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辉河湿地景观动态分析及模拟

辉河湿地景观动态分析及模拟

作者：鲍宏雪哈尔滨师范大学

学位级别：硕士

伴随经济发展,栖息地丧失、生态系统服务功能退化等环境问题对人类社会的可持续发展已造成严重的威胁,保护区的创建成为加强当地生物多样性的公认策略。湿地景观变化的研究事关国家生态安全、粮食和水资源安全,遥感技术发展以动态监测... 详细信息

伴随经济发展,栖息地丧失、生态系统服务功能退化等环境问题对人类社会的可持续发展已造成严重的威胁,保护区的创建成为加强当地生物多样性的公认策略。湿地景观变化的研究事关国家生态安全、粮食和水资源安全,遥感技术发展以动态监测、综合性和可比性等优势在湿地研究中长足。内蒙古自治区呼伦贝尔市的辉河湿地处于环境变化的敏感地带,承载着维护区域生态平衡、构建中国北方生态屏障等重要责任。本文以辉河国家级自然保护区为研究对象,针对以往研究中存在的时间序列不完善、空间层面分析不全等问题,以1985年、1990年、1995年、2000年、2005年、2010年、2015年和2020年8期Landsat系列影像作为数据源,利用基于对象影像分析法提取辉河湿地10种景观信息。通过转移弦图和标准差椭圆模型,对研究区近年来景观动态变化进行遥感监测。采用景观信息图谱对湿地景观变化模式进行分析并探讨。同时结合气象、土壤特征、GDP等自然和社会因子数据,基于CLUMondo模型和PLUS模型进行模拟对比实验,浅析适合辉河湿地的景观预测模型,并设置保护区自然情景和非保护区开发情景进行2030年景观预测。研究概况如下:(1)从数量特征分析,1985-2020年间,湿地景观整体面积减少了 156.98km 2。其中湖泊和沼泽地呈下降趋势,盐碱滩呈上升趋势。属2000-2005年间沼泽地向典型草原转移和1995-2000年沼泽地向盐碱滩转移变化最活跃。草原、沙地和人工景观表现出扩张特点,属2010-2015年草原沙化和1995-2000年经济发展最快。(2)从空间特征分析,近35年辉河湿地各景观迁移轨迹有显著的方向性。湿地、草原、人工景观整体向西南方向迁移,尤其人工和湿地景观分别移动16.71km和11.15km。从扩张方向来看,湿地景观表现出受草原、人工和沙地景观扩张压迫的特点。由景观信息图谱可见沼泽地边缘的土地稳定性较差。研究区南部变化活跃,以后期变化型、前期变化型、反复变化型为主,但整体上后期变化强度低于前期变化强度,说明辉河湿地晋升保护区后各景观得到有效改善。(3)从景观预测分析,对比模型实验中,针对辉河湿地这种小范围研究,若只以面积作为需求服务,PLUS模型模拟效果更好。对比两种情境下2030年景观预测,自然情景下的农田区域近乎消失,而开发情景下的农田范围几乎布满研究区北部,并且研究区南部的沼泽地恶化明显。说明保护区的建立能够有效的控制各景观的恶化,协调城乡发展与生态环境间的关系。

关键词：辉河湿地景观动态 CLUMondo模型 PLUS模型

呼伦贝尔西部典型湿地景观动态变化及驱动力分析

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呼伦贝尔西部典型湿地景观动态变化及驱动力分析

作者：郭傲哈尔滨师范大学

学位级别：硕士

呼伦贝尔西部湿地是我国北方寒旱区重要的湿地生态区域,近年来由于自然与人为的原因导致湿地景观发生了巨大的变化。本文以呼伦贝尔西部典型湿地为研究对象,在遥感技术与GIS技术的支持下,将2004年、2008年、2012年、2016年及2020年共五... 详细信息

