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。     

两个时期若尔盖高原沼泽湿地景观格局的对比研究

以若尔盖高原为研究区,选择1977年的Landsat MSS影像、2007年的Landsat TM影像和研究区90m分辨率的数字地形图为数据源,利用景观生态学方法及遥感和地理信息系统技术,对若尔盖高原1977年和2007年两个时期的沼泽湿地(包括沼泽和沼泽化草甸)景观格局进行了对比研究。结果显示,与1977年相比,2007年研究区沼泽与沼泽化草甸的面积比(沼泽面积/沼泽化草甸面积)发生了明显变化,沼泽与沼泽化草甸的面积比由1977年的1/3减少到2007年的1/7;2007年沼泽面积明显减少,其面积只占沼泽湿地总面积的13%;两个时期,研究区沼泽湿地景观都集中连片分布,聚集度均高于90;与1977年相比,2007年沼泽湿地景观的斑块数减少,景观类型趋于单一,而平均斑块面积和聚集度都在增加;研究区沼泽湿地90%以上分布在坡度小于5°的空间范围内,随着坡度的增大,沼泽湿地的退化程度显著增高;与1977年相比,2007年研究区沼泽湿地景观分布质心发生了一定的空间位移,沼泽质心向西南偏移了3.88km,沼泽化草甸质心向东北偏移了12.35km。     

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.     

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。     

近15年来长江黄河源区的土地覆被变化

基于长江黄河源区土地生态分类,利用1986年与2000年两期TM遥感数据的对比和野外实地调查,采用景观生态空间分布格局分析方法,从分布面积变化和类型转移趋向与幅度两方面,分析了江河源区近15年来土地生态系统的空间分布变化与演变格局,结果表明：高寒草地退化显著,较高覆盖度高寒草原与高寒草甸面积减少了15.82% 和5.15%,高寒沼泽草甸分布面积锐减了24.36%;湖泊水域萎缩了7.5%,以长江源区内流湖泊为主;土地荒漠化发展十分强烈,沙漠化土地面积扩展了17.11%,其中黄河源区沙漠化土地年平均扩展率达到1.83%。高寒草原草地的覆盖度下降与荒漠化、高寒草甸草地的覆盖度下降与草原化以及沼泽草甸草地的疏干旱化是区域土地生态系统空间演变的主要趋向,并由此改变了土地覆被的空间分布格局并使该区域生态环境持续恶化。     

近30年小兴安岭沼泽湿地动态及其驱动力研究

以1985、1995、2005、2015年4期Landsat TM/ETM+影像为主要数据源,在遥感和地理信息系统平台上提取了小兴安岭地区湿地信息以及各土地利用类型面积,采用动态度模型、重心迁移模型、主成分分析等方法,分析近30年小兴安岭地区沼泽湿地的面积变化及其变化速度、重心变化、土地利用转移和沼泽湿地变化驱动力。结果表明:与1985年相比,2015年研究区内沼泽湿地面积减少了12 751.62 km~2,退化的湿地主要向林地和耕地转变;湿地重心整体向北偏西70.72°方向迁移;黑河大部分地区沼泽湿地变化率小于小兴安岭全区的变化率;伊春东南部及鹤岗全区的沼泽湿地面积变化动态度较高,湿地恢复和退化两极分化明显;沼泽湿地面积动态度受气温和相对湿度等自然因素影响,生产总值、粮食产量、农作物总播种面积和人口等社会经济因素是沼泽湿地变化的主要驱动力。     

五个时期长江入海口湿地土地利用格局及变化

选用1984年、1990年、2000年、2010年和2015年Landsat TM/ETM+/OLI影像数据,利用人机交互遥感解译方法,进行长江入海口湿地的土地利用分类;利用地理信息系统技术,研究了5个时期研究区的湿地格局及变化。研究表明,5个时期研究区的主要湿地类型都为水田,其次为滩涂,水田面积由1984年的4 044.86 km~2减少至2015年的3 550.37 km~2,滩涂面积从1984年的650.03 km~2锐减至2015年的3.74 km~2,滩涂被转变为港口、居民地和工业用地,围填海活动也导致滩涂萎缩;在围填海区域,养殖池面积大幅增加;与1984年相比,2015年,滩涂转变为水库/坑塘、养殖池、盐田的面积分别占其总面积的14.46%、53.83%和24.15%;74.96%的盐地碱蓬盐水沼泽转变为养殖池,48.06%的水库/坑塘、12.62%的盐田转变为养殖池;长江入海口湿地变化的主要人为因素是围填海活动,主要自然因素是泥沙淤积和土壤性质改变。     

