三江平原湿地:从"北大仓"到"北大康"

三江平原湿地遍布、河流纵横,是我国最大、最典型的淡水沼泽分布区,也是我国乃至东北亚地区重要的生态屏障,蕴藏着丰富的自然资源。随着20世纪50年代开始的大规模开垦,三江平原成为我国重要的商品粮基地,昔日的“北大荒”变成了“北大仓”。然而湿地面积也随之骤减,灾害频发。经过多年的恢复与保护,如今湿地内雁飞鹤舞,人与自然和谐共生,成为名副其实的“北大康”。     

CBERS-02星数据在三江平原湿地生态环境调查中的应用

为了探讨CBERS-02星（简称02星）数据在生态环境遥感调查中的应用价值,以三江平原湿地研究为例,通过与TM数据的对比,分析了02星数据的优势与不足。结果表明, 02星数据对各类湿地有较强的分辨能力,且数据价位优势突出,在平原区可以替代TM数据,应用前景广阔。     

西北内陆干旱区河流绿色走廊湿地景观格局变化及其生态效应研究——以车尔臣河下游为例

应用"3S"技术,通过选取景观的多样性、优势度、破碎度和斑块形状等空间格局指数对车尔臣河下游绿色走廊1975~2007年近32 a间湿地景观格局变化进行研究,并对景观格局变化产生的生态效应进行了分析.结果表明:1975~2000年,湿地面积与斑块数量小幅度增大;2000~2007年,湿地面积与斑块数量大幅度减小,斑块平均面积与斑块密度持续减小,斑块形状趋于复杂,景观格局的多样性减小,优势度与破碎化程度增大.在各湿地类型中,河流湿地面积变化幅度较小,湖泊湿地面积大幅度增大,沼泽湿地面积大幅度减小.     

一种三江平原湿地的植被冠层叶绿素反演

针对三江平原洪河湿地保护区内主要特征植被冠层的叶绿素含量,采用PROSAIL模型从物理角度进行反演。首先将叶面积指数、叶片结构参数、等价水厚度、叶绿素实测含量等一些植被理化参数的实测值输入模型得到模拟光谱数据,然后与实测光谱数据对比验证其准确性。在模型中,通过固定其他参量不变,取叶绿素含量为唯一值时,考察在不同叶面积指数下叶绿素含量对冠层反射率的影响。结果显示,植被冠层叶绿素含量的敏感波段为555nm和720nm。基于PROSAIL模型的叶绿素反演方法较传统的统计模型相比是较好且稳健的方法。     

一种改进的遥感生态指数构建及湿地监测应用

针对RSEI在湿地地区生态环境监测存在的不足,基于2014年和2020年夏季Landsat 8影像,结合遥感指数TVDI、NDVI、CMI、FAI和NDSI,构建了一种改进的遥感生态指数(WRSEI),较好地监测了湿地地区的生态环境状况。基于白洋淀实验区监测结果表明：WRSEI对水体和水生植被更敏感,可更好地反映白洋淀地区湿地生态环境质量状况的时空变化。从空间分析,西南与东北部生态环境状况降低,西南部为水面转化为水生植被,东北部水面转化为浮水植被和种植土地;从时间分析,2014—2020年白洋淀湿地生态环境改善了40.18 km²,研究结果可应用于湿地生态环境的监测和评估。     

基于多尺度分割算法的湿地干扰格局研究

以三江平原具有典型湿地特征的建三江区为例,首先采用不同时间段归一化植被指数（NDVI）差值的变化监测人类活动改变的土地利用变化程度,然后结合遥感图像多尺度分割法,分析湿地系统的8种类型空间干扰格局,计算干扰度（PD）、干扰邻近度（PDD）及二者的相关性。结果表明：研究区土地利用类型变化对多尺度干扰格局的分布有明显影响,耕地、草地和沼泽地总干扰率较高,变化频繁;水域、林地和沼泽在干扰类型C1、C2中分布较广,但干扰值低,面积小;耕地分别占干扰类型C7、C8的74.38%和61.76%,干扰值高且面积大,说明耕地是建三江区湿地系统的主要干扰源。干扰邻近度说明干扰在一定尺度上发生,当干扰度PD＆lt;0.4或PD＆gt;0.7,且干扰邻近度PDD＆gt;PD时,干扰对周边土地类型必定产生影响。本研究为湿地生态系统脆弱性和恢复力的评价提供有效的生态特征指标。     

