黄河三角洲湿地景观格局变化特征研究

运用3S技术和景观生态学原理,通过对景观类型面积、斑块数目、斑块百分比、最大斑块所占景观面积的比例、分维数、破碎度指数、景观多样性指数、均匀度指数、优势度指数、蔓延度指数的计算,对黄河三角洲湿地2004—2009年生态景观的动态变化进行了研究。结果表明,黄河三角洲湿地景观的基质类型是养殖池,研究期内异质性降低,破碎度呈减少趋势。     

基于RS和GIS大连瓦房店市滨海湿地景观格局的变化研究

文章基于RS、GIS和景观生态学,利用LANDSAT 5 TM影像为主要数据源,结合土地利用现状数据对大连瓦房店市1995年和2009年两个时期卫星遥感影像进行解译分析,得出瓦房店市滨海湿地类型分布图和各类型面积转移矩阵.在FRAGSTATS软件支持下,运用景观格局指数模型,从斑块类型水平和景观水平两个方面来分析瓦房店市滨海湿地景观格局变化.结果显示:①在整个研究期内,受人为因素影响严重,自然湿地面积大幅度下降,尤其是临海林地和临海草地降幅最大,分别下降7.47％和8.88％.相比之下,人工湿地面积比例有所增长,是因为大面积的围海养殖造成.14年间,滨海湿地面积巨缩,面积比例下降11.48％;相反,非湿地面积从43.38％上升到54.86％,占据研究区面积一半以上.滨海湿地面积减少,是由于湿地大面积转化为了非湿地.②湿地受滩涂围垦养殖、城镇建设的高度干扰,总体景观斑块个数、斑块密度、多样性指数和均匀度指数都上升,景观蔓延度指数下降,表明景观格局破碎化程度较大,斑块呈现不规则状态,景观异质性变大.其中,临海林地和沼泽地斑块个数涨幅较大,斑块密度和斑块分维指数有一定上升,在自然湿地中这两种类型景观破碎化程度最大.坑塘养殖斑块个数增加了37块,面积增长10 645.29 hm2,是因为这段时间内大规模发展水产养殖.在人为活动影响下,水田景观结构变化也较大,由分散的、小面积的水田统一管理为大面积的聚集的水田景观.与水田相反,整个滨海湿地景观由于高度破碎化,湿地景观由面状、线状向簇状、散点状和条带状方向变化的趋势.     

50年来北海市滨海湿地景观格局变化及其驱动机制

以1955~2004年遥感影像为数据源,结合野外调查,运用景观生态学原理,研究50 a间北海市滨海湿地的景观格局及其动态变化。结果表明,50 a间北海市滨海湿地呈整体退化趋势,潮间砂质海滩、潮间淤泥质海滩、红树林滩、小型岛屿湿地减少;景观格局指数显示1977年、1998年是北海市滨海湿地较明显变化的拐点。1977年人类活动影响增加,滨海湿地稍有退化,湿地景观多样性指数减小,优势度指数增加,均匀度指数减小、景观总面积指数降至最低值。1988年湿地保护力度加大,湿地略为好转,景观多样性指数、优势度指数、均匀度指数则呈相反规律。1998年湿地受到的极端气候灾害、人类干扰程度加大,平均斑块分形维数下降,斑块密度指数、景观斑块数破碎化指数呈最高值。湿地景观格局指数的变化,反映了围垦改造、互花米草的生物入侵、城市污染、极端气候灾害等对景观格局的影响,人类活动是北海市滨海湿地景观格局变化的主要驱动因子。     

长江口滨海湿地景观格局变化及其驱动力分析

长江口地区是我国经济比较发达的地区之一,滨海湿地为该区的发展提供了大量的后备土地资源和生态资源。通过对长江口地区的实地调查,将该区滨海湿地分为光滩沼泽、潮间沼泽、河口和浅海水域、河流湿地、湖泊湿地5种自然湿地景观,水塘、水田、水库3种人工湿地景观及居民地、建筑用地等非湿地景观类型。在景观分类的基础上,以1986年和1995年的TM影像、2005年的SPOT影像为主要材料,结合其他数据资料,利用相关软件生成了长江口滨海湿地的景观分布图。运用景观生态学原理,选择了景观斑块数(NP)、景观多样性指数(H)、优势度指数(D)、景观形状指数(LSI)等几个生态意义比较明确的景观格局指数来分析研究区景观格局的变化特征,并分析了该区景观格局变化的驱动因素。结果表明:1986~2005年,长江口滨海湿地的面积增加了5.81个百分点;景观斑块数(NP)由1986年的2 213块增加到2005年的2 667块,增加了20.51个百分点;景观多样性指数(H)由1986年的1.730 9上升为2005年的1.876 5;优势度指数(D)自1986年的1.122 7上升为2005年的1.293 4;景观形状指数(LSI)自1986年的44上升为2005年的48。其中面积的增加主要是长江所携带的泥沙在长江口不断淤积的结果,泥沙的淤积同时造成了长江口滨海湿地景观格局的变化,但是目前由于三峡大坝的截流和长江中上游植被面积的增加,长江携带的泥沙明显减少,使得长江口淤积速率有所减慢。上述几个景观指数的变化表示长江口滨海湿地的景观破碎化程度在加剧,景观格局在时间序列上也存在明显差异,调查研究表明,自然驱动力和人为驱动力同时作用于该区景观格局的变化。近20年来,随着经济的发展、人口数量的增加、围垦等活动的加剧,人类活动对研究区的改造导致了自然湿地的面积相对减少,滨海湿地的生态功能不断下降。     

