艾比湖濕地土地利用/覆被-景觀格局和氣候變化的生態(tài)環(huán)境效應(yīng)研究
發(fā)布時(shí)間:2021-08-11 02:50
借助Arc GIS與ENVI軟件,以1998年、2006年和2014年遙感影像Landsat TM/OLI為數(shù)據(jù)源,得到3期艾比湖濕地自然保護(hù)區(qū)土地利用/覆被類型圖.在空間尺度上將研究區(qū)分為3個(gè)特定研究單元來分析土地利用/覆被變化特征,并從景觀格局和氣候變化兩個(gè)方面來進(jìn)行生態(tài)環(huán)境效應(yīng)研究.通過計(jì)算土地利用/覆被類型生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù),從而獲得研究區(qū)生態(tài)安全指數(shù),最終建立艾比湖濕地自然保護(hù)區(qū)土地利用/覆被類型與生態(tài)環(huán)境之間的數(shù)量關(guān)系,并對(duì)整體及局部地區(qū)進(jìn)行生態(tài)環(huán)境質(zhì)量動(dòng)態(tài)分析.結(jié)果表明,水域和其他(裸地和戈壁)是研究區(qū)內(nèi)的優(yōu)勢景觀類型.水域的平均斑塊面積最大,水域和其他(裸地和戈壁)的最大斑塊指數(shù)較高,鹽堿地和其他(裸地和戈壁)的分維度指數(shù)較高,水域和其他(裸地和戈壁)的聚集度指數(shù)較大,林草地空間分布離散,破碎化程度高,連通性差.1998—2014年期間多樣性指數(shù)增加,說明各景觀類型所占比例趨于均衡化,作為優(yōu)勢景觀類型的濕地對(duì)整個(gè)景觀的控制作用減小,景觀異質(zhì)性增加.1998—2014年間,艾比湖濕地自然保護(hù)區(qū)總體生態(tài)環(huán)境指數(shù)呈逐步升高趨勢,但生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的改善與惡化同時(shí)存在,并在特定研究單元上...
【文章來源】:環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào). 2017,37(09)北大核心CSCD
【文章頁數(shù)】:12 頁
【部分圖文】:
艾比湖濕地自然保護(hù)區(qū)的地理位置示意圖
?戀乩??覆被相對(duì)變化率,Aki、Ak+1i為第i種土地利用/覆被類型在k、k+1時(shí)期的面積(km2),Bki、Bk+1i為特定研究單元第i種土地利用/覆被類型在k、k+1時(shí)期的面積(km2).Ri>1,表示研究單元內(nèi)第i類土地利用/覆被類型變化較整個(gè)區(qū)域大;Ri=1,表示研究單元內(nèi)第i類土地利用/覆被類型變化與整個(gè)區(qū)域相同;Ri<1,表示研究單元內(nèi)第i類土地利用/覆被類型變化較整個(gè)區(qū)域。疚母鶕(jù)原國家環(huán)保局公布的保護(hù)區(qū)功能區(qū)規(guī)劃,將艾比湖濕地自然保護(hù)區(qū)劃分為核心區(qū)、實(shí)驗(yàn)區(qū)和緩沖區(qū)(圖2).圖2研究單元?jiǎng)澐质疽鈭DFig.2Divisionofresearchunits3.2.2景觀格局指數(shù)的選取在眾多景觀格局的分析方法中,景觀格局指數(shù)的應(yīng)用最為廣泛.景觀格局指數(shù)能夠高度濃縮景觀空間格局信息,反映其結(jié)構(gòu)組成和空間配置等方面的特征(鄔建國,2007).本文使用Fragstats3.4計(jì)算研究區(qū)景觀格局指數(shù),在類型水平上選擇平均斑塊面積(MeanPatchSize,MPS)、最大斑塊指數(shù)(LargestPatchIndex,LPI)、面積加權(quán)平均斑塊分維數(shù)(Area-weightedMeanPatchFractalDimension,AWMPFD)和聚集度指數(shù)(PatchConhesionIndex,COHESION),在景觀水平上選擇斑塊個(gè)數(shù)(NumberofPatches,NP)、景觀形狀指數(shù)(LandscapeShapeIndex,LSI)、香農(nóng)多樣性指數(shù)(Shannon’sDiversityIndex,SHDI)和聚集度指數(shù)(Contagion,CONTAG),這些指數(shù)的概念、計(jì)算方法及生態(tài)學(xué)意義參見有關(guān)參考文獻(xiàn)(鄔建國,2007).3.2.3土地利用/覆被變化的生態(tài)環(huán)境效應(yīng)土地利用/覆被轉(zhuǎn)變類型貢獻(xiàn)率:土地利用/覆被轉(zhuǎn)變類型貢獻(xiàn)率LEI(竇燕等,2008)指某一種土地利用/覆被類型變化導(dǎo)致的區(qū)域生態(tài)質(zhì)量的改變,計(jì)算公式如式(4)所示.LEI=AijEj-Ei()/Ai(
