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题名: 青藏高原湿地时空分布及变化趋势研究
作者: 李卓卿
学位类别: 博士
答辩日期: 2012-05
授予单位: 中国科学院研究生院
导师: 许建初
关键词: 青藏高原、湿地、时间谱、时空分布、变化趋势
学位专业: 植物学
中文摘要: 湿地生态系统被称之为 “地球之肾”, 是目前自然界生物多样性最丰富的生态系统。湿地与海洋、森林一起并列为全球三大生态系统。湿地已成为人类赖以生存和发展的自然资源宝库与生存环境,在湿地遭到盲目开发和过度利用后,人们对湿地的认识有所改变,为湿地科学发展提供了机遇和动力。湿地生态系统位于水域生态系统和陆地生态系统之间的过渡区域,特定的水文条件是湿地形成与维持的驱动力,水文特征的微小变化会导致湿地生态系统的变化,湿地生态系统极易受到气候变化及其他人类活动的影响。因此,湿地生态系统在不同时间、季节的分布具有动态变化的特征。国内外利用遥感技术进行了湿地的监测,但大区域湿地遥感信息的提取还主要采取人机交互目视判读为主的判读方法,而且所使用的影像大多数为集中在某一特定时间的遥感影像。由于高原湿地存在时间和空间上的波动,采用单时相的影像进行湿地信息的提取不能准确反映湿地的真实分布信息。对于一些典型案例有人开展过几个时相湿地信息的提取研究,但是,对于青藏高原湿地,尚未开展过多时相多季节的遥感判读。本文通过MODIS数据不同时间系列数据的解译分析,研究不同时空3000m以上青藏高原湿地分布及变化趋势,为研究和管理高原湿地提供多层次、多时相的信息及科学的分析,为青藏高原湿地生态环境动态监测及其生物多样性的保护和合理利用、湿地的恢复和重建提供了科学依据。本文的研究结果包括以下几个方面:(1)通过构建的WI指数、SMI指数和应用RVI指数,计算一年内不同月份的数据并分析遥感指数的时间谱信息。WI指数可用于识别湖泊河流湿地;通过全年RVI指数构建时间谱可用于识别沼泽草甸湿地;通过1、2、3、4、5月SMI指数构建时间谱信息可用于识别复合型湿地。采用非监督主成分分析分类方法给获得了青藏高原湿地的分布图,通过利用其它更高空间分辨率影像进行精度验证,精度可达到85%以上,从而证明了WI指数、RVI指数和SMI指数用于高原湿地遥感信息提取的有效性。(2)首次完成青藏高原3000m以上区域高原湿地2002年~2010年动态分布图谱,为青藏高原湿地的保护、恢复、科研和规划等提供了数据基础。(3)证明了在过去十年中,青藏高原湿地总面积虽有波动,但总体上呈现出下降的趋势。其中湖泊河流湿地面积整体上呈现出上升的趋势,并且在8、9、10三个月面积扩大比较明显。湖泊河流湿地面积在一年内的呈现出从少到多,从多到少的波动;沼泽草甸面积呈现出显著下降的趋势;复合型湿地面积2002年~2007年缓慢上升,2010年出现显著上升的波动。(4)归纳总结和描述了3000m以上青藏高原湿地分布的垂直特征和水平分布特征。垂直分布特征:按照每500m划分的阶梯,湖泊河流湿地主要分布在4500~5000m的区域,约占该类型58%左右,其次是低于3500m区域,再次是3500~4000m的区域,5000m以上的区域湖泊河流湿地分布较少。沼泽草甸湿地随着海拔上升而呈现出减少的趋势,并不存在某个阶梯集中分布的现象。复合型湿地主要分布在4500m~5000m和小于3500m的区域范围内,与湖泊河流湿地分布有类似的垂直分布特征。水平特征:青藏高原湿地有着明显的水平分布特征。湖泊河流湿地主要分布在内陆区域,使内陆区域呈现出星星点点的湖泊分布特征。较大的湖泊集中分布冈底斯山脉、念青唐古拉山脉北侧和唐古拉山南侧的区域,中国最大的咸水库青海湖分布于祁连山的南侧。在青海省与四川省、甘肃省和云南省临近的区域是沼泽草甸最主要的分布区。特别集中于“四江”源头区域,即黄河、长江、澜沧江和怒江(萨尔温江)的源头区域,面积最大的沼泽草甸区域在黄河源头河道两侧的诺尔盖湿地、长江上游通天河中下段的湿地、澜沧江上游的扎曲湿地和怒江源头的那曲湿地,以及青海湖北侧的刚察湿地及其北麓祁连山的沼泽草甸等。复合型湿地分布较分散,镶嵌于沼泽草甸和湖泊河流湿地的周围,几个面积比较大的区域集中在四川甘孜州的理塘、巴塘和稻城一线的湿地以及延伸至云南的丽江、鹤庆和大理坝区的农田湿地等。(5)提出了在3000m以上的青藏高原沼泽草甸湿地存在自西向东逐步退化的趋势;在3500~5000m的区域存在高海拔区域沼泽湿地面积变化要快于低海拔区域的趋势,即海拔越高,沼泽草甸高原湿地面积减少的越快,揭示了青藏高原湿地对全球变暖的响应。
语种: 中文
内容类型: 学位论文
URI标识: http://ir.kib.ac.cn/handle/151853/18708
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李卓卿.青藏高原湿地时空分布及变化趋势研究 .[博士学位论文].中国科学院研究生院.2012
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