青藏高原湿地研究进展

青藏高原具有全球重要性,是地球表面上很少受人类活动干扰的区域之一,在全球变化研究中被作为先兆区或预警区。青藏高原湿地多为高寒沼泽、高寒沼泽化草甸和高寒湖泊,具有生态蓄水、水源补给、气候调节等重要的生态功能,在防止全球水危机方面起着关键的作用。因此青藏高原湿地在全球变化研究中占有特殊的重要地位,已经引起国内外学者的关注。本文从湿地的类型和分布、湿地土壤、湿地植被、泥炭的形成与演化、湿地动物、古植被古气候、温室气体排放以及湿地退化几个方面对青藏高原湿地研究进行了综述,并提出了未来的重点研究领域。     

洪河沼泽湿地水文过程模型构建及水文功能分析

洪河沼泽湿地地势低平、河道多变,洪水季节性泛滥,缺乏水文监测数据,而模拟的水文数据不确定性较大;而且,用地表径流数据验证生态水文模型的模拟结果,效果并不理想。以洪河国家级自然保护区中部的沼泽湿地为研究对象,整合数字河网与高精度数字高程数据,改进分布式生态水文模型SWAT的子流域概化方式,构建湿地水文过程模型;在此基础上,分析研究区沼泽湿地水文功能。对于湿地水文过程模型的构建,除了利用径流观测数据进行验证外,还应用不同深度的多点土壤湿度数据进行验证。研究结果表明,1改进的SWAT模型取得了较高的面向沼泽湿地模型精度,模型决定系数R2达到0.7,相对误差小于21%,表明模拟效果良好;2在研究区内的沼泽湿地中,以草甸黑土—沼泽化草甸、草甸黑土—草本沼泽、沼泽土—沼泽化草甸、沼泽土—草本沼泽4种土壤—植被的组合模式为主,土壤湿度较大,湿地的调蓄水功能较强;3季节性和常年的洪泛水文过程与土壤湿度的梯度特征,控制着研究区的沼泽植物的空间格局;随着土壤湿度梯度的变化,植物群落呈现出明显的条带状梯度分布。     

开都河上游高寒湿地退化风险评估

随着自然环境变化和人类活动干扰强度加剧,高寒湿地正在退化甚至消失。以新疆维吾尔自治区开都河上游高寒湿地分布区为研究区,利用遥感影像、地形数据和气象数据等,从生态系统胁迫度和退化度角度出发,采用专家打分、层次分析、综合指数和马尔柯夫模型等方法,选取11个指标,构建了研究区高寒湿地退化风险评价体系,对2000年和2018年研究区高寒湿地退化风险进行了评价。研究结果表明,开都河上游地区平均胁迫度指数由2000年的0.35增大到2018年的0.37,增幅为0.06%;平均退化度指数由2000年的0.21增大到2018年的0.32,增幅为52.4%;研究区平均湿地退化风险指数由2000年的0.28增大到2018年的0.34,增幅为21.43%;湿地退化风险指数略增大区和增大区面积合计2 378.14 km2,占研究区总面积的64.70%,其主要分布在小尤路都斯盆地和大尤路都斯盆地的东、西部;与2000年相比,2018年,低风险区转变为中风险区和高风险区的面积分别为569.97 km2和465.99 km2;中风险区转变为高风险区的面积为878.98 km2;研究区湿地退化高风险区的面积明显增加;人口数量增加、水源涵养量减少、景观破碎程度增大、栖息地适宜性变差、净初级生产力和平均弹性度减小都反映了研究区高寒湿地的生态环境在向负面方向发展。     

向海草甸—沼泽生态系统植物群落物种多样性

于2015年8月和2016年7~9月,以吉林省向海自然保护区的植物群落为研究对象,在采样区内,从草甸→沼泽化草甸→沼泽,沿土壤水分梯度,设置采样线和植物调查样方,共设置1 m×1 m的植物样方60个,开展植物物种多样性研究。研究结果表明,采样区内共有草本植物16科33属38种;从草甸→沼泽化草甸→沼泽,土壤含水量逐渐增加,优势物种分别为羊草(Leymus chinensis)和乌拉草(Carex meyeriana)、碱蓬(Suaeda glauca)和乌拉草、芦苇(Phragmites australis)和香蒲(Typha orientalis),物种丰富度和Shannon-Wiener多样性指数逐渐减小,而Simpson优势度指数逐渐减小,Pielou均匀度指数呈波动变化;土壤水分梯度变化是导致研究区植物群落物种变化的主要原因,草甸和沼泽化草甸中的植物群落的物种组成差异较小,而沼泽中的植物群落中的物种组成与前二者差异较大。     