婊?km2),Hmax是多樣性指數(shù)的最大值,Pi為景觀類型i所占面積的比例,m景觀組是分類數(shù),a、b、c為相應(yīng)各景觀指數(shù)的權(quán)重,且a+b+c=1,根據(jù)分析權(quán)衡,認(rèn)為破碎度指數(shù)最為重要,其次為分離度和優(yōu)勢度指數(shù),以上3種指數(shù)分別賦以0.5、0.3、0.2的權(quán)值.為了計(jì)算研究區(qū)的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn),本文根據(jù)研究區(qū)面積的大小和采樣工作量,并考慮到本研究區(qū)的景觀類型較為單一,采用10km×10km的正方形單元網(wǎng)格進(jìn)行等間距采樣,共劃分風(fēng)險(xiǎn)小區(qū)32個(gè)(圖3).基于景觀指數(shù)所構(gòu)建的風(fēng)險(xiǎn)指數(shù),計(jì)算每個(gè)風(fēng)險(xiǎn)小區(qū)的景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)值.圖3生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)小區(qū)的劃分Fig.3Divisionoftheecologicalriskarea4結(jié)果與分析(Resultsandanalysis)4.1艾比湖濕地自然保護(hù)區(qū)土地利用/覆被變化結(jié)合研究區(qū)土地利用/覆被數(shù)據(jù)、統(tǒng)計(jì)年鑒,對(duì)解譯結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證,得到3期土地利用/覆被現(xiàn)狀圖(圖4).土地利用/覆被類型的轉(zhuǎn)移變化較為明顯,其中,鹽堿地向濕地和濕地向其他(裸地和戈壁)2個(gè)變化類型轉(zhuǎn)移的規(guī)模最顯著(表2).從地類轉(zhuǎn)出去向來看,近17年來,艾比湖濕地自然保護(hù)區(qū)其他(裸地和戈壁)面積轉(zhuǎn)出547.65km2,其主要流向荒漠、鹽堿地和林草地,分別占其他(裸地和戈壁)轉(zhuǎn)圖41998、2006和2014年艾比湖濕地自然保護(hù)區(qū)土地利用/覆被現(xiàn)狀Fig.4Landuse/coverofEbinurLakeWetlandNatureReservein1998,2006and20143594
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于LUCC的艾比湖區(qū)域生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)及預(yù)測研究[J]. 張?jiān)?張飛,王娟,任巖,Abduwasit Ghulam,Hsiang-te KUNG. 中國環(huán)境科學(xué). 2016(11)
[2]傳統(tǒng)農(nóng)區(qū)土地利用與覆被變化(LUCC)及其生態(tài)環(huán)境效應(yīng)[J]. 李承檜,信桂新,楊朝現(xiàn),程相友. 西南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2016(05)
[3]“三江”流域(云南部分)土地利用變化的生態(tài)環(huán)境效應(yīng)研究[J]. 趙成,顧小華,姜宏雷,李增,朱艷艷,連振龍. 水土保持研究. 2016(01)
[4]建立艾比湖濕地生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制若干現(xiàn)實(shí)問題的思考[J]. 哈斯琴格樂. 綠色科技. 2015(09)
[5]艾比湖流域社會(huì)經(jīng)濟(jì)與自然生態(tài)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)仿真研究[J]. 來風(fēng)兵,陳蜀江. 新疆師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2015(02)
[6]艾比湖保護(hù)區(qū)荒漠植被時(shí)空過程變化及其植被指數(shù)影響因素分析[J]. 王璐,丁建麗. 草業(yè)學(xué)報(bào). 2015(05)