基于GIS和RS的郑州黄河湿地生态健康评价

基于遥感影像数据、基础地理数据和湿地监测数据,以郑州黄河湿地为研究区,选取归一化植被指数、景观多样性指数、景观形状指数、斑块密度指数、聚合度指数、平均弹性度、水体面积等7个评价指标,建立生态系统健康评价模型,对其健康状况进行评价。结果表明,郑州黄河湿地生态健康状况中等,湿地格局基本完整并具有一定的恢复能力。     

湿地生态恢复与重建信息系统建设构想

从湿地生态恢复与重建的特点、研究现状及研究方向进行分析,指出湿地恢复与重建信息化的必要性和已有信息系统的不足。针对湿地生态恢复与重建信息系统的结构和主要功能进行探讨,提出建立集评价、分析、预测和监测于一体的湿地生态恢复与重建信息系统。通过系统开发,不仅可为湿地生态恢复与重建的决策服务,而且可实现对湿地水质、生物资源特征等多项指标信息进行动态管理。     

基于生态足迹的格网化生态承载力评价——以衡水市为例

针对行政单元生态承载力评价不能精细反映区域内部生态状况的差异和局部细节特征的问题,难以满足精细管控生态承载力的需要,本文提出了格网化生态承载力评价方法。基于生态足迹模型,结合人口空间分布模型,借助GIS空间分析技术,从格网角度对生态足迹和生态承载力进行定量估算与空间格局分析,并以衡水市为例进行试验验证。结果表明,格网尺度生态承载力评价方法与区域生态承载力评价方法相比更符合真实情况。从格网尺度看,衡水市生态足迹分布圈层特点,生态承载力呈离散分布特征。生态赤字状况表现出明显的异质性,沿滏东排河和滏阳河两侧呈条带状分布。衡水市大部分地区处于生态赤字临界状态,生态状况亟须得到保护。     

湿地景观格局与生态安全遥感监测分析——以江苏滨海湿地为例

基于景观生态学原理及遥感、地理信息系统技术,分析了1992—2009年江苏滨海湿地景观格局动态变化。结合"压力-状态-响应"模型、层次分析法及Delphi法,评价了湿地生态安全及其变化趋势。结果表明,1992—2009年间,研究区自然景观总面积显著减少,人工景观面积持续增加,大量湿地自然景观转为人工景观;景观破碎化程度逐渐加强,景观平均分维数呈递减趋势,受人类干扰程度不断加剧;Shannon多样性指数逐步增加,表明随着自然景观向人工景观转移,湿地景观类型丰富度在增加。湿地生态系统在3个时相均处于临界安全状态,病态和不安全等级的总比例逐年增加。     

遥感技术在银川市湿地生态研究中的应用

银川市近年湿地生态系统较往年有较大的改善,主要体现在湿地面积的增长。本文主要运用RS技术对遥感图进行处理以及运用GIS技术,以银川市部分地区为研究对象,进行湿地生态系统健康分析研究,从而得出结论,并依据此结论对银川市生态系统健康进行评价与研究,提出相应建议,并希望有关部门能够参考并运用于银川市湿地生态健康的保护。     

重庆市渝北区地表景观时空演化及生态效应分析

土地利用景观格局的变化会引起不同土地景观单元间能量、物质及营养成分的流动与变化,也会引起区域生态过程及系统功能的变化。渝北区作为重庆主城和新型工业化发展的主要拓展区,在高强度的人为干扰下,区域地表景观结构发生了明显的变化,由此引起的生态环境效应也必然十分明显。研究基于近二十年来渝北区地表覆盖变化情况,应用斑块类型水平景观水平层次中的12种景观指数,针对重庆市渝北区的建设用地、耕地、水体、草地、林地五类主体景观在1988～2010年的时空变化情况进行分析,以探求各类景观的时空演化特征,明确该区域景观格局演变对生态系统的影响,为了解生态环境变化趋势及推动该区域经济与环境协调发展提供科学的依据。     

植物光谱效应在尾矿生态恢复评价中的应用

利用遥感数据计算植被指数，反演出叶绿素含量和物种数量，可以作为受污染地区生态恢复效果的评价指标，但是传统的宽波段遥感数据由于受非植被信息的影响，计算出的植被指数精度不高。本文采用高光谱遥感数据计算植被指数，进而反演叶绿素含量和物种数量，对云南个旧锡矿尾矿的生态恢复效果进行评价。与传统方法相比，高光谱数据能去除干扰信息的影响，提高计算精度。     

基于DMSP/OLS灯光数据的快速城市化过程的生态效应评价研究——以环渤海城市群地区为例

快速有效地评估城市化过程带来的生态环境后果,对于优化城市土地利用格局、降低和防范城市生态环境风险,非常必要。因此本文综合利用DMSP/OLS夜间灯光数据和SPOT/VGT时间序列数据等多源遥感信息,以NDVI与时间的积分值来表征一定时间段内的植被初级生产力,探讨了环渤海城市群地区城市化过程对植被初级生产力的季节性变化影响。发现：（1）研究区全年总的平均初级生产力总体表现为城市地区低于非城市地区的特征。（2）研究区平均初级生产力一般是在8月份最高,而在1月份最低;同时,一个生长季内,平均初级生产力总体呈现为4-11月城市地区低于非城市地区,而12月到次年3月则是城市地区要高于非城市地区的趋势,但这种趋势在各土地覆盖类型间也存在很大的不同。（3）研究区全年总的平均初级生产力,城市地区NDVI为110.23d/km^2,而非城市地区为123.94d/km^2,两者相差13.71d/km^2,即城市化过程已经在一定程度上减弱了研究区的植被初级生产力。     

基于地理国情的高标准农田监测与评价

“非粮化”和利用情况监测是高标准农田建设后利用管理的重要内容。本文从高标准农田的自然属性、生态属性、区位属性、“非粮化”4个方面构建评价指标,采用特尔菲法确定指标权重,在高标准农田地块基础上叠加地理国情监测数据,通过空间分析获取指标值,对高标准农田建设和利用的现状进行监测和评价。研究结果表明,在高标准农田监测内容中,区位属性和“非粮化”的指标相对较好,自然属性和生态属性的指标表现不佳,其中土壤有机质含量比和防护林有效度表现较差。本文构建的指标体系合理有效,指标数据获取方法可行,能够达到监测和评价高标准农田建设成效的目标。     

基于光谱特征的湿地湿生植物信息提取研究

基于湿生植物光谱特征分析,采用面向对象分类方法提取湿地典型植被信息。在大量的野外实地调查基础上,确定提取的典型植物类型为芦苇(Phragmites australis)、长芒稗(Echinochloa crusgallii)和睡莲(Nymphaeatetragona);采集湿地优势植物光谱数据,将优势植物与提取对象芦苇、长芒稗和睡莲的光谱特征进行相关性分析,获取物种间区分性好的波段及波段组合,参与影像分割权重的设置;根据典型植被的分布特征,确定面向对象分割尺度(其中芦苇的分割尺度为50,长芒稗的分割尺度为20,睡莲的分割尺度为100)。通过研究发现:基于光谱特征分析的面向对象的分类精度为96%,而未利用光谱特征的面向对象的分类精度为87.3%,传统监督分类精度仅为82.3%。证明在面向对象提取前对植物光谱特征分析得到区分性好的波段及波段组合参与分割,对提高分类精度起关键作用。     

