三江平原沼泽湿地景观格局变化及其生态效应

在遥感和地理信息系统的支持下，应用景观生态学的理论和方法，对景观类型的斑块和面积大小、形状特征、主要景观及其相关土地覆盖类型间的转化关系以及沼泽景观破碎化进行分析，定量分析和研究1986-2000年三江平原沼泽景观的动态变化，结果表明：15年来，三江平面沼泽的面积正在日益缩小，沼泽正在大幅度地转化为耕地，沼泽已经到了完全破碎化的边缘。最后分析了沼泽的动态变化引起的生态效应。     

基于RS和GIS的三江平原湿地景观变化研究

利用1986年和2000年遥感影像作为基本信息源,在GIS技术支持下,建立湿地空间数据库。选取斑块大小、分维数、景观破碎度、多样性和优势度等指标,对湿地景观空间格局的动态变化进行分析。同时利用马尔柯夫模型对该地区的湿地景观类型转换进行了模拟。结果显示,1986－2000年期间,该地区的湿地景观发生了显著变化,湿地景观趋于破碎化。     

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。     

湿地景观格局变化研究进展

湿地是自然界最富生物多样性的生态景观,具有重要的生态功能。湿地景观格局是各种生态过程综合作用的结果,具有高度的景观异质性,对景观的功能和过程有着显著的影响。湿地生态系统是世界上受威胁最为严重的生态系统之一,在自然因素和人类活动的影响下发生了大面积的转化或丧失。本文从湿地景观格局研究方法、面积变化、景观类型转化、驱动力以及动态模型、湿地景观格局指数以及湿地景观格局与气候变化之间的关系等方面综述了湿地景观格局变化的研究进展,指出湿地景观格局变化及其生态效应和高原湿地景观格局变化与气候变化之间的关系是未来研究的重点领域。     

辽宁省滨海湿地景观格局变化研究

辽宁省沿海岸线分布有丰富的滨海湿地资源,在区域经济发展中发挥着重要作用。基于1990年和2000年的Landsat ETM影像获取了辽宁省滨海湿地斑块图形数据,选用生态意义较明确的景观特征指数,对辽宁省滨海湿地的景观格局变化进行了研究。结果表明,1990年至2000年间,辽宁省滨海湿地总面积呈萎缩状态,由1990年的17620.04 km2减至2000年的17331.72 km2,减少幅度为1.6%;湿地斑块数量亦在减少,由1990年的2 021块减少至2000年的1770块;湿地景观多样性指数和均匀度指数则呈下降趋势,分别由1990年的1.425和0.594下降至2000年的1.409和0.588。     

1954-2005年三江平原沼泽湿地农田化过程研究

作为中国重要的粮食生产基地和淡水沼泽湿地集中分布区, 三江平原对于保障国家粮食安全和区域生态安全具有举足轻重的地位.由于人类活动的剧烈影响, 1954～2005年期间, 三江平原大面积的沼泽湿地已被农田所替代, 并引发了一系列环境问题.国内以往的相关研究未能深入揭示区域尺度湿地农田化的过程与规律.基于遥感和地理信息系统技术,集成地形图与遥感影像(Landsat MSS,Landsat TM,CBERS)数据,分析了1954～2005年间三江平原湿地农田化过程及其主要驱动因素.研究结果表明:(1)从1954到2005年,三江平原沼泽湿地面积减少了77.03%;与湿地大面积减少相对应,耕地面积增加了2.5倍,2005年耕地面积占整个三江平原面积的55.14%,成为三江平原的主导景观.1954～1976年和1977～1986年为湿地农田化规模最大的2个阶段,沼泽湿地转化为耕地的面积分别为186.40×104 hm2 和120.29×104 hm2.至2005年,三江平原沼泽湿地农田化过程基本结束,大面积成片的湿地仅存在于几个较大的湿地自然保护区内.1954～2005年期间,三江平原沼泽湿地农田化的面积为258.48×104 hm2,为1954年沼泽湿地面积的73.3%.(2)三江平原发生湿地农田化过程的主要自然地理环境背景为:海拔为0～100 m,坡度为0°～1°,地貌类型为河漫滩、河流阶地、沼泽洼地、冲积洪积平原和低台地,土壤类型为草甸土、沼泽土和白浆土.(3)1954～2005年间,三江平原地区年平均气温显著升高,增温速率为 0.029 ℃/a.气候变暖为农业开垦提供了有利的前提条件.区域人口大量增加是湿地开垦为农田的最直接和最主要的驱动因素,1959～2005年间三江平原总人口增加了3.13倍,耕地面积与总人口及农业人口之间均存在显著线性相关关系.国家政策对于三江平原沼泽湿地农田化过程具有重要的影响作用.     

