1980-2018年扎龙湿地及乌裕尔河流域景观格局演变及其响应

研究扎龙湿地及其上游乌裕尔河流域的景观格局演变，为湿地生态系统的管理与保护提供参考。利用研究区内1980-2018年5期土地利用遥感数据，运用GIS空间分析和主成分分析法，分析了区域景观格局时空变化及其驱动力。结果表明：（1）耕地面积从1980年的8629.648629km2增加至2018年的9527.909528km2；水域面积、居工地面积和盐碱地面积分别增加45.7446、57.9358和18.4618km2；林地面积、草地面积和沼泽地面积分别减少231.90232、742.33743和46.1646km2。1980-2000年研究区域其他土地利用类型转移为耕地的面积1035.861306km2，草地转移为其他土地利用类型的面积845.85846km2，其他土地利用类型面积总体变化不大。（2）景观格局指数不稳定，沼泽湿地面积是扎龙湿地的优势景观类型，耕地是乌裕尔河流域的优势景观类型，除优势景观类型外各种景观类型破碎化严重，景观丰富度越来越低。（3）景观格局的变化是自然气候和社会经济发展共同作用的结果，社会经济变化中的人均GDP、第一产业值以及城镇人口数量是导致整个研究区域湿地景观格局变化的主要驱动力；年均径流量与扎龙湿地内部草地的变化正相关。     

运城黄河湿地景观空间格局变化及其驱动因素

基于2007-2017年5期遥感影像,运用遥感解译和景观指数方法,探究运城黄河湿地景观格局变化及其驱动因素,为黄河中游河道湿地的修复与可持续利用提供参考。结果表明:(1)湿地面积在2007-2017年期间总体呈增长趋势,其中2007-2015年湿地面积持续上升,面积增加9 041.39 hm^2,2015-2017年减少5 716.08 hm^2。湿地与旱地之间转换最密切,湿地景观间(水域+沼泽+草甸)也有较大幅度的转换。景观类型的分布以河津市、万荣县、永济市及垣曲县部分种类偏多,湿地景观沿河流分布。(2)类型水平上,旱地是优势类型,湿地整体处于劣势,景观零碎。水域在湿地景观中占优势,林地、旱地景观趋于复杂,旱地、水域、林地景观集聚度偏大;景观水平上,研究区景观破碎度和复杂度都有不同程度的降低,结构趋于稳定,连通性变好。(3)景观格局变化主要受人为驱动影响,其中政策对研究区有强制性的作用。近10 a运城黄河湿地呈现增长态势,景观格局总体逐渐优化。     

1987-2015年七里海潟湖湿地景观格局变化及驱动力分析

基于1987,1994,2001,2005,2010和2015年的遥感数据,运用景观生态学原理,借助遥感和GIS技术,利用转移矩阵法、湿地动态度和景观格局指数等方法对1987-2015年七里海潟湖湿地景观格局变化进行分析,并利用主成分分析法对驱动力进行研究。结果表明：1987-2001年七里海潟湖湿地总面积持续增加,之后到2015年呈减小趋势,其中自然湿地面积逐渐减少到436.66 hm2,减少了74.0%。人工湿地面积比重由13.83%上升到67.92%,面积增加到1580.30 hm2。大面积的自然湿地转化为稻田和海水养殖场,各景观的百分比变化较大,景观多样性和均匀度降低,蔓延度增大,破碎度指数从0.005增加至0.012,表明景观异质性降低,形状趋于复杂化。社会经济和人口因素是稻田和海水养殖场规模扩大、自然湿地转化为人工湿地的主要驱动力。七里海潟湖湿地景观格局变化及驱动力分析可为湿地恢复与重建、自然保护区生物多样性提高提供理论基础与技术支撑。     

扬州市湿地景观格局演变及驱动力研究

以扬州市2002年、2007年、2013年的遥感影像为数据源,通过解译获得了扬州市湿地资源分布图,运用转移矩阵法及景观格局指数法对2002-2013年间扬州市湿地动态变化及景观格局演变进行分析,并利用主成分分析法对其驱动力进行探究。结果表明,扬州市2002-2013年湿地面积呈逐年下降趋势,2007年比2002年减少13.69 km2,降幅1.1%;2013年比2007年减少43.23 km2,降幅3.3%。2013年与2002年相比,河流面积稍有减少,降幅为5.6%;滩地面积增加73.2%;库塘面积所占比重由49.84%上升到55.37%,面积增加6.2%;湖泊面积降幅29.7%,所占比重由32.83%下降到24.14%。2002、2007、2013年,各湿地斑块所占景观面积比均为库塘>湖泊>河流>滩地。景观格局指数分析表明,湖泊、滩地及库塘呈现不同程度的破碎化,而河流湿地斑块形状趋于规则且连通性较好。扬州市湿地景观整体呈破碎化趋势,湿地斑块形状趋于复杂,景观多样性增加,各类型湿地呈均衡化趋势发展。社会经济发展、人口增加、第二产业比重及降雨量变化是导致湿地景观格局变化的主要驱动力。     