呼伦贝尔西部湿地是我国北方寒旱区重要的湿地生态区域,近年来由于自然与人为的原因导致湿地景观发生了巨大的变化。本文以呼伦贝尔西部典型湿地为研究对象,在遥感技术与GIS技术的支持下,将2004年、2008年、2012年、2016年及2020年共五期的MODIS遥感影像与MODIS NDVI数据及SRTM SLOPE数据相结合,并定义了一套基于MODIS影像的湿地景观分类系统,运用CART决策树分类方法提取了研究区5期的景观信息,以分析2004-2020年期间呼伦贝尔西部典型湿地的各类型景观分布及景观的动态变化特征;利用景观动态度、景观转移矩阵和重心转移方法分析不同时空尺度上湿地景观的变化,运用景观格局软件分析不同时期景观水平及景观类型水平上的景观格局指数,同时对研究区气候、人口、经济因素等方面的变化进行分析,以此探讨影响研究区湿地景观动态变化的驱动因素。论文得到如下结论:(1)本文运用CART决策树分类方法,提取了研究区5期的景观信息,根据湿地景观的面积信息,发现2004-2020年间,湿地面积总体呈现扩张趋势,面积数值从2004年的10175.90 km增长到2020年的11001.59 km。其中明水景观萎缩面积较大,17年间减少了881.47 km;而沼泽湿地的面积在总体上呈扩张趋势,17年间增加了1707.15 km。(2)根据提取的景观信息制作转移矩阵桑基图,使研究区景观类型间的转化清晰可视,图中17年内景观类型间的转化以草地的转出和转入最为剧烈。这与当地农业政策及草地沙化等环境问题有关;就湿地景观而言,明水景观大面积向沼泽湿地转移,沼泽湿地的转出和转入较为剧烈,且与草地在面积上互为消长。(3)运用湿地重心转移模型,计算出五个时间段内湿地重心的转移方向及转移速度。结果显示湿地重心在17年间总体向东南方向转移,转移距离较大,转移速度也较快。其中沼泽湿地重心转移最为剧烈,明水景观则相对稳定。重心转移的主要动力来源于过渡放牧等人类对湿地资源的占用、破坏。(4)景观格局指数分析结果显示,17年间明水的景观破碎度升高,斑块间差异度逐年增大;沼泽湿地的景观破碎度明显降低,且景观优势度升高。从景观整体水平上看,研究区内优势斑块的连通度变低。(5)2013年至今,呼伦贝尔西部地区的气候出现暖干趋势。湿地动态变化与气象因素年际变化和月变化的皮尔逊相关性结果显示,湿地的年际变化中,湿地面积受年均温影响明显,明水景观面积受年均降水量影响明显,其余均未出现显著相关;湿地在生长月的变化中,NDVI指数与月均温出现显著相关,EVI指数与月均温和月均降水量都出现显著相关,但都不是对应月份的气象因素,而是提前一月和提前两月的气象因素,说明在生长月湿地植被变化对气象因素的变化表现出滞后性。(6)利用熵权法对研究区主要的人口、经济驱动因素进行分析,结果表明,呼伦贝尔西部湿地所在的6个市县人口发展呈现平稳状态,对湿地资源及自然环境的压力减轻;第一产业中畜牧业对湿地景观面积及结构的影响较大;第二产业快速发展导致的工业污水及废气的排放会破坏湿地的生态平衡。总体发展趋势向第三产业倾斜,注重绿色发展,使得过渡放牧、工业污染等问题对湿地景观产生的负面影响有所缓解。

关键词：呼伦贝尔西部典型湿地景观动态重心转移气象因子

景观动态下的白头叶猴生境生态网络构建与优化

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景观动态下的白头叶猴生境生态网络构建与优化

第十六届全国野生动物生态与资源保护学术研讨会

作者：管超毅刘宣园张明霞周岐海珍稀濒危动植物生态与环境保护教育部重点实验室广西珍稀濒危动物生态学重点实验室

生态网络在生物多样性保护中扮演着重要角色。基于生境景观动态背景对区域生态网络进行规划,可更准确的识别生态源地和优化廊道增强生境连接度,以保证生态系统的持续运行,缓解生境破碎化对物种的生存危害。白头叶猴(Trachypithecus leuc... 详细信息