[7]近30年吉林市景觀格局變化及氣候效應(yīng)[J]. 張麗,趙丹丹,劉吉平,陳智文,劉家福. 吉林大學(xué)學(xué)報(bào)(地球科學(xué)版). 2015(01)
[8]土地利用變化的環(huán)境生態(tài)效應(yīng)研究進(jìn)展[J]. 王曉東,蒙吉軍. 北京大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2014(06)
[9]哈大齊工業(yè)走廊土地利用變化的生態(tài)環(huán)境效應(yīng)[J]. 崔佳,臧淑英. 地理研究. 2013(05)
[10]基于遙感與GIS的新疆近18a來LUCC的生態(tài)環(huán)境效應(yīng)分析[J]. 黃鳳,吳世新,唐宏. 中國沙漠. 2012(05)
博士論文
[1]新疆艾比湖湖泊濕地生態(tài)脆弱性及其驅(qū)動(dòng)機(jī)制研究[D]. 白祥.華東師范大學(xué) 2010
本文編號(hào):3335292
【文章來源】:環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào). 2017,37(09)北大核心CSCD
【文章頁數(shù)】:12 頁
【部分圖文】:
艾比湖濕地自然保護(hù)區(qū)的地理位置示意圖
?戀乩??覆被相對(duì)變化率,Aki、Ak+1i為第i種土地利用/覆被類型在k、k+1時(shí)期的面積(km2),Bki、Bk+1i為特定研究單元第i種土地利用/覆被類型在k、k+1時(shí)期的面積(km2).Ri>1,表示研究單元內(nèi)第i類土地利用/覆被類型變化較整個(gè)區(qū)域大;Ri=1,表示研究單元內(nèi)第i類土地利用/覆被類型變化與整個(gè)區(qū)域相同;Ri<1,表示研究單元內(nèi)第i類土地利用/覆被類型變化較整個(gè)區(qū)域。疚母鶕(jù)原國家環(huán)保局公布的保護(hù)區(qū)功能區(qū)規(guī)劃,將艾比湖濕地自然保護(hù)區(qū)劃分為核心區(qū)、實(shí)驗(yàn)區(qū)和緩沖區(qū)(圖2).圖2研究單元?jiǎng)澐质疽鈭DFig.2Divisionofresearchunits3.2.2景觀格局指數(shù)的選取在眾多景觀格局的分析方法中,景觀格局指數(shù)的應(yīng)用最為廣泛.景觀格局指數(shù)能夠高度濃縮景觀空間格局信息,反映其結(jié)構(gòu)組成和空間配置等方面的特征(鄔建國,2007).本文使用Fragstats3.4計(jì)算研究區(qū)景觀格局指數(shù),在類型水平上選擇平均斑塊面積(MeanPatchSize,MPS)、最大斑塊指數(shù)(LargestPatchIndex,LPI)、面積加權(quán)平均斑塊分維數(shù)(Area-weightedMeanPatchFractalDimension,AWMPFD)和聚集度指數(shù)(PatchConhesionIndex,COHESION),在景觀水平上選擇斑塊個(gè)數(shù)(NumberofPatches,NP)、景觀形狀指數(shù)(LandscapeShapeIndex,LSI)、香農(nóng)多樣性指數(shù)(Shannon’sDiversityIndex,SHDI)和聚集度指數(shù)(Contagion,CONTAG),這些指數(shù)的概念、計(jì)算方法及生態(tài)學(xué)意義參見有關(guān)參考文獻(xiàn)(鄔建國,2007).3.2.3土地利用/覆被變化的生態(tài)環(huán)境效應(yīng)土地利用/覆被轉(zhuǎn)變類型貢獻(xiàn)率:土地利用/覆被轉(zhuǎn)變類型貢獻(xiàn)率LEI(竇燕等,2008)指某一種土地利用/覆被類型變化導(dǎo)致的區(qū)域生態(tài)質(zhì)量的改變,計(jì)算公式如式(4)所示.LEI=AijEj-Ei()/Ai(
婊?km2),Hmax是多樣性指數(shù)的最大值,Pi為景觀類型i所占面積的比例,m景觀組是分類數(shù),a、b、c為相應(yīng)各景觀指數(shù)的權(quán)重,且a+b+c=1,根據(jù)分析權(quán)衡,認(rèn)為破碎度指數(shù)最為重要,其次為分離度和優(yōu)勢度指數(shù),以上3種指數(shù)分別賦以0.5、0.3、0.2的權(quán)值.為了計(jì)算研究區(qū)的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn),本文根據(jù)研究區(qū)面積的大小和采樣工作量,并考慮到本研究區(qū)的景觀類型較為單一,采用10km×10km的正方形單元網(wǎng)格進(jìn)行等間距采樣,共劃分風(fēng)險(xiǎn)小區(qū)32個(gè)(圖3).