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。     

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.     

榆林市农业景观格局变化研究

根据1986年和2000年两期TM影像资料和其他辅助资料, 运用人机交互解译方法以及地理信息系统的空间分析和数理统计功能, 分析了榆林市农业景观格局变化, 包括土地利用数量变化、变化速度和区域差异等特征, 以及各景观类型之间的转化情况, 并对景观格局变化进行了定量分析。结果表明: 14a间, 榆林市未利用地减少1305.56km², 其中主要是沙地减少; 耕地、林地、草地分别增加567.11km²、99.6km²和616.79km²; 未利用地和建设用地的变化率最大, 分别为-22.11%和18.18%; 土地利用变化存在明显的区域差异; 各类型间的转化突出表现为未利用地向草地转化, 草地向林地和耕地转化。榆林市近十几年景观类型发生了明显转换, 土地整治取得显著成绩。     

泉州湾河口湿地景观格局变化研究

利用1988年、1993年、1997年、2002年和2005年泉州湾河口湿地的遥感影像数据,将该湿地分为永久性河流/河口水域/浅海水域、潮间沙石海滩、潮间淤泥滩涂、红树林、互花米草(Spartina alterniflora)沼泽、水产池塘和其他湿地7个类型,对该湿地景观格局变化进行了研究.结果表明,1988～2005年间,泉州湾河口湿地景观格局发生了明显变化,整体景观越来越呈多类型均衡化分布,各景观斑块的形状趋于复杂;潮间淤泥滩涂的面积明显减少,从1988年的3 043.62 hm2减少到2005年的2 009.42 hm2,面积共减少1 034.2 hm2;而互花米草沼泽和水产池塘的面积在明显增加;1988年互花米草沼泽的面积仅为20.16 hm2,到2005年时其面积已达563.05 hm2,互花米草沼泽面积增加了542.89 hm2,平均每年增加约32 hm2,且目前仍处于扩大阶段;水产池塘的面积从1988年的30.87 hm2增加到2005年的185.01 hm2,其面积增加了154.14 hm2;由于人工红树林生态恢复工程的实施,使红树林面积在2005年达到50.72 hm2,人工造林是恢复红树林生态系统的有效途径;潮间淤泥滩涂、红树林和互花米草沼泽的破碎化程度增大,景观异质性越来越高.     

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。     

1954年以来三江平原土地利用变化及驱动力

在遥感和地理信息系统技术支持下,获取了自1954年以来三江平原6期土地利用数据,在GIS空间分析模块下对三江平原土地利用方式及格局的动态变化进行了定量研究.结果表明在过去50年里,三江平原的土地利用方式发生了显著变化.耕地净增加了38.55×105hm2,年均增加75597.3 hm2,其中湿地、林地与草地对耕地的增加贡献最大;湿地减少了25.67×105 hm2,除极少数退化为草地外,绝大部分转化为耕地;草地减少了57.65×104 hm2hm2,面积比由9.13%缩减为3.86%;林地在整个研究期间呈现出一定波动趋势,但总体呈减少趋势;水域与未利用地也呈现出减少趋势;居工地则呈现快速增长趋势,而且其年增长率为6.96%,远远大于其他土地利用的年增长率.耕地变化是驱动三江平原其他土地利用变化的直接因素,通过对人口与国家农业经济政策分析表明,耕地变化与人口增加关系密切,回归确定性系数为0.93,同样国家宏观农业政策与市场对土地利用格局变化起着不可忽视的作用,近年来水田面积的快速增加就是其直接作用的结果.     