生态网络在生物多样性保护中扮演着重要角色。基于生境景观动态背景对区域生态网络进行规划,可更准确的识别生态源地和优化廊道增强生境连接度,以保证生态系统的持续运行,缓解生境破碎化对物种的生存危害。白头叶猴(Trachypithecus leucocephalus)是我国广西喀斯特地区珍稀灵长类动物。在生境破碎化威胁下,其近年的种群数据持续增长但生境生存空间日益缩减,急需增强生境间的景观连接度。因此本研究结合景观动态对白头叶猴生境网络进行构建与优化,以维持其向外迁移建群。结果如下:1)2000-2020年的白头叶猴生境源地减少;核心生态源地位置与白头叶猴实际活动区大体相同,常存于上金、驮龙和亭亮乡,板利和罗白乡、东罗、渠旧和渠黎镇以及岜盆乡附近。2)研究共得出53条生态廊道,每个生态源地均能连通形成网络回路。3)共识别出10条短重要廊道连接核心源地,廊道间存在51个生态节点和11个生态障碍点。建议着重保护白头叶猴的核心源地;建立和保护短距离走廊,连通大型核心源地;清除长及中距离廊道构建中的干扰节点(disturbance nodes)、改善阻碍节点(obstruction nodes)和断裂节点(break nodes),增添踏脚石斑块(stepping stone nodes)、保护拓展节点(dispersed nodes)。本研究可为区域增强景观连接度和优化景观生态安全格局规划提供重要参考,为改良白头叶猴种群的生境保护方法提供理论依据。

关键词：白头叶猴景观动态生态网络构建与优化生境破碎化

来源： cnki会议评论

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cnki会议

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深圳快速城市化过程中的景观类型转化动态

应用生态学报 2007年第4期18卷 788-794页

作者：宋艳暾余世孝李楠李勇中山大学生命科学学院生态学系有害生物控制与资源利用国家重点实验室广州510275 深圳市仙湖植物园广东深圳518004

利用4个时段遥感图像、转移概率方法和优势转移过程空间分布图,定量研究了深圳经济特区1979—2003年景观格局的时空变化特征、驱动力和原因.结果表明:深圳经济特区城市化过程迅速,且主要发生在1979—1990年间.3个研究阶段所表现出来的... 详细信息

利用4个时段遥感图像、转移概率方法和优势转移过程空间分布图,定量研究了深圳经济特区1979—2003年景观格局的时空变化特征、驱动力和原因.结果表明:深圳经济特区城市化过程迅速,且主要发生在1979—1990年间.3个研究阶段所表现出来的景观类型动态大相径庭.1979—1990年主要表现为植被退化和转移为人工景观类型阶段,优势景观类型转化的空间位置主要发生在福田区、罗湖区和盐田区,优势景观类型转移过程具有幅度大、强度大的特点;1990—2000年主要表现为大量建设用地的竣工转化为非渗水表面以及少量植被类型向人工景观类型的转化,优势景观类型转化主要发生在南山区和福田区,整个阶段表现出城市成形特征,原有植被景观特别是林地已较少受到人类干扰;2000—2003年则表现为土地利用方式精细整理的城市化过程,有较显著的城市扩建和改造现象,渗水材料的使用有效消除了非渗水表面的负面影响,这一阶段影响幅度大、影响强度中等.

关键词：转移概率景观动态快速城市化深圳经济特区

1960—2005年民勤典型绿洲-荒漠过渡带景观格局与动态

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应用生态学报 2010年第3期21卷 714-722页

作者：马瑞王继和屈建军胡小柯刘虎俊中国科学院寒区旱区环境与工程研究所沙漠与沙漠化重点实验室兰州730000 甘肃省治沙研究所荒漠化防治甘肃省重点实验室甘肃武威733000

利用ERDAS、GIS等技术,系统分析了1960—2005年间民勤典型绿洲-荒漠过渡带的景观格局与动态.结果表明:林地和耕地是影响过渡带景观变化的主导因素;研究期间,绿洲向外围扩张了2～3km,且过渡带向荒漠位移,过渡带宽度由1960年的4km增至198... 详细信息

利用ERDAS、GIS等技术,系统分析了1960—2005年间民勤典型绿洲-荒漠过渡带的景观格局与动态.结果表明:林地和耕地是影响过渡带景观变化的主导因素;研究期间,绿洲向外围扩张了2～3km,且过渡带向荒漠位移,过渡带宽度由1960年的4km增至1987年的约9km,之后又迅速变窄;1978—1987年间,研究区景观变化强度达到历史最高水平,1998年后,景观格局相对稳定;整个过渡带景观破碎程度较大的时期出现在景观类型转化最快的1978—1987年,景观较破碎的区域出现在距绿洲边界2km处和造林区.1960—2005年间,研究区乔木林趋于消失;灌木林在1987年前大面积增加,之后急剧减少;耕地开垦强度在1960—1998年间持续增加,1998年之后有所降低,但研究期间的弃耕率则呈直线增加趋势.

