基于3S与模型方法的湿地景观动态变化研究述评

湿地景观格局及其动态变化研究是湿地生态学和景观生态学研究的热点。该文总结和探讨基于3S技术与模型方法的湿地景观格局及其动态变化研究,包括研究尺度与区域选择、景观数据获取与处理、景观分类体系构建及指数模型与动态模型的选取与应用等;结合湿地景观格局与动态变化的研究内容,评价湿地景观格局的分异特征、变化过程及其驱动机制等,指出当前湿地景观格局与动态变化研究中存在的问题及改进建议。     

中亚干旱区马雷绿洲和于田绿洲LUCC演变对比研究

当前新疆与中亚国家的经济形势进入平稳发展的新时期,新疆在经济合作中的地位逐渐明晰,产业结构、资源条件等是开展合作的直接影响主因。利用遥感技术开展LUCC研究,可直观探讨自然和非自然因素对LUCC影响,为区域可持续发展提供决策依据。以土库曼斯坦马雷绿洲1976年、2001年、2010年和中国新疆于田绿洲1977年、2000年和2011年共6期TM和MSS影像为数据源,对中亚地区两个生态环境皆较脆弱的绿洲进行土地利用/覆被变化（LUCC）分析,对比研究干旱区绿洲LUCC,并分析其自然和非自然因素。在研究期间,马雷绿洲中轻度盐渍地变化最多,相对变化达到2.21,净变化速度为3.49%,面积下降最多的是沙漠类型,相对变化为-0.59,净变化速度为-2.60%;于田绿洲水体面积变化最多,相对变化为5.54,净变化速度达5.51%,沙漠面积也下降最多,相对变化为-0.97,净变化速度为-9.31%。结果表明：（1）马雷绿洲和于田绿洲具有相似的地类变化趋势：耕地、中轻度盐渍地、其它地类面积有所增加,而林地、重度盐渍地、沙漠面积减少;（2）LUCC是由自然因素和非自然因素共同作用引起的。     

闽江河口湿地资源动态变化的分形研究

本研究以分形理论为基础,并借助GIS、RS技术,利用1986年和2002年两期TM遥感影像,提取获得了1986年和2002年闽江河口湿地资源的空间信息,根据分形理论中分形维数和稳定性指数的物理意义,揭示了闽江河口湿地资源动态变化情况。研究表明:闽江河口的湿地类型具有分形结构.并且由于受到较强的人类活动的干预,湿地斑块的形状较为复杂,且稳定性较差。     

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。     

近40 a新疆土地利用及其绿洲动态变化

利用1972-2015年Landsat MSS/TM/OLI以及CBERS遥感影像数据,得到近40 a新疆土地利用时空数据,综合分析新疆土地利用及其绿洲的动态变化与动因。结果表明：新疆土地不断开垦、耕地面积不断扩大,已达到了相当的数量规模;土地的开垦与撂荒成为新疆乃至我国西北干旱地区土地利用变化最重要的特征,耕地撂荒与土地开垦的比率逐期下降,土地利用效率不断提高;城镇居民建设用地持续扩大;近40 a里,绿洲面积逐步扩大,面积占比由8.18%上升到9.93%;人工绿洲面积及占比也逐步增大,目前一半以上的绿洲面积为人工绿洲。气候的暖湿变化,以及政策、人口、社会经济、科技等要素成为新疆土地利用变化的动因。本文还提出了在关注各类土地数量变化的同时进一步开展土地开发的质量变化与评估研究。     

