【摘要】：京杭大運河全長1794km，具有2500多年的歷史，在中國歷史上發(fā)揮了政治、經(jīng)濟、軍事、文化交流等重要作用，至今濟寧以南1100多公里的航道仍在被利用。但目前運河存在著的生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀不良、人文環(huán)境關注度不足的問題。南水北調東線工程的實施和京杭大運河申請世界文化遺產，為大運河生態(tài)環(huán)境的保護提供了新的機遇和挑戰(zhàn)。開展京杭大運河沿線生態(tài)環(huán)境變遷研究，對京杭大運河區(qū)域及沿岸城市的經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展具有現(xiàn)實意義。 本文通過野外調查，結合歷史文獻，以遙感數(shù)據(jù)為基礎，進行土地利用解譯和植被反演，分析了京杭大運河兩岸60km范圍內的土地利用結構變化和植被分布、年內變化及年際變化現(xiàn)狀；以京杭大運河徐州段為例，采用遙感數(shù)據(jù)進行解譯和溫度反演，提出不同年代區(qū)域森林覆蓋率和區(qū)域平均溫度變化定量關系式；運用RegCM3氣候模型對不同區(qū)域地表溫度的模擬，探討各區(qū)域多年平均氣溫和森林覆蓋率關系；以京杭大運河揚州段為例，通過將河口、河道、運河變遷和城市演變相結合，分析揚州城市自形成之初至2006年2500年來的空間演變；以京杭大運河北京段為例，提出了歷史文化遺產類環(huán)境評價構成要素及新的綜合環(huán)境評價模型。具體研究內容及結果簡述如下： 本文通過野外調查，結合歷史文獻，以遙感數(shù)據(jù)為基礎，進行土地利用解譯和植被反演，分析了京杭大運河兩岸60km范圍內的土地利用結構變化和植被分布、年內變化及年際變化現(xiàn)狀；以京杭大運河徐州段為例，采用遙感數(shù)據(jù)進行解譯和溫度反演，提出不同年代區(qū)域森林覆蓋率和區(qū)域平均溫度變化定量關系式；運用RegCM3氣候模型對不同區(qū)域地表溫度的模擬，探討各區(qū)域多年平均氣溫和森林覆蓋率關系；以京杭大運河揚州段為例，通過將河口、河道、運河變遷和城市演變相結合，分析揚州城市自形成之初至2006年2500年來的空間演變；以京杭大運河北京段為例，提出了歷史文化遺產類環(huán)境評價構成要素及新的綜合環(huán)境評價模型。具體研究內容及結果簡述如下： （1）以遙感反演植被指數(shù)，結合MODIS-NDVI和SPOT/VEGETATION NDVI序列植被指數(shù)，探討了京杭大運河兩岸60km范圍內的植被分布、年內變化及年際變化。結果表明，大運河沿線植被覆蓋總體呈增加趨勢，植被指數(shù)最高值為0.42出現(xiàn)在8月份，最低值為0.18出現(xiàn)在1月份。 （2）以京杭大運河徐州段為例，對徐州地區(qū)不同時期同一月份的遙感數(shù)據(jù)進行解譯和溫度反演，獲得各土地利用類型及各區(qū)域平均溫度，提出了區(qū)域森林覆蓋率和區(qū)域氣候變化定量關系。研究表明，區(qū)域溫度變化和林地覆蓋變化密切相關，且1987年8月11日區(qū)域最高與最低溫度差為0.98℃。其遙感影像反演各區(qū)域多年平均溫度與森林覆蓋率關系式為：y=-0.2132x+25.769；2006年8月11日區(qū)域平均最高溫度為29.61℃，最低為26.37℃，區(qū)域間最高溫度與最低溫度差異為3.24℃，這不僅反映了城市化帶來的熱島效應對局部區(qū)域極端溫度和平均溫度的影響，同時也反映了森林覆蓋率變化對區(qū)域極端溫度和平均溫度的雙重影響。