高寒湿地分类的遥感特征优选研究

高寒湿地是青藏高原重要的地表覆盖类型之一,对于水源涵养、调节气候、维护生物多样性等起着关键作用,准确及时获知高寒湿地的时空分布对于湿地的保护和管理十分必要。遥感分类特征优选对湿地制图具有关键性的作用。虽然像光谱特征、纹理特征、地形特征等均在已有研究中有涉及,但鲜有研究聚焦光谱指数特征,深入探讨其数理统计特征和特征优选方法。本研究以甘肃首曲高寒湿地保护区为研究区,基于Sentinel-2数据得到各分类特征(光谱、植被指数、红边指数和水体指数),采用Filter和Wrapper特征选择方法包括Jeffries-Matusita距离、光谱角距离(SAD)、欧氏距离(ED)、RF-RFE算法和Relief-F算法对上述特征进行优选,并利用Filter方法的Z检验进行量化评价。研究表明:(1)所有参与分类的类别中,河流与裸地最容易区分,其次为草原与沼泽,沼泽化草甸与草甸较为难分。对沼泽、沼泽化草甸、草甸、草原邻近两类可尝试MCARI2、NDWI、DVI、EVI、EWI、IRECI、MCARI、TCARI、UGWI指数进行区分;(2)就不同指数特征对湿地信息提取贡献程度而言,水体指数特征>植被指数特征>红边指数特征;(3)从特征优选方法角度看,Filter方法中的ED距离算法与Relief-F算法表现突出;(4)最终选出适于高寒湿地信息提取的指数有RDVI、NDVI、MSR、RVI、VIgreen、RNDWI、NDWI、NDWI_B、MNDWI、EWI、CIre;(5)从不同分类特征的数理统计指标看,中值特征的分类结果最好,其次是平均值特征。本研究为湿地信息提取在特征变量优选方面提供了一种可迁移且普适性高的方法和思路。     

基于GIS的县域土壤重金属生态风险评价

为研究经济快速发展区农田土壤中重金属的含量及污染状况,本文以浙江省慈溪市为研究对象,研究土壤中铜、汞、镉、铅、砷、铬、锌七种重金属含量特征,并采用潜在生态危害指数法对其进行评价,并绘制生态风险危害指数分级图。结果表明:土壤中除汞元素含量较高外,其他各元素含量仅稍高于当地土壤背景值。七种元素的单因子污染指数Cfi值均属于中等的污染参数,综合污染指数Cd上限值已处于高污染指数的范围,但平均值为属于中等污染水平。从潜在生态风险评价结果来看,七种元素的单项潜在生态风险参数Eri的值也只有汞达到了强生态危害,七种元素综合潜在生态危害指数RI刚刚达到中等生态危害水平,说明该区农田土壤尚处于较低的生态风险状态。生态危害指数插值结果表明,慈溪市重金属元素的高风险区分布在中南部人类活动较为活跃、城乡工业较发达的区域,在今后的土地利用中,应高度重视人类活动对土壤重金属污染的影响。     

基于遥感和GIS的三江平原农业景观空间格局与土地利用变化研究

 在遥感和GIS技术支持下，运用景观生态学的基本理论与方法，结合土地利用/土地覆被变化特征，通过分析景观类型的斑 块大小、数量与形状特征以及主要景观要素间的转化关系，定量反映了1996~2000年三江平原景观数量结构与空间格局的变化。研 究表明，该时期人类活动的强度较大，耕地面积显著增加和林地、沼泽湿地面积逐渐减少相对应，林地、草地和沼泽湿地向较分散 小块分布发展，景观整体呈现破碎化的趋势。     

基于遥感和地理信息系统的辽宁省滨海湿地研究

参考国内外各种湿地分类系统,将辽宁省滨海湿地分为自然湿地和人工湿地两大类,自然湿地再分为8小类,人工湿地再分为3类。利用地理信息系统平台,解译了美国陆地资源卫星(LANDSATTM)2002年图像,得出各种湿地类型的面积,汇总得出辽宁省滨海湿地的总面积是17 333 km2,其中,自然湿地面积是12 658 km2,占辽宁省滨海湿地总面积的73%,人工湿地面积是4 675 km2,占滨海湿地总面积的27%。比较深入地分析了石油开发和农业开发对辽宁滨海湿地的影响,提出保护辽宁滨海湿地资源的重要性。