黑河流域水资源动态变化与绿洲发育及发展演变的关系

通过探讨流域及绿洲发育及其发展演变的水资源动态变化的特征,阐明它们之间的独特关系,并以此来揭示绿洲系统发育的河流流域地带性问题及特征。研究表明,本区水资源动态变化主要在径流形成、利用和消失三个区域内具有依次性体现的特征。其中占总流域面积10%左右的河川径流形成区,对全流域的水资源动态变化具有先决性作用,并在各个区域水动态变化体现上又受到系统对水的吞吐、留存、蒸散和转化能力大小的影响。因此,河流流域是地域分异现象中通过水流作用所体现出的水平地带性与垂直地带性的一种交汇,同时也是地带性与非地带性系统分异的主要区域。作为河流流域地带发育的绿洲系统,其发展演变规律和特征是相当独特的,如开放性、动态性、脆弱性以及资源有限性等。其中有限的水土资源及其动态变化是制约区域内各层次流域发展及绿洲系统发育的关键,并在不同区段上存在着显著差异性,且彼此间常体现出互为依存、互为消长的依次性制约关系。如水资源量的多寡、质的优劣和时空动态变化及分布、以及人为作用等决定着绿洲类型体现和规模分布、发育层次及阶段或发展演变过程及趋势、和社会经济价值体现等。     

基于CCA方法的于田绿洲土壤盐分特征研究

采用常规统计学和典范对应分析法,分析于田绿洲2012年春季土壤剖面(0~10、10~20、20~40、40~60、60~80、80~100cm)的含盐量、电导率、pH值、矿化度、七大盐分离子的空间分布特征。结果表明:春季土壤含盐量、电导率、pH值和矿化度都随着土壤深度的增加而逐渐减小,土壤中Na+和Cl-在各土层占有主要优势,随着土壤深度的增加,各个盐分指标变异系数减小,土壤介质趋于均匀,性质趋于稳定;利用典范对应分析方法发现各个土层中Na+、Cl-、Ca2+、K+始终保持较好的相关性,且主要呈现正相关关系。     

基于遥感与GIS的于田绿洲土地覆盖动态研究

在完成于田绿洲图像库和矢量数据库的基础上,通过遥感与GIS技术,研究了近10a于田地区的土地覆盖类型变化,并结合历年实地考察结果,分析了该地区的环境变化和荒漠化程度,研究结果对西部干旱区绿洲的环境演变和可持续发展研究,具有现实意义。     

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。     

1989-2003年厦门市湿地动态变化分析

通过对厦门市1989年、1993年、1997年TM遥感影像和2003年ETM+遥感影像的解译分析统计,用单一土地利用动态度、转移矩阵等对1989-2003年厦门市湿地动态变化进行了分析,并进行了主要驱动力分析。结果表明:1989-2003年间,由于经济发展、人口增长以及农业生产比较利益的驱动和农业内部结构调整的影响,水库水塘、养殖、滩涂等湿地类型被非湿地侵占;养殖面积从1989年的4230hm2持续增加到2003年的9768hm2,主要是通过占用非湿地、滩涂、盐田和水库水塘增加的;红树林面积大幅度减少,从1989年的84hm2持续减少到2003年的17hm2,主要是由于养殖、非湿地的侵占以及遭受破坏变为滩涂。     

基于遥感影像的于田绿洲空间热环境分布特征

以新疆于田绿洲为例,以Landsat TM/ETM+为基础数据源,利用空间分析方法、3S技术方法等定量分析于田绿洲平均温度的分布特征,得出地表温度受下垫面类型的影响比较明显,地表土地类型的分布基本决定地温的总体分布;通过对温度相异图的研究,发现温度的分布同时也受到不同土地利用类型空间分布的影响;对克里雅河下游河段进行温度变化的趋势分析,得出在南北方向上,没有温度变化趋势,而在东西方向上,温度变化比较明显。同时也说明克里雅河对其河道两边的影响范围十分有限。     

