基于氣候變化的扎龍濕地土地利用及可持續(xù)發(fā)展評價研究

發(fā)布時間：2020-08-17 17:29

【摘要】： 隨著全球環(huán)境變化研究的深入,已經(jīng)有越來越多的證據(jù)表明全球氣候正逐步變暖,那么濕地作為地球重要的生態(tài)系統(tǒng)對氣候變化的敏感將如何做出響應?目前關(guān)于氣候變暖對濕地生態(tài)系統(tǒng)影響的研究在國內(nèi)外都很廣泛,可以肯定氣候變暖必將對濕地生態(tài)系統(tǒng)造成一定影響,那么對于扎龍濕地而言,變化情況又將怎樣?本研究以扎龍濕地1960-2006年逐日氣象數(shù)據(jù)和1979-2006年影像數(shù)據(jù)(Landsat TM)作為氣候變化與土地利用變化的主要信息來源,運用目前較先進的地球空間技術(shù)(3S技術(shù))和景觀生態(tài)學及氣候統(tǒng)計學理論與方法,分析扎龍濕地近46a氣候變化趨勢及土地利用與土地覆蓋空間格局、組合特征與動態(tài)變化情況,并借助典型相關(guān)分析方法與周期方差外推法進一步探尋扎龍濕地土地利用與土地覆蓋動態(tài)對氣候變化的響應與影響,從而在時空尺度上揭示其土地覆蓋景觀格局變化情況及其氣候變化主要驅(qū)動因子,并以此為基礎(chǔ),進行扎龍濕地的可持續(xù)發(fā)展評價研究,為實現(xiàn)扎龍濕地土地資源的可持續(xù)利用和社會經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展提供理論參考。主要結(jié)論如下: (1)扎龍濕地土地利用與土地覆蓋動態(tài)變化研究結(jié)果顯示,沼澤地與草地為扎龍濕地基質(zhì)景觀類型。不同研究時段(1979-1989年、1989-1999年和1999-2006年)耕地均增加;本世紀初期沼澤地面積大幅萎縮;裸地在整個研究時段(1979-2006年)下降趨勢顯著。 1979-2006年扎龍濕地土地利用類型間轉(zhuǎn)變突出表現(xiàn)為:沼澤地向草地和耕地轉(zhuǎn)變、草地向耕地以及裸地向草地和耕地轉(zhuǎn)變,沼澤地向草地轉(zhuǎn)變區(qū)域在濕地核心區(qū)邊緣已有明顯分布,表明濕地退化已經(jīng)深化到核心區(qū)。扎龍濕地土地利用類型重心遷移分析顯示,近30年沼澤地、耕地、草地和裸地的遷移方向為東北,沼澤地與草地作為濕地的基質(zhì)景觀類型,其遷移方向表明扎龍濕地核心區(qū)在向北漂移,可以推測濕地核心區(qū)的遷移趨勢是區(qū)域氣候變暖趨勢的可能響應。隨著土地的不斷開發(fā),20世紀70年代至本世紀初扎龍濕地土地利用程度綜合指數(shù)日益加大,本世紀初土地資源的利用進入高速階段。扎龍濕地境內(nèi)各縣的土地利用程度均逐漸提高,除泰來縣外,土地利用程度最高水平均出現(xiàn)在本世紀初�？傮w而言,扎龍濕地各縣耕地面積均增加,變化幅度最大為富�？h,裸地面積均減少,變化幅度最大為杜蒙縣,耕地和裸地相反的變化趨勢可以認為耕地對裸地的占用已經(jīng)成為不可忽視的事實。 (2)扎龍濕地土地利用景觀格局動態(tài)分析顯示,20世紀80-90年代扎龍濕地各類景觀斑塊數(shù)量均大幅度增加,景觀破碎化程度達到最高水平,斑塊趨于分散和零碎,連接程度較低。進入21世紀,各類景觀的斑塊數(shù)與斑塊面積比值呈現(xiàn)下降趨勢,景觀格局尺度聚合度小幅提高。自20世紀80年代開始耕地景觀優(yōu)勢度持續(xù)上升,草地和裸地逐漸削弱,斑塊趨于均衡化。20世紀90年代末沼澤地破碎化程度及優(yōu)勢度均達最高水平。由于濕地邊緣地帶較分散的沼澤地斑塊面積大幅度減少,濕地核心區(qū)連接程度較高的斑塊保留下來。自2001年起政府多次向扎龍濕地補水,并且加大宣傳和監(jiān)管力度,以上事實可能是最大斑塊指數(shù)上升和景觀形狀指數(shù)下降的主要原因,并在一定程度上緩解了沼澤地破碎化趨勢,但濕地退化的現(xiàn)實依然嚴峻。 