基于RS、GIS技术的扎龙沼泽湿地景观格局变化分析

本文以1986年、1999年、2002年的扎龙区域Landsat TM影像为数据源,利用RS、GIS技术分析了扎龙地区沼泽湿地16年的空间格局变化。选取景观破碎化指数、分形维数、分布质心等景观指数进行计算分析,同时研究了不同地区中沼泽湿地面积相对于总的沼泽湿地面积的变化情况。结果表明扎龙区域沼泽湿地的破碎化程度在加深,斑块形状变化不大,其质心位置向西北偏移,西北部的沼泽湿地不如东南部稳定,受到的人为影响更大。     

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.     

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。     

1990年以来4个时期四川省湿地的面积、景见旨数及其变化

以1990年、2000年、2010年和2015年的Landsat TM/ETM+/OLI影像为数据源,在遥感和地理信息系统技术的支持下,研究了4个时期四川省湿地的面积、景观指数及其变化。研究结果表明,与1990年相比,2015年四川省的湿地总面积减少了29 744.84 hm^2,其中,沼泽湿地面积减少了63 619.19 hm^2,河流湿地面积减少了27 742.60 hm^2;人工湿地面积增加了63 249.19 hm^2;四川省的湿地主要分布在川西北高原湿地区,最主要的湿地类型是沼泽湿地。随着时间的推移,4个时期四川省的湿地斑块数量、斑块密度和香农多样性指数在波动增大,而最大斑块指数在波动减小,面积加权平均斑块分维数变化不大;四川省的湿地向斑块破碎化、形状规则化和类型多样化方向发展。     

1987年以来4个时期武汉市湿地面积、分布和变化

以1987年、1996年、2005年和2017年Landsat TM/OLI影像为数据源,采用动态度模型和平面空间质心分析方法,研究了4个时期武汉市各类型湿地面积及其变化和质心分布动态。研究结果表明,4个时期武汉市湿地总面积总体上在减少,其中湖泊面积减少幅度最大,与1987年相比,2017年其面积减少了299.75 km~2;4个时期天然湿地中的内陆滩涂和沼泽面积的单一和双向动态变化度都较高;人工湿地中的库塘/沟渠面积的双向动态变化度较高;湖泊质心向东南方向迁移5.39 km,沼泽质心向西南方向迁移12.15 km,河流质心向东北方向迁移0.20 km,建设用地质心向西北方向迁移了3.00 km;武汉市天然湿地的萎缩与建设用地的扩张密切相关。     

高原湿地若尔盖国家级自然保护区景观变化

以1990年和2000年及2007年landsat5 TM影像解译出的景观格局图为主要数据源,应用FRAGSTATS软件对景观斑块数、斑块面积百分比、Shannon多样性指数和Shannon均匀度等7个景观格局指数及景观类型转移矩阵定量,分析近20年来若尔盖保护区景观格局动态变化及其驱动因子.结果表明:17年来,若尔盖国家级自然保护区的斑块数、斑块面积百分比、聚合度、Shannon多样性指数和Shannon均匀度都发生了较大变化,景观尺度下退化沼泽为景观基底占优势的景观类型,2007年占全区总面积比例48.05%,该区在人类活动影响下,景观破碎度和异质性先降低后期增加,优势度增加后降低.1990～2000年,湖沼和河流水面积减少,沙地治理,退化沼泽、草甸和灌木面积分别增加了1 978.60 hm2、2 559.09 hm2和824.27 hm2,2000～2007年,湖沼水面积仍在退缩,退化沼泽、草甸类的草场面积持续增加,沙地显著增加1 945.90 hm2.气候变暖叠加人为排水疏干、过度放牧、无序旅游、管理局的保护管理及基础建设等是保护区湿地景观格局变化的主要驱动因素.     

