小兴安岭湿地景观格局动态变化模拟研究

发布时间：2020-09-11 17:47

　　随着人口的增长和经济的快速发展以及城镇化进程的加快,人类对土地利用的方式引发了地表自然生态景观正发生着变化。人地之间的矛盾引发了一系列的环境问题,同时影响着我们的生活和健康。基于绿水青山也是金山银山的理念,为建立资源节约型和环境友好型社会,近年来我们更加关注湿地资源的退化和保护问题。因此通过分析湿地景观格局空间分布特征及影响湿地景观格局演变的驱动力因子,在此基础上,对研究区未来湿地景观格局进行预测和模拟,分析其时空演变规律,为湿地生态保护建设提供科学依据。本文以小兴安岭地区为研究区域,采用1995年、2005年、和2015年三期遥感影像数据(Landsat TM)经过解译提取的湿地景观格局分类信息,DEM、坡度等地形数据,年降水量及年平均气温等气象数据,人口密度、人均GDP等社会经济数据等栅格数据以及研究区基础地理信息数据等矢量数据作为数据源。运用单变量局部空间自相关的方法分析湿地各景观类型的空间分布特征;同时采用双变量空间自相关的方法分析湿地景观类型与各驱动力因子之间的相关关系;利用FLUS模型,首先以2005年湿地景观分类数据和驱动因子基于ANN提取景观类型转换概率,模拟2015年湿地景观格局情景,经验证达到精度要求后,以2015年景观分类数据模拟和预测研究区2025年和2035年的湿地景观格局的变化情况,并分析1995~2035年湿地景观格局的演变趋势。为小兴安岭地区未来生态保护建设提供理论参考。主要研究结论如下:(1)通过空间自相关单变量局部自相关方法研究小兴安岭湿地景观格局各类型的空间分布特征,及利用双变量空间自相关分析影响湿地景观格局变化与驱动力因子之间的相关关系。结果表明:小兴安岭各景观类型在空间位置上均呈空间正相关,相关程度依次为林地、湿地、耕地、城乡工矿居民用地、未利用地和水域,景观类型空间分布主要表现为林地大面积分布,耕地集中于小兴安岭南部,中部,其余零散分布,湿地多分布于小兴安岭中部。气候因素里的降水量在相关性研究中表现最佳,作用最直接,年平均气温次之;地形因素里的坡度、DEM亦呈空间正相关,地形因素通过影响局部小气候,间接的影响湿地面积的变化;人口密度、人均GDP等社会经济因素呈空间负相关,表明随着人口的增长及经济的快速增长,湿地面积呈负增长的趋势;距道路的距离、距城镇的距离交通区位因素呈空间正相关,直接影响湿地景观格局的分布情况。(2)通过对以上驱动力因子对湿地景观格局的相关性分析基础上,利用FLUS模型里的基于ANN概率计算模块,以2005年为起始数据,输入驱动力因子数据,模块计算研究区域内每种景观类型在每个像元上出现的概率。然后利用自适应惯性机制的元胞自动机模拟2015年景观类型分布,通过输入适宜性概率数据和约束不发生变化的保护区数据,以及通过多次试验设置和调整模拟参数,最终在Kappa系数和Fom指标达到0.78和8.99%,并通过逐像元对比进行精度验证。表明研究区模拟栅格图和真实栅格图置信度很高。(3)基于马尔科夫链预测未来湿地景观格局的栅格数,利用训练好的FLUS模型对2025和2035年的景观类型进行模拟,并将模拟栅格结果图转为矢量,计算1995~2035年湿地景观格局的演变趋势。结果表明:湿地在未来的发展趋势是缓慢增长并趋于平稳的发展态势,与全球气候变暖,降水量减少、区域经济发展规划、政策引导及人们对湿地的保护意识日益增强密切相关。
【学位单位】：哈尔滨师范大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：P901
【部分图文】：

路线图,研究技术,路线

研究技术路线

小兴安岭,区位

图 2.1 小兴安岭区位图Fig.2.1 Location map of XiaoXing’an Mountain研究区位于黑龙江省东北部的小兴安岭地区，介于东经 125°54′00″-130°56′00和北纬 46°10′00″-51°2′00″之间。西与大兴安岭对峙，山脉西北接大兴安岭支脉伊勒呼里山，东南到松花江畔张广才岭北端，黑龙江与松花江的分水岭。小兴安岭地区包括的主要有哈尔滨市、佳木斯市、鹤岗市、伊春市、黑河市以及大兴安岭地区呼玛县的一部分，其中黑河市和伊春市是小兴安岭湿地景观分布较广泛的地区。本研究以实地野外采样的大沾河自然保护区和细鳞河自然保护区作为典型样区。2.1.2 自然地理环境（1）地形与地貌小兴安岭山脉呈西北-东南走向，绵延约，一般海拔 500~1000 米。山势和缓北低南高，伊春附近大管山海拔 1203 米。整体山势不高，海拔一般 500~800 米，整个地势东南高、西北低，地貌表现出明显的成层性，属低山丘陵地形。地貌相

结构图,小兴安岭,景观格局,结构图

根据统计数据，1995~2015 近 20 年间，研究区三猛发展，黑河市较伊春市和鹤岗市经济发展较快，同时这城镇化进程加快。表 2-1 1995~2015 年 GDPTable 2-1 GDP from 1995 to 2015GDP（亿元） 1995 2005 2015黑河市 59.58 120.50 447.8伊春市 47.36 115.93 230鹤岗市 39.75 112.06 358格局结构看，小兴安岭的景观格局结构极不均衡，以林地、湿地和三者的面积比接近 95%，水域的面积所占比例最少，仅为兴安岭地区的林地、耕地、湿地的占地百分比分别为 66.3积分别为 65789km2、13988km2、15176km2，城乡工矿用地最少，占地百分比分别为 1.61%、1.04%、1.61%，面积分别1603km2。

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