【类型】学位论文
【题名】基于MODIS数据的长江中下游流域景观格局变化研究
【作者】 韩宗祎
【关键词】 转移矩阵 驱动机制 长江中下游 景观格局 变化特征
【学位授予单位】华中农业大学
【摘要】流域是区域环境中重要的地理单元,对区域生态环境起着极为重要的控制作用。本研究基于MODIS数据和GIS技术,研究了长江中下游流域2002年、2006年和2010年的景观格局特征、动态变化、驱动机制及趋势预测,以期为流域的景观规划、管理提供决策支持,促进流域资源的可持续发展。研究结果表明：(1)林地和农田是长江中下游流域的主要景观类型。在2002-2010年间,农田面积比例从36.65%下降到35.85%,面积减少了5735.61km2；湿地由5.31%下降到4.98%；而林地面积比例由56.48%增加到57.54%,面积增加了7599.38km2；城乡建设用地从1.47%增长到1.50%；草地和裸地面积变化较小。可见,2002-2010年间长江中下游流域土地利用类型的变化主要表现为农田和湿地面积减少,而林地和城乡建设用地面积增加。(2)研究区总体景观格局的变化特征表现为,斑块数和斑块密度总体呈增加趋势,而平均斑块面积逐渐降低,景观整体破碎化程度加重。反映景观内斑块形状复杂程度的指数均呈上升趋势,且在2002年～2006年间的增幅较大。各景观类型所占比例差异增大,景观多样性在研究期内缓慢降低,景观分布的不均匀程度增加,导致景观的异质性下降,不利于流域内生物多样性的维持。(3)从各景观类型的变化看,农田的斑块数、斑块密度、形状指数和平均邻近距离在所有景观类型中最高,均呈不断增加趋势,表明农田景观在研究区内占据一定的优势且变化较大。林地的最大斑块指数最高,从2002年的22.7595hm2增长到2010年的26.5482hm2,增长了16.65%,说明林地得到了一定程度上的保护和扩展。城乡建设用地的平均邻近距离最大,但在研究期内逐渐减少,斑块数和最大斑块指数均有一定的增加,表明建设用地趋向集中化,城镇斑块呈现向大面积集中发展的趋势。湿地则是斑块数、最大斑块指数和形状指数均下降的唯一景观类型,反映出湿地斑块形状复杂程度逐渐下降,斑块间的连续性降低,对水生鸟类及其他湿地物种的生存环境造成威胁。(4)研究期间各类景观的年均变化量以林地最大、裸地最小,分别为949.92km2/年和5.20km2/年。农田、林地和湿地三种景观类型的年均变化量呈现逐渐增加的趋势,且2006-2010年间的增长速度比2002-2006年间的增长速度更快。城乡建设用地的年均变化量则处于不断下降的状态,说明2002-2006年间建设用地开发较快。(5)在2002-2006年和2006-2010年两个时段的转移矩阵中,景观的转化主要发生在农田、林地、城乡建设用地和湿地四类景观面积较大的类型间。农田景观转出的面积最大,主要转出为林地,两个时段内转出比例分别为2.45%和5.43%,这与上世纪90年代和本世纪初启动的长江防护林建设和退耕还林工程密切相关。林地转为农田的比例分别为0.92%和2.13%。湿地转化为农田、林地和建设用地比例分别为4.67%、0.29%和1.22%(2002～2006年),9.24%、3.26%和1.91%(2006～2010年)。林地的自身维持率在两个阶段中始终保持最高,分别为98.83%和97.46%。(6)景观变化的驱动因素分析表明,自然因素决定着景观的基本格局,改变景观格局的进程大多较为缓慢；而人为干扰则是造成景观格局变化的主要因素。人口增长、退耕还林、长江防护林建设、城乡发展是导致流域景观变化的主要驱动因素。(7)基于CA-MARKOV模型的2018年长江中下游流域景观格局动态预测表明,区域主要景观类型仍是林地,占总面积的57.66%。景观动态变化与2002～2010年的变化趋势一致,农田面积持续减少,林地、城乡建设用地、草地和裸地的面积不断增加。基本农田的保护、城镇扩展规模的控制及草地、裸地的利用与植被恢复将是今后几年长江中下游流域景观可持续管理的主要任务。
【学位年度】2012
【学位名称】硕士
【分类号】S181
【导师姓名】周志翔
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