（自然地理学专业论文）现代黄河三角洲滨海湿地时空演变分析.pdf

i t h e s l 。sf o rm a s t e r ，sd e g r e ei n2 010 ， ， i u n i v e r s i t yc o d e ：10 2 6 9 r e g i s t e r e dn u m b e r ：5 10 716 0 2 0 0 9 e a s tc h i n an o r m a l u n i v e r s i t y s p a c e t i m ee v o l u t i o na n a l y s i s o fc o a s t a lw e t l a n di nm o d e r ny e l l o wr i v e rd e l t a a s s o c i a t ep r o f z h a n h a il i p r o f s h e n l i a n gc h e n s u p e r v i s o ro fd i s s e r t a t i o n b y w e i y a n g s t a t ek e yl a b o r a t o r yo fe s t u a r i n ea n dc o a s t a r e s e a r c h a p r i 2 0 10 ，s h a n g h a i 夸 - _ 拳 一p p i-t 瓴 一 ，气， _ 卜 鼻一 ， j i l l t l ! i ii i i iii l li i1 1 华东师范大学学位论文原创性声明 y 17 4 2 0 7 6 郑重声明：本人呈交的学位论文舌烈c 簧i 司三角：州c 轰啕馒嘶b j 窆y 萋专彘= | i 7 ， 是在华东师范大学攻读硕毛博士( 请勾选) 学位期间，在导师的指导下进行的研究工 作及取得的研究成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含其他个人已经发表 或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均己在文中作了明确 说明并表示谢意。 作者签名：日期：知年6 月f1 7 j 华东师范大学学位论文著作权使用声明 删翔司三角叭：熏内( 多圩日毒皇? 黄专磊呔f i 系本人在华东师范大学攻读 学位期间在导师指导下完成的删博士( 请勾选) 学位论文，本论文的研究成果归华 东师范大学所有。本人同意华东师范大学根据相关规定保留和使用此学位论文，并向主 管部门和相关机构如国家图书馆、中信所和“知网”送交学位论文的印刷版和电子版； 允许学位论文进入华东师范大学图书馆及数据库被查阅、借阅：同意学校将学位论文加 入全国博士、硕士学位论文共建单位数据库进行检索，将学位论文的标题和摘要汇编出 版，采用影印、缩印或者其它方式合理复制学位论文。 本学位论文属于( 请勾选) () 1 经华东师范大学相关部门审查核定的“内部”或“涉密”学位论文卡， 于日解密，解密后适用上述授权。 密，适用上述授权。 导师签名釜一出 乖“涉密”学位论文虑是已经华东师范大学学位评定委员会办公室或保密委员会审定过的学位 论文( 需附获批的华东师范大学研究生申请学位论文“涉密”审批表方为有效) ，未经上 述部i 、j 审定的学位论文均为公开学位论文。此声明栏不填写的，默认为公开学位论文，均适用 上述授权) 。 一 旧蝉曲 盈 小 登 的 人本 -r“： 学位论文导师意见 本人负责指导锅伟同学的硕士学位论文，据我所知，除文中已经 注明引用的内容外，本论文不包含其他个人已经发表或撰写过的研究成果； 经审阅认为该论文已达到我校硕士学位论文的学术水平，同意该论文送审 并答辩。 导师签名：鹰鼽为 日期：丝也鱼! l 指导小组导师意见 本人参与指导妊件同学的硕士学位论文，经审阅认为该论文已达 到我校硕士学位论文的学术水平，同意该论文送审并答辩。 捌岍师篡皇。鼍i m 日期：为丝。b c l l 小 - r _ 硕士学位论文答辩委员会成员名单 姓名职称单位备注 龚士良教授上海地质调查研究院主席 李玉中高工上海市海洋规划设计研究院委员 谢文辉高工国家海洋局东海信息中心委员 杨世伦教授华东师范大学河口海岸学国家 委员 重点实验室 朱建荣教授华东师范大学河口海岸学国家 委员 重点实验室 _ ， 摘要 目录 a b s t r a c t 第一章绪论 i l 1 1 科学背景和研究意义1 j ，湿地的定义、分类、功能j j j 2 国内外湿地研究避展3 1 2 黄河三角洲湿地研究概况5 1 3 本文的研究意义与研究目标_ _ 8 第二章研究区概况、资料来源及研究方法 2 1 研究区地理位置1 1 2 2 自然条件概况1 2 2 2 ，地夕髟地貌j 2 2 2 2 气候特征j 2 2 2 3 植秘游征j 3 2 2 4 力。