（环境科学专业论文）gis和rs支持下的绕阳河流域湿地时空演变及其驱动力分析.pdf

辽宁师范大学硕士学位论文 摘要 湿地是介于水生生态系统和陆生生态系统之间的一种特殊的生态系统，是自然界最 富生物多样性的生态景观和人类最重要的生存环境之一。因为湿地具有非常大的水文和 元素的循环功能，湿地被称为“地球之肾”。但同时，湿地也是地球上最脆弱的生态系 统之一，因为湿地生态系统一旦被破坏，该区域的生态环境也会随之恶化，这样，在一 定程度上制约着该地区经济的持续、稳定、健康发展。 绕阳河湿地位于黑山、辽中、新民三县边境处的大片芦苇沼泽地，是目前少有的内 陆河流湿地。然而，近些年来，受围垦种稻、流域治理、围堤蓄水等一系列高强度的人 类开发活动的影响，天然湿地的面积大幅度地减少，水稻田等人工湿地面积不断增加， 导致方圆百里的绕阳河沼泽湿地萎缩，生物多样性减少等一系列问题。因此，本文初步 探讨了绕阳河沼泽湿地的时空演变过程，探讨沼泽湿地退化的原因，对于合理开发利用 和保护绕阳河沼泽湿地具有重要的意义。 本文以1 9 7 5 年、1 9 8 8 年、1 9 9 6 年和2 0 0 7 年四个时期的丰水期的t m 、e t m + 、c b e r s 遥感影像资料，利用r s 和g i s 技术提取，绕阳河沼泽湿地在以上时间段的动态变化特 征。建立研究区湿地类型转移矩阵和重心模型，对绕阳河沼泽湿地在3 2 年间时空方面 的演变过程进行了分析，并对其驱动力进行了初步的探讨。 本文主要的研究成果与结论如下： ( 1 ) 1 9 7 5 年、1 9 8 8 年、1 9 9 6 年和2 0 0 7 年四个时期绕阳河沼泽湿地的面积依次为： 1 0 5 0 4 k i n 2 、2 1 9 k i n 2 、2 5 4 6 k m 2 、3 7 6 k i n 2 ，其占研究区总面积的百分比从1 9 7 5 年的1 9 0 8 ， 下降到2 0 0 7 年的0 0 6 8 ；水稻田的面积从1 9 7 5 年的2 0 6 7 平方公里，增加到2 0 0 7 年 的8 4 2 5 平方公里，增加了4 0 8 倍。 ( 2 ) 利用r s 和g i s 软件提取建立湿地类型转移矩阵，从转移矩阵中可以看出：沼泽 湿地的主要转出类型为水稻田和裸地。 ( 3 ) 建立重心模型，对绕阳河沼泽湿地的重心从1 9 7 5 2 0 0 7 年的迁移情况进行分析在 1 9 7 5 1 9 8 8 年间，绕阳河沼泽湿地重心向东北方向偏移了1 5 8 公里，1 9 8 8 2 0 0 7 年向西 南方向偏移了3 2 1 公里，在3 2 年间，绕阳河沼泽湿地整体向西南方向迁移了2 3 6 公里， 距河流的垂直距离缩短了1 7 9 公里。 ( 4 ) 通过对研究区内湿地类型的转移矩阵及重心迁移情况的分析，并结合相关专题资 料和统计数据，可以看出：水稻田的时空变化是沼泽湿地时空演变的直接驱动因子，人 口是沼泽湿地时空演变的最根本的驱动因子，经济活动的发展情况与沼泽湿地面积的变 化呈负相关关系，综上所述，人类活动是绕阳河沼泽湿地时空演变的主要驱动力。 关键词：绕阳河湿地；r s 和g i s ；转移矩阵；重心模型 g i s 和r s 支持下的绕阳河流域湿地时空演变及其驱动力分析 s p a t i a la n dt e m p o r a lc h a n g ea n di t sd r i v i n gf o r c e so f t h er a o y a n g h e m a r s hw e t l a n d si nt h eb a s e do nr sa n dg i s a b s tr a c t w e t l a n di san a t u r a lb o d ye x i s t i n gb e t w e e nw a t e ra n dl a n d 懿a 仃a n s i t i o n a lