1980年以来5个时期珠江三角洲滨海湿地景观格局及其变化特征

以珠江三角洲滨海湿地为研究对象,利用1980年、1990年、2000年、2010年和2015年的Landsat MSS/TM/ETM+/OLI影像数据,采用面向对象的遥感影像分类方法,提取珠江三角洲滨海湿地信息;利用土地利用动态度模型、马尔柯夫转移矩阵和景观指数等,研究5个时期珠江三角洲滨海湿地的景观格局及其变化特征和影响因素。研究结果表明,与1980年相比,2015年珠江三角洲滨海天然湿地明显萎缩,面积减少了189 km~2,人工湿地明显扩张,面积增加了284 km~2;在研究区内,天然湿地萎缩主要是由于河口水域、红树林和盐水沼泽被转变为养殖池;随着时间的推移,5个时期研究区湿地景观的破碎化程度不断加重,湿地斑块形状越来越不规则,边界越来越复杂,人类活动对湿地的干扰强度加剧,斑块类型向多样化发展;在气候变化的背景下,人口快速增长、滩涂开发、围填海活动、海砂开采和水利工程等是导致研究区滨海湿地萎缩的主要因素,其中,滩涂开发和围填海活动是使天然滨海湿地消失的直接因素。     

20世纪60年代以来6个时期盐城滨海湿地变化及其驱动因素研究

利用遥感和地理信息系统技术,对盐城滨海湿地20世纪60年代地形图和1980年、1990年、2000年、2010年、2015年遥感影像进行数字化和遥感解译,得到盐城滨海湿地分类信息;采用GIS空间分析方法和景观分析方法,分析了各时期盐城滨海湿地的景观特征;利用滨海湿地遥感分类和土地利用数据,研究盐城滨海湿地时空变化及其驱动因素分析。研究结果表明,20世纪60年代研究区主要湿地类型为泥质海滩和盐水沼泽,其面积分别占研究区总面积的48.5%和10.5%,2015年,研究区主要湿地类型为养殖池和水田,其面积分别占研究区总面积的20.6%和14.18%,盐水沼泽面积占7.8%,泥质海滩面积所占比例锐减到不足0.03%;20世纪60年代以来,研究区泥质海滩、盐水沼泽、淡水沼泽在不断萎缩;水田、养殖池和水库/坑塘在不断扩张,围填海活动导致研究区的陆地面积明显增加;研究区滨海湿地景观破碎化程度加重,斑块形状变的越来越复杂,稳定性变差,各类景观斑块呈均衡化趋势发展,随着经济发展,研究区滨海湿地受人类活动干扰的程度在不断加强;围填海、人口增长、生态环境污染和物种引入是盐城滨海湿地变化的主要驱动因素,泥沙淤积侵蚀和土壤性质变化是次要驱动因素。     

6个时期黄河三角洲滨海湿地动态研究

以1976年8月、1985年11月、1990年10月、2000年10月、2010年10月和2015年10月的Landsat MSS/TM/ETM+/OLI影像作为数据源,采用面向对象的遥感影像分类方法,提取黄河三角洲滨海湿地信息;利用动态度模型、马尔柯夫转移矩阵和景观指数等方法,分析6个时期黄河三角洲滨海湿地的变化速度、转移类型和景观格局等特征,结合其它辅助资料,分析滨海湿地变化的主要影响因素。研究结果表明,与1976年相比,2015年黄河三角洲地区天然湿地面积大幅减少,共减少了1 627 km~2,而人工湿地面积由1976年的163 km~2增加到2015年的3 054 km~2,在逐时期不断增加;减少的天然湿地主要转化为旱地、养殖池和盐田;到2015年,研究区天然湿地破碎化程度增强、斑块形状复杂度增加,而人工湿地则表现为斑块平均面积增加;在潮水作用、淤积增长速率减慢和黄河断流等自然因素影响下,黄河三角洲滩涂面积明显减小;围海养殖、油田开发、农业开垦等人类活动则是导致黄河三角洲滨海天然湿地面积减少、人工湿地增加的主要因素。     

