武汉市湖泊与河流湿地动态变化及驱动力分析研究

论文摘要

湿地作为水生生态系统和陆生生态系统之间的一种特殊的生态系统,具有巨大的水文和水质净化、生物多样性保护等功能,被称为“地球之肾”,是自然界最富生物多样性的生态景观和人类最重要的生存环境之一。但随着城市化进程的加快,城市湿地大面积萎缩,生物多样性减少,功能也随之退化,湿地受到了严重的威胁。因此,开展城市湿地动态监测和生态功能研究,对于湿地的保护、恢复和可持续利用具有重要意义。本文以1978年、1987年、1991年、1996年、2002年和2007年六个时期的Landsat-TM图像作为基本的信息源,构建了基于地物波谱特征的专家决策树分类模型,利用Erdas8.6软件对武汉市湿地数据进行提取。并应用景观生态学的基本理论和方法,在GIS平台支持下帮助下选取相关的景观空间格局指标,分析了武汉市湖泊与河流湿地近三十年来的湿地格局变化,并对湿地景观变化驱动力进行分析。研究结果如下:（1）1978年、1987年、1991年、1996年、2002年和2007年六个时期武汉市湖泊和河流湿地面积依次为:177123.8 hm2、172282.9hm2、166349.8hm2、154849.1hm2、130371.2hm2、124051.5hm2,呈逐年下降趋势。并且1978～1991年,面积变化比较平缓,4年减少了8390.23 hm2;而1991～2002年面积则大幅度减少,11年减少了33606.11 hm2;2002～2007年又趋于缓和,5年中减少了6021.66 hm2。（2）武汉市湖泊与河流湿地六个时期的斑块数依次为:558个、638个、720个、755个、794个和809个,斑块密度为:0.0039个/100 hm2、0.0046个/100 hm2、0.0052个/100 hm2、0.0059个/100 hm2、0.0080个/100 hm2和0.0088个/100 hm2。武汉市湖泊和河流湿地景观斑块数增加,斑块密度增大,表明孔隙度增大,其分布日益分散。（3）武汉市湖泊和河流湿地六个时期的斑块分维值依次为:1.550、1.548、1.543、1.532、1.495和1.492,湿地景观的分维值都有不同程度的减小。特别是1991～2002年变化最为明显,分维值大幅度减小,说明由于人类活动的干扰使得景观的形状趋于简单化,湿地景观的自相似性增强。而其它时期分维值较稳定,说明人类干扰活动相对较少。（4）武汉市湖泊和河流湿地六个时期的景观破碎化指数依次为:0.0015、0.0018、0.0021、0.0035、0.0075和0.0077,表明湿地景观的破碎化程度在增加,异质性在逐渐加大,斑块之间的连通性降低。（5）近三十年来武汉市湿地景观动态变化度K1978～1987为-0.0020、K1987～1991为-0.0069、K1991～1996为-0.0207、K1996～2002为-0.0157、K2002～2007为-0.0083。可见1991～1996年间,动态变化度最小,变化幅度最大,说明湿地面积减少较快,受人类干扰干扰程度较大;而1978～1987年间动态变化度最大,变化幅度最小,说明湿地面积减少较慢,受人类干扰程度较小。近五年来（2002～2007年）武汉市湿地面积变化率得到了一定的控制。（6）武汉市湿地景观变化的驱动力主要是社会因子,其中,武汉湿地面积与武汉市GDP呈显著的线性相关（R2=0.8381,P=0.0104）,与武汉市人口数量呈极显著的线性相关（R2=0.8579,P=0.008）。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 综述
• 1.1 研究目的和意义
• 1.2 国内外湿地研究进展及发展趋势
• 1.2.1 国内外湿地研究现状及前沿
• 1.2.2 湿地研究的发展趋势与方向
• 1.2.3 国内外湿地景观变化研究进展
• 1.3 研究的主要内容
• 2 研究区概况
• 2.1 研究区位置
• 2.2 自然地理条件概述
• 2.2.1 地质
• 2.2.2 气候
• 2.3 社会经济条件
• 2.4 武汉市湿地现状
• 3 研究的技术路线与方法
• 3.1 研究的技术路线
• 3.2 研究方法
• 3.2.1 数据收集
• 3.2.2 武汉市湿地分类体系
• 3.2.3 武汉市湿地影像数据的提取
• 3.2.4 武汉市湿地景观格局指数选择
• 3.2.5 湿地景观动态变化模型
• 4 结果与分析
• 4.1 分类结果与精度评价
• 4.1.1 分类精度评价
• 4.1.2 武汉市湖泊与河流湿地景观的基本特征
• 4.2 武汉市湖泊与河流湿地的景观要素变化
• 4.2.1 湖泊与河流湿地的面积变化
• 4.2.2 湖泊与河流湿地斑块数量与斑块密度的变化
• 4.2.3 湖泊与河流湿地斑块分维值的变化
• 4.2.4 湖泊与河流湿地破碎度的变化
• 4.3 武汉市湖泊与河流湿地景观动态变化度模型
• 4.4 武汉市湖泊与河流湿地景观动态变化的驱动力分析
• 4.4.1 湿地景观动态变化的自然驱动因子
• 4.4.2 湿地景观动态变化的社会驱动因子
• 4.4.3 湿地景观动态变化的影响因素相关性分析
• 5 结论与讨论
• 5.1 研究结论
• 5.2 讨论
• 5.2.1 保护措施与建议
• 5.2.2 存在问题
• 参考文献
• 致谢