关键词：民勤绿洲-荒漠过渡带景观格局景观动态

景观动态的Markov模型研究——以长白山自然保护区为例

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生态学报 2004年第9期24卷 1958-1965页

作者：韩文权常禹中国科学院沈阳应用生态研究所

在 Markov模型假设的基础上 ,利用长白山自然保护区 1975年 MSS、1985年和 1997年 TM卫星遥感数据 ,在遥感图象处理软件和 GIS软件协助下 ,对遥感影像的计算机监督分类结果 (共分为 13类 )进行处理 ,对 Markov模型的可利用性进行分析与... 详细信息

在 Markov模型假设的基础上 ,利用长白山自然保护区 1975年 MSS、1985年和 1997年 TM卫星遥感数据 ,在遥感图象处理软件和 GIS软件协助下 ,对遥感影像的计算机监督分类结果 (共分为 13类 )进行处理 ,对 Markov模型的可利用性进行分析与检验 ,得出长白山自然保护区景观变化无后效性 ,符合 Markov模型条件。根据 1985～ 1997年转移概率计算步长 10 a(1985～ 1995年 )的转移概率矩阵 ,从 1975年计算 1985年各景观类型的面积与 1985年各景观类型的实际面积值对比 ,计算得 χ2 >χ20 .0 5(12 ) ;再分别用 1975～ 1985年和 1985～ 1997年的转移矩阵计算 1995年和 2 0 4 7年各景观类型的面积 ,分析得χ2 >χ20 .0 5(12 ) ;对两阶段的转移概率矩阵分析得到 χ2 >χ20 .0 5(14 4 ) ;说明两阶段的 Markov转移过程不具同一性 ,属于两个不同的 Markov过程。不同景观类型转移方式对χ2 值的贡献率可以说明其对景观动态的重要性 ,分析结果表明有重要贡献的类型分别为 :阔叶红松林 5 2 .0 0 % >山杨白桦林 2 4 .6 6 % >云冷杉林 11.4 2 % >落叶松林 2 .4 3% ,说明这 4种景观类型的转移方式对长白山自然保护区的景观动态起重要作用 ,尤其以阔叶松林的作用最大 ;同时对

关键词：长白山自然保护区 Markov模型景观动态

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呼伦贝尔湿地景观动态变化分析

自然科学 2023年第1期11卷 65-71页

作者：陈雪哈尔滨师范大学黑龙江省普通高等学校地理环境遥感监测重点实验室黑龙江哈尔滨

呼伦贝尔湿地是重要的湿地生态研究区域,为研究该地区的景观格局演变,本文定义了一套基于MODIS影像的适用于描述景观变化的湿地分类系统,以呼伦贝尔湿地为研究区,利用2000和2020年的遥感影像获取2期湿地景观覆盖类型数据,运用转移矩阵... 详细信息

呼伦贝尔湿地是重要的湿地生态研究区域,为研究该地区的景观格局演变,本文定义了一套基于MODIS影像的适用于描述景观变化的湿地分类系统,以呼伦贝尔湿地为研究区,利用2000和2020年的遥感影像获取2期湿地景观覆盖类型数据,运用转移矩阵、景观格局指数等方法分析景观类型、数量变化及格局特征,揭示呼伦贝尔湿地的景观动态变化。研究结果表明:2000~2020年间,呼伦贝尔湿地东部、东北部及西南部景观类型空间变化明显,草原景观、人工景观和沙地景观的面积减少,森林景观和湿地景观的面积增加,草原景观与其他景观转化明显,湿地景观和森林景观优势度较高,只有湿地景观的破碎化加剧。

关键词：呼伦贝尔湿地景观格局景观动态

中国长白山北坡与西坡林线景观动态对气候变化响应的对比分析

维普期刊数据库评论

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江西农业学报 2023年第12期35卷 139-145页

作者：王晓东褚丽娟安雨刘晓辉李晓强长春师范大学地理科学学院吉林长春130032 中国科学院东北地理与农业生态研究所吉林长春130102

为研究高山林线景观动态对气候变化响应方式的坡向差异性,以长白山北坡和西坡林线为研究区,基于1994—2021年台站气象记录和相同时期逐年的TM影像数据,采用线性和拟合显著的函数结合冗余分析(RDA)来认识北坡和西坡林线气候变化对景观动... 详细信息