1993～2003年厦门市湿地动态变化及其驱动因素分析

通过对厦门市1993年TM遥感影像和2003年ETM 遥感影像的解译分析和数据统计,从湿地面积动态变化和湿地消长情况等方面,用单一土地利用动态度等指标对1993~2003年期间厦门市的湿地变化进行了研究。结果表明,1993~2003年期间厦门市天然湿地面积减少了2103hm2,其中有954hm2(滩涂864hm2)转变为非湿地,有1149hm2转变为人工湿地;而人工湿地面积增加了2775hm2,其中养殖场面积从1993年的5778hm2迅猛增加到2003年的9768hm2,年均增长率为6.91%,水库与水塘和盐田则分别减少了961hm2和254hm2。有27.74%、11.41%、9.33%和3.63%的养殖场面积分别是由非湿地、滩涂、盐田和水库与水塘转变而来的;有54.37%的盐田转变成了养殖场,有33.24%、30.24%的红树林转变为非湿地、养殖场,有10.35%、8.64%的滩涂转变为养殖场、非湿地。对社会经济驱动因素的分析表明,经济发展、人口增长和农业生产比较利益因素极大影响着厦门市湿地的动态变化。     

1985年以来7个时期双台河口湿地土地利用格局及其变化

选用1985年、1989年、1995年、2000年、2005年、2009年和2015年Landsat TM/ETM+/OLI影像数据,采用人机交互解译方法,对双台河口湿地进行了土地利用分类;运用遥感和地理信息系统技术,研究了7个时期双台河口湿地的土地利用格局及其变化。研究结果表明,天然湿地面积由1985年的1 168.73 km~2减少为2015年的886.97 km~2,减少了24.11%。与1985年相比,2015年,芦苇(Phragmites australis)盐沼、芦苇+碱蓬(Suaeda glauca)盐沼和滩涂面积分别减少了8.86%、37.44%和72.29%,碱蓬盐沼和河流/浅海水域面积分别增加了25.80%和2.08%;人工湿地面积由1985年的62.06 km~2增加为2015年的263.86 km~2,增加了325.18%。与1985年相比,2015年,运河/沟渠面积减少了3.33%,水田、水产养殖场和水库/池塘面积分别增加了557.30%、1 940.32%和40.56%。1985～2015年期间,随着时间的推移,7个时期研究区的斑块密度在不断增大,景观的香农多样性指数在波动增大,优势度指数在波动减小。     

1980年以来太湖流域湿地变化及其影响因素分析

明确湿地变化特征及其影响因素是开展湿地管理与保护工作的重要前提。利用1980年、1990年、1995年、2000年、2005年、2010年、2015年和2020年太湖流域的土地利用数据,采用土地利用转移模型、景观指数和地理探测器等方法,研究了太湖流域湿地的时空变化特征及其影响因素。研究结果表明,1980年至2020年期间8个时期,随着时间的推移,太湖流域的湿地面积不断减少,湿地面积共减少了6 328.17 km²,其中,水田、滩涂和滩地面积呈减少趋势,河渠和水库坑塘面积呈增加趋势,湖泊面积相对稳定;太湖流域最主要的土地利用变化是大面积水田转变为建设用地,有6 383.90 km²湿地转变为建设用地,其中,有6 230.35 km²水田转变为建设用地;湿地景观形状趋于复杂,景观连通性逐渐降低,各景观类型所占比例趋于均衡化,景观异质性增加;湿地变化是人为因素和自然因素综合作用的结果,人类活动是太湖流域湿地变化最重要的影响因素,土壤类型、地貌类型也是湿地变化的重要影响因素。     