Agricultural Climate Change and Wetland Agriculture Study under the Climate Change in the Sanjiang Plain

With linear curvefitting, Mann-kendall method and Yamamoto method, ≥10 ℃accumulated temperature and precipitation from May to September of 6 meteorological stations (Baoqing, fujin, Jiamusi, Hegang, Jixi and Hulin) from 1978 to 2007 were used to explore 30-year agricultural climate change and trend in the Sanjiang Plain. The results showed that ≥10 ℃ accumulated temperature of the 6 stations have risen by 141.0 ℃ to 287.4 ℃ when estimated by their significant linear trends (n=30, α=0.05) over the last 30 years (1978 to 2007). The rates of warming for the last 30 years range from 4.70 ℃per year to 9.58 ℃ per year. There are not significant linear trends on precipitation from May to September of the 6 stations over the last 30 years. The period of 1978 to 1998 in which ≥10 ℃ accumulated temperature is lower is consistent with that in which there is more precipitation from May to September, and warming and drying period has occurred in the Sanjiang Plain since 1999. Under the background of warming and drying agricultural climate, high yield cultivation of Phragmites australis and establishment of Phragmites australis-fish (crab) symbiosis ecosystem in natural mire are the ways for reasonable use of natural wetland. The area of paddy fields has been increasing from 7.25×104 ha in 1978 to 121.2×104 ha in 2006. It is proposed that paddy field range should not be expanded blindly toward the north in the Sanjiang Plain, and chilling injury forecast and prevention should be pay attention to. In the area that the chilling injury happens frequently, the rotation between rice and other crops should be implemented. Measures, which combine drainage, store and irrigation, should be taken instead of single drainage on comprehensive control of regional low and wet croplands to ensure controlling drought and flood.     

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。     

三江平原湿地保护区生态旅游发展潜力比较研究

构建了湿地生态旅游发展潜力评价指标体系,并运用模糊层次分析法（Fuzzy-AHP）,对三江平原9个湿地保护区生态旅游发展潜力进行了比较研究。研究表明：9个自然保护区的生态旅游影响指标社会属性差异比自然属性差异明显;湿地生态旅游发展基础和湿地的重要性、知名度直接影响着湿地生态旅游的需求潜力和供给潜力,湿地的边远区位和严格保护弱化了各自然保护区生态旅游潜力保障力差异,湿地周边城镇发展水平决定了对湿地生态旅游潜力支持力的大小;三江平原湿地保护区的整体生态旅游发展潜力不大,研究对象中只有兴凯湖和三江自然保护区潜力较大,这与该区域的区位条件、产业发展模式等有关。     

松嫩高平原县域土地利用空间格局地形梯度特征分析——以巴彦县为例

以黑龙江省巴彦县为研究区,基于研究区DEM数据,运用土地利用类型的分布指数、土地利用结构的信息熵、均衡度和优势度,明确研究区土地利用空间格局的地形梯度特征及地形因子对土地利用空间格局的影响。结果表明：① 研究区土地利用空间格局在地形因子的作用下存在明显的梯度特征,旱地、水田、草地、水域、建设用地及其他用地主要分布在较低地形级别区,林地主要分布在较高地形级别区。② 除林地以外,其他土地利用类型分布的优势地形位均位于较低地形级别区,林地分布的优势地形位位于较高地形级别区,各土地利用类型分布的优势区域不尽相同。③ 研究区土地利用结构的信息熵及均衡度变化趋势相同,优势度的变化趋势与信息熵、均衡度的变化趋势相反,土地利用空间格局与地形因子具有显著的相关性。