为研究高山林线景观动态对气候变化响应方式的坡向差异性,以长白山北坡和西坡林线为研究区,基于1994—2021年台站气象记录和相同时期逐年的TM影像数据,采用线性和拟合显著的函数结合冗余分析(RDA)来认识北坡和西坡林线气候变化对景观动态响应差异。结果表明:北坡与西坡气温和降水均有增加趋势(k>0),北坡林线收缩(k0),景观形状趋于规则(k景观动态对气候变化响应积极,而西坡所有指标箭头差异不大,林线上移对所有气候指标均有响应,不同坡向林线景观动态对气候变化的响应方式不同。

关键词：长白山林线坡向差异景观动态冗余分析

吕梁林区近11年森林景观空间格局及动态研究

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吕梁林区近11年森林景观空间格局及动态研究

作者：王健沣山西农业大学

学位级别：硕士

国有林区是我国森林资源集中分布区,也是森林资源质量较好的地区,对于保持和维护区域生态环境安全和持续稳定具有决定性作用。森林景观格局特点及其动态变化特征可以在宏观尺度上反映林区景观质量、景观稳定性和林区森林经营效果。研究... 详细信息

国有林区是我国森林资源集中分布区,也是森林资源质量较好的地区,对于保持和维护区域生态环境安全和持续稳定具有决定性作用。森林景观格局特点及其动态变化特征可以在宏观尺度上反映林区景观质量、景观稳定性和林区森林经营效果。研究和分析特定时期森林景观空间格局特点、动态变化过程和规律,是准确认识和把握区域森林景观资源特点和动态变化规律及其驱动因素和机制的重要技术途径,对促进森林高质量发展,提升林区景观碳汇能力,不断提高林区经营水平,增强林业生态、社会和经济的三大效益具有重要意义。本研究选取2009年、2014年、2020年三个时间节点,利用ArcGIS10.2和Fragststs4.2专业软件,从景观总体特点、斑块特征、景观异质性和景观空间格局四方面,分析吕梁林区森林景观格局的基本特点和及动态特征,阐明近11年来森林经营活动对林区景观的作用,为山西省吕梁山国有林管理局的森林经营管理和可持续发展提供决策依据。主要研究结果如下:1.吕梁林区近11年来的景观总面积保持基本稳定的情况下小幅减小,森林覆盖率进一步增加,有林地景观的主导作用进一步增强。景观的总边缘长度保持稳定增加,景观斑块形状趋于与自然地形地貌单元的形状一致,斑块不规则性增强。2.吕梁林区近11年来森林景观类型面积有较大变化。有林地面积增长9719.5hm2;非林地面积增长1690.75hm2;苗圃地和无立木林地面积也在增加,未成林地面积先减少后又增加,宜林地面积大幅减少,其他地类面积都有不同程度减少,但非林地的面积也有所增大。反映出林区生态建设工程项目与基础设施建设项目占地的共同作用。3.吕梁林区近11年来以硬阔叶类林地为基质,斑块百分比为41.5%,2020年,硬阔叶类林地、松类林地和灌木林地,达到了76.8%,构成吕梁林区森林景观的优势类型;边界趋于自然发展,其他类型森林景观的斑块百分比都表现出减少的趋势。4.吕梁林区的景观异质性方面,近11年来苗圃地、无立木林地和宜林地自然连接度差,斑块向分散发展,其他类型保持稳定。景观要素类型之间异质性较高;硬阔叶类林地、云杉类林地和松类林地的连通性最好,长期保持稳定,非林地、灌木林地和无立木林地被割裂程度高,破碎化程度增加;而宜林地的连通性下降较快。5.在景观空间格局方面,近11年来苗圃地、无立木林地和宜林地因人工干预,斑块分散分布趋势明显,而其他景观要素类型的斑块团聚程度比较稳定,研究区整体分散程度有略微减小的趋势,硬阔叶类林地、松类林地优势景观类型则缓慢扩张;整体景观聚集度提高。6.吕梁林区近年来森林景观多样性一般,一些景观类型破碎化加剧,应加大对硬阔叶类林地和松类林地的保护力度,降低人为活动的干扰和破坏,不要出现建设项目分割优势林地情况,增加景观的连通性;在景观多样性方面,通过抚育、灌改和退化林分修复等项目,从树种搭配和栽植密度方面考虑,培育新品种,使用优良性状的乡土树种,积极开展退化林分改造等项目,丰富景观的多样性。

关键词：森林景观空间格局景观动态吕梁林区