遙感影像反演各區(qū)域多年平均溫度與森林覆蓋率關系式為：y=-0.1044x+30.649。 運用RegCM3氣候模型，對不同間隔期（1960-1967年間，1990-1997年間）區(qū)域地表溫度的模擬表明，1960-1967年間各區(qū)域間多年年平均氣溫介于13.6℃-14.1℃之間，低于1990-1997年間各區(qū)域間多年年平均氣溫（13.5℃-14.5℃）。1990-1997年間最高區(qū)域多年平均溫度較1960-1967年間升高0.4℃，最低區(qū)域多年平均溫度較1960-1967年間低0.1℃。1960-1967年間徐州市各區(qū)域多年平均氣溫和森林覆蓋率負相關，森林覆蓋率每增加10%，區(qū)域多年平均氣溫降低0.68℃左右，函數(shù)關系式為y=0.0201x2-0.3791x+15.398, R2=0.67，各區(qū)域間多年年平均氣溫介于13.6℃-14.1℃之間。1990-1997各區(qū)域多年平均氣溫和森林覆蓋率負相關，森林覆蓋率每增加10%，多年平均氣溫下降0.75℃，函數(shù)關系式為y=-0.0747x+15.229, R2=0.90，在全球氣溫升溫情形下，徐州市各縣區(qū)多年森林覆蓋率的增加，對于應對全球變暖、控制區(qū)域氣候變暖具有重大意義。 （3）以京杭大運河揚州段為例，運用3S技術和城市歷史地理學研究成果，通過將河口、河道和運河變遷和城市演變相結合，分析了揚州城市自形成之初，歷經(jīng)春秋、漢代、東晉、唐代、明清至今2006年2500年來的空間演變，并深入探討這種演變的驅動力因素，為城市歷史地理學的研究探索了一種新方法。由于長江河道北岸大量泥沙淤積的南移帶來城市變遷，通過3S技術復原的不同歷史時期的長江河道與邗溝運河的演變過程，得出2000多年間揚州附近長江河道水域面積縮減了663km2，城市面積由最初的317km2增加到2006年的980km2，年平均淤積面積最高達0.49km2，而運河在這期間發(fā)生了四次較大的變化，入江位置也南移了20km。結果表明，揚州城市演變受多種因素影響，其中氣候因素是大背景，長江河道和運河水系變化起主導作用，而且運河對城市的影響貫穿始終，城市的發(fā)展始終朝向運河的方向拓展，即使城市縮小了也依然鄰近運河的方向。總體上看，唐代之前，受自然因素影響較多，唐代之后受人文因素影響較多。 （4）以京杭大運河北京段為例，利用遙感數(shù)據(jù)和統(tǒng)計資料，以及大量的野外調查，在原有生態(tài)環(huán)境評價基礎上，增加了人文環(huán)境評價，構建了綜合環(huán)境評價體系，提出了歷史文化遺產類環(huán)境評價構成要素及新的評價模型，對北京地區(qū)京杭大運河沿線區(qū)域綜合環(huán)境定量評價。結果表明：北京地區(qū)運河沿線區(qū)域環(huán)境總體狀況一般，中等及以下等級的區(qū)域占34%；在區(qū)域上，表現(xiàn)為由郊區(qū)向市區(qū)逐漸變差的態(tài)勢，需因地制宜采取措施，加強運河沿線地區(qū)整體環(huán)境現(xiàn)狀的改善。北京地區(qū)的評價結果與現(xiàn)狀相符，該評價體系也可運用于其他省市運河沿線區(qū)域的環(huán)境綜合評價，可為運河全線區(qū)域環(huán)境的保護、規(guī)劃和可持續(xù)發(fā)展提供理論依據(jù)。
【學位授予單位】：南京林業(yè)大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2012
【分類號】：X171

【參考文獻】

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本文編號：2725692