基于3S技术的三峡水库消落带土地利用/覆被变化研究——以重庆市巫山县为例

摘要

消落带是指库区由于水位季节性涨落使得库岸周边土地周期性出露于水面而自然形成的带状区域。消落带内的土地是库区宝贵的后备土地资源，由于库区土地资源短缺，再加上移民搬迁、城镇迁建及相应的基础设施建设等活动又需要占用大量的土地资源，因此，在水库建设前对将来处于消落带范围内的土地资源进行调查、研究其变化过程并对利用趋势进行预测，对水库建成后消落带内的土地资源利用与保护具有重要的意义。
　　 三峡工程是世界上规模最大的水利枢纽工程之一，具有防洪、发电、航运等综合效益。2009年9月，三峡水库蓄水位最终到达175米，水库运行采取“蓄清排浑”的方式，这就会在正常蓄水位175米与防洪控制水位145米之间形成落差达30米的消落带。
　　 本文以重庆市巫山县为例，根据TM遥感影像、数字高程模型和县域政区图件等数据，集成RS、GPS和GIS技术，采用景观生态学的相关理论和模型，对三峡水库1986～2000年间消落带范围内的土地利用/覆被变化进行了分析研究，并在假定三峡水库未建的情况下，通过马尔科夫模型对消落带内土地利用/覆被变化趋势进行预测，最后探讨了消落带内土地资源的利用途径，并提出了相关的管理措施和建议。
　　 本文主要研究结果如下：
　　 (1)巫山县消落带分布于19个乡(镇)境内，总面积为24.02km2，约占全县总面积的0.81％；
　　 (2)对2000年巫山县消落带范围内土地资源的类型、数量以及在不同高程带和坡度上的分布情况进行了分析，结果表明：在2000年，耕地、林地、草地、水域、建设用地和未利用地的面积为10.55、6.11、3.38、3.09、0.83和0.04km2，分别占消落带面积的43.90％、25.49％、14.12％、12.83％、3.46％和0.17％；消落带范围内上部(170m～175m)、中部(155m～170m)、下部(145m～155m)的土地面积分别为4.367、10.667和8.986km2，分别占消落带面积的18.18％、44.41％、37.4％；坡度0°～15°、15°～25°和＞25°的土地面积所占比例为46.25％、28.56％、25.19％；
　　 (3)对消落带范围内1986～2000年土地利用/覆被变化进行了研究，结果表明：1986～2000年间，耕地、建设用地面积增加，林地和草地面积减少，水域和未利用地基本未发生变化；土地利用类型转移主要发生在耕地、林地、草地和建设用地之间，耕地主要向林地、建设用地转化，转化面积分别为0.293km2和0.247km2，林地的转出面积最大，主要是向耕地进行转化，转化面积为0.594km2，草地转出的用地类型主要是耕地、林地和建设用地，转出面积为0.346km2；
　　 (4)随着人类对土地资源的开发利用强度加大，消落带范围内土地利用程度提高，1986-2000年，消落带范围内土地利用程度综合指数由247.43上升到250.69。
　　 (5)应用景观格局指数分析了1986～2000年消落带范围内的土地利用空间格局变化：耕地构成巫山县消落带土地利用景观的基质；1986年和2000年各类土地斑块的结合度指数都较高，说明各种景观类型的连通性均较好，但是由于受到人类活动的影响，其连通程度在不断下降；多样性指数由从1.3606增至1.3783，香农均匀度指数由0.7593增加到0.7692，这表明各斑块类型的异质性增强，呈均衡化趋势分布；蔓延度由1986年的58.5625减少到2000年的57.9439，表明各种土地利用类型小斑块数量有所增加，景观破碎度增强；
　　 (6)应用马尔科夫链预测模型，在假定三峡水库未建的情况下，对消落带范围内土地利用/覆被变化趋势进行预测。结果表明，耕地、林地和草地的面积将会逐渐减少，水域面积基本维持不变，建设用地和未利用地的面积将会增加；
　　 (7)分析了消落带内土地资源的特点，并提出了消落带土地保护与利用对策。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 绪论

1.1选题依据

1.2研究意义

1.3研究综述

1.3.1土地利用／土地覆被变化研究进展

1.3.2土地利用景观格局研究

1.3.3三峡库区消落带土地利用研究进展

1.4研究内容

1.5研究方法和技术路线

第二章 消落带土地资源调查

2.1巫山县概况

2.2消落带土地资源特点

2.2.1利用的有限性

2.2.2易沉积污染物和有害物质

2.2.3土地利用滞后性

2.2.4环境后效性

2.3消落带易引发的问题

2.3.1地质灾害

2.3.2环境污染

2.3.3易诱发传染疾病

2.3.4生态系统受损及安全问题

2.4数据的收集与处理

2.4.1数据收集

2.4.2研究区土地利用分类方法

2.2.3数据初步处理与信息提取

2.3巫山县消落带土地资源特征分析

2.3.1消落带土地利用／覆被类型

2.3.2消落带分布情况

第三章 消落带土地利用变化分析

3.1土地资源数量变化分析

3.2土地利用变化转移分析

3.2.1土地利用类型变化方向分析

3.2.2土地利用开发度分析

3.2.3土地利用耗减度分析

3.3土地利用程度分析

第四章 消落带土地利用景观格局变化分析

4.1研究方法

4.2景观格局指数的选择

4.3数据处理

4.4结果分析

第五章 消落带土地利用／覆被变化预测

5.1马尔科夫模型的相关原理

5.2消落带土地利用／覆被变化预测

5.2.1初始状态矩阵

5.2.2转移概率矩阵

5.2.3预测结果及分析

第六章 消落带生态环境保护对策研究

6.1编制消落带保护规划

6.2构建消落带监测体系

6.3实施地质灾害防治工程

6.4实施环境污染防治工程

6.5完善全县传染病应急体系建设

第七章 结论与展望

7.1主要结论

7.2问题与展望

参考文献

致 谢

在学期间发表的论著及取得的科研成果