基于GSWD的长沙市湿地景观动态变化与预测研究

来源 :中南林业科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:mingyinzhu
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随着我国城市化进程加快、经济的飞速发展以及人口的迅速增长,人类对于土地利用的方式对地球地表生态环境、生态景观造成了较大影响。基于“可持续发展观”和“绿水青山也是金山银山”的发展理念,为了长沙市的资源节约型、环境友好型社会建设,近年来我们对湿地资源的退化、湿地资源有效保护等相关问题的关注度不断提高。本文以长沙市湿地景观为研究对象,以全球地表水数据集(JRC Global Surface Water Dataset,GSWD)为基础数据提取研究区湿地信息,从景观面积和空间分布两个角度,综合分析长沙市1999年至2019年的湿地景观动态变化特征。采用皮尔森相关系数和双变量空间自相关2种方法,分析长沙市湿地面积、景观格局和空间分布与自然及社会经济因子的相关性,并综合评价政府政策对湿地景观修复的效果。基于相关性分析结果,利用GeoSOS-FLUS平台预测长沙市景观类型在未来20年的变化趋势。基于上述研究,本文得出的主要结论如下:(1)利用全球地表水数据提取湿地信息具有可行性。本文基于全球地表水数据并结合目视解译对湿地进行提取和分类,精度检验结果显示:总体精度和kappa系数分别在90%和0.8以上,说明该方法在能高效、准确地提取湿地信息。(2)长沙市湿地面积总体呈平稳上升趋势,但各湿地类型面积存在较大幅度波动。1999~2019年,长沙市湿地面积不断增加,截止2019年长沙市湿地面积达239.34 km2。其中,永久性河流面积最大,约占湿地总面积的35%。2007~2009年长沙市湿地景观出现一次较大幅度的短期波动,表现为2008年以前永久性河流、湖泊分别向季节性河流、湖泊转换,2008年后发生逆转。1999~2017年,湿地景观格局破碎化程度不断加剧,而从2017年开始,湿地景观逐渐好转。长沙市各湿地类型中,永久性河流景观破碎化程度最低,年际间波动幅度最大;坑塘水田及其它小型湿地景观破碎化程度最高,年际间无明显波动。(3)湿地景观格局受到自然、社会、经济以及政策等多重因素影响。从湿地面积和景观格局角度分析,季节性湿地面积与降水量的相关性更大,永久性湿地面积则与湘江径流量的相关性更大。此外,偶然的极端天气事件会给湿地景观带来短期的波动变化。人口的增长以及过去粗放的经济发展模式,是过去(1999年~2017年)长沙市湿地景观破碎化加剧、生态功能退化的主要原因。从湿地空间分布角度分析,长沙市湿地的空间分布与年平均气温、DEM高程、坡度、距道路距离、距城镇距离均呈空间负相关,与年降水量、夜间灯光指数呈空间正相关。此外,政府政策对长沙市湿地景观的变化也起着强制性作用,促进了局部地区湿地生态系统的快速恢复。(4)随着人们对生态保护的意识不断增强以及政府对湿地的保护措施不断增多,未来20年长沙市湿地面积将持续增加。其中,长沙市中北部地区的湿地范围将显著扩大,湿地数量将显著增加,主要增加的湿地类型为坑塘水田及其它小型湿地。长沙市中部地区的湿地范围将出现明显收缩,湿地数量将明显下降,发生变化的主要湿地类型为坑塘水田及其它小型湿地。本文旨在基于全球地表水数据,针对湿地季节性和波动变化特征,对1999年至2019年长沙市年湿地景观格局的动态演变情况进行长时间且连续的监测,并从自然因素和人为因素的角度分析长沙市湿地景观格局变化的驱动力机制,最后预测长沙市景观类型在未来20年的变化趋势。研究结果将为长沙市湿地的保护利用、“山水林田湖草”系统综合治理以及“两型社会”建设等提供重要科学依据。
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