江苏盐城滨海湿地景观格局演变及其驱动因素分析

为揭示滨海湿地景观格局演变及其驱动因素,有效解决滨海湿地生态环境发展不平衡等问题,本文根据盐城滨海湿地遥感影像数据,利用景观格局指数法定量化分析景观中斑块的面积和空间格局特征,并采用Logistic回归模型定性分析驱动因子影响规律。结果表明：1)近25年来,盐城滨海自然湿地面积持续下降,人工景观面积总体增长,大面积的自然湿地向人工景观转变;2)自然湿地斑块破碎化明显,形状趋于不规则,分布稀疏,整体景观水平指数变化复杂;3)由Logistic回归分析可知社会经济因素对自然湿地退化贡献率Wald最显著,人口数量增长及地区经济水平不断提高是导致自然湿地持续退化的主要原因,而气温升高与降水量减少也导致了自然湿地退化。     

盐城海岸带湿地景观格局变化研究

利用4个时相的陆地卫星遥感影像及相关资料,在遥感和地理信息系统技术支持下,对盐城国家级自然保护区的核心区和缓冲区进行了景观格局分析。结果表明,从1988~2002年,淤泥质滩涂面积增长了13.33%;分形维数从1.0991上升到1.1166,蔓延度指数从76.4426下降到53.1142,表明研究区形状趋于规则,人为干扰程度增大,景观有破碎有上升的趋势,该边缘生境异质性在逐步增强;人类对滩涂的影响增加,逐渐成为影响该生态系统的主要力量。     

辽河口湿地景观格局变化特征与驱动机制分析

在GIS/RS技术与景观格局分析软件FRAGSTATS的支持下,利用1988、1995、2001和2007年的4期TM遥感影像数据,对辽河口地区的湿地景观格局的动态变化特征进行了定量分析。结果表明:自1988年以来,辽河口地区的湿地类型发生了重大变化,主要表现在大量的自然湿地转化为人工湿地或人工景观,具体表现在转化为建筑用地、水稻田、养殖区。驱动力分析表明:年平均气温升高,降水量的减少是导致辽河口地区湿地变化的主要自然因素;人口的急剧增长,经济开发等人类干扰是引起变化的主要驱动力。     

鸭绿江口滨海湿地景观格局变化及驱动力分析

通过RS和GIS技术获取1995-2014年20年间共10期鸭绿江口滨海湿地遥感影像并建立湿地分类系统,利用面积转移矩阵和景观格局指数对该地景观格局变化进行分析,利用双重筛选逐步回归探讨驱动力机制。结果表明:滩涂、临海草地和芦苇面积一直减少,面积分别减少80.736 3 km~2、55.189 8 km~2、3.303,建设用地、水稻田、人工盐沼面积一直在增加,其面积分别增加42.285 6 km~2、22.512 6 km~2、10.286 1 km~2,临海林地和其他用地面积呈现先减少后增加的趋势。各类湿地类型在斑块数量上存在不同的变化,湿地景观的分布均匀程度、多样化和复杂性都先增后减,破碎化程度和聚集度、延展度先增后减。气候、水文等自然原因是影响各类滨海湿地景观变化的基础,人口增长、经济发展、城市化水平提高、科技进步等人为原因是该地景观变化的主要驱动因素。     

基于GIS/RS的旅顺滨海湿地景观格局时空动态变化研究

文章以地理信息系统与遥感作为技术支持,以2000年和2009年两个时相的ETM/TM影像为主要数据,以马尔科夫模型为预测方法,对旅顺滨海湿地景观格局的演变趋势进行了分析和预测。研究结果表明,旅顺滨海湿地景观总体呈减少趋势,主要转化为建设用地,滨海湿地景观受到了人类活动的严重干扰。预测到2020年海岸湿地将减少331hm2,到2030年将减少571hm2,减幅分别高达到23.6%和40.7%,湿地保护形势非常严峻。     

