博斯腾湖芦苇湿地的动态监测及驱动因素分析

摘要

人类的生存、繁衍、发展与湿地息息相关，湿地不仅仅为人类提供多种资源，湿地作为不仅仅具有巨大的环境功能，而且还有其它资源无法替代的生态效益，作为水和陆地中间的过渡性地带，它被誉为“地球之肾”。具有自我调节、净化湿地、平衡水量、调节地方小气候等功能和生态效益的湿地植物群落的重要建群种——芦苇（Pragmites australis），是稀缺的自然植物资源之一。近年来，由于全球气候逐渐变暖、人口增长、盲目开垦、过渡排放污染物等原因，湿地日益萎缩，功能退化，人类赖以生存的环境受到威胁。解决动态监测湿地及导致其变化的驱动力分析是保护湿地资源的前提和先决条件。本项研究以博斯腾湖周围区1050 m之等高线内的芦苇湿地为主要研究对象，在大量野外调查、芦苇湿地特征及遥感图像特征分析的基础上，利用监督分类最大似然法和面向对象方法解译出了博斯腾湖芦苇湿地数据与四种类型芦苇的分布面积信息。以近27a（1990年至2016年）的遥感影像解译数据与气象数据、水文数据相结合，应用线性回归建模、广义线性建模等方法，定量分析与定性分析相结合的方式研究博斯腾湖芦苇湿地的时空变化及其原因。结果表明：
　　（1）近27a来，博斯腾湖芦苇湿地面积以2000年为界可以分为不同的两个变化阶段，其中，大湖芦苇面积的变化非常明显，1990年至2000年芦苇湿地面积总体上呈减少趋势，2000年至2016年总体上呈增加趋势。形成这样变化的主要驱动因子为水位，即有负相关关系；
　　（2）博斯腾湖小湖苇区芦苇湿地面积的动态变化不太明显，1990年至2000年，芦苇面积小幅度范围内呈波动性上升趋势，2000年至2016年间在较大幅度范围内呈波动性上升。究其原因，生态耗水量和人工育苇等等是影响其发生变化的主要驱动因子，即有正相关的关系。
　　（3）近27a来，博斯腾湖大湖区四种类型芦苇面积动态变化趋势是：一类芦苇27a来总体上呈下降趋势，由1990年71.05 km2下降到2016年的66.73 km2。二类、三类、四类芦苇27a来总体上呈增加趋势。发现主要驱动因子是水位，呈现出负相关关系；
　　（4）近27a来，博斯腾湖小湖区四种类型芦苇面积动态变化趋势是：一类芦苇面积减少→增加→减少→增加趋势，总体上呈较明显的减少趋势，由1990年81.41 km2减少到2016年的77.64 km2。二类、三类、四类芦苇近27a来总体上呈增加趋势。
　　（5）水位与芦苇湿地面积拟合出来的非线性关系表明，大湖芦苇湿地生长在1990年至2016年间的27年之内，最佳水位处于1046.66 m。本项研究可以为博斯腾湖湿地的保护与利用、可持续发展、生态安全、环境的净化提供一定的科学性依据。

目录

声明

第1章 绪论

1.1 研究背景和意义

1.1.1 研究背景

1.1.2 研究的意义

1.2 国内外研究进展

1.2.1 湿地研究进展

1.2.2 遥感在湿地研究中的应用方面

1.2.3 博斯腾湖湿地的研究现状

1.3 研究内容

1.3.1博斯腾湖芦苇湿地面积信息的提取与动态检测

1.3.2博斯腾湖芦苇湿地面积动态变化的驱动机制

1.4 技术路线

第2章 研究区概况

2.1 研究区域概况

2.1.1 自然地理概况

2.1.2 气候特征

2.1.3 土壤条件

2.1.4 水文及湿地环境

2.1.5 植物资源

2.1.6 动物资源

2.2 研究资料及其来源

2.2.1 遥感影像数据

2.2.2 水文—气象数据

2.2.3 实地调查相关数据

2.3 研究方法

2.3.1 博斯腾湖湿地边界线的确定和获取

2.3.2 遥感数据的预处理

2.3.3 遥感影像信息提取方法

2.3.4小湖苇区生态耗水量的计算

第3章 博斯腾湖芦苇湿地面积的信息提取

3.1 基于监督分类法的博斯腾湖大湖和小湖芦苇湿地的提取

3.2 基于面向对象方法的博斯腾湖芦苇湿地的提取

3.2.1 影像分割

3.2.2 基于面向对象方法的影像分类

第4章 博斯腾湖芦苇湿地面积的动态变化及其驱动力分析

4.1大湖芦苇面积动态变化分析

4. 2小湖芦苇面积动态变化分析

4.3博斯腾湖芦苇湿地变化驱动因素分析

4.3.1 芦苇面积动态变化的驱动因子的筛选

4.3.2 大湖芦苇面积动态变化的驱动因子

4.3.3小湖区芦苇面积动态变化的驱动因子

第5章 研究结论及展望

5.1 结论

5.2 展望

5.3 创新点

参考文献

已发表的论文与参与课题

致谢