珠江口红树林湿地演变与现状的遥感分析

1 Introduction Half of the mangrove wetlands in China are situated in Guangdong province (Wang and Chen, 1998). The province used to have various types of wild mangrove forests along its coastal areas. The rapid expansion of urban areas and the fast deve…     

珠江口近20年红树林湿地的遥感动态监测

应用多种规则相结合的专家系统方法,对珠江口地区3个时相的遥感图像进行分类,得到3个时相的红树林面积变化和空间分布变化。结果表明,从1988年到2002年珠江口地区红树林的整体面积变化是一种先降低再增长的趋势,但红树林类型由分散分布的天然林转变为集中分布的人工林,除淇澳岛、深圳河口地区还有大片的红树林外,其它地区的红树林基本消失。     

珠江口滨海湿地生态环境退化分析

2007和2008年秋季对珠江口滨海湿地进行了2个航次的现状调查,并选择了6条代表性断面进行现场观测和样品采集.结果显示:珠江口滨海湿地的水质污染严重,主要受化学需氧量和生化需氧量的污染,沉积物主要受铜、锌、镉、砷的污染较为严重,特别是铜污染,而且磨刀门断面很有可能存在镉污染源;高等植物主要分布在自然保护区和湿地公园,且以红树林为主;底栖生物多样性不高,均匀度一般.珠江口滨海湿地退化主要表现为天然湿地面积减少、湿地生产力不断下降和湿地环境状况持续恶化等.退化的主要原因是滩涂开发与围填海、污染物大量排放和过度捕捞与养殖等.     

珠江口滨海湿地景观格局变化分析

以专题地图和遥感影像为数据源,采集1986、1995和2005年珠江口滨海湿地数据,选取基于景观类型的景观聚集度指数、景观分维数和基于景观面积的景观多样性指数,从景观类型和景观水平研究珠江口滨海湿地景观格局变化。结果表明:(1)在各湿地景观类型中,面积占绝对优势的是浅海水域景观,面积增加最多的是养殖水面,减少最多的是水田。(2)受人为开发因素影响,湿地总面积持续减少,1986―1995年和1995―2005年湿地总面积相继减少20821hm2和55708hm2,分别相当于研究区总面积的5.3﹪和14.2﹪。(3)湿地景观变化具有显著时间异质性,类型分布具有显著的空间异质性。人为开发和分割湿地景观导致各景观类型聚集度指数不同程度降低,而景观分维数增加,景观多样性指数先小幅增加后大幅下降。(4)湿地景观格局的变化导致湿地整体质心坐标经历了先向北移动0.4km,后向东南迁移6.1km。前后两个时期相比,湿地面积减少速度和质心迁移速度在后期明显加快,由此反映出岸线以上陆域湿地正在加速退化。研究珠江口滨海湿地景观格局变化,可为保护和长期规划珠江口滨海湿地提供科学依据。     

珠江口淇澳岛红树林湿地变化及调控对策研究

对珠江口内伶仃洋淇澳岛红树林湿地的变化及其驱动力进行了分析。采用的方法包括收集部分历史资料、三个时相段红树林的遥感图像监测和实地样方调查。根据 2 0 0 4年最新遥感测算 ,大约有 2 0 0hm2 红树林生长在该岛 ,这些红树林是珠江口重要的生态系统 ,但已受到强烈人为干扰。在过去近 2 0年里 ,约 77hm2 的天然红树林被毁掉 ,用于水产养殖、城镇基础设施建设。近些年来研究区红树林面积不断增加 ,尤其是自 1999年实行红树林人工恢复工程以来 ,新引种的红树林 (无瓣海桑Sonneratiaapetala)得以重建。但是淇澳岛红树林斑块的空间格局和种的构成发生了变化 ,红树林群落植物多样性明显减弱。在综合分析基础上 ,根据生态系统管理的思想 ,提出了以构建典型的红树林生态序列和红树林湿地植被多样性为目标的淇澳岛红树林湿地生态系统恢复和建设的建议。     