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。     

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。     

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。     

1974～2007年若尔盖县湿地变化研究

选取1974～2007年期间的5期多源遥感影像数据作为数据源,在解决多源遥感影像(MSS、TM、ETM+和CBERS影像)和多时相(1月、6～9月)影像数据的遥感分类问题上,以模糊物元理论来解释多数据源和多时相数据之间的关系,设计关联函数概率转化的多源遥感数据分类物元模型,利用该模型得到了若尔盖县湿地区1974～2007年期间的地物类型分布,并进行了变化检测和概率修正算法处理,揭示了1974～2007年若尔盖县湿地变化特征.2007年,若尔盖县各类型湿地的面积占湿地总面积的比例分别为河流和湖泊1.37％、泥炭沼泽4.23％、沼泽化草甸9.91％和湿草甸6.04％.1974～2007年期间,若尔盖县的河流和湖泊、泥炭沼泽、沼泽化草甸和湿草甸的面积在减少,以旱生植物为主的中、低覆盖度草地、居民点、建筑用地和沙地面积在增加.泥炭沼泽主要向沼泽化草甸、湿草甸演替.人为因素则是在较短时间尺度上影响湿地变化的主要驱动力.不确定性问题仍是遥感分类与变化检测存在的主要问题.     

基于图谱的4个时期若尔盖县湿地演变分区北大核心CSCD

以若尔盖县为研究区,利用2000年、2006年、2010年和2015年的遥感影像数据,采用面向对象分类方法,解译出4个时期的土地利用数据,提取各土地利用类型分布信息;根据合成的若尔盖县土地利用变化图谱,划分出4类湿地演变区;在此基础上,探究其影响因素。研究结果表明,随着时间的推移,4个时期若尔盖县的沼泽在持续退化,4个时期湿地稳定区的面积合计为1477.97 km^2,湿地变化区面积合计为1843.75 km^2;若尔盖县的湿地按照"水域→沼泽→沼泽化草甸→高寒草甸"发生退化演变或相反方向的演变,高寒草甸与沼泽化草甸间的互相演变是湿地波动变化区、趋水演变区和退化演变区最常见的湿地演变现象;人类活动是驱动若尔盖县湿地退化的关键因素。     

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。     

基于图谱的4个时期若尔盖县湿地演变分区

以若尔盖县为研究区,利用2000年、2006年、2010年和2015年的遥感影像数据,采用面向对象分类方法,解译出4个时期的土地利用数据,提取各土地利用类型分布信息;根据合成的若尔盖县土地利用变化图谱,划分出4类湿地演变区;在此基础上,探究其影响因素。研究结果表明,随着时间的推移,4个时期若尔盖县的沼泽在持续退化,4个时期湿地稳定区的面积合计为1 477.97 km~2,湿地变化区面积合计为1 843.75 km~2;若尔盖县的湿地按照"水域→沼泽→沼泽化草甸→高寒草甸"发生退化演变或相反方向的演变,高寒草甸与沼泽化草甸间的互相演变是湿地波动变化区、趋水演变区和退化演变区最常见的湿地演变现象;人类活动是驱动若尔盖县湿地退化的关键因素。     

长江、黄河源区高寒湿地动态变化研究

长江、黄河源区是中国湿地分布面积最大的地区之一,近年来湿地面积减少、功能退化引起了严重的区域生态环境问题。为了定量分析湿地退化过程,利用1986年的TM和2000年的ETM 卫星遥感数据,在GIS软件支持下,用景观格局指数对长江、黄河源区15a来湿地的分布和变化进行了研究。结果表明,15a间,长江、黄河源区湿地面积减少了2744.77km2,平均减少率为1.2%/a。长江源湿地的退化比黄河源明显。湿地主要是由高寒沼泽草甸湿地向高寒草甸湿地、裸岩裸土地和高寒草原演变,以及由水域向滩地转变。各湿地景观类型斑块数增加,破碎度和分维数提高,优势度降低,湿地景观空间结构趋于复杂,景观异质性增加。15a间研究区湿地生态服务价值降低了37.86×108元。气候干暖化是造成源区湿地变化的主要因素,人类活动加剧了这一进程。     

