟精度越高。对于CA-Markov模型,比例误差系数适宜的设置对数量模拟的精度也有提升;③ 在保持2006-2016年的变化趋势下,综合2种模型模拟的2026年自然湿地面积1252.69 km ²,人工湿地面积1265.00 km ²,非湿地面积924.51 km ²。从2026年黄河三角洲模拟的结果可看出,自然、非湿地的面积减少,人工湿地大量的增加并不断向浅海区域扩张。通过对黄河三角洲湿地变化进行预测分析,可为湿地资源的合理有效利用与管理等提供科学依据。     

黄河三角洲湿地景观格局动态变化分析

在RS和GIS技术的支持下,以黄河三角洲1986,1996,2006年的三期TM影像为数据源,利用遥感图像处理软件对近代黄河三角洲湿地信息进行了提取.借助于地理信息系统软件和景观生态学软件,我们对20年来黄河三角洲湿地景观格局的动态变化,以及影响其格局动态变化的驱动力进行了分析.结果表明:(1)近20年来,人工湿地面积有了大幅度的增加,而天然湿地的比重在降低.其中,滩涂和柽柳灌草丛景观明显萎缩.(2)一些重要的景观格局指数的计算结果表明,20世纪90年代以来,黄河三角洲湿地景观斑块个数、香农多样性指数、香农均匀度指数一直在增加.黄河三角洲湿地景观的破碎化程度在加剧,斑块类型更加多样化,湿地景观中没有明显的优势类型且各斑块类型在景观中均匀分布.(3)湿地与湿地、湿地与非湿地之间发生着类型转化.其中,18.1%的芦苇草甸转化为农田;26.6%的翅碱蓬草甸转化为盐田;11.9%的芦苇沼泽转化为芦苇草甸.(4)在黄河三角洲湿地演化的过程中,受到自然和人为方面演化驱动力的共同作用.其中,自然因素主要有:黄河断流、泥沙淤积和自身演替动力等.人为驱动力主要为农田开垦、滩涂的开发与围垦、油田开发和人工建筑等.     

基于ANN-CA的银川平原湿地景观演化驱动力情景模拟分析

本文通过对湿地景观的时空动态发展过程其形成空间格局的分析,构建了基于ANN-CA的银川平原湿地景观时空模拟模型,并对湿地景观格局过程与主要驱动力因子间的响应关系进行了情景模拟。研究结果表明:年降水量对天然湿地中的河流湿地和湖泊湿地的驱动作用呈正相关关系,对水稻田和坑塘湿地的影响不显著;人口密度对人工湿地的驱动作用呈正相关,随着人口密度的增加,水稻田和坑塘向各个方向大面积蔓延,河流和湖泊等天然湿地的面积则逐渐减少;随着农业生产活动的加强、农业总产值的增加,河流和湖泊缓慢减少,水稻田和坑塘等人工湿地分布迅速扩张。     

RESPONSES OF WETLAND ECO-SECURITY TO LAND USE CHANGE IN WESTERN JILIN PROVINCE, CHINA

1IN TR O D U C TIO NEco-security is the state in w hich the resources,envi-ronm entand ecosystem s thatconcern people are secure(M Aetal.,2004;SH Ietal.,2004).O therw ise,w e calliteco-security problem or ecologicalrisk.The eco-se-curity isdraw ing the in…