红树林湿地健康评价指标体系

根据红树林湿地健康的内涵及红树林湿地特征,分析红树林湿地结构与功能的关系,阐明影响红树林湿地健康的要素,确定健康评价指标选取的原则。在此基础上应用层次分析法(Analytical Hierarchy Process),构建红树林湿地健康评价指标体系。健康评价指标体系由目标层、要素层、要素亚层和指标层4个层组成,其中要素层包括植物群落结构、生物安全性、生境的完整性与稳定性、生境理化性质、生物因子指标5个方面,指标层包括物种组成、物种丰度、建群种比例郁闭度、龄组结构、更新等级等41个指标。     

红树林名称与红树林湿地保护

红树林保护刻不容缓,但目前的保护现状并不乐观,尤其是在忽视其湿地本质和生态系统的情况下,单纯的有林地保护现象甚为突出。针对以上问题,从红树林名称入手指出红树林的林学渊源,理清概念,分析保护现状,并从生态系统的角度阐述了红树林湿地结构和功能的整体性,探讨和呼吁科学的管理和保护。     

非均质条件下珠江口潮汐湿地地下水流动特征

开展非均质条件下潮汐湿地中地下水流动特征研究,成为深入揭示潮汐湿地水循环及物质循环过程的重要前提。以广州南沙区的河畔潮汐湿地为对象,基于放射性氡同位素示踪技术考察含水层非均质情况下地下水的流动特征。结果表明：1）研究区介质干容重、介质孔隙度和介质氡释放（E_{rn}）呈现空间异质性,介质氡释放是导致介质氡平衡能力（[R_n{]}_{gw}）呈现显著空间异质性（2 210.15~7 700.33 Bq/m³）的主要因素。2）非均质条件下地下水流动呈现显著的分区特征,根据氡的比活度可以划分为快速流动区和滞留区。其中,快速流动区地下水氡比活度较小,观测期内平均值为1 522.39 Bq/m³,地下水呈现由陆向海近似“U”型的流动模式。滞留区地下水氡比活度显著增大,观测期内平均值为3 858.40 Bq/m³,地下水受潮汐作用而滞留更久。滞留区地下水流动状态受潮高差影响,潮高差越大,潮汐对湿地地下水的整体驱动力越大,滞留区地下水渗出相对容易,反之滞留区地下水渗出较难。由此可见,潮汐湿地含水层介质的空间异质性是影响地下水流动特征的关键因素。     

我国红树林湿地研究进展

红树林湿地是分布于亚热带、热带滨海地区的典型湿地，具有其它湿地类型所不具备的特殊的演化过程，形成独特的水文、土壤和植被特征。由于人类活动的影响，近年来，我国红树林湿地出现了面积锐减、生态系统结构简化、生物多样性降低、生态功能退化等严重问题，使红树林湿地的可持续利用面临严重挑战。从湿地生态、湿地功能及湿地开发利用、保护与管理等方面评述我国红树林湿地生态系统的研究现状，探讨我国红树林湿地未来研究的主要科学问题，进而明确红树林湿地可持续利用研究的方向和途径。     

人为干扰对滨海红树林湿地的影响

红树林是热带和亚热带的重要滨海湿地类型,在维护海岸生态平衡方面有独特的作用。国内外学者对人为干扰红树林湿地进行了广泛研究,这些人为干扰可分为6个类型,包括具有显性影响的土地利用转化、城市化及工业化、木材及薪材过度利用和具有隐性影响的污染物排放、林内挖捕、林内禽畜放养。具有显性影响的干扰类型较容易得到重视与研究,具有隐性影响的干扰类型往往被忽视,而这些隐性影响也严重地危害红树林湿地的健康。针对这些人为干扰,提出了保护滨海红树林湿地的有效管理措施。     