基于犌犐犛／犚犛的旅顺滨海湿地景观格局时空动态变化研究

文章以地理信息系统与遥感作为技术支持,以2000年和2009年两个时相的ETM/TM影像为主要数据,以马尔科夫模型为预测方法,对旅顺滨海湿地景观格局的演变趋势进行了分析和预测。研究结果表明,旅顺滨海湿地景观总体呈减少趋势,主要转化为建设用地,滨海湿地景观受到了人类活动的严重干扰。预测到2020年海岸湿地将减少331 hm2,到2030年将减少571 hm2,减幅分别高达到23．6％和40．7％,湿地保护形势非常严峻。     

基于双路图卷积的黄河三角洲湿地地物分类研究

黄河三角洲湿地地物精确分类对湿地资源的保护、开发和利用具有重要意义。目前的湿地分类算法大多存在着全局信息利用不足,地物类型边界不易区分等问题,导致分类精度不高。针对此问题,本文提出了基于双路图卷积的黄河三角洲湿地地物分类算法,包括图结构数据构建模块、特征提取与融合模块两部分。图结构数据构建模块,设计欧式图表示光谱值之间的绝对差异,衡量不同地物类型,设计余弦图表达不同像素光谱波形之间的差异,用以区分不同的地物边界;特征提取与融合模块,利用图卷积聚合全局信息,对欧式图利用双层图卷积进行特征提取,对余弦图使用图U-Net网络进行特征提取,之后将两个特征融合,得到同时具有光谱值绝对差异和光谱波形差异的融合特征,最后进行分类。在CHRIS和GF5两个数据集的实验结果表明,本文所提算法在黄河三角洲湿地地物分类中取得了具有竞争力的分类结果。     

基于GF-1 WFV影像的黄河口湿地植被盖度估测及分析

植被盖度是植被生长状况的重要定量指标,而目前开展的植被盖度遥感估测工作主要集中在陆地区域,对河口湿地植被盖度遥感估测工作比较少见。本文基于国产GF-1 WFV遥感影像开展了黄河口湿地植被盖度估算,并结合植被类型、土壤盐度和植被指数分布状况开展了植被盖度分布特征分析,得到如下结论:（1）基于GF-1 WFV卫星影像的NDVI、SRI、SAVI、MSAVI和DVI 5种植被指数,分别建立植被盖度估测模型,其中基于NDVI、SRI、MSAVI和DVI 4种植被指数建立的多变量线性回归模型估测精度最好,其决定系数（R2）最大,为0.904,均方根误差RMSE最小,为0.14;（2）植被盖度估算模型的精度与植被盖度本身有一定的关系,其中各植被盖度回归模型中,盖度大于0.8时估算精度要优于盖度小于0.6的区域,RMSE最大相差0.04;（3）以潮滩碱蓬和潮滩芦苇为主的植被覆盖区属于低植被盖度区,盖度位于0.03~0.5,盐度在1.5 g/L左右;芦苇草甸、互花米草和柽柳灌丛植被覆盖区属于高植被盖度区,盖度位于0.8~1.0,其中芦苇草甸土壤盐度小于1.2 g/L,柽柳灌丛土壤盐度在1.4~2.0 g/L,在高盖度植被区混生有中等盖度的植被,盖度在0.5~0.8,土壤盐度在1.8 g/L左右。     

典型高光谱图像端元提取算法在黄河口湿地应用评价研究

端元提取是混合像元分解的基础,也是高光谱遥感的研究热点。对于特定区域的高光谱图像应该使用哪种端元提取算法,需要对各种端元提取算法进行客观地评价。作者针对黄河口湿地CHRIS高光谱图像,使用了重建图像与原图像的均方根误差、有效端元数量两个指数对PPI、N-FINDR、VCA、OSP、IEA和SISAL六种典型的端元提取算法进行了评价。结果表明,SISAL算法重建误差最小,仅有其他算法误差的10%~28%;OSP算法识别了具有物理意义的6种有效端元,多于其他算法识别的地物类型,而SISAL算法识别的端元缺乏物理意义。     

黄河三角洲河口区滨海湿地面积动态变化与影响因素分析

采用遥感和地理信息系统技术,根据遥感影像数据和实测水深数据,分析了现代黄河三角洲河口区滨海湿地面积的变化规律,并计算了研究区湿地面积与黄河入海沙量之间的相关性。结果表明,黄河改道清水沟流路初期,三角洲河口区滨海湿地面积呈快速增长之势,但滩涂面积变化较复杂,1996年实施清8出汉工程后,低潮线至水下-2,-5和-6m湿地...     