基于RS与GIS的干旱区绿洲景观格局变化研究——以金塔绿洲为例

景观生态学是宏观生态研究的一个新领域。景观格局变化研究,是目前景观生态学的研究热点。利用遥感的手段获取试验区1990和2000年景观格局的基础数据,并利用GIS做分析的工具,计算出6个指标值,采用格网化的方法,将研究区域的景观斑块转化成5m×5m的格网,进行空间分析,计算得出了景观斑块的转移矩阵,为景观格局在空间上的变化分析打下基础。分析显示:①多样性、均匀性、优势度3个指标数值上有很大的相关性,只需考虑多样性;②绿洲景观格局的变化与水资源的变化密切相关;③绿洲有沙漠化的威胁;④城镇居民点用地扩展迅速,主要在未利用土地上发展,金塔绿洲内城镇居民区有城市化的趋势;⑤城镇居民点破碎化指标值未能真正体现其景观特性,当不考虑少数几个大的斑块时,能够得到较为理想的结果。     

基于RS和GIS的西双版纳土地覆被动态变化

人口增加、经济发展导致滇南热带地区西双版纳土地利用/土地覆被发生显著变化,这些变化对该区的生态环境及生物多样性保护有着重要影响。基于RS和GIS方法,通过对1976、1988和2003年三个时期遥感影像解译分析,试图了解西双版纳近27 a间土地利用/土地覆被时空变化特征及影响因素。结果表明,近27 a间有林地在西双版纳分布最广、占绝对优势,其中以亚热带常绿阔叶林面积最大;但在研究时段内,有林地面积不断减少、呈现破碎化,尤其是热带季节雨林、山地雨林面积减少最为明显和破碎化最为严重。相应,橡胶园、灌木林面积不断扩大并聚集成片,其中橡胶园在1988~2003年间是面积增长最快、最多的地类,其面积扩张主要来源于对热带季节雨林的砍伐。轮歇地面积在1976~1988年是所有地类中增长最快、最多的,在1988~2003年由于向橡胶园转变而大幅度减小。粗放式的刀耕火种和橡胶种植园的不断扩大是主导本区土地利用/土地覆被变化的主要因素,土地利用变化导致了本区生态环境的退化和生物多样性的丢失。     

基于RS与GIS的通化地区景观格局动态变化

在RS、GIS技术的支持下,利用MSS及TM影像数据对照地形图提取了通化地区1980、1995以及2000年景观生态格局信息,并利用景观多样性、景观优势度、斑块面积变异指数、景观破碎度、斑块形状指数等对该区的整体景观格局和各县(包括县级市)景观格局以及其动态进行了定量分析。结果表明在全区范围内,各种景观类型对应景观指数存在显著差异;通过对各县级行政单位的景观指数计算表明,它们的景观格局存在明显差异;从时间序列上看,无论是整个研究区、还是各县的景观格局在1995年与1980、2000年差异较大,而1980与2000年景观格局相似。     

塔里木南缘绿洲“冷岛”效应时空变化研究——以于田地区为例

 利用遥感技术，选取研究区TM/ETM热红外波段，反演了塔里木盆地南缘绿洲于田地区1989年、1999年、2002年的陆表温度（LST），构建了绿洲“冷岛”比例指数（OCRI），定量分析了于田地区14 a来，绿洲内部“冷岛”效应的时序变化，指出于田绿洲“冷岛”效应有减弱的趋势;并且通过对于田温度场的分析，总结了“冷岛”效应空间变化的特点：①于田县绿洲内外部温度差异变小，温度波动趋缓，“冷岛”效应减弱;②于田县城建成区面积的扩大减弱了“热岛”效应的强度和范围。     

基于RS和GIS的九龙江河口湿地景观变化驱动力研究

利用1986年和2000年遥感影像作为基本信息源,在RS和GIS技术的支持下,建立湿地空间数据库。运用景观生态学原理,选取反应景观空间结构和景观异质性的指数,对九龙江河口湿地景观空间格局的变化情况及其驱动力进行了分析。结果显示,1986-2000年,湿地景观发生子较大变化,人为因子是九龙江河口湿地景观变化的直接驱动力,自然因子以不同强度和方式影响湿地景观的演化。