基于RS黄河口主要生态因子动态变化的研究

论文摘要

河口通常指河流生态系统和海洋生态系统之间的生态交错带,是融淡水生态系统、海水生态系统、咸淡水混合生态系统、潮滩湿地生态系统、河口岛屿和沙洲湿地生态系统为一体的混合生态系统。河口以其丰富的自然资源和独特的地理位置成为人类活动的中心地带,但随着经济的高速发展和人口的迅速增长,对河口开发力度加大,河口生态系统受到的压力日益增大,资源衰竭、生态环境等问题日益严重。河口生态资源的有效保护和开发利用越来越受到政府管理部门和研究学者的重视,并成为国内外的研究热点之一。遥感技术作为水域监测的有效手段之一,得到越来越多的应用,国际上已有大量的研究表明,遥感技术在河口生态环境的现场考察、数据处理、实验模拟及模型构建等方面发挥着重要作用。为河口生态环境长期动态监测提供便利条件。黄河是中国第二大河,全长5464公里,途径九省,由山东省东营市入海。黄河口是典型的河口湾和滨海湿地生态系统,因其独特的地理位置与历史变迁形成了世界上重要的生态区,拥有适宜于海洋生物生长、发育的良好生态环境。具有丰富的生物资源,大面积的浅海滩涂、沼泽和湿地植被。健康的生态系统是人类生存和发展的基本保障,但是近百年来受自然因素以及人类活动的影响,黄河口及邻近海域发生诸多变化。本文以了解和掌握黄河三角洲湿地及邻近海域生态环境因子的变化为目的,选取现代黄河三角洲和近代黄河三角洲北部变化较大区域以及临近海域作为研究区,利用遥感技术开展了以下工作:（1）利用Landsat TM遥感数据,提取黄河三角洲湿地信息,并分析其变化特征;（2）利用Landsat TM遥感数据,提取黄河口岸线信息,并分析其变化特征;（3）利用EOS MODIS遥感数据,提取黄河口表面温度信息,并分析其变化特征;（4）利用Landsat TM遥感数据,提取黄河口悬浮泥沙信息,并分析其变化特征。本文对黄河口及邻近海域海表温度、悬浮泥沙等生态因子时空分布规律、岸线以及湿地景观格局的演变进行了系统的研究,获得以下主要结论:（1）1986-2009年黄河三角洲湿地变化呈先增多后减少的趋势,其中人工湿地比重不断增加。从1986年的4%增加到2009年的33.61%,增加了69554.34hm2。主要表现在水库/坑塘以及盐田的分布明显增加。自然湿地从1986年到2009年减少了45594.72 hm2,面积减少最多的是滩涂和盐碱地湿地,分别减少20729.70 hm2和12256.83 hm2,土地盐碱化加重;（2）岸线变化可分三个阶段: 1986年6月-1996年5月,岸线由原来的“棉絮”状增长向东南方向延伸,逐渐形成“楔形”沙嘴,并迅速增长。1996年5月-2000年5月,由于黄河人为改道北汊,在东北方向迅速淤积出一个新的沙嘴,原有沙嘴蚀退。2000年5月-2009年6月,岸线延伸、蚀退交替出现,岸线变化不明显。1986年-2009年,岸线长度和面积总体趋势呈淤积增长;（3）黄河口及其邻近海域海表温度（SST）的分布具有明显的季节性,河口SST高于邻近海域SST。从地理位置来看,黄河口东部、北部春季平均SST变化明显,南部变化不明显。从时间来看,2003-2006变化不明显,2006-2009春季SST波动变化。总体来讲,2003-2009年春季平均海表温度由沿岸向外海递减,年际变化波动明显,整体呈降低趋势,但不显著;（4）黄河口及其邻近海域悬浮泥沙浓度（SSC）分布整体来看,1986 -2009年,泥沙含量呈先增加后减少的趋势,河口海域泥沙含量保持在较高状态,泥沙含量向海迅速递减。河口表层泥沙含量范围在40-500mg/L,外海泥沙含量不超过40 mg/L,整个海域的悬浮泥沙浓度变化差异较大;（5）本文采用分层分类法和决策树分类法对遥感影像进行分类,利用分层分类法和决策树分类法对遥感影像进行分类,可以增强信息提取能力,其分类结果优于监督分类和非监督分类,对于复杂地物信息提取是一种可行的分类方法。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 引言
• 1.1 研究背景和意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 遥感技术在物理要素监测中的应用
• 1.2.2 遥感技术在生物要素监测中的应用
• 1.2.3 遥感技术在地理要素监测中的应用
• 1.3 研究区概况
• 1.3.1 自然概况
• 1.3.2 社会经济状况
• 1.3.3 黄河三角洲国家级自然保护区
• 1.4 研究内容和技术路线
• 1.4.1 研究内容
• 1.4.2 技术路线
• 1.4.3 主要创新点
• 第2章 遥感数据预处理
• 2.1 Landsat-TM 数据预处理
• 2.1.1 遥感影像数据源选取
• 2.1.2 数据预处理
• 2.2 MODIS 数据预处理
• 2.2.1 数据来源
• 2.2.2 数据预处理
• 第3章 黄河三角洲湿地景观及岸线变化研究
• 3.1 湿地景观格局变化
• 3.1.1 湿地分类依据
• 3.1.2 研究方法
• 3.1.3 湿地信息提取
• 3.1.3.1 分层分类
• 3.1.3.2 决策树分类
• 3.1.3 湿地信息提取结果
• 3.2 岸线变化
• 3.2.1 研究方法
• 3.2.2 岸线信息提取结果
• 第4章 黄河口其他生态因子时空变化分析
• 4.1 温度
• 4.1.1 研究方法
• 4.1.2 结果与分析
• 4.1.2.1 黄河口及邻近海域SST 季节变化特征
• 4.1.2.2 2003-2009 年黄河口及邻近海域SST 春季变化特征
• 4.2 悬浮泥沙
• 4.2.1 研究方法
• 4.2.2 结果与分析
• 第5章 讨论
• 5.1 黄河三角洲湿地景观变化驱动因素分析
• 5.2 黄河三角洲湿地及邻近海域主要生态问题
• 5.3 黄河三角洲湿地及邻近海域生态系统保护和合理利用建议
• 第6章 结论
• 6.1 主要结论
• 6.2 研究展望
• 参考文献
• 致谢