生态恢复视角下海滨湿地景观模拟 ——以江苏盐城湿地珍禽国家级自然保护区为例

选择盐城典型淤泥质海滨湿地区,从生态恢复的视角,模拟预测未来海滨湿地景观可能的变化结果,为海滨湿地的科学管理提供决策参考。盐城海滨湿地是区域重要的生态屏障,近年来,在人类与自然的双重作用下,区域湿地景观变化显著。为维护区域生态安全,发挥湿地应有的功能,以2000年和2011年遥感影像为基础,结合土壤水分和盐度数据,采用景观过程模型,从生态恢复的视角,对2020年盐城海滨湿地景观演变进行模拟,研究结果表明:(1)人工围堰、互花米草扩张和碱蓬沼泽退化是研究区面临的主要生态问题。(2)人工管理区,至2020年,碱蓬沼泽比现状条件下模拟结果增加了18.46倍,互花米草沼泽减少了66.04%;景观多样性指数从1.007增加到1.150,景观均匀度指数从0.626增加到0.715。(3)自然条件区,至2020年,互花米草沼泽的面积比现状条件下模拟结果减少了82.32%,碱蓬沼泽增加了19.65倍;景观多样性指数从1.082增加到1.237,景观均匀度指数从0.780增加到0.892。     

基于CART决策树分类的江苏省湿地提取

针对湿地环境复杂、类型多样且难以从景观尺度进行识别的特点，为解决遥感影像“同物异谱、异物同谱”的难点，探讨湿地遥感信息提取方法，可为湿地管理保护提供基础数据。以江苏省为研究区，高分一号影像为数据源，结合不同地物的环境特征和空间特征，采用CART决策树法进行地物分类，并提取湿地信息；选取影像纯净像元为训练样本，根据样本数据特征，制定分类规则。集成高分影像的光谱特征、植被指数、水体指数、土壤调整植被指数、纹 理信息、主成分分析波段和辅助地形数据，构建CART决策树模型，实现地物分类，最终采用混淆矩阵和分类精度指标进行评价，并与最大似然分类方法进行对比。结果表明，分类总体精度达到86.77%，Kappa系数为0.85，精度较最大似然分类提高了将近16%，Kappa系数提高了近0.2；遥感解译成果统计表明，2016年江苏省湿地总面积为14 053.12 km2；其中，水域面积12 585.59 km2，沼泽574.18 km2，滩涂893.35 km2，分别占湿地总面积的89.56%、4.09%、6.35%。研究发现，CART决策树分类精度高于最大似然监督分类，具有较强的实用性和优越性，对大面积湿地信息提取具有借鉴意义。     

基于LUCC的鄱阳湖湿地生态效应分析

土地利用/土地覆盖变化(LUCC)是内陆湿地演变的重要因素之一,对湿地生态系统产生广泛的生态效应。2000年以来,鄱阳湖湿地土地利用方式和强度发生了较大变化,有必要探究由此引发的生态效应。利用2000-2013年共4个时期的遥感影像,借助RS和GIS工具研究了鄱阳湖湿地各时期的LUCC及其动态度和土地利用综合程度指数,通过景观指数计算,分析了总体景观格局和不同景观类型的变化特征;利用主成分分析和相关分析方法,探讨了总体景观格局指数主成分综合值及其与土地利用程度综合指数的相关性。结果表明,鄱阳湖湿地土地利用结构和方式发生了较大变化,水体和耕地面积逐年下降,林地、建设用地和沙滩地面积逐年增加,土地利用综合程度指数由2000年的249.08上升到2013年的251.41,土地利用强度持续增加;总体景观格局指数和不同景观类型均发生了较大变化,景观趋于多样化、复杂化和破碎化,连通性降低,稳定性变弱;土地利用程度综合指数与总体景观格局指数相关系数为0.927,呈显著正相关,土地利用强度的增加使鄱阳湖湿地景观格局趋于负面化。研究结果反映LUCC引发景观的破碎化和不稳定、鄱阳湖湿地面积的减少以及生物多样性降低等一系列负向生态效应。     