珠江口湾区海岸线及沿岸土地利用变化遥感监测与分析

利用遥感、GIS技术对珠江口湾区1960~2012年海岸线以及海岸带土地利用进行监测,通过定量化、空间化方法监测海岸线和土地利用的时空变化,并分析二者的关系,进而探究珠江口湾区海岸线变迁的原因。研究结果表明,1960~2012年,珠江口湾区海岸线长度由1 134.95 km增至1 508.02 km,在此期间,湾区新增的陆地面积为878.11 km²;从空间上看,广州、珠海及深圳市在珠江口五市中不仅海岸线增长幅度较显著,新增陆地面积也较大; 1960~2012年,珠江口湾区建设用地扩张幅度非常大,增长了33.05倍,城镇建设和农业发展等人类活动是52 a来珠江口湾区海岸线发生显著变化的重要原因。     

Inventory of mangrove wetlands in the Pearl River Estuary of China using remote sensing

Mangrove forests have important ecological functions in protecting the environment. However, the mangrove wetlands have been largely lost because of intensified human activities in the study area. Remote sensing can be conveniently used for the inventory of mangrove forests because field investigation is very difficult. In this study, a knowledge-based system is developed to retrieve spatio-temporal dynamics of mangrove wetlands using multi-temporal remote sensing data. Radar remote sensing data are also used to provide complementary information for the quantitative analysis of mangrove wetlands. Radar remote sensing is able to penetrate mangrove forests and obtain the trunk information about mangrove structures. The integration of radar remote sensing with optical remote sensing can significantly improve the accuracies of classifying mangrove wetland types and estimating wetland biomass.     

黄河三角洲刁口河流路湿地恢复遥感监测与评价

利用卫星遥感技术对生态调水及湿地恢复进行实时动态监测, 不仅可以及时掌握宏观地表的快速变化, 还可以为长期的区域生态效应评价提供支持。基于国产自主环境一号小卫星遥感数据, 对2010 年黄河三角洲生态调水暨刁口河流路恢复过水试验进行动态监测和初步评价。研究表明, 刁口河流路恢复过水后, 原废弃河道过流条件得到提高, 部分被开发利用的河滩地得到恢复, 水文条件好转, 河流水面面积总体上增加了526 hm², 有利于河道生态条件的改善。通过对湿地引水修复, 自然保护区试验区块共有437 hm²的退化湿地得到了较大程度的改善。同时, 湿地景观多样性提高, 对维持区域景观多样性、改善鸟类栖息地质量具有重要意义。研究结果表明, 国产环境一号卫星遥感数据能提供丰富的地面信息, 其数据具有较高的时间分辨率, 可以作为中国湿地调查和监测的重要数据源。考虑到大尺度调水和湿地恢复对区域生态环境的影响是一个长期的过程, 今后应进一步挖掘环境一号卫星现有波段的光谱信息, 对湿地恢复进行长期跟踪监测, 为湿地恢复生态效应综合评估提供技术支撑。     

长江口水域多光谱遥感水深反演模型研究

利用Landsat-7 ETM 遥感影像反射率和实测水深值之间的相关性可以探测水深。该文介绍单波段、双波段比值和多波段3种线性回归模型以及动量BP人工神经网络水深反演模型。选择长江口北港河道上段作为研究区,利用上述模型,分两种情况进行水深反演:一是以河道全部历史样本建模;二是将河道按自然水深划分为浅水区和深水区分别建模。结果表明:神经网络模型预测精度高于线性回归模型;水深分区后线性回归和神经网络模型预测误差均有所减小。     

