黑龙江省1980-2014年主要天然湿地时空变化驱动因素分析

摘要

湿地作为地球上生产力最高的生态系统，其环境生态价值越来越受到重视，湿地资源保护已成为全球研究的热点。黑龙江省是全国湿地面积最大的省份，其湿地生态系统的服务功能对于黑龙江省环境的健康发展具有重大的作用及意义，但目前对黑龙江省这一完整的区域单元的湿地研究相对较少。本研究针对黑龙江省主要天然湿地面积不断退化的现实，以黑龙江省5个时期（1980年、1990年、2000年、2010年、2014年）遥感影像数据为基础，从自然因子和人文因子两个角度分析影响主要天然湿地面积变化的驱动机制。同时，采用主成分分析法和灰色关联度法，定量分析影响黑龙江省主要天然湿地时空变化的驱动因子，以及各环境因子与不同类型湿地的关联性。主要结论有:
　　（一）1980-2014年黑龙江省主要天然湿地时间及空间变化
　　1980-2014年，黑龙江省主要天然湿地面积（沼泽、湖泊、河流）萎缩严重，三类天然湿地总面积从706.0×104hm2减少为462.9×104hm2，萎缩了34％。其中沼泽湿地面积从617.5×104hm2减少为约389.0×104hm2，且在1980-1990年、1990-2000年间萎缩最严重;湖泊湿地面积在逐期减少，共减少了15.9×104hm2;河流湿地面积在小幅减少，2000年以后其面积略有增加。1980-2014年黑龙江省主要天然湿地面积萎缩严重的区域主要集中在黑龙江省东部、东北部及西南部。
　　（二）1980-2014年黑龙江省土地利用转移矩阵
　　对黑龙江省1980、1990、2000、2010、2014年遥感影像进行空间分析，建立研究区土地利用转移矩阵，作为衡量黑龙江省各类土地转移过程的依据。结果表明:1980-2014年，黑龙江省主要天然湿地面积在1980-1990年、1990-2000年间转出面积最大，且主要转化为耕地;同时耕地面积在1980-2000年间增幅最大，天然湿地为主要转入源，其次是林地、草地;建设用地面积不断增大，且主要来自耕地，少部分来自天然湿地。
　　（三）基于单因子的主要天然湿地变化驱动力分析
　　为分析各驱动因子对湿地变化的影响，本文从自然和人文两个角度分析了每个驱动因子与湿地变化间的关系。研究发现，1980-2014年间，黑龙江省的年均温度呈上升趋势，年均降水量呈下降趋势，且气温和降水量与天然湿地的变化在时间和空间上节奏类似;年蒸发量整体呈下降趋势;年均相对湿度总体呈微弱的下降趋势，在时间年限上，主要天然湿地的变化与年均相对湿度的变化具有一致性;年日照时数在2376h-2730h之间变化，具有明显的波动性。在人文因子中，随着第一、二、三产业产值、人均地区生产总值以及耕地面积、粮食产量的快速增长，人们对居住地面积和城市基础设施建设面积的需求不断增大，导致城市边缘化破碎严重，增加了人们对湿地的破坏。政策作为宏观调控的导向，对经济、农业等方面具有较大的影响，有关湿地保护的政策法规对湿地退化具有抑制作用。
　　（四）影响主要天然湿地变化的驱动力综合分析
　　运用SPSS软件对黑龙江省主要天然湿地变化驱动力因子进行主成分分析。结果表明，在第1主成分中，第一、二、三产业产值、人均地区生产总值、农村居民人均纯收入、耕地面积和城市建设用地面积的载荷量较大;在第2主成分中，温度和降水量的载荷量较大。说明引起黑龙江省天然湿地面积变化的主要驱动因子是经济发展水平、农业发展、气温和降水量，其中人文因素对湿地退化的影响要大于气候因素。
　　（五）不同类型湿地与各主要驱动因子的灰色关联分析
　　各驱动因子对不同类型湿地的影响程度不同。本文通过灰色关联度法分析不同类型湿地与各驱动因子的敏感度。结果表明，耕地面积和农村居民人均纯收入是影响沼泽湿地变化的主要因素;湖泊湿地与年均气温的关联度较大;河流湿地与年降水量的关联度相对较高。

目录

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景及意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 遥感在湿地应用方面的研究

1．2．2 湿地驱动力分析方法研究

1．2．3 黑龙江省天然湿地研究现状

1．3 研究内容及技术路线

1．3．1 研究内容

1．3．2 技术路线

1．4 研究方法

1．4．1 马尔科夫转移矩阵法

1．4．2 主成分分析法

1．4．3 灰色关联度法

第2章 研究区及数据处理

2．1 研究区概况

2．1．1 自然地理概况

2．1．3 湿地生态概况

2．2 数据来源及处理

2．2．1 遥感数据

2．2．2 气象数据

2．2．3 社会经济数据

2．2．4 土地利用分类

第3章 黑龙江省主要天然湿地演变分析

3．1 黑龙江省主要天然湿地时间动态变化

3．1．1 1980年主要天然湿地的分布

3．1．2 1990年主要天然湿地的分布

3．1．3 2000年主要天然湿地的分布

3．1．4 2010年主要天然湿地的分布

3．1．5 2014年主要天然湿地的分布

3．2 黑龙江省主要天然湿地空间变化

3．3 1980-2014年黑龙江省主要天然湿地转移过程分析

3．4 小结

第4章 黑龙江省主要天然湿地演变驱动因子定性分析

4．1 黑龙江省主要天然湿地演变驱动因子选取及处理

4．2 自然因子分析

4．2．1 气温与降水量因子

4．2．2 蒸发量因子

4．2．3 相对湿度因子

4．2．4 日照时数因子

4．3 社会经济因子分析

4．3．1 第一、二、三产业因子

4．3．2 农村居民人均纯收入和人均地区生产总值因子

4．3．3 耕地面积和粮食产量因子

4．3．4 人口数量因子

4．3．5 城市建设用地因子

4．4 政策因子分析

4．5 小结

第5章 黑龙江省主要天然湿地演变驱动力定量分析

5．1 指标体系的建立

5．2 主成分分析

5．3 小结

第6章 各影响因子与不同类型湿地的灰色关联度分析

6．1 沼泽湿地与各影响因子的关联度

6．2 湖泊湿地与各影响因子的关联度

6．3 河流湿地与各影响因子的关联度

6．4 小结

第7章 结论与讨论

7．1 讨论

7．2 结论

7．3 对策与建议

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文

声明

致谢