１９８７－２００４年洞庭湖典型湿地类型动态分析

洞庭湖湿地是我国重要的湖泊湿地,先后经历了大范围围湖造田和退田还湖。选取1987年12月、1995年12月和2004年12月3期TM遥感影像,通过决策树分类方法对其进行分类,计算土地利用类型转移矩阵,对洞庭湖典型湿地类型面积动态变化进行分析,以了解1987-2004年退田还湖前后自然湿地与人工湿地相互转化状况,为今后洞庭湖湿地保护提供数据支撑。结果表明,1987-2004年,人工湿地减少,自然湿地增长,增长主要集中在草滩地和芦苇滩地,草滩地增长速率为23.85km2/a,芦苇滩地增长速率为1.97km2/a。1987-1995年,尽管湿地总体上呈现增长,但自然湿地退化严重;1995-2004年,人工湿地呈现下降趋势,在自然湿地中,水域与泥沙滩地总体变化不明显,芦苇滩地与草滩地呈现增长。退田还湖对湿地保护起到了主要作用,但仍存在一些围湖造田现象,退田还湖工程实施没有得到完全落实。     

基于景观格局的鄱阳湖生态经济区湿地时空变化

鄱阳湖生态经济区湿地是我国重要的淡水湖湿地,也是国际上重要的生态湿地。但近年来该地区湿地呈现出萎缩退化的趋势,生态功能也逐渐下降。因此,对该地区湿地的动态变化及变化驱动力研究就显得尤为重要。本文基于eCognition面向对象的最邻近域法,选取最优特征组合,对鄱阳湖生态经济区1995,2005,2015三期遥感影像进行解译和分类提取。同时采取动态度和景观格局指数等指标对20年间该地区湿地的动态变化特征进行分析,并采用地理探测器研究其变化驱动力,从而为湿地变化预测及保护提供依据。结果表明：(1)从分类结果看,eCognition面向对象的分类方法对湿地影像的提取效果良好,三期影像分类结果总体精度均大于85%,Kappa系数大于0.85,分类结果较好 (2)鄱阳湖生态经济区1995至2015年间湿地总体面积减少,总体变化率为-22.7%。其中,减少最多的是天然湿地,共减少191083.19hm_²。(3)鄱阳湖生态经济区20年间湿地的总体特征表现为各景观层次上总体变化较小,但各类斑块破碎化程度加大。(4)地理探测器结果表明人口密度、年均温及坡向均对湿地变化的空间分异有较强的解释能力,人口密度对湿地变化空间分异的解释能力高于年均温和坡向。本研究可以为鄱阳湖生态经济区湿地保护提供理论依据及数据支撑,也可以为我国及其他地区淡水湿地保护提供经验借鉴。     

鄱阳湖典型湿地植被景观格局的时空变化分析

鄱阳湖是我国重要的湿地,对生态、水位控制、环境控制具有重要的调节作用.伴随着水位年际变化和季节变化剧烈,鄱阳湖湿地类型发生了显著变化,研究其景观格局变化对于正确认识鄱阳湖湿地生态系统演变,为湿地景观规划、湿地生态系统健康恢复具有重要参考意义。考虑到鄱阳湖湖相季节性变化巨大以及2003年前后三峡水利枢纽工程运行后水文情势发生重大变化,选取2003年前后平均水平年对应枯水期和丰水期遥感影像,采用遥感技术（RS）、地理信息技术（GIS）和景观生态学方法进行分析。结果表明,江湖关系发生重大变化后,鄱阳湖年平均水位由2002年之前的13.42 m（星子站吴淞高程）降至12.35 m,平均水位较前一阶段偏低0.45~2.25 m,枯水现象使得鄱阳湖水域面积明显缩小,湿地类型发生了较大变化。平均水位下降,适合植被生长的洲滩面积大幅增加,丰水期湿生植被面积增加了147.66 km2,枯水期增加了1192.43 km2,变化最大区域位于赣江支口与饶河交汇处的三角洲和赣江南支口的洲滩,消失的水面大多转换为湿生植物、挺水植物和泥滩等湿地类型。湿地类型的演变方式为水体和挺水植物演变为裸露泥滩,泥滩演变为湿生植被,湿生植被演变为其它湿地类型。2003年后除水体外湿地景观边界密度和聚集度指数呈现增大趋势,鄱阳湖景观格局整体上趋于复杂。鄱阳湖湿地景观格局变化受到“五河”来水减少、三峡工程蓄水和湿地地貌改变等自然因素和人为因素的双重影响。     

