黄河源玛曲高寒湿地生态退化与修复适宜性评价研究

摘要

黄河源区位于青藏高原干旱与半干旱带之间，属于中国生态环境脆弱敏感带，复杂多样的生态组成和特殊的环境条件，使得该区域的生态系统在自然与人为的共同干扰之下脆弱易变。作为黄河水源重要的补给区，位于黄河源区东南端的玛曲素有“黄河蓄水池”和“生态源”之美誉，是黄河流域的生态前沿和生态屏障。在全球气候变化以及人类活动不断加剧的背景下，近年来，玛曲湿地面积减少、草场退化严重、水土流失日益严峻、荒漠化不断加剧，黄河上游水量不断减少，玛曲湿地生态保护形式严峻。
　　 本研究在地理信息系统与遥感技术的支持下，以景观生态学为指导，对玛曲高寒湿地近20年来的景观生态格局特征进行分析，采用景观格局指数以及转移矩阵对景观的空间格局变化进行研究。基于MODIS的NDVI数据，对玛曲高寒湿地近12年来的生态退化时空格局进行分析。在此基础上，应用AHP方法构建玛曲高寒湿地修复适宜性评价模型，对玛曲高寒湿地修复的空间适宜性和优先性进行了分析，为湿地修复的选择提供决策支持与依据。本文的主要研究结果如下：
　　 1.玛曲高寒湿地景观空间格局变化特征。运用景观指数法对玛曲高寒湿地的景观格局变化特征研究表明，20年来玛曲湿地面积急剧减少，呈现出景观破碎化、形状复杂化、景观离散分布等特征。基于转移矩阵的方法，分析研究区域1990年至2010年20年间湿地景观与非湿地景观相互转移的具体转移动向以及数量关系，结果表明研究区湿地总面积减少736.96 km2，湿地率由21.84%降至14.16%，沼泽湿地面积明显萎缩，亚高山草甸向东北扩张。
　　 2.玛曲高寒湿地生态退化时空分析。通过对NDVI与植被生态参数之间的相关性分析发现，NDVI与植被盖度、植被高度、植物干重均呈显著正相关关系。分析研究区2000年至2011年间，12年的年均NDVI与年均植被覆盖度的变化。研究发现：阿万仓、阿孜畜牧试验站、采日玛、曼日玛、齐哈玛、河曲马场几处的NDVI值有减少，湿地退化趋势明显；对研究区整体的年均NDVI值分析发现其值逐年递减，整体生态退化趋势明显。对NDVI年累计变化进行分析发现，曼日玛和河曲马场处的湿地景观在空间结构和数量上均发生了较大的变化，处于频繁波动的状态。对植被覆盖度的变化进行研究发现，东南部的曼日玛、齐哈玛、采日玛、玛曲处的年均植被覆盖度值均有下降，而西南高山地区木西合处的植被覆盖度明显下降。研究区的累积植被覆盖度在玛曲县的尼玛镇、阿万仓湿地处以及与四川省交界的玛曲县的东南地区值较大，表明有着活跃的变化状态。
　　 3.玛曲高寒湿地修复适宜性评价。从自然因素与人为干扰因素两方面出发选取了对湿地发生具有重要影响的8种因子：将地形(DEM与坡度)、植被状况、景观类型、水文状况、土壤类型、城镇干扰和道路干扰作为环境因子，以上8种因子作为指标层，通过AHP层次分析法建立湿地适宜性评价模型。模型结果发现：研究区内湿地适宜区域面积为1816.97km2，占总面积的18.94%。将玛曲高寒湿地适宜性评价结果与湿地退化现状相结合，对玛曲高寒湿地修复的优先性进行评价，结果表明，在资金、人力以及时间等条件的限制下，采日玛和曼日玛处的湿地应进行优先修复。

目录

文摘

英文文摘

1 前言

1.1 研究目的与意义

1.2 国内外研究状况

1.2.1 湿地概述

1.2.2 湿地景观格局

1.2.3 湿地退化

1.2.4 湿地修复

1.3 研究内容

1.4 技术路线

2 数据来源与前处理

2.1 研究区概况

2.2 野外调查

2.3 数据源

2.3.1 遥感影像

2.3.2 土地利用

2.3.3 DEM

2.3.4 NDVI

2.3.5 植被

2.3.6 土壤

2.3.7 地面站点

2.4 数据前处理

2.4.1 景观信息遥感提取

2.4.2 NDVI数据预处理

2.4.3 地形湿度指数的提取

2.5 小结

3.玛曲高寒湿地景观生态格局时空演化分析

3.1 湿地生态景观格局研究方法

3.1.1 景观指数法

3.1.2 转移矩阵法

3.2 景观格局变化基本特征

3.3 景观指数变化

3.4 玛曲湿地景观转移动态分析

3.4.1 净变化量和交换变化量

3.4.2 转入率与转出率

3.5 小结

4.基于归一化植被指数(NDVI)的玛曲湿地生态退化时空研究

4.1 归一化植被指数(NDVI)

4.2 玛曲湿地生态系统植被参数与NDVI的关系

4.2.1 野外样方数据

4.2.2 NDVI与植被参数的关系

4.3 基于NDVI的玛曲湿地生态系统退化分析

4.3.1 年最大NDVI数据的合成

4.3.2 植被覆盖度的计算

4.3.3 玛曲生态系统退化分析

4.4 玛曲湿地生态系统退化原因分析

4.4.1 自然因素

4.4.2 人为因素

4.5 小结

5.玛曲高寒湿地修复适宜性评价

5.1 评价单元确定

5.2 评价因子筛选

5.2.1 筛选原则

5.2.2 评价因子的筛选

5.3 基于AHP法的适宜性评价模型构建

5.3.1 模型框架

5.3.2 确定权重

5.4 玛曲高寒湿地修复单因子适宜性评价

5.4.1 地形地貌

5.4.2 景观类型

5.4.3 土壤类型

5.4.4 植被类型

5.4.5 水文要素

5.4.6 人为因素

5.5 玛曲高寒湿地修复适宜性综合评价

5.5.1 综合适宜性模型

5.5.2 玛曲高寒湿地修复适宜性评价

5.6 小结

6.结论与展望

6.1 主要研究结论

6.2 创新及不足

6.2.1 主要创新点

6.2.2 存在问题以及不足

6.2.3 进一步展望

参考文献

作者简介

教育背景

致谢