之特征j 3 2 3 资料来源1 4 2 3 j 遥感磺嘴j 4 2 3 2 水深及水沙资料数据j 4 2 4 研究方法1 5 2 4 1 研究分区一j 5 2 4 2 遥感嬲的处理一j 6 2 4 3 海岸特征线和滩涂范目的确定，6 2 4 4 水深数据的处理j 8 第三章现代黄河三角洲海岸线变迁及滩涂演化 3 1 现代黄河三角洲海岸线( 低潮线) 变迁2 0 3 2 黄河三角洲滩涂演化。一2 3 3 3 低潮线至水下- 6 m 滨海湿地面积变化2 5 3 j j1 9 7 6 - - 1 9 8 5 年2 5 3 3 2 ，9 8 5 1 9 9 6 年2 7 3 3 31 9 9 6 , - , , 2 0 0 4 年2 7 第四章滨海湿地冲淤演变特征及对入海水沙变化响应的敏感性探试 4 1 黄河改道清水沟流路以来滨海湿地水下区域冲淤演变特征。2 8 4 2 现行河口区滨海湿地面积变化与黄河入海水沙关系3l 4 2 j 清水沟河口区鼯涂面积变化3 j 4 2 2 溯v 带湿地面积变化3 2 4 2 3 黄河断流及入，海水沙量减少对滨海湿地面积变化影昀掰 4 3 滨海湿地水下区域冲淤演变与黄河来水来沙关系。3 8 一以清8 出汉后河口区滨海湿地水下区域为例3 8 4 3 j 茜杲与讨论。j 3 9 4 3 2 影骑冲淤的主要因素- 钙 4 3 3 、j 箬：5 口 第五章滨海湿地演变的其他影响因素及保护利用对策研充。5 2 5 1 滨海湿地演变的影响因素- 5 2 工，海岸侵蚀一5 2 j 2 海平面上升友风暴溯灾害 5 1 ，3 地面沉降s 固结压实下沉对海岸的影响5 4 5 2 人类活动对滩涂资源的影响5 4 5 3 保护利用对策研究5 6 第六章结论与不足 参考文献 致谢 发表文章 6 7 6 8 2 0 1 0 届硕士学位论文 摘要 现代黄河三角洲滨海湿地时空演变分析 摘要 本文以多年t m 遥感影像和水深数据为信息源，运用g i s 、s u r f e r 等技术手段，对 t m 及m s s 遥感图像进行分析处理，获取黄河三角洲滨海湿地信息，包括滩涂面积变化、 海岸线与等深线变迁等，并运用动力地貌学方法，以现行河口区为例探讨了黄河三角洲 滨海湿地时空演变特征及其与黄河入海水沙的关系。通过对该区域滨海湿地的时空演变 特征和影响机理的研究，可以为该区域的环境建设和可持续发展提供基本依据。本文主 要研究结论如下： ( 1 ) 黄河1 9 7 6 年改道清水沟流路以来，三角洲海岸线总的变化趋势是：在现行河口 海岸线明显向海淤进，而北部废弃河口岸线则明显侵蚀后退，南部莱州湾地区冲淤幅度 不太明显，岸线变化不大。 ( 2 ) 1 9 7 6 年黄河改道清水沟流路初期，海岸快速向海淤进，滩涂面积快速增长， 1 9 7 6 - 1 9 8 7 年滩涂面积呈环状分布；随着滩涂围垦以及油田建设等人类活动的进行，同 时清水沟流路发育成熟，河口造陆速率减缓，导致1 9 8 1 1 9 8 7 年这一时段滩涂面积略有 减少；1 9 9 6 年清8 出汊，黄河再次改道，新河口迅速淤积，故河口沙嘴冲刷的沉积物南 移，使得1 9 9 8 年滩涂面积稍有增长；此后新河口淤积同时老河口侵蚀，再加上人为活 动的不断影响，滩涂面积又呈减少之势。 ( 3 ) 1 9 7 6 年黄河改道清水沟，三角洲北部6 m 等深线向陆后退幅度大于低潮线，湿 地面积略有减少，神仙沟流路处湿地面积比较稳定，现行河口处湿地面积整体向海移动， 但面积基本没有变化。至1 9 9 6 年清8 出汊前，清水沟南侧6 m 等深线和低潮线冲淤交替， 由于不断接受河口处的泥沙沉积，湿地面积略有增长。至2 0 0 4 年，三角洲北部废弃岸 段海岸线持续后退，水下6 m 等深线则处于冲淤交替状态，整个湿地范围向陆扩展，面 积略有增加。现行河口处海岸线淤进边界大于老河口的向陆后退幅度，6 m 等深线变化 幅度不大，整个清水沟河口区湿地面积变化不大。三角洲南部莱州湾海区海岸线向陆后 退，虽然6 m 等深线向海淤进幅度较小，但这一区域滨海湿地面积增加。 ( 4 ) 现行河口区滩涂面积与入海沙量相关性较小，其变化主要受人类活动影响较大， 但低潮线至2 m 湿地面积与入海沙量的相关性达到0 8 2 ，受黄河入海水沙量变化影响较 大。1 9 9 6 年1 0 月清8 出汊后，老河口区在其沙嘴头部出现侵蚀中心，侵蚀强度由海向 一 2 0 1 0 届硕士学位论文 摘要 岸逐渐增大，并在其沙嘴北侧形成了一个侵蚀深槽；新河口区在其沙嘴前沿出现淤积中 心，并在其南北分别形成了一个淤积体，年均堆积速率达l m 以上；低潮线至6 m 等深 线滨海湿地冲淤特征显著，在新河口区基本处于淤积中心附近，在老河口区基本处于侵 蚀区域，区别在于淤蚀范围及强度。 ( 5 ) 滨海湿地滩涂演变主要受海岸侵蚀、海平面上升、地面沉降与固结压实下沉等 自然因素影响，低潮线以下区域冲淤变化主要受黄河入海水沙量以及海洋动力因素影 响，另外人类活动也已成为影响滨海湿地演变不可忽视的因素。 关键词：滨海湿地；滩涂；海岸线；冲淤演变；黄河三角洲 一 2 0 1 0 届硕士学位论文摘要 a b s t r a c t a c c o r d i n gt ot mi m a g e sa n dd e p t hd a t af o rm a n yy e a r s ，u s i n gt e c h n o l o g ys u c h a sg i sa n ds u r f e r ，i na c c o r d a n c ew i t ht h er e s e a r c ho b je c t ，i n f o r m a t i o no fc o a s t a l w e t l a n di nt h ey e l l o wr i v e rd e l t ac a nb eo b t a i n e d ，i n c l u d i n ga r e ac h a n g e so fc o a s t a l w e t l a n d ，c o a s t l i n e sa n dv i c i s s i t u d e so ff a t h o ml i n ee t c a n du s i n gt h em e t h o do f d y n a m i cg e o m o r p h o l o g y , t h ee v o l u t i o nc h a r a c t e r i s t i c so fc o a s t a lw e t l a n d sa n d s e d i m e n tw e r ed i s c u s s e dt a k i n gt h ey e l l o wr i v e rd e l t af o re x a m p l e b a s e do nt h e e v o l u t i o no fr e g i o n a lc o a s t a lw e t l a n da n dt h ei n f l u e n c eo fi t sm e c h a n i s m ，b a s i c r e f e r e n c ec a i lb ep r o v i d e df o re n v i r o n m e n tc o n s t r u c t i o na n ds u s t a i n a b l ed e v e l o p m e n t o ft h er e g i o n t h er e s u l t sa r es h o w na sf o l l o w s ： ( 1 ) d e l t ac o a s t l i n et r e n d sa r e ：c o a s t l i n ei so b v i o u s l ys i l t a t i o ni nt h ee s t u a r y , s h o r e l i n eo fn o r t ha b a n d o n e da r e a si so b v i o u s l ye r o s i o n , s o u t h e r nl a yz h o ub a y s e d i m e n ti sn o tt o oo b v i o u sa f t e r19 7 6 ( 2 ) i n19 7 6y e l l o wr i v e rc h a n g e dt oq i n g s h u i g o ul o b e ，t h ec o a s ts i l tq u i c l d yt o t h es e a , t h eb e a c h e sa r e ag r e wr a p i d l y , 19 7 6 - - 19 8 7y e a rt i d a lf l a ta r e aw a sd i s t r i b u t e d t h er i n g l i k e ；a l o n gw i t hh u m a na c t i v i t y sa n ds oo nt i d a lf l a tc u l t i v a t i o na sw e l la so i l f i e l dc o n s t r u c t i o na d v a n c e s ，q i n g s h u i g o ul o b eg r o w t hi ss i m u l t a n e o u s l ym a t u r e ，t