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珠江河口区典型湿地景观演变及调控研究

王树功  
【摘要】: 本研究选择处于经济高速发展的珠江河口区湿地系统为对象,在实地调查及资料收集基础上,应用遥感和GIS技术,探讨近20年来河口区湿地景观格局及其时空演变,分析其演变的驱动力,提出相应的调控策略。研究选题立足于全球变化下湿地景观格局演变及机理的科学前沿热点问题,研究结果可为揭示自然过程和人类活动对河口区湿地景观演变的影响机理,建立不同情景下湿地景观演变的驱动模式和调控方案提供基础案例,进而为珠江河口区湿地景观保护、受损湿地生态系统的恢复和景观规划提供新的视角和重要依据。 本研究以以遥感软件ERDAS为平台,采用基于知识的分层分类方法对内伶仃洋河口湿地进行分类;采取结合地学信息的专家分类对红树林湿地进行分类;选取光谱法对基塘人工湿地进行信息提取。利用ARCGIS 8.1信息平台,借助FRAGSTATS景观软件,在类型和景观水平上计算湿地景观格局指数;采用定性和定量手段对近20年景观演变的驱动力进行分析;以淇澳岛红树林为例,应用BP神经网络方法对TM与SAR融合图像进行群落分类研究的尝试。通过与遥感图像过境时间同步的样方调查,经过回归分析,构建珠江口红树林湿地植被生物量的估算模型。全文采用定量与定性相结合的方法对河口湿地的调控开展研究。 本研究取得的主要认识如下: (1)在区域尺度上应用遥感与GIS技术和方法研究珠江河口湿地景观演变具有明显的优势。基于知识规则的智能化的遥感分类可克服传统人机交互目视解译不足,实现对研究范围较大、时相较多的湿地进行快速分类的目的,并进行景观制图。对不同类型的湿地采用不同的分类方法可提高分类的精度,总体的分类精度大于85%,kappa系数大于0.8。 (2)在自然和人为干扰作用下,研究区近20年来的湿地景观格局发生了较明显的变化。从面积变化看,1988-2004年,内伶仃洋研究区湿地面积减少12270 hm2,所占比例由1988年43.4%下降至2004年的40%,其中有92%的滩涂、80%的鱼塘、62%的红树林、55%水库和13%的河流分别转为其它用地。红树林主要集中在深圳湾、内伶仃洋的东岸、淇澳岛的大围湾。2004年基塘研究区的湿地比1988年减少13.2%。 (3)内伶仃洋河口、河口红树林、基塘湿地景观格局指数反映的时空演变分析表明,近20年来珠江河口湿地景观格局发生了较明显的变化,破碎化程度加剧、多样性减少。人为干扰成为景观变化的主要驱动力。在经济行为综合影响下,珠江口湿地景观已受到诸如城市建设、大型海岸水利工程建设、口门围垦、口门导治、水产养殖等人为因素的强烈干扰。 (4)利用遥感技术对珠江口红树林群落的遥感分类及植被生物量研究表明,应用神经网络法对TM图像和SAR图像的融合图像进行红树林群落分类可以取得理想的分类效果;利用构建的生物量估算模型可为红树林湿地的生态保护和林型优化提供重要依据,为模拟人类环境和生态系统的全球变化模型提供重要的信息。 (5)珠江口湿地景观需要在景观生态学、恢复生态学、自然控制论等理论指导下进行科学的调控。从不确定条件下政府干预对滩涂湿地围垦的调控、湿地植物生长模型在红树林湿地恢复中的应用、不确定性/不可逆性对湿地环境政策实施时机的影响、湿地的环境影响评价、从湿地文化视角保护湿地、3S技术在河口湿地调控中的应用、应用河口演变规律指导生态恢复等方面探讨和提出调控策略。 本研究的突出创新点包括: (1)采用不同的遥感分类方法对珠江口不同湿地类型进行自动分类,应用神经网络法对TM图像和SAR图像的融合图像进行红树林群落分类。 (2)在类型和景观水平上计算珠江河口区典型湿地4个时相段的景观指数。建立珠江口红树林植被生物量的遥感估算模型。 (3)将定量与定性相结合的手段用于珠江口湿地调控对策研究中。


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