吉林省湿地生态系统水质净化功能分析及其价值评价

湿地作为全球三大生态系统之一,具有重要的生态系统服务功能,其中水质净化功能可有效改善区域生态环境质量。通过集成目前已有的湿地净化价值计算方法,提出了替代法计算吉林省湿地水质净化价值。结果表明,吉林省湿地的水质净化总价值为44.2188亿元,各市县水质净化总价值排序为:延边市(15.0982亿元,34.14%)松原市(11.6017亿元,26.24%)白城市(9.0938亿元,20.56%)长春市(4.2491亿元,9.61%)吉林市(1.0255亿元,2.32%)通化市(0.9898亿元,2.24%)白山市(0.8951亿元,2.02%)辽源市(0.7685亿元,1.74%)四平市(0.4973亿元,1.12%);各种类型湿地水质净化总价值排序为:沼泽湿地(25.0671亿元,56.69%)湖泊湿地(10.2821亿元,23.25%)河流湿地(7.7033亿元,17.42%)人工湿地(1.1662亿元,2.64%);单位面积水质净化价值以松原市最大,四平市最小;人均占有水质净化价值以延边市最高,四平市最低;不同湿地类型的单位面积水质净化价值差异较大,最高的能够达到3.1741万元/km2(延边市沼泽湿地类型),最低的不足0.0001万元/km2(辽源市沼泽湿地类型);不同湿地类型的人均水质净化价值最高的能够达到0.0447万元/人(白城市湖泊湿地),最低的不足0.0001万元/人(辽源市和松原市沼泽湿地类型)。研究成果能够为吉林省的湿地保护与恢复以及合理利用提供科学依据,也能为吉林省社会经济与生态环境的协调发展提供技术参考。     

夏季不同形式湿地中2类厌氧脱氮菌群的分布特征

为研究不同形式湿地中厌氧脱氮菌的分布特征和关键影响因子,选择池塘、沟渠、表流和潜流4种形式湿地,采用16S rDNA克隆文库法和典型对应分析等方法,分析了夏季4种形式湿地中厌氧氨氧化菌和反硝化型甲烷厌氧化菌的菌群结构及其与环境因子的相关性.结果显示,湿地中的AMX菌与Candidatus Brocadia fulgida相似性最高可达99％,DAMO菌与典型菌株C.Methylomirabilis oxyfera分在了不同的分支.夏季4种形式湿地中,AMX菌的Shannon多样性依次为表流湿地＞潜流湿地＞沟渠＞池塘,DAMO菌的Shannon多样性依次为池塘＞潜流湿地＞沟渠＞表流湿地.上覆水中TOC和NO3--N是影响AMX菌分布的主要因素,上覆水中TN、NH4+-N、pH和DO对DAMO菌分布影响最大.研究表明,夏季表流湿地底泥中所含AMX菌类别最多,池塘底泥所含DAMO菌种类别最多,不同形式湿地中均有AMX菌存在,但不确定是否存在DAMO反应,影响2类菌群分布的主要相关因子是C、N以及pH和DO.     

二级生物措施削减面源污染负荷的初步试验

2012年6-11月在武汉市江夏区梁子湖周边小流域的面源污染汇流区建设二级人工湿地生物净化系统,开展面源污水净化试验。试验区总面积4 657 m2,其中一级人工湿地面积2 844 m2、二级人工湿地面积1 813 m2。6-7月为试验区试运行时期,试验区未栽种水生植物和放养水生动物;8-11月为试验区运行时期,其中8-9月为水生植物净化期,10-11月为水生植物+水生动物净化期。8月初,一级人工湿地栽种鸢尾(Iris tectorum)、香蒲(Typha orientalis Presl)、梭鱼草(Pontederia cordata)和再力花(Thalia dealbata),二级人工湿地栽种美人蕉(Canna indica L)、香蒲、鸢尾和睡莲(Nymphaea alba);9月底在二级人工湿地中投放三角帆蚌(Hyriopsis cumingii)1 747个、1.4个/m3,放养鲢(Hypophthalmichthy smolitrix)280尾、鳙(Hypophthalmichthys nobilis)80尾,规格80~120 g/尾,密度28.3 g/m3。结果表明,试验区对面源污水中总氮、总磷和叶绿素的去除效果较好。试验区对总氮、总磷、氨氮、叶绿素、高锰酸盐指数的去除率,8-9月分别为24.9%、42.6%、20.0%、21.4%和8.2%,10-11月分别为33.0%、45.2%、17.9%、34.3%和11.6%。