h e f i v e rm o u t he p e i r o g e n e s i ss p e e ds l o w sd o w n , t i d a lf l a ta r e as l i g h t l yr e d u c e dd u r i n g 1 9 8 1 - 1 9 8 7y e a r ；i n1 9 9 6y e l l o wr i v e rc h a n g e dc o u r s eo n c em o r e ，t h en e wf i v e r m o u t hs i l t e du pr a p i d l y , t h e r e f o r es a n ds p i tw a s h o u t sd e p o s i to ft h ef i v e rm o u t h m o v e dt os o u t h ，i n19 9 8t h eb e a c h e sa r e ag r e ws l i g h t l y ；h e r e a f t e rt h en e wr i v e rm o u t h s i l t a t i o na tt h es a m et i m et h eo l de s t u a r yc o r r o d e d ；i na d d i t i o nt h ea r t i f i c i a la c t i v i t y s u n c e a s i n gi n f l u e n c e ，t h et i d a lf l a ta r e aa s s u m e sp o t e n t i a lo ft h er e d u c e d ( 3 ) i n19 7 6t h ed e l t an o r t h e m6 mi s o b a t h si sb i g g e rt h a nt h el o w - w a t e rm a r kt o t h el a n db a c k l a s hs c o p e ，t h ew e t l a n da r e ah a st h er e d u c t i o ns l i g h t l y , t h es h e n x i a n g o u l o b ew e t l a n da r e ai sq u i t es t a b l e ，w e t l a n da r e ao ft h en e we s t u a r ym i g r a t e dw h o l l yt o t h es e a , b u tt h ea r e ad i dn o th a v et h ec h a n g eb a s i c a l l y b e f o r e19 9 6t h eq i n g s h u i g o u ， 2 0 1 0 届硕士学位论文摘要 l o b es o u t hs i d e6 mi s o b a t h sa n dt h el o w - w a t e rm a r kf l u s ha n ds i l tb yt u r n s ，a st ot h e r i v e rm o u t hu n c e a s i n g l yt h es e d i m e n td e p o s i t i o n ，t h ew e t l a n da r e ah a st h eg r o w t h s l i g h t l y u pt o2 0 0 4 ，t h ec o a s t a ls e c t i o nc o a s t l i n eo ft h ea b a n d o n e dd e l t an o r t h r e t r o c e d ec o n t i n u a l l y , t h es u b m a r i n e6 mi s o b a t h sf l u s h e sa n ds i l ta l t e m a t e l y , t h ee n t i r e w e t l a n ds c o p ee x p a n d e dt ot h el a n d ，t h ea r e ah a di n c r e a s e ss l i g h t l y t h en e we s t u a r y c o a s t l i n es i l te n t e r st h eb o u n d a r yt ob eb i g g e rt h a nt h eo l de s t u a r yt ot h el a n db a c k l