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70000字论文范文基于地理信息系统的滨海湿地景观演变预测与模拟

论文类型:论文范文
论文字数:70000字
论点:景观,滨海,湿地
论文概述:

本文应用 3S 技术进行遥感影像和栅格地理数据处理后,采用景观生态学中常用的定量化研究方法,提取研究区滨海湿地景观组成单元的类型、数目、面积、周长等景观斑块格局分布信息

论文正文:

1.1
人口、资源和环境的协调统一发展是当今世界面临的最重要问题。中国人口众多,资源相对短缺已成为制约中国生存和发展的瓶颈。滨海湿地是我国重要的土地和自然资源。它不仅能为我们提供大量的生产和生活资源,而且在维护生物多样性和生态平衡方面发挥着不可替代的作用。中国幅员辽阔,海岸线漫长,地质地貌类型多样,地理环境复杂,气候条件多样,造就了类型齐全、生物多样性丰富的滨海湿地资源。滨海湿地是陆地和海洋生态系统之间复杂的自然综合体,是中国[生物多样性最丰富、生产力最高、价值最大的湿地生态系统之一。然而,由于自然和人为因素的影响,特别是近几十年来人类对滨海湿地资源的不合理开发利用,以及其自身的敏感性和脆弱性,滨海湿地也是生态环境条件变化最严重、生态系统最容易遭到破坏的地区[2]。盐城滨海湿地是我国最重要的滨海湿地之一,占江苏省的70%和全国的14.3%,为江苏省乃至全国的经济发展提供了巨大的土地资源储备。有一个国家丹顶鹤自然保护区(以下简称保护区),是中国最大的具有全球意义的海岸带保护区。它有多种动植物资源、水生资源和旅游资源,其生物多样性极其丰富的[4]。
盐城滨海湿地作为东亚和澳大利亚迁徙水禽保护网的重要成员,是迁徙水禽的重要通道。每年有3×106只迁徙水鸟经过这个地区。保护区内发现的鸟类目前占中国现存鸟类的33%,其中9种为国家一级重点保护鸟类,33种为二级保护鸟类。目前,盐城滨海湿地已成为全球重要的生物多样性保护基地[5]。鉴于盐城滨海湿地的重要性和独特性,对其进行多维多角度的研究具有重要意义。目前,景观生态学是研究滨海湿地的最佳方法之一。因此,本研究基于中国近海海洋综合调查评价项目——海洋地质灾害调查研究项目(908项目),以盐城滨海湿地为研究对象,运用景观生态学研究方向,利用3S和CA技术对滨海湿地景观格局的演变和模拟预测进行研究,从而全面了解和掌握研究区滨海湿地的类型、景观格局的分布特征和景观生态演替模式。在探讨影响研究区湿地景观格局变化的主要控制因素的基础上,建立模拟元胞自动机预测模型,了解和掌握研究区滨海湿地景观格局的演变趋势,为研究区滨海湿地资源的保护和合理开发利用提供合理科学的参考依据,为滨海湿地退化防治和生态保护提供对策。

1.2国内外景观生态学研究现状
在生态学中,景观的定义分为狭义和广义。狭义景观是指具有重复模式的异质地理单元,由数十公里至数百公里范围内的不同类型生态系统组成,[6,7]。广义景观包括空[8,9]单元间,从微观到宏观的不同尺度上出现异质性或斑块,强调空之间的异质性。景观的绝对空尺度因研究对象、方法和目的而异。目前,广义景观的概念已被越来越广泛的认可和采用。景观生态学是生态学的一个新分支,研究[相对较大区域内由许多不同生态系统组成的整体(即景观)的空结构、相互作用、协调功能和动态变化。景观生态学的研究对象和内容可以概括为三个基本方面:景观结构,即景观组成单元的类型、多样性和空关系;景观功能是指景观结构与生态过程或景观结构单元之间的相互作用。景观动态,即景观结构和功能随时间的变化,[11]。中国林学家徐华成(1996)认为,景观生态学的研究内容除了上述三点之外,还应包括景观规划和管理,即根据景观结构、功能和动态及其相互制约和影响机制,制定景观恢复、保护、建设和管理的规划和计划,并确定相应的目标、措施和对策,[12]。景观生态学的理论基础是整体论和系统论[12],但对景观生态学理论体系的理解并不完全一致[13]。
一般来说,景观生态学的基本理论至少包括以下几个方面:①时间空尺度;(2)层次理论;③耗散结构和自组织理论;④空之间的异质性和景观格局;⑤斑块-廊道-基底模型;⑥生物地理学理论;⑦边际效应和交错带;⑧复合人口理论;⑨景观连通性和渗透理论。景观生态学的研究方法具有多学科的特点。随着科学技术的发展,特别是遥感和地理信息系统的发展,与早期景观生态学方法[16-20相比,现代景观生态学在宏观尺度的景观结构、功能和动态上都发生了重大变化,可以概括为:[13]: ①遥感技术和地理信息系统;(2)景观指数,如景观多样性指数、优势度指数、破碎度指数等。;③空之间的统计和地统计学方法,如自相关、克里金法、谱分析法、尺度方差法、小波分析法、趋势面分析法等。④计算机模拟和景观模型的建立。