20世紀70年代至本世紀初扎龍濕地景觀多樣性、景觀均勻度、景觀形狀指數(shù)與面積周長分維數(shù)變化趨勢均為上升,表明扎龍濕地景觀形狀趨于不規(guī)則,邊界破碎復雜,土地利用趨于多樣化和均勻化,完整性較差,景觀格局趨向復雜化。 (3)1960-2006年扎龍濕地氣候變化分析顯示,近46a以來扎龍濕地年平均氣溫,年最低氣溫、最高氣溫和年≥10℃積溫上升趨勢顯著,表現(xiàn)出很強的變暖趨勢。年平均氣溫在1988年發(fā)生的突變達統(tǒng)計顯著。年平均氣溫,年最低、最高氣溫和年≥10℃積溫2-6a左右尺度的周期振蕩顯著。近46年來扎龍濕地年降水、年中雨及年大雨降水總趨勢減少,降水偏少期均出現(xiàn)在60-70年代與本世紀初期,且突變趨勢較弱,無顯著突變過程發(fā)生。扎龍濕地年降水、年中雨及年大雨降水2-4a時間尺度偏干與偏濕期轉(zhuǎn)換頻繁。近46a扎龍濕地年相對濕度呈波動下降趨勢,1995年的突變過程達顯著水平。年相對濕度2a的時間尺度周期振動信號最強,整個時間域內(nèi)年相對濕度的偏干期占據(jù)優(yōu)勢地位。扎龍濕地年均氣溫空間格局為準西南-東北向差異,即西南部氣溫偏高,東北部氣溫偏低,降水、相對濕度與其空間格局恰好相反。突變界年(1988年)后,扎龍濕地暖冬與熱夏事件發(fā)生頻率與強度均顯著增加,20世紀80年代中期以來,扎龍濕地大氣濕潤度在減少,未來幾年將持續(xù)偏暖和少雨的氣候變化趨勢,氣候在向暖干方向發(fā)展。 (4)扎龍濕地土地利用景觀動態(tài)變化與氣候變化的典型相關(guān)分析結(jié)果顯示,景觀斑塊面積在耕地、沼澤地、湖泊與裸地中具有顯著代表性,不同土地利用類型對應的氣候顯著性代表因子均為年最低氣溫、年最高氣溫、年≥10℃積溫和年相對濕度。草地復雜的景觀格局變化趨勢是年氣溫、年降水與年相對濕度共同作用的結(jié)果。各地類均有典型因子的趨勢分量與年最低氣溫趨勢分量存在統(tǒng)計顯著相關(guān)關(guān)系。扎龍濕地耕地、沼澤地、草地和景觀級別土地利用變化與氣候典型因子間周期性特征無顯著關(guān)系;湖泊與裸地面積的10年周期波動是年最低氣溫9年周期波動的可能響應。近30年扎龍濕地沼澤地與湖泊土地利用景觀格局變化與氣候變化相關(guān)關(guān)系最強,其次為耕地與草地,裸地表現(xiàn)最弱�？梢哉J為沼澤地與草地收縮趨勢是氣候向暖干方向發(fā)展在一定程度上的響應。裸地與氣候變化相關(guān)關(guān)系較弱,很有可能是濕地境內(nèi)迫于人口壓力、為維持生計而大力開墾耕地、過渡放牧等行為導致裸地大幅減少。以上結(jié)論表明,扎龍濕地土地利用景觀格局動態(tài)變化是氣候變化和人類活動雙重影響下發(fā)生的。 (5)本文在研究區(qū)域可持續(xù)發(fā)展理論基礎(chǔ)上,構(gòu)建了扎龍濕地自然保護區(qū)的評價指標體系,應用投影尋蹤評價方法,分析扎龍濕地社會-經(jīng)濟-資源環(huán)境三個子系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展性,得出扎龍濕地各系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展水平區(qū)域間協(xié)調(diào)性較差,資源環(huán)境可持續(xù)性發(fā)展狀態(tài)呈現(xiàn)不良趨勢,人口與資源環(huán)境對濕地可持續(xù)發(fā)展的制約表現(xiàn)最為突出。研究針對性地提出了濕地資源與環(huán)境保護切實可行的五大對策措施,為實現(xiàn)扎龍濕地土地資源可持續(xù)利用與社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展提供理論參考。
【學位授予單位】：東北農(nóng)業(yè)大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2010
【分類號】：X37
【圖文】：

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