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黄河是中国水电开发的重要区域之一，特别是黄河上游龙羊峡～青铜峡河段，具有天然的水电开发条件。区域经济发展需要水电能源的开发，但水电开发同时会对生态环境产生复杂影响。在水电梯级开发过程中，水库淹没、工程占地、移民安置及附属设施建设等活动，都能改变区域土地利用和景观格局，影响生态环境。这种影响具有潜在性、累积性和系统性的特征。目前，对大型河流水电梯级开发对区域生态环境的回顾影响还没有系统的研究，因此利用景观生态学方法，基于Landsat、MODIS遥感数据，分析梯级开发过程中区域土地利用和景观格局变化规律，总结水电梯级开发区域生态环境演变特征，对黄河流域的水资源开发和环境管理具有重大的理论和实践意义。
论文选取黄河上游刘家峡至青铜峡河段（以下简称刘青段）为水电梯级开发典型区域，刘青段全长598km，地处我国西北部内陆高原地区，横跨甘肃、宁夏两省。利用1977、1996、2000和2006年四期遥感影像数据，提取黄河上游刘青段30年来的土地利用、景观格局演变信息，在此基础上分析水电梯级开发对区域土地利用和景观特征的累积影响机理。利用MODIS数据，分析黄河上游刘青段NDVI（Normalized Difference Vegetation Index）年内演变规律，利用Landsat系列数据，分析区域内1977～2006年植被NDVI年际时空演变规律，并在此基础上计算区域植被覆盖度，识别水电梯级开发对区域植被覆盖的影响规律。本论文还从不同的景观尺度出发，选取有无水电开发河段进行对比分析，研究30年来在有无水电开发情况下两河段周围土地利用的变化情况，同时分析湿地景观类型的演变规律，进而获得水电开发对周围生态环境的影响机制。
论文主要得出以下结论：
（1）黄河上游刘青段在1977～2006年间，耕地面积增幅最大，未利用土地面积减幅最大；耕地面积与累积坝高和累积装机量的相关系数为0．67左右，表明水电梯级开发对耕地的面积变化有一定影响；30年来青铜峡水库面积处于不断萎缩状态，有大面积的水域演变为耕地和草地；区域土地利用程度综合指数呈上升趋势，土地利用程度与累积装机和累积坝高的相关系数达到了0．98。
（2）水电梯级开发影响下区域景观呈破碎化发展，草地和水域景观的破碎化指数与累积坝高、累积装机量的相关性分析表明，水电梯级开发与水域、草地景观破碎化密切相关（R2=0．811～0．999）；30年间区域景观整体形状趋于复杂化，累积坝高和累积装机与水域景观形状有着密切的相关性，相关系数都在0．9以上；30年间景观多样性和均匀度指数均呈现先增后减的变化趋势，水电梯级开发特征值与景观多样性也有一定的相关性（R2=0．746～0．983）。
（3）根据2000、2003和2006年中各个时段的MODIS数据，得出草地、林地和耕地的NDVI值变化趋势与区域整体NDVI走势基本相同。利用月平均最高气温、月平均最低气温、月降雨量进行拟合分析，结果表明区域内NDVI的主要控制因子为降水，气温变化也有一定影响，且最低气温对区域植被覆盖的影响大于最高气温。
（4）依据Landsat系列数据对刘青段四期NDVI值进行统计分析，区域年均降水量与植被生物量的变化趋势非常相似；区域植被生物量随着装机容量和坝高的累积增加，没有持续增加或减少，表明水电梯级开发对植被生物量没有明显影响；三十年来区域平均植被覆盖度平稳增加，植被覆盖度与水电梯级开发有着极高的相关性（R2=0．9987）。
（5）通过有无水电梯级开发河段的对比分析，近河区域内，中宁～青铜峡段的耕地和水域面积变化剧烈程度高于中卫～中宁段，而其他地类的变化趋势在两河段区域中均接近平行，说明青铜峡水库的蓄水运行对区域耕地和草地的影响较为明显，而对其他地类影响较小。30年来青铜峡库区湿地面积经历了先剧烈下降，后逐渐平稳的过程。通过对不同地类的面积分布进行梯度分析，青铜峡水库对0．5～2km缓冲区内草地的淹没影响最显著；青铜峡水库在1977～1996年间对水域面积影响最大，且水域面积在0～2km缓冲带范围内下降最为明显；湿地面积在1～2km缓冲区内下降幅度最为明显，受干扰程度最大。