基于景觀指數(shù)所構(gòu)建的風(fēng)險(xiǎn)指數(shù),計(jì)算每個(gè)風(fēng)險(xiǎn)小區(qū)的景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)值.圖3生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)小區(qū)的劃分Fig.3Divisionoftheecologicalriskarea4結(jié)果與分析(Resultsandanalysis)4.1艾比湖濕地自然保護(hù)區(qū)土地利用/覆被變化結(jié)合研究區(qū)土地利用/覆被數(shù)據(jù)、統(tǒng)計(jì)年鑒,對(duì)解譯結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證,得到3期土地利用/覆被現(xiàn)狀圖(圖4).土地利用/覆被類型的轉(zhuǎn)移變化較為明顯,其中,鹽堿地向濕地和濕地向其他(裸地和戈壁)2個(gè)變化類型轉(zhuǎn)移的規(guī)模最顯著(表2).從地類轉(zhuǎn)出去向來看,近17年來,艾比湖濕地自然保護(hù)區(qū)其他(裸地和戈壁)面積轉(zhuǎn)出547.65km2,其主要流向荒漠、鹽堿地和林草地,分別占其他(裸地和戈壁)轉(zhuǎn)圖41998、2006和2014年艾比湖濕地自然保護(hù)區(qū)土地利用/覆被現(xiàn)狀Fig.4Landuse/coverofEbinurLakeWetlandNatureReservein1998,2006and20143594
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于LUCC的艾比湖區(qū)域生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)及預(yù)測研究[J]. 張?jiān)?張飛,王娟,任巖,Abduwasit Ghulam,Hsiang-te KUNG. 中國環(huán)境科學(xué). 2016(11)
[2]傳統(tǒng)農(nóng)區(qū)土地利用與覆被變化(LUCC)及其生態(tài)環(huán)境效應(yīng)[J]. 李承檜,信桂新,楊朝現(xiàn),程相友. 西南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2016(05)
[3]“三江”流域(云南部分)土地利用變化的生態(tài)環(huán)境效應(yīng)研究[J]. 趙成,顧小華,姜宏雷,李增,朱艷艷,連振龍. 水土保持研究. 2016(01)
[4]建立艾比湖濕地生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制若干現(xiàn)實(shí)問題的思考[J]. 哈斯琴格樂. 綠色科技. 2015(09)
[5]艾比湖流域社會(huì)經(jīng)濟(jì)與自然生態(tài)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)仿真研究[J]. 來風(fēng)兵,陳蜀江. 新疆師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2015(02)
[6]艾比湖保護(hù)區(qū)荒漠植被時(shí)空過程變化及其植被指數(shù)影響因素分析[J]. 王璐,丁建麗. 草業(yè)學(xué)報(bào). 2015(05)
[7]近30年吉林市景觀格局變化及氣候效應(yīng)[J]. 張麗,趙丹丹,劉吉平,陳智文,劉家福. 吉林大學(xué)學(xué)報(bào)(地球科學(xué)版). 2015(01)
[8]土地利用變化的環(huán)境生態(tài)效應(yīng)研究進(jìn)展[J]. 王曉東,蒙吉軍. 北京大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2014(06)
[9]哈大齊工業(yè)走廊土地利用變化的生態(tài)環(huán)境效應(yīng)[J]. 崔佳,臧淑英. 地理研究. 2013(05)
[10]基于遙感與GIS的新疆近18a來LUCC的生態(tài)環(huán)境效應(yīng)分析[J]. 黃鳳,吳世新,唐宏. 中國沙漠. 2012(05)
博士論文
[1]新疆艾比湖湖泊濕地生態(tài)脆弱性及其驅(qū)動(dòng)機(jī)制研究[D]. 白祥.華東師范大學(xué) 2010
本文編號(hào):3335292
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