闽江口琅岐岛湿地景观格局变化研究

以闽江口琅岐岛为研究区,选取1989年4月9日、1997年1月28日的Landsat TM影像和2005年1月7日的SPOT5影像为数据源,根据琅岐岛湿地的区域特点,将湿地景观划分为滩涂、灌溉水田、养殖水面、河漫滩、水库坑塘、河流6种类型;研究了琅岐岛湿地景观格局特征、变化和各景观类型间的转化.结果表明,3个时期的湿地面积发生明显变化,与1989年和1997年相比,2005年湿地面积大幅增加,达到4 056.12 hm2,湿地景观类型以灌溉水田、养殖水面和滩涂为主;1997年,湿地斑块数量(60块)、斑块密度(2.250 8)和景观破碎度(0.020 5)最大,人类活动对湿地景观的干扰较大;各湿地景观要素中,水库坑塘的斑块密度和分离度指数最大,斑块小,分布零散,灌溉水田的斑块密度和分离度指数最小,表明灌溉水田斑块大且连通件好,破碎化程度低;研究期间,除河流较稳定外,其他类型湿地面积变化较明显,面积变化较大的是养殖水面和灌溉水田;与1989年相比.2005年养殖水面面积净增1 124.01 hm2,其中由其他类型湿地转化的面积有541.44 hm2,还有582.57 hm2由非湿地转化而来;灌溉水田面积净增252.54 hm2,除各类湿地之间转出、转入外,另有761.76 hm2由非湿地转入;在人类活动干扰下,琅岐岛湿地景观多样性趋于增加.     

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。     

1980～2017年环渤海海岸线和围填海时空演变及其影响机制

运用3S技术,采用水体指数法（MNDWI）、分形维数法、土地利用转移矩阵和回归分析等方法,以环渤海海岸带1980、1985、1990、1995、2000、2005、2010、2015和2017年9个时期TM遥感影像为主数据源,研究近40 a围填海活动影响下的环渤海海岸线动态演变特征。结果表明：1980~2017年环渤海海岸线增加了1 159.9 km,分形维数持续增加,岸线呈曲折化。其中,人工岸线增长了1 977.9 km,自然岸线减少了80%。重点变化区域包括黄河三角洲及莱州湾、渤海湾、辽东湾顶部、普兰店湾等地区。1980~2017年环渤海围填海的面积增加了1 988.5 km ²。主要类型由养殖池、盐田及农用地向养殖池、盐田、建筑用地转化。围填海活动与岸线长度、属性变化呈显著线性关系。综上,水产养殖、围海晒盐、农田开垦、工业化和城镇化建设等围填海活动影响了岸线长度及属性等特征的变化。     

20世纪60年代以来6个时期长江三角洲滨海湿地变化及其驱动因素研究

以长江三角洲滨海湿地为研究区,利用长江三角洲地区1∶10万地形图数据、Landsat遥感影像数据和其它专题统计数据,采用人机交互的遥感解译方法,参照滨海湿地分类系统,对长江三角洲滨海湿地进行了分类;应用地理信息系统,分析研究区滨海湿地变化、围填海活动和景观格局变化。对比20世纪60年代、1980年、1990年、2000年、2010年和2015年6个时期的长江三角洲滨海湿地分布和面积发现,随着时间的推移,其总面积在减小,其中,天然湿地面积在减小,人工湿地面积在增加;研究区内的湿地类型转变主要是天然湿地转变为人工湿地,在天然湿地中,泥质海滩多转为淡水沼泽和盐水沼泽,在人工湿地中,水田主要变为城镇建设用地、工业用地和养殖用地,2000年之后,水田面积开始减少;影响长江三角洲滨海湿地变化的自然驱动因素主要为长江流域径流量、输沙量的变化,长江三角洲淤积量的增、减造成了长江三角洲滨海湿地演化,其人为驱动因素主要是围填海活动。     

