洪河自然保护区淡水沼泽湿地景观演变过程研究

论文摘要

洪河国家级自然保护区作为典型的淡水沼泽湿地,生态系统功能复杂,生物多样性丰富,是原始沼泽湿地的活化石,也是三江平原淡水沼泽湿地的具体写照,具有极强的代表性。近年来,随着保护区内人类活动的频繁增加以及自然因素的影响,洪河国家级自然保护区湿地严重退化:湿地面积缩减、地表水、地下水减少,生物多样性降低等,引起了国内外湿地科学家和管理者的关注,湿地保护与恢复需求日益迫切。为了更好的为洪河保护区的保护与恢复提供科学依据,本研究的前期工作收集了保护区大量的植被、土壤以及遥感影像数据,进而为下一步的内容分析做准备。首先以洪河国家级自然保护区以及周围两公里和五公里范围为对象,探析了保护区及周围地区30年以来的演变规律,详述了景观格局的演变过程,阐明洪河自然保护区景观格局演变的驱动力。其次,基于野外调查取样方法,对洪河自然保护区植被的群落演替顺序进行排序,并分析了影响群落演替的主导因子。最后,利用马尔可夫模型,结合1987年、1993年、1999年、2005年、2011年、2017年的土地利用变化,以6年为一周期预测了2023年的景观面积变化,为洪河自然保护区的生态保护与恢复提供科学依据。研究结果发现,30年以来虽然湿地面积呈缩减趋势,共缩减了10.63 km2,但湿地仍然是该保护区内的第一大主导景观。1987-2017年林地面积呈“U”型变化,30年间保护区林地面积增加了3.02 km2,1987-2011年农田一直趋于增长趋势,农田面积增加了7.69 km2,2011-2017年农田面积呈小幅度的减少趋势,缩减了0.11 km2,水体面积变化幅度不大,1987-2017年只增加了0.02 km2。保护区外围（两公里和五公里）景观变化分为三个阶段:1987-1993年为第一阶段,湿地主要是外围的主导景观;1999-2005年为第二阶段,旱田为外围的主导景观;2011-2017年为第三阶段,水田成为该区域的主导景观。总体而言,保护区内部的景观格局变化不大,外围景观格局变化剧烈,人类活动不仅改变了外围景观格局,还影响了外围区域与保护区内部之间的能量流动、物种迁移、物质循环,最终引发保护区内的景观格局产生变化,而农业垦殖是引发这一变化的主要驱动因子。对洪河自然保护区内的植被群落进行DCA排序分析,发现群落演替经历了沼泽类群、湿草甸类群、灌丛草甸类群、岛状林湿地类群四个类群。水分条件是影响群落演替的主导因子,随着水分的减少,湿地植物物种由沼泽类群向岛状林类群方向发展,沼泽面积逐渐较少,林地面积相应增加,随着水分的进一步减少,淡水沼泽湿地的连通性大大降低,湿生环境逐渐向旱生环境过渡,灌丛、乔木等旱生植被开始出现,林地的连通性得到提高,随着生态环境趋于干旱,旱地这一新的土地类型开始出现。马尔可夫模型在洪河自然保护区的演变中具有良好的预测作用。预测结果显示2023年湿地沼泽面积为203.67 km2,与2017年相比增加2.94 km2,林地面积为38.49 km2,减少了0.67 km2,水体面积为0.87 km2,增加了0.79 km2,通过三种地类的预测变化以及之前年份地类的变化情况推测出农田将呈缩减趋势。预测结果表明研究区域湿地将趋于良性方向发展。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
•   1.1 选题背景及意义
•   1.2 国内外景观演变与群落演替研究现状
•     1.2.1 国内外景观演变研究现状
•     1.2.2 国内外群落演替研究现状
•   1.3 研究内容
•   1.4 技术路线
•   1.5 创新性
• 第2章 数据获取与研究方法
•   2.1 遥感数据的获取与处理
•   2.2 景观格局指数的选取
•   2.3 植被群落演替
•   2.4 数据计算
•   2.5 马尔科夫模型
• 第3章 研究区概况
•   3.1 研究区地理位置
•   3.2 自然地理概况
•     3.2.1 气候概况
•     3.2.2 水文概况
•     3.2.3 动植物概况
• 第4章 洪河自然保护区湿地演变过程
•   4.1 1987－2017 年洪河湿地演变过程及规律
•   4.2 洪河自然保护区景观格局变化特征
•   4.3 洪河自然保护区湿地演变驱动力分析
•     4.3.1 气候变化
•     4.3.2 人类活动
•   4.4 小结
• 第5章 洪河自然保护区外围景观变化过程
•   5.1 1987－2017 年保护区周边两公里的景观变化特征
•   5.2 两公里范围土地利用变化对保护区景观变化影响
•   5.3 1987－2017 年保护区周边五公里的景观变化特征
•   5.4 两公里与五公里范围景观结构变化比较
•   5.5 外围景观格局变化对保护区的影响
•   5.6 小结
• 第6章 洪河自然保护区植被群落演替过程及关键驱动因子
•   6.1 群落的DCA排序分析
•   6.2 植被群落演替过程中多样性分析
•   6.3 群落演替过程中的驱动因子分析
•   6.4 植物群落的水平空间分异
•   6.5 小结
• 第7章 洪河自然保护区湿地演变预测
•   7.1 转移概率矩阵的确定
•   7.2 马尔科夫模型预测土地利用的可行性检验
•   7.3 洪河自然保护区土地利用预测分析
•   7.4 小结
• 第8章 结论与展望
•   8.1 结论
•   8.2 展望
• 参考文献
• 作者简历

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 宁帅

导师: 于君宝

关键词: 湿地演变,景观格局,驱动力,植物群落,洪河自然保护区

来源: 鲁东大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 自然地理学和测绘学

单位: 鲁东大学

分类号: P901

总页数: 58

文件大小: 3012K

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