黄河三角洲湿地高光谱遥感研究进展

黄河三角洲湿地是我国暖温带最广阔、最完整、最年轻的滨海湿地,是黄河流域生态保护和高质量发展的重要组成部分,具有重要的生态保护和科学研究价值。物种多样、生境复杂、变化剧烈是黄河三角洲湿地的重要特点,高光谱遥感是黄河三角洲湿地生态监测的重要技术手段。本文首先阐述了高光谱遥感在河口湿地开展植被、土壤和水质等基本要素监测方面的优势,之后重点综述了其在黄河三角洲滨海湿地开展植被遥感监测、土壤参数反演和水质参数反演的研究进展,最后基于黄河三角洲湿地生态监测现状,提出了高光谱遥感的未来需求和发展展望。     

基于生态系统服务的黄河三角洲生态风险评估研究

生态安全与人类福祉密切相关,因此量化区域生态风险能够有效地对高风险地区进行防范,同时更利于区域可持续发展。本文通过InVEST模型测算黄河三角洲区域1990年、2000年、2010年、2020年生态系统碳存储、生境质量和土壤保持3种生态系统服务的物理量,根据测算结果构建生态风险评估模型,在此基础上对黄河三角洲生态风险进行时空格局演变特征分析。结果表明:1)黄河三角洲区域生态系统服务整体弱化,在建设用地、水域等区域最为明显。2)1990—2020年黄河三角洲区域碳存储整体呈现内陆高沿海低的空间格局,生境质量空间波动范围增大,土壤保持能力降低。3)黄河三角洲区域生态风险有上升趋势。沿海水域及建设用地区域受风险概率较大,而林草地等植被覆盖区域生态风险低。研究结果可为黄河流域生态保护和高质量发展提供决策支持与参考。     

黄河三角洲浅海滩涂湿地鸟类多样性调查研究

1 996— 1 998年、1 997— 1 999年分别对黄河三角洲及其湿地鸟类多样性进行了全面调查 ,分析了浅海滩涂湿地鸟类种群组成、区系组成、季节居留型 ,研究了鸟类多样性及其特点 ,确定了鸟类多样性分布中心 ,提出了加强鸟类多样性保护的建议     

基于光谱-空间联合Transformer模型的黄河三角洲湿地高光谱影像分类

黄河三角洲湿地地物类型在光谱曲线上差异较小,且在空间上分布零散,呈破碎化特性。现有的分类方法受限于局部感受野难以捕捉到图像的长距离依赖关系,导致在黄河三角洲湿地高光谱影像中分类精度不理想,针对此问题,本文提出了一种光谱-空间联合Transformer模型。光谱和空间支路分别以光谱向量和空间邻域为输入,基于自注意力机制提取全局光谱和空间特征,在两个支路引入多阶特征交互层,实现浅层边缘信息和深层语义信息的融合,最后采用自适应相加的方式将两路特征融合,送入分类器实现最终分类。本文在黄河三角洲湿地高分五号GF-5和CHRIS两幅高光谱影像上验证方法的有效性,实验结果表明,该方法显著提高了湿地分类的精度,在选用3%的样本训练条件下总体精度分别达到了90.90%和94.17%,优于其他分类方法。研究结果可实现黄河三角洲湿地地物类型的高精度分类,为湿地的保护提供技术支持。     

生物活动对黄河口潮滩表层沉积物扰动作用的研究

以螃蟹扰动作用下黄河口刁口地区潮滩表层沉积物为例,对沉积物的物理力学性质及其运移进行了试验研究,结果表明:螃蟹扰动作用使表层20 cm以内沉积物的含水率明显增加,渗透性略有提高,表层30 cm以内土体贯入强度降低,下层土体贯入强度增高;螃蟹每日掘出的细粒物质达502.08 g/m2(干重),远大于螃蟹洞穴在涨落潮过程中所捕获的细颗粒物质,并使潮滩表层沉积物细化。从螃蟹扰动对沉积物组成、性质和运移产生的作用,可以得出生物活动对黄河口潮滩的稳定性具有一定的影响。     

黄河三角洲湿地生物多样性及其保护

黄河三角洲湿地是典型的滨海河口湿地,重要的鸟类栖息地、繁殖地和中转站,具有典型的原生性、脆弱性,稀有性等特征,其生物资源丰富,有各种野生动物1 543种,种子植物393种,鸟类283种,其中属国家一级重点保护鸟类有9种,属国家二级重点保护鸟类有41种.该湿地的研究和保护,可以为生物多样性保护,特别是鸟类保护提供巨大支持.黄河三角洲自然保护区的建设为湿地及其生物多样性的保护和可持续利用创造了良好的条件和平台.近年来的调查发现,三角洲区域油田开发对湿地的影响正在逐步减少,自然保护区管理局先后实施的一系列工程,使生态环境得到明显改善,区内鸟类种类和数量明显增加,黄河三角洲在湿地生物多样性保护中的地位和作用也在进一步加强.