1.3文件的组织结构................15-16
第二章研究领域和研究方法................16-21
2.1研究领域概述................16-17[/溴/] 2.2研究技术和方法................17-21
第三章盐城滨海湿地景观格局演变分析................21-37
3.1滨海湿地景观类型分类................21[/比尔/] 3.2遥感解译标志................21-23
3.3 1980年滨海湿地景观格局分析................23-24
3.4 1991年滨海湿地景观格局分析................24-26
3.5 2000滨海湿地景观格局分析................26-27
3.6 2008滨海湿地景观格局分析................27-30
3.7滨海湿地景观格局演变特征分析................30-34
3.8景观区域转移分析................34-37
第四章盐城滨海湿地景观格局演变预测模拟................37-56
4.1 CA和GeoCA城市模型介绍................37-42
4.2滨海湿地景观格局演变预测模拟................42-56
第五章景观格局演变的驱动力分析及对策................56-68
5.1景观格局演变驱动力分析................56-61
5.2沿海湿地保护和可持续利用对策................61-68

结论

将3S技术应用于遥感影像和栅格地理数据处理后,采用景观生态学中常用的定量研究方法。提取研究区滨海湿地景观组成单元的类型、数量、面积、周长等景观斑块格局分布信息,选择并计算景观指数,分析每个景观元素的空布局和景观变化,尝试应用基于元胞自动机的GeoA-Urban软件模型系统结合景观斑块的位置和数量,在计算机中进行处理,最后, 对空与数量之间的滨海湿地景观变化过程进行了较为直观、具体的模拟,最后探讨了该研究区滨海湿地景观格局演变的原因,并提出了滨海湿地保护和可持续开发利用的相关对策。
盐城滨海湿地1980-2008年景观格局演变格局如下:一是自然景观面积不断减少,人工景观面积不断增加,湿地景观演替方向总体上表现为自然湿地向人工湿地的转移占主导地位,自然湿地之间的相互演替速度相对缓慢。第二,自然景观斑块数量增加,而个别景观斑块面积减少,景观破碎化逐年加剧。人工景观斑块数量逐年增加,总面积增加,个别斑块面积普遍较大。
广潭湿地仍是该地区湿地景观面积最大的湿地类型,但养殖池塘面积的急剧增加将是研究区第二大景观类型,其次是耕地和盐田,而其他湿地的自然景观,如河口水域、盐蒿滩、芦苇沼泽和互花米草滩,所占比例较小。

参考

[1]森林景观马赛克:景观和区域生态[m]。剑桥大学出版社,剑桥,1995年。
[2]徐华成主编。景观生态学[硕士]。北京:中国林业出版社,1996。
[3]靳东,洪炜,胡海清。《景观生态学基础理论与中国景观生态学研究进展》,[。江西农业大学学报,2003。25(2):276-282。
[4]邬建国。景观生态学——概念和理论[。生态学杂志,2000,19(1):42-52。
[5]郭进平。[森林景观生态学研究。北京:北京大学出版社,2001。
[6]贝克·威·L .景观变化模型综述[。景观生态学,1989,2:111-133。
[7]特纳姆格,http://sblunwen.com/gis加德纳R . H .景观生态学中的定量方法[姆]。纽约:斯普林格-弗拉格,1990年。
[8]米尔奈布t .分形景观中的空间聚集和中性模型[j]。《美国自然列表》,1992,139 (1): 32-57。
[9]李海宾。吴叶刚。景观生态学的定量研究方法。请看:主编刘建国。当代生态学理论[。北京:中国科学技术出版社,1992.209-233。
[10]肖敦宁,主编。景观生态学的理论、方法和应用[。北京:中国林业出版社,1991。