五个时期辽河三角洲滨海湿地格局及变化研究

以1982~2015年期间的5期10景辽河三角洲滨海湿地Landsat MSS/TM/OLI影像为主要数据源,在遥感和地理信息系统技术支持下,通过景观指数和各土地利用类型面积间的转移矩阵,对辽河三角洲滨海湿地景观格局及变化进行研究。研究结果表明,5个时期(1982年、1989年、2000年、2010年和2015年)辽河三角洲滨海湿地都以芦苇(Phragmites australis)淡水沼泽和水田为主要景观,芦苇淡水沼泽以大斑块分布在研究区的西部平原地带,水田以大斑块分布在研究区的东部。湿地类型之间的转变主要表现为自然湿地向人工湿地和人工景观转变。湿地景观破碎化程度加剧,优势度下降,趋于各斑块均匀分布。人类活动是导致辽河三角洲滨海自然湿地丧失和退化的主要原因。     

若尔盖高原泥炭沼泽二氧化碳、甲烷和氧化亚氮排放通量研究

2003～2005年,在每年的植物生长季,采用静止箱/气相色谱法,观测和计算了若尔盖高原泥炭沼泽温室气体CO2、CH4和N2O的排放通量.若尔盖高原泥炭沼泽平均CO2排放通量为203.22 mg/(m2·h),分别是沼泽化草甸平均CO2排放通量[348.31 mg/(m2·h)]的58%和放牧草场平均CO2排放通量[323.03 mg/(m2·h)]的62%;若尔盖高原泥炭沼泽平均CH4排放通量为2.43 mg/(m2·h),分别是沼泽化草甸平均CH4排放通量[0.29mg/(m2·h)]的8.4倍和放牧草场平均CH4排放通量[0.07 mg/(m2·h)]的34倍;若尔盖高原泥炭沼泽平均N2O排放通量为0.020 mg/(m2·h),低于沼泽化草甸平均N2O排放通量[0.037 mg/(m2·h)]和放牧草场平均N2O排放通量[0.056 mg/(m2·h)].     

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。     

胶州湾湿地景观格局变化特征

基于1985年、1995年、2000年、2009年和2014年的遥感影像,在遥感和地理信息系统技术的支持下,采用景观生态学的方法,对胶州湾湿地景观格局的演变特征及驱动因素进行了分析。研究结果表明,1985~2014年间,研究区湿地总面积先增加后减少,1985~1995年间研究区湿地总面积由792 km~2增加至896 km~2,之后逐年下降至2014年的804 km~2;研究区湿地平均斑块面积由1985年的2.968 km~2下降至2014年的0.305 km~2,而边缘密度指数则由1985年的21.70增加至2014年的30.56,表明研究区湿地破碎化程度日益加剧;受水库修建、滩涂养殖和晒盐活动、填海造陆、气候变化等因素的影响,各类型湿地质心发生重大变化,其中以养殖池的变化最为明显,其质心在1985~2000年间向西偏移了9.8 km,在2000~2014年间又向东北方偏移了12.7 km;城市化、政策等人为因素对湿地景观格局变化产生了重大影响。     

3个时期安徽省湿地分布及其变化研究

利用覆盖安徽省的2000年、2005年和2010年Landsat TM影像数据,利用ENVI软件和Arc GIS软件,解译遥感影像,提取出3个时期的湿地信息数据,分析湿地分布的变化。研究结果表明,与2000年相比,2010年安徽省湿地面积增加了707.44 km2,增加了7.64%,达到9 961.95 km2;2010年,沼泽、河流、湖泊、运河/水渠和水库/坑塘面积占湿地总面积的比例分别为39.30%、26.79%、31.42%、1.78%和0.71%;安徽省湿地主要分布于淮河流域、长江中部流域、新安江水系区域以及江淮之间中、东部等地区;沼泽湿地面积增加,水库/坑塘的面积减少;与2000年相比,2010年的湿地扩张区主要分布在淮河流域,湿地萎缩区主要分布在安徽省长江流域中段和淮河流域中段区域,湿地萎缩区是人类活动强度大的区域。     

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。