a s h s c o p e ，t h e6 mi s o b a t h sc h a n g es c o p ei s n o to b v i o u s ，a n dt h ee n t i r ee s t u a r ya r e a w e t l a n da r e ac h a n g e ss l i g h t l y d e l t as o u t hl a iz h o us e aa r e as e a c o a s tb a c k l a s ht ol a n d ， a l t h o u g ht h e6 mi s o b a t h ss i l tl e s st o t h es e a ；t h i sl i t t o r a lr e g i o nw e t l a n da r e a m c r e a s e s ( 4 ) t h er e l e v a n c eb e t w e e nb e a c h e sa n dt h es e d i m e n ti ss m a l l ，i t sc h a n g ei s m a i n l yi n f l u e n c e db yt h eh u m a na c t i v i t y , b u tt h er e l e v a n c eo fw e t l a n da r e ab e t w e e n t h el o w - w a t e rm a r kt ot h e2 ma n dt h es e d i m e n tc o m et o0 8 2 s oi ti sd o m i n a t e db y t h ef l u v i a ld y n a m i c s a f t e ri no c t o b e r , 19 9 6t h ec o r r o d e dc e n t e ra p p e a r e di nt h e s a n i t sf o r e h e a do fo l de s t u a r ya r e a , t h ee r o s i o ni n t e n s i t yi n c r e a s e sg r a d u a l l yb yt h e s e at ot h es h o r e ，a n dh a sf o r m e dac o r r o d e dt r e n c hi ni t ss a n d p i t sn o r t hs i d e ；t h e s i l t a t i o nc e n t e ra l s oa p p e a r e di nt h es a n d p i t sl e a d i n ge d g eo ft h en e we s t u a r y , a n da s i l t a t i o nb o d ys e p a r a t e l yw a sf o r m e di ni t sn o r t ha n ds o u 如t h ea c c u m u l a t i o nr a t eh a s r e a c h e da b o v el m ；c h a r a c t e r i s t i co fs e d i m e n te v o l u t i o nb e t w e e nt h el o w - w a t e rm a r k a n dt h e6 mi s o b a t h sw a sr e m a r k a b l e ，w h i c hi si nn e a r b yb a s i c a l l yt h es i l t a t i o nc e n t e r i nt h en e we s t u a r yr e g i o n s ；o nt h ec o n t r a r y ，i nt h eo l de s t u a r ya r e a ，i tb a s i c a l l yl a yi n t h ec o r r o d e ds c o p e ，t h ed i f f e r e n c el i e si nt h es i l te c l i p s es c o p ea n dt h ei n t e n s i t y ( 5 ) c o a s t a lw e t l a n d st i d a lf l a ta r ei n f l u e n c e db yc o a s t a le r o s i o n ，r i s i n gs e al e v e l s ， g r o u n ds u