1984年以来8个时期杭州主城区西部湿地格局研究

以浙江省杭州市主城区西部低山丘陵区向杭嘉湖平原过渡地带为研究区,采用面向对象分类和人工目视解释相结合的方法,利用1984年、1995年、2000年、2005年、2007年、2009年、2013年和2018年的遥感影像数据,提取出8个时期研究区的土地利用信息;采用斑块密度、最大斑块指数、景观形状指数、蔓延度指数、聚集度指数和Shannon多样性指数,分析8个时期研究区湿地格局的变化。研究结果表明,1984年以来的8个时期,随着时间的推移,研究区的河流、沼泽和耕地面积在逐时期减小,建筑用地和道路面积在逐时期增大;2000年以来,湖泊/水库/坑塘面积也在逐时期减小;2005年以来,林地面积也在逐时期减小;1984年、1995年、2000年、2005年和2007年,湖泊/水库/坑塘在研究区分布最广泛,其次为林地;2013年和2018年,建筑用地的面积最大,其次为林地,再次为湖泊/水库/坑塘;1984年和1995年,研究区的湿地格局相对稳定;2000年和2005年,研究区的城市化进程加快,湿地明显萎缩、破碎化;2007年以后,在研究区中,除了西溪国家湿地公园中的湿地被保护的较好外,其它湿地大幅萎缩,局部甚至消失。     

围垦及米草入侵下江苏中部滨海湿地土地利用/覆被类型动态变化

通过1979年、1991年、2003年和2015年四期的遥感影像,研究1979-2015年间江苏中部滨海湿地的围垦及米草入侵的动态变化及二者影响下土地利用/覆被类型的演化过程。结果表明:1979-2015年,围垦和米草边界总体上不断向海推进,不同岸段推进速度存在差异。围垦面积持续加速增长,各段平均增速为3.43 km~2/yr,米草面积在1991-2003年间增速最快,各段平均增速0.89 km~2/yr,2002年以后增速下降,为-0.03 km~2/yr。芦苇滩涂和碱蓬滩涂转化为围垦的面积占围垦土地来源的比例持续下降,米草滩涂和光滩的这一比例持续上升,对米草滩涂的围垦主要位于方塘河口以北,对光滩的围垦主要位于方塘河口以南。芦苇滩涂、碱蓬滩涂和光滩对米草滩涂面积的贡献为:光滩碱蓬滩涂芦苇滩涂。研究区演化路径总体呈现光滩—盐生植被—围垦的方向,但存在缩短趋势;米草入侵挤占了本地盐生植被的扩张空间。     

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。     

围填海活动对中国滨海湿地影响的定量评估

近年来,在中国滨海地区,大规模围填海活动导致滨海湿地持续减损,湿地生物栖息地的丧失和滨海湿地生态系统功能的退化,严重削弱了滨海地区可持续发展的资源基础。为了定量分析围填海活动对中国滨海湿地的影响,以辽河三角洲、黄河三角洲、长江三角洲和珠江三角洲滨海湿地为例,利用湿地遥感分类数据,通过建立滨海湿地生态地理单元,比较了1990年和2008年两个时期四大三角洲滨海湿地的状况,定量评估了围填海活动对中国滨海湿地影响的区域和类型差异。研究结果表明,与1990年时相比,至2008年,无论是中国滨海湿地整体还是四大三角洲局域尺度,围填海活动都是滨海湿地减损的重要驱动力,尤其体现在对北方滨海潮间滩涂和南方红树林等类型滨海湿地的大面积侵占,威胁到滨海湿地生物多样性最关键的生境类型和关键生态系统服务区域。在四大三角洲,围填海区域的主要土地利用类型在空间分布上存在一致性和差异性,表现在4种主要土地利用类型所占面积比例排序具有一致性,即水产养殖用地面积所占比例最大,农田次之,其后是工业建筑、港口建筑;以及在四大三角洲中4种主要土地利用类型所占面积比例的差异性,即黄河三角洲的水产养殖用地面积相对最大,长江三角洲的其他3种土地利用类型所占面积相对最大。为了避免围填海活动对滨海湿地的进一步破坏,在确定保护和修复优先区域的基础上,应该着手强化滨海潮间滩涂和盐沼等关键生境类型的保护、修复和生态补偿模式的相关研究和实践工作。     