基于多类型无人机数据的红树林遥感分类对比

使用固定翼无人机、消费级旋翼无人机和专业级旋翼无人机获取广东珠海淇澳岛红树林保护区多类型无人机遥感影像,使用基于面向对象分类的K-最近邻与随机森林分类器对研究区影像进行红树林树种精细分类和对比分析,并探讨了不同类型无人机平台在红树林资源调查应用中的优缺点。结果表明：1）固定翼无人机、消费级旋翼无人机和专业级旋翼无人机数据使用K-最近邻法的分类精度分别为：73.8%、72.8%和79.7%;使用随机森林法的分类精度分别为：81.1%、84.8%和89.3%。3种平台类型的无人机数据均适用于红树林精细分类研究,对于无人机红树林遥感数据,随机森林的分类方法优于K-最近邻方法。2）以拍摄面积与用时之比估算采集效率,固定翼无人机、消费级旋翼无人机和专业级旋翼无人机分别为0.036、0.013和0.003 km2/min。固定翼无人机的采集效率具有明显优势。3）固定翼无人机适合大范围红树林数据采集,要求较高;消费级旋翼无人机适于获取小范围精细数据,成本低且易学易用;专业级旋翼无人机适合搭载质量稍大的如成像光谱仪、LiDAR等专业传感器获取多源数据。最后给出了无人机在红树林遥感研究中的注意事项和建议。     

湿地生态系统雷达遥感监测研究进展

湿地是地球上最具生产力和最富生物多样性的生态系统之一。湿地具有很高的资源价值、经济价值、环境效益和多种生态功能。湿地研究己成为当前地理科学、环境科学和生态科学等多学科交汇研究的一个热门领域。目前国内外在对湿地研究过程中,采用遥感技术的关注焦点已逐渐从光学遥感转移到雷达遥感上。采用雷达遥感数据监测湿地的研究,经过了20—30年的研究历程,虽取得了一定的研究成果,但是面对复杂性较为突出的湿地生态系统来说,仍有诸多问题需要深入研究。本文从雷达遥感系统的主要参数波长、极化、入射角,以及湿地雷达遥感监测的主要相关专题时相、环境影响和采用的分析技术方面,回顾了国内外主要地理科学文献上发表的相关研究成果,并总结分析了研究结论和研究发展趋势。     

珠江河口滩涂湿地的问题及其保护研究

珠江河口滩涂湿地是河口淤泥质淤长型湿地，它的自然特性和生态特点为河口生物资源多样性提供了生存和繁衍增殖的基础条件。随着珠江流域经济社会的发展，珠江河口滩涂湿地面积不断减少，同时还面临各种不可忽视的危机和问题。现以珠江流域水土资源开发利用和管理保护的视角研究珠江河口湿地保护的基本措施，建议加大依法保护河口滩涂湿地，科学利用滩涂湿地岸线，合理划分滩涂湿地的功能，动态研究河口湿地生态的发展，进一步保护河口湿地自然生态和生物多样性，使人与滩涂湿地和谐相处。     

基于多源遥感的广东镇海湾红树林演变分析

利用4 期多源遥感数据（包括1970 年的美国间谍卫星DISP KH-9 数据、1999 年的SPOT-2 全色数据、2007 年的ALOS 多光谱数据和2015 年国产的资源三号数据）,结合红树林湿地资源的空间分布特征及先验知识,基于面向对象的多尺度分割提取红树林植被斑块,采用目视解译获取多时相红树林空间分布精确信息。结果表明：1970、1999、2007 和2015 年镇海湾红树林有林地面积分别为931.4、615.3、678.5 和783.7 hm²,红树林面积呈现出先减少后增加的趋势。1970―1999 年,该区域以原生红树林被破坏为主,仅有5.7%的原生林被保存下来。1999―2015 年,红树林的人为破坏与人工修复现象并存,但总体上破坏程度有所降低;其中1999―2007、2007―2015年间红树林面积分别增加了63.2 和105.2 hm²。养殖塘侵占和人工恢复种植的综合影响,以及海岸线周边人为活动变化是驱动红树林有林地时空变化的主要因子。最后,提出了一系列有针对性的红树林保护与发展的措施,为合理地开发和更好地保护红树林资源提供决策支持。