b s i d e n c ea n dc o n s o l i d a t i o nc o m p a c t i o ns i n k i n ga n do t h e rn a t u r a lf a c t o r s ， s e d i m e n to fl o ww a t e rl i n ea r e aa r em a i n l yi n f l u e n c e db yt h ea m o u n to fw a t e ro f y e l l o wr i v e ra n dm a r i n ed y n a m i cf a c t o r s ；i na d d i t i o n , h u m a na c t i v i t yh a sb e e na i l i m p o r t a n tf a c t o r t h a tc a n n o tb ei g n o r e d k e y w o r d s ：c o a s t a lw e t l a n d ；t i d a lf l a t ；c o a s t l i n e ；a c c r e t i o na n de r o s i o ne v o l u t i o n ； y e l l o wr i v e rd e l t a 一 2 0 1 0 届硕士学位论文第一章绪论 第一章绪论 湿地是地球上具有多种独特功能的生态系统，广泛分布于世界各地，拥有 众多野生动植物资源，是重要的生态系统。湿地位于陆生生态系统和水生生 态系统之间的过渡性地带，在土壤浸泡在水中的特定环境下，生长着很多湿 地的特征植物；它不仅为人类提供大量食物、原料和水资源，而且在维持生 态平衡、保持生物多样性和珍稀物种资源以及涵养水源、蓄洪防旱、降解污 染、调节气候、补充地下水、控制土壤侵蚀等方面均起到重要作用。很多珍 稀水禽的繁殖和迁徙离不开湿地，因此湿地被称为“鸟类的乐园 。它具有 稳定环境、物种基因保护和资源利用功能，被誉为地球的“生物超市 、“自然 之肾”和“人类摇篮”，与森林和海洋并称为地球三大生态系统【l 3 1 。 1 1 科学背景和研究意义 1 1 1 湿地的定义、分类、功能 滨海湿地处于海陆的交错地带，是一个“边缘地区”【3 1 ，国内外湿地学者 对其都有一些重要的论述，由于研究目的、学科和国情的不同以及对一些重 要的湿地特征指标缺少长期的定点观测与研究，湿地研究方法有待进一步完 善，加之湿地分布广泛，种类繁多，相互之间差异显著，所以很难给湿地下 一个确定的定义。因此还没有一个比较全面的、能为湿地学界普遍接受的科 学定义卜10 1 。 1 9 7 1 年2 月2 日，来自1 8 个国家的代表在伊朗南部海滨小城拉姆萨尔 签署了一个旨在保护和合理利用全球湿地的公约关于特别是作为水禽 栖息地的国际重要湿地公约 ( c o n v e n t i o no i lw e t l a n d so fi n t e r n a t i o n a l i m p o r t a n c ee s p e c i a l l ya sw a t e r f o w lh a b i t a t ，简称湿地公约) 。该公约于 1 9 7 5 年1 2 月2 1 日正式生效，至2 0 0 8 年1 0 月，有15 8 个缔约方。按国际 湿地公约定义，湿地系指不问其为天然或人工、常久或暂时之沼泽地、湿 原、泥炭地或水域地带，带有静止或流动、或为淡水、半咸水或咸水水体者， 2 0 1 0 届硕士学位论文第一章绪论 包括低潮时水深不超过6 m 的水域。鉴于它未揭示出湿地的科学概念与内涵的实 质，内涵与外延还不明确。因此并不是湿地学的科学定义。滨海湿地是指发育在 海岸带附近并且受海陆交互作用的湿地，广泛分布于沿海海陆交界、淡咸水交汇 地带，是一个高度动态和复杂的生态系统【1 1 l ；具体来讲，滨海湿地是指海陆交 互作用下经常被静止或流动的水体所浸淹的沿海低地，潮间带滩地及低潮时水深 不超过6m 的浅水水域【1 2 】。 中国湿地研究虽起步于5 0 年代，至9 0 年代才完成全国湿地初步调查，不同 类型的湿地生态系统研究比较薄弱。由于对湿地的全国性调查比较薄弱，我国对 湿地尚没有统一的定义，对湿地的研究尚处于起步阶段。孙广友认为湿地是地球 表层的地理综合体，它是地表经常过湿或被浅水体( 一般深度小于3 m ) 淹盖的部 分，生长着水生一湿生生物群，土壤具有泥炭层或潜育层，构成水陆复合生态系 统【1 1 。杨永兴首次提出应该把湿地分为科学定义和管理定义1 8 。余国营【1 3 】将湿地 定义为：湿地是地球表层上由水、土和挺水或湿生植物( 可伴生其它水生生物) 相互作用构成，其内部过程长期为水所控制的自然综合体。