3个时期华阳河湖群湿地生态系统服务价值估算

采用1990年、2002年和2010年3期土地利用数据,运用Costanza方法,结合谢高地修正的中国生态服务价值当量因子表,分析华阳河湖群湿地的土地利用变化,研究由此而引起的该湿地生态系统服务价值变化。结果表明,与1990年相比,2010年华阳河湖群的湖泊、河流、水库坑塘、内陆滩涂和河滩的面积分别减少了63.829km2、9.262 km2、6.926 km2、5.109 km2和15.238 km2;湿地生态系统服务总价值下降,从1990年的2.922×109元下降到2010年的2.568×109元,这主要是生态价值系数较高的湖泊面积减少所致;2010年,湖泊、河流、水库坑塘、内陆滩涂和河滩的服务价值分别为1.839×109元、2.219×108元、1.110×108元、3.399×108元和0.566×108元。湖泊对生态系统服务价值贡献率仍然最大,河滩贡献率最小。研究区在未来应实施土地用途管制,注重对湖泊、河流等湿地的保护。     

东居延海湿地恢复进程研究

利用比值阈值法解译2000-2015年东居延海Landsat影像,获取逐月湿地、挺水植物及裸水水域面积,分析生态输水以来东居延海湿地恢复进程。研究表明:(1)2002年生态输水进入干涸的东居延海,之后湿地面积迅速扩大,2015年湿地面积达54 km~2,较2002年扩大了近1倍;2009年前湿地面积快速增长,湿地组成以水体为主(占比94%);2010年后湿地面积增速减缓,变化稳定,维持在55 km~2左右,挺水植物面积已达9 km2(占比15%)。(2)湿地面积年内变化呈明显季节性特征,2002-2003年湿地季节性有水;2004年以后湿地常年有水,10-11月湿地面积最大,7-8月湿地面积最小而挺水植物面积最大。(3)东居延海湿地面积及其变化特征与入湖水量和时间密切相关,适宜的生态输水调度是东居延海湿地健康的重要保障。     

新疆阿勒泰地区2002-2011年地表水资源变化趋势

在RS技术支持下,应用气象数据（主要为气温、降水）、基础地理数据及2002-2011年时间序列的Landsat TM、ETM+、MODIS/Terra+Aqua MCD43A4遥感影像产品,对阿勒泰地区地表水资源时空变化特征进行了分析,探索气象因素影响下阿尔泰山冰川积雪和地表水资源之间的相互作用。结果表明：在研究时段内,阿尔泰山6月2日的冰川积雪面积呈波动增加趋势,8月21日的冰川积雪面积则呈波动减少趋势。从景观格局的特征来看,随着夏季冰雪融水量增加,水资源量总体呈上升趋势,在研究时段内水域总面积增加了57.91 km²,增加面积主要来源于湖泊和水库,2011年的湖泊和水库面积分别为1 044.33 km²和196.27 km²,比2002年分别增加了16.67 km²和101.79 km²;沼泽湿地和坑塘湿地的面积变化呈一定的起伏,2002-2011年间面积分别减少了35.91 km²和24.27 km²,湖泊和水库的破碎度较低,沼泽湿地、河流和坑塘湿地的破碎度高,表明沼泽湿地、河流和坑塘湿地对气象因素变化较敏感。     

黄河三角洲滨海湿地生态系统服务模拟及评估

黄河三角洲滨海湿地是中国暖温带最完整、最广阔、最年轻的湿地生态系统,但随着油田开发、港口建设、养殖、盐田和农业开发等围填海活动的加剧,该地区的生态环境发生明显变化。在生态系统服务和交易的综合评估模型(Integrated Valuation of Ecosystem Services and Trade-offs,In VEST)的Carbon模块和Biodiversity模块平台上,以丹顶鹤(Grus japonensis)和黑嘴鸥(Larus saundersi)为主要保护物种,利用2000年和2012年两期土地利用和土壤碳库等数据,进行黄河三角洲滨海湿地生态系统服务模拟评估。结果显示,研究区的碳储量由2000年的3 167 830.0 Mg减少到2012年的3 077 100.0 Mg,减少了2.86%;丹顶鹤和黑嘴鸥的生境退化区主要集中在孤东油田和港口;湿地保护区和黄河故道区的生境质量较高,其他区域基本不适合丹顶鹤和黑嘴鸥生存。根据土地利用转移矩阵分析结果显示,2000~2012年期间,围填海活动占用湿地面积最多的土地利用类型是水产养殖塘和油田,港口和盐田的面积增幅最大。     

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。