1985-2015年小兴安岭地区沼泽湿地时空变化及驱动力分析

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近年来中国沼泽湿地退化现象十分严重,沼泽湿地具有特殊的理化性质,同样具有水源丰富、土壤肥沃等特点,因此沼泽湿地近些年来被人类大面积的不合理开采,对自然沼泽湿地造成大面积的破坏。因此实现对沼泽湿地的动态监测,及时获取沼泽湿地面积变化时空特征已经成为目前迫切需要解决的问题。  本文以黑龙江省小兴安岭地区作为研究对象,采用1985年、1990年、1995年、2000年、2005年、2010年、2015年和2017年八期Landsant遥感影像作为数据源,利用ENVI5.2遥感影像数据处理工具进行预处理、获取分类规则、利用CART的自动决策树分类获取研究区沼泽湿地、林地、河流、耕地、裸地和建筑用地六种土地覆盖类型分布信息。根据小兴安岭地区两个典型自然保护区乌伊岭自然保护区和友好自然保护区2017年7月至8月沼泽湿地实地考察采样点数据并结合2017年分类后影像进行精度验证,达到较为理想的分类精度。最后根据自然-人口-社会经济模式筛选出影响小兴安岭地区沼泽湿地变化的驱动因素,构建系统动力学模型,模拟仿真小兴安岭地区沼泽湿地变化趋势,对其与历史真实值进行对比,并预测未来十年至2030年小兴安岭沼泽湿地面积变化趋势。  研究结果表明:  1.从1985、1990、1995、2000、2005、2010、2015年7期年小兴安岭地区土地分类结果与沼泽湿地空间分布图中得出,小兴安岭湿地面积整体呈现下降趋势,并以2000-2005年下降最为严重。2000年之前小兴安岭地区湿地面积大且呈现集中分布的规律,直到2005年沼泽湿地破坏最为严重,呈现破碎化零散分布规律,2005年之后沼泽湿地面积有增长的趋势。  2.对七期小兴安岭地区沼泽湿地分类结果进行重心迁移分析。三十年间,小兴安岭沼泽湿地的重心都有不同程度的迁移。其中,1985~1990年小兴安岭地区沼泽湿地的重心迁移最短,迁移距离仅为7.97km,1990年~1995年重心迁移距离为8.21km。1995年~2000年沼泽湿地迁移重心较远为26.97km。2000年~2005年沼泽湿地的迁移距离最远为49.72km。其次为2005年~2010年重心迁移距离仅次于上年为30.15km。  3.对七期遥感影像沼泽湿地分类结果进行统计,数据表明30年间小兴安岭地区沼泽湿地总体上破坏严重,1985年小兴安岭地区沼泽湿地面积最大,总面积达到27824.95km2,沼泽湿地面积所占小兴安岭地区总面积的28.05%,直到2015年小兴安岭沼泽湿地总面积下降至12730.42km2,30年间沼泽湿地面积下降15094.53km2,2015年小兴安岭沼泽湿地总面积占小兴安岭地区总面积12.82%,比1985年减少15.23%,其中,2000年~2005年间小兴安岭沼泽湿地面积减少量最大。  4.计算1985~2015年小兴安岭沼泽湿地变化动态度,结果表明,2000年~2005年间小兴安岭地区沼泽湿地破坏最为严重(-12.58%),而2005年~2010年间,小兴安岭沼泽湿地面积恢复最快(13.5%);  5.根据小兴安岭地区沼泽湿地转移矩阵发现,30年间,研究区内大面积沼泽湿地转化为林地,面积达到11766.16km2,不合理的开垦为耕地的转化面积位居第二,面积达到6687.66km2。由于自然和人为干扰,小兴安岭地区沼泽湿地干旱变为裸地的面积为882.79km2,开垦为建筑用地的面积为619.44km2,被水淹没变为水体的面积为234.17km2。  6.小兴安岭三十年间沼泽湿地动态变化区域差异明显,1985年~2005年划分网格内沼泽湿地动态度大于10%明显增多,网格内沼泽湿地动态度小于5%的网格明显减少,表明随着时间的推移,从1985年至2005沼泽湿地的变化速度加快。1985年~2005年间沼泽湿地变化速度加快由小兴安岭外围区域逐步扩展到中心区域;2005年~2015年此十年间格网内沼泽湿地动态度小于5%的明显增多,划分网格内沼泽湿地动态度大于10%的区域明显减少,此十年间沼泽湿地动态度逐步稳定,沼泽湿地的变化速度变缓由小兴安岭中心区域逐步向外围区域扩散。  7.依据自然-人口-社会经济模式挑选出影响小兴安岭地区沼泽湿地时空变化的主要驱动因素构造系统动力学模型。确定相应变量参数及方程,最后对模型预测值与历史真实值进行检验,所挑选的驱动因素可以很好地模拟小兴安岭地区自然和社会状态,是影响小兴安岭沼泽湿地时空变化的的主要驱动因素。
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