这个概念虽然具有明 确的学科意义，也体现了湿地独特的共性特征；但这个定义的最大问题是湿地范 围没有明确的边界。李扬帆、刘青松等【l3 】建议暂时采用狭义的湿地定义：湿地是 位于陆生生态系统和水生生态系统之间的过渡性地带，在土壤浸泡在水中的特定 环境下，生长着很多湿地的特征植物。 本文是以湿地公约中的定义为基础，结合本区的实际情况，对本区的湿地进 行研究的。主要研究了黄河三角洲滨海湿地时空演变特征。 由于人们对湿地科学概念认识的加深、湿地定义的内涵和外延不断扩展以及 湿地研究对分类的需要等，湿地分类方法和分类系统得到不断完善和修正。 国际上广泛使用的是湿地公约分类方法。该分类系统将湿地分为三类： ( 1 ) 海洋海岸湿地：下分十二类，主要有永久性浅海水域、河口水域、泻湖、淡水 湖、滩涂；( 2 ) 内陆湿地：下分二十类，主要有永久性河流、湖泊、沼泽、盐湖、 泥炭地、漫滩；( 3 ) 人工湿地：下分十类，主要有水产池塘、灌溉地、盐田、废水 处理场所、排水渠。依据湿地形成的主导因素及其主要景观特征划分出湿地的类 和型。根据国际湿地公约对湿地分类的有关要求和建议，结合中国湿地类型 的实际情况，陈建伟等【1 4 1 在考察了当前国际一些主要湿地分类系统的基础上，根 2 2 0 1 0 届硕士学位论文第一章绪论 据国际湿地公约对湿地分类的有关要求和建议，结合中国湿地类型的实际情 况，提出了系一亚系一类一亚类一型一优势型的分级式中国湿地分类及其指标系 统。首先将中国湿地分为海洋及沿岸、内陆、人造三个系，依次分为1 0 类，3 9 型，2 0 优势型。 湿地功能就是湿地中发生的各种物理、化学和生物学过程及其外在表征。湿 地功能大致可以分为3 类【1 5 1 ：( 1 ) 在水循环方面的功能：在蓄水、调节河川径流、 补给地下水和维持区域水平衡中发挥着重要作用，是蓄水防洪的天然“海绵”， 在时空上可分配不均的降水，通过湿地的吞吐调节，避免水旱灾害。( 2 ) 在生物 地球化学循环方面的功能：如氮、磷、钾及其他一些有机物质，通过复杂的物理、 化学变化被生物体贮存起来，或者通过生物的转移( 如收割植物、捕鱼等) 等途 径，永久的脱离湿地，参与更大范围的循环。( 3 ) 生物栖息地及食物网的维持： 湿地复杂多样的植物群落，为野生动物尤其是一些珍稀或濒危野生动物提供了良 好的栖息地，是鸟类、两栖类动物的繁殖、栖息、迁徙、越冬的场所；为各种鸟 类提供了丰富的食物来源和营巢、避敌的良好条件。 1 1 2 国内外湿地研究进展 湿地是地球上有着多功能的、富有生物多样性的生态系统，是人类最重要的 生存环境之一。然而，由于人类的无视环境的短见以及自身的生存需要，对湿地 进行了一系列大规模的开发和破坏，世界湿地正面临着数量和质量急剧减少的窘 境，生态系统以及生态环境面临严重威胁。世界上大部分地区，都以现代化的技 术与速度肆意地开发和破坏这宝贵而有限的湿地资源，湿地资源正在急剧的减 少，发展中国家尤为严重。为此，湿地研究已成为当前国际众多学科学者与管理 者关注的重点领域，其管理、保护和恢复、重建已成为国内外湿地研究的热点。 湿地研究最早起源于对捕鱼、采盐和泥炭的研究和利用上。1 7 世纪末以前 是湿地科学的孕育期。1 8 世纪末到1 9 世纪末为湿地科学创立期，欧洲最早对沼 泽物质来源、形成因素、沼泽类型、沼泽演变与分布规律及开发利用都进行了较 为系统的探讨，创立了湿地科学基本理论的雏形。2 0 世纪初，湿地学进入发展 期，学术著作开始出现湿地一词。受益于新技术和新方法的应用，大量湿地研究 成果问世，对湿地的认识开始从感性上升到理性，并开始走向系统与综合研究， 2 0 1 0 届硕士学位论文第一章绪论 从而确定湿地科学较为系统的科学理论与方法论，基本形成- ( 7 独立的学科。当 前北美湿地研究成果很多，范围也很广，涉及生境特点和效率、生产力、湿地植 被的因子分析、湿地损失原因分析、湿地生物多样性、湿地开发利用、湿地自然 资源保护和管理等方面，这些大都是在滨海湿地进行的。 美国湿地研究始于1 9 世纪末叶，本世纪5 0 - 7 0 年代，美国湿地的研究领域 向海岸带扩展，重点是海滨盐化湿地和红树林沼泽。进入8 0 年代以来的1 5 年是 美国湿地研究的蓬勃发展时期。在继续推进湿地编目与制图的同时，湿地研究转 向湿地生态系统、结构与功能，湿地保护研究尤为突出，并促进了湿地政策与立 法的研究。欧洲的俄国、芬兰等在湿地演化与泥炭利用研究方面一直处于世界领 先水平，当前正致力于湿地生态保护和环境变化的研究。 据史料记载，我国远在古代时期就对湿地有初步认识，但直到2 0 世纪2 0 年代，在中国地学丛书中才出现沼泽这一名词，中国湿地研究是从6 0 年代对沼泽 研究开始的。直至8 0 年代初，沼泽泥炭研究一直是我国湿地研究的特色。至8 0 年代中期，我国学者开始关注湿地问题，并使“湿地 这一概念广泛流行。