基于3S技术的绿洲景观变化研究——以典型绿洲民勤绿洲为例

摘要

民勤绿洲位于我国西北干旱区内陆河石羊河流域的下游，是我国西北干旱区典型绿洲之一。本文应用景观生态学理论和方法，以四期TM遥感影像为数据源，综合运用3S技术，研究了民勤绿洲1992～2006年景观格局演变的过程和规律，并结合收集的资料，分析了绿洲的盐碱化景观和地下水状况，预测了绿洲未来几年的景观变化趋势。初步研究结论如下： 1.绿洲景观格局变化。1992～2006年，最大斑块指数LPI、香农多样性指数SHDI和香农均匀度指数SHEI呈现上升的变化趋势，散布与并列指数IJI与蔓延度指数CONTAG呈降低的趋势，平均分维数FRAC MN增大。民勤绿洲的耕地、林地和盐碱地面积呈现增加趋势，沙地和荒草地面积呈减少趋势；土地利用程度有较大变化，各景观地类之间都有相互的转换，开荒与弃耕并存。 2.绿洲盐碱化景观变化。1992～2006年，民勤绿洲盐碱地面积总体呈减小趋势，但不同类型的盐碱地变化程度是不同的。在盐碱地内部，不同类型盐碱地之间也相互有所转换，绿洲盐碱化景观内部的变化比较剧烈，生态环境处于恶化状态。 3.绿洲地下水变化。从1998年到2006年，民勤绿洲地下水水位下降较快，绿洲中心地带地下水埋深在各个时期都较边缘地带的地下水埋深更深，不同时期绿洲地下水位下降的过程也存在着空间分异。绿洲地下水矿化度整体呈现逐年上升趋势，绿洲北部地区的地下水矿化度存在着显著的上升趋势，南部地区的地下水矿化度也呈现上升趋势，但是相对来说变化较为平缓。 4.绿洲景观变化预测与分析。未来几年，民勤绿洲整体上沙漠化和盐碱化会进一步加剧。到2010年，沙地和盐碱地面积分别会达到1134.99k㎡和149.01k㎡；耕地、林地和荒草地面积将会有所较少，减少幅度分别为34.40k㎡、10.55k㎡和33.37k㎡。2006～2010年，绿洲各景观类型之间相互转换，互有增补或减少。 5.为了实现民勤绿洲的可持续发展，本文从自然因素和人为因素两个方面分析了民勤绿洲景观变化的驱动力因素，并在最后从控制人口数量、合理利用水资源、实施人口搬迁、退耕还林还草、调整产业结构和建立监测与监管制度等6方面提出了绿洲生态恢复的途径和建议。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 前言

1.1 3S技术与景观生态学

1.1.1 3S技术

1.1.2景观生态学

1.2景观生态学国内外研究现状

1.2.1国外景观生态学的研究现状

1.2.2国内景观生态学的研究现状

1.3绿洲景观变化研究

1.3.1绿洲的形成与演变

1.3.2绿洲景观变化研究现状

1.4选题依据及研究意义

1.4.1选题依据

1.4.2研究意义

1.5研究方法

第二章研究区概况及数据处理

2.1研究区概况

2.2民勤地区生态环境存在的问题

2.3数据收集与处理

2.3.1数据源

2.3.2数据预处理

2.4建立分类系统

2.5景观类型划分

第三章 民勤绿洲景观格局变化研究

3.1景观格局变化的定量化指标分析

3.1.1景观格局分析软件简介

3.1.2论文使用的景观格局指标及其公式和生态意义

3.1.3景观指数的计算结果分析

3.2景观格局动态时空变化分析

3.2.1变化的速率分析

3.2.2利用程度变化分析

3.2.3转移矩阵分析

3.3景观格局变化的驱动力分析

3.1.1自然因素

3.1.2人为因素

3.1.3其它因素

第四章民勤绿洲盐碱化景观和地下水因子分析

4.1绿洲盐碱化景观分析

4.1.1盐碱地数量变化

4.1.2盐碱地结构变化

4.1.3盐碱地转换分析

4.2绿洲地下水分析

4.2.1地下水埋深变化

4.2.2地下水矿化度变化

4.2.3绿洲盐碱化与地下水因子关系

4.3绿洲地下水因子预测分析

4.3.1地下水埋深预测分析

4.3.2地下水矿化度预测分析

第五章民勤绿洲景观变化情景分析

5.1地理元胞自动机模型简介

5.2绿洲景观变化现状分析

5.3地理元胞自动机模型的构建

5.3.1模型构建方法

5.3.2模型转换规则

5.3.3转换规则参数调整

5.4绿洲景观变化预测与分析

5.5预测结果对照分析

5.6绿洲生态恢复途径和建议

主要结论

参考文献

攻读硕士学位期间取得的学术成果

致谢