松嫩平原湿地动态变化及其驱动力研究

利用 1986年和 2 0 0 0年的遥感影像解译得到的土地利用图 ,提取出松嫩平原湿地动态变化信息。根据土地利用变化动态度模型 ,湿地动态变化主要表现为湖泊、沼泽、河流等天然湿地的减少及人工湿地面积的增加 ,其中天然湿地类型的湖泊和沼泽变化最为显著 ;质心模型分析指出湿地的空间变化趋势主要为质心相对朝东北方向偏移的趋势 ,湖泊和沼泽在西南部的减少是其主要原因 ;湖泊和沼泽的转移变化信息表明 ,湖泊面积的减少主要是退化为盐碱地和沼泽 ,而沼泽主要是转化为农田。松嫩平原湿地动态变化存在显著的自然和人为方面的驱动力因素 ,自然因素为湿地的退化提供了内在动因 ,而人为因素则加速了湿地的退化和转化 ,同时自然和人为因素之间存在着反馈机制。     

3个时期大庆市区龙凤湿地土地利用变化图谱研究

以大庆龙凤湿地自然保护区为研究对象,在遥感和地理信息系统技术的支持下,以1990~2011年多时相、长时间序列的Landsat TM遥感影像为主要数据源,研究1990~2011年间研究区土地利用的分布特征及其格局变化,采用地学信息图谱分析方法,定量获取、分析研究区土地利用变化模式,旨在为快速城市化区域的湿地保护提供基础数和决策依据。研究结果表明,研究区呈现出以沼泽、湖泊为主、居民工矿用地和耕地等镶嵌周围的土地利用格局;对比3个时期研究区的土地利用状况发现,沼泽、湖泊面积在不断减少,沙地和居民工矿用地面积持续增加,沼泽是耕地用地的主要来源;在图谱变化模式中,稳定型图谱单元面积最大,最大面积图谱模式为"沼泽—沼泽—沼泽",其面积为35.6 km2;反复变化型图谱单元面积最小,最大面积图谱模式为"耕地—盐碱地—耕地",其面积为2.35 km2;自然因素和人类活动的共同作用,导致城市沼泽退化,而人类活动是是研究区土地利用格局变化的主要驱动因素。     

青海高寒草甸退化演替中的植被指数

随着气候变化和人为活动干扰,高寒草甸退化已成为青藏高原严重的生态环境问题,精准识别其退化程度并制定相应恢复策略,对实现高寒草甸可持续发展具有重要意义。目前,低空间分辨率MODIS数据为草地遥感监测的主要数据源,但难以满足景观破碎度或异质性较强地区的应用。本研究基于野外调查资料,利用多源遥感数据（MODIS、Landsat、Sentinel-2）研究不同空间分辨率归一化植被指数（NDVI）对高寒草甸退化演替的响应,为准确评估青藏高原高寒草甸退化程度提供依据。结果表明：（1）随着高寒草甸退化,植被群落优势种演化趋势为禾草—矮嵩草—小嵩草—杂草群落;植被高度和生物量先快速下降,然后缓慢下降或趋于稳定,植被覆盖度和NDVI的变化呈相反特征。（2）随着湿地草甸旱化,植被群落优势种从藏嵩草演变为矮嵩草或小嵩草,湿地旱化初期植被高度、生物量和覆盖度平均值略低于原生湿地,NDVI略大于原生湿地,差异不显著。（3）植被高度、覆盖度和生物量与Sentinel-2或Landsat的NDVI相关性均优于MODIS,说明Sentinel-2和Landsat的NDVI对高寒草甸退化演替过程更加敏感,采用该数据能更准确评估高寒草甸退化程度。     

武汉市湿地分布现状调查与分析

利用陆地卫星遥感影像资料(2000年5月16日)以及地面采集的定点数据,在遥感和地理信息系统技术支持下,得到了武汉市湿地面积及其分布状况。通过对武汉市湿地的类型和特点的分析,将武汉市湿地划分为河流湿地、湖泊湿地、沼泽和沼泽化草甸湿地、库塘和稻田5种类型,并测算出各类型湿地的面积,研究了影响湿地分布现状的主要因素,最后针对武汉湿地分布现状和存在的问题,对湿地的保护和合理利用提出了建议。     

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。     

近50a来霍林河流域下游沿岸湿地景观格局演变

以干旱半干旱生态脆弱区霍林河流域下游沿岸洪泛湿地为研究对象,利用1954和1964年地形图,1986、1996和2000年的TM遥感影像作为基本信息源,在GIS支持下,建立湿地空间数据库,通过对不同时期各湿地景观类型进行景观变化过程、景观格局指数和景观转换过程分析,揭示近50 a来霍林河流域下游沿岸湿地景观格局动态及规律。研究发现,沼泽湿地是霍林河流域下游沿岸的主导湿地景观类型,次之为河流湖泊湿地,人工湿地比重小。研究区内湿地面积的减少以沼泽湿地的贡献量最大,这是由于大面积的沼泽湿地退化为盐碱地和草地,沼泽湿地景观破碎化表现突出。河流湖泊湿地在研究时期内则表现出最快的变化速度,年均动态度达到2.60%,它的这种减少变化是由数量众多的小斑块退化为盐碱地和沼泽湿地导致。水库坑塘景观变化受流域发展水利及霍林河径流量大小控制,水田湿地则主要受后者作用。共同的一点是,受霍林河1998年特大历史洪水泛滥影响,研究区内大面积盐碱地、沼泽湿地和草地转换为河流湖泊湿地,与此同时也有大面积草地和盐碱地转换为沼泽湿地,导致两种自然湿地景观类型在2000年表现出面积扩大,景观破碎化降低,整体性增强的变化,这在一定程度上体现出洪水脉冲在退化湿地景观恢复中的生态功能。     

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。     

近40 年来青藏高原典型高寒湿地系统的动态变化

选择青藏高原长江源区、黄河源区以及若尔盖地区等典型高寒湿地分布区域, 利用1969、1986、2000 和2004 年多期航片和卫星遥感数据, 从湿地主要组分分布、空间格局以及水生态功能等方面, 分析了近40 年来典型高寒湿地系统动态变化特征及其区域差异性。结果表明: 青藏高原典型高寒湿地退化具有普遍性, 湿地面积萎缩在10%以上。以长江源区的沼泽湿地退化最为严重, 退缩幅度达到29%, 同时大约有17.5%的长江源区内流小湖泊干涸消失, 黄河源区和若尔盖地区湿地系统空间分布格局的破碎化和岛屿化程度显著加剧。高寒 湿地系统退化使其水文功能发生变化, 表现在湿地退化较为强烈的长江源区与若尔盖地区枯 水期流量减少、稀遇较大流量径流发生频率增加而常遇流量发生频率减少、水涵养能力下降。湿地系统变化与区域气温显著升高有关, 在20 世纪80 年代以来区域增温幅度升高到过去40 年平均增温幅度的2.3 倍, 湿地系统退化程度也同步在20 世纪80 年代中期以后明显加剧。在降水量呈现增加以及冰川趋于消融的背景下, 高寒湿地退化是导致其流域径流持续递减的主要因素之一。     

1978年以来5个时期南四湖区土地利用格局及土壤有机碳储量北大核心CSCD

以1978年、1987年、1998年、2008年和2018年南四湖区的遥感影像为数据源,采用监督分类方法,对遥感影像进行人机交互目视解译,得到5个时期南四湖区各种土地利用类型的分布和面积数据;在沼泽、水产养殖区、水稻田和旱地中各设置了8个采样点,采集表层(0~15 cm深度)土样,测定土样中的溶解性有机碳、轻组有机碳和重组有机碳的含量,计算出各种土地利用类型表层土壤有机碳密度和碳储量。研究结果表明,受水文变化和人类活动干扰的影响,随着时间的推移,5个时期南四湖区天然湿地(湖泊、河流、沼泽)面积在不断减少,人工湿地面积(水产养殖区、水稻田、人工水渠)在不断增加;随着土地利用方式的改变,南四湖区土壤碳储量也发生了明显变化,沼泽表层土壤的溶解性有机碳密度和轻组有机碳密度都相对最大,水稻田表层土壤的重组有机碳密度相对最大。虽然水产养殖区和水稻田面积的增加,使其表层土壤重组有机碳储量增加了921.58×10~3t,但是,天然湿地的丧失,使得2018年南四湖区表层土壤碳储量比1978年减少了136.34×10~3t。