由于 “湿地”概念在中国使用时间不长，并且早期的研究主要侧重于沼泽和沿海滩涂， 长期没有将湿地作为一个整体加以综合研究，1 9 9 5 年，由中国科学院陈宜瑜院 长主编的中国湿地研究收录了中国科学院众多湿地科学工作者的论文，内容 涉及湿地的基本理论，湿地的结构、功能、动态变化，湿地的环境效益分析，湿 地的研究方法等诸多方面，基本代表了中国湿地研究的最高水平，迄今为止是国 内较为重要的一部有关湿地研究的论著【2 1 7 9 1 。 近年来，湿地研究内容增多，领域扩大，已成为全球普遍关注的热点；湿地 生物多样性，湿地生态恢复与重建，湿地分类、形成、发育、演化，湿地健康与 评价，湿地生态系统的生态过程、退化湿地生态恢复与重建，湿地温室气体与全 球环境变化，湿地开发、保护与管理湿地教育、法规与政策及湿地资源、环境可 持续发展研究等方面的研究不断增多。 其中应用遥感和g i s 技术进行湿地动态监测研究，已经取得了较好进展 2 1 2 9 ，遥感技术为获取湿地资源环境状况提供了有效的空间信息源，通过它可 以获取大范围、多分辨率、多波段、多时相的地表信息，为从不同时序上对湿地 进行分析创造了条件 2 0 l ；g i s 具有强大的空间信息处理和分析功能，能够快速、 4 2 0 1 0 届硕士学位论文第一章绪论 精确和综合的对复杂的湿地系统进行空间定位和过程动态分析。如k e l l y l 2 l 】使用 分类的l a n ds a tt m 图像对位于北卡罗来纳州的湿地栖息地在1 9 8 4 到1 9 9 2 年之 间的变化进行了定量化研究，得到了景观尺度的变化，并对比分析了特定地点尺 度的变化。t o w n s e n d 和w a l s h 2 2 1 对美国北卡罗来纳东北部的r o a n o k e 河下游泛 洪平原植物群落成分及景观结构进行检测中应用了多时相和多光谱卫星图像。在 发掘森林湿地物候变化研究中使用了从单一年份中不同季相( 3 - 4 月，5 - 6 月，7 8 月) 获取的l a n ds a tt m 图像来，得到了泛洪平原内具有生态重要性的植被类型 的覆盖分类及其植被景观结构，并依据野外现场数据验证了分类后的植被群落成 分和结构。蒋卫国等1 2 3 j 利用1 9 8 6 年和2 0 0 0 年遥感影像作为基本信息源，在g i s 技术支持下，建立湿地空间数据库。选取斑块大小、分维数、景观破碎度、景观 多样性和优势度等指标，对湿地景观空间格局的动态变化进行分析。同时利用马 尔柯夫模型对该地区的湿地景观类型转换进行了模拟；结果显示，1 9 8 6 - - 2 0 0 0 年期间，该地区的湿地景观发生了显著变化，湿地景观趋于破碎化。王宪礼等【2 4 】 利用遥感、g i s 手段对辽河三角洲的湿地景观进行研究，并选用6 种不同的方法 对研究区的景观破碎化程度进行分析。章仲楚等1 2 5 】在r s 和g i s 技术的支持下， 以2 0 0 3 年的i k o n o s 和2 0 0 6 年q u i c k b i r d 高分辨率遥感影像为主要数据源， 利用面向对象分类方法获取西溪湿地景观数据，研究和分析了西溪国家湿地公园 实施综合保护工程前后的景观格局变化。汪爱华等【2 6 】以景观生态学理论为基础， 采用遥感( r s ) 和地理信息系统( g i s ) 相结合的方法，探讨了三江平原沼泽湿地的 动态变化特征。结果表明，三江平原沼泽湿地面积发生较大变化。 1 2 黄河三角洲湿地研究概况 黄河三角洲湿地是中国暖温带地区最完整、最广阔、最年轻的新生湿地生态 系统【3 0 】，该湿地主要分布于滨海区域，以滩涂湿地为主；由于该区处于陆海相互 作用最敏感地带，陆域径流输沙使河口堆积形成了大量的新生湿地，同时又受到 海域波、流动力侵蚀的影响，湿地资源变化十分频繁。目前黄河三角洲湿地面临 大规模围垦开发、黄河断流、湿地污染、海平面上升和海岸蚀退等问题，生态破 坏比较严重，滨海湿地面积严重萎缩，生态系统逐渐退化【3 3 1 。 独特的地理位置和气候特征，使黄河三角洲湿地孕育了丰富的自然资源，主 2 0 1 0 届硕士学位论文第一章绪论 要有生物资源、旅游资源、能源资源、土地资源等。作为共和国最年轻的土地， 湿地资源的开发利用不仅可以带动第二、三产业的发展，更在三角洲生态环境起 着不可替代的作用。刘红玉等m j 利用遥感和地理信息系统技术，对黄河三角洲湿 地类型、资源现状进行了研究，结果表明：黄河三角洲湿地主要分布于临海区域， 以滩涂湿地为主，分布于三角洲扇型边缘地带；黄河三角洲总湿地面积占三角洲 总面积将近一半；其中，天然湿地占比重较大。在此基础上结合前人科研成果对 湿地资源动态变化及其生态功能特征等进行分析评价，最后提出湿地资源开发与 保护及其可持续发展对策。 湿地评价在2 0 世纪7 0 年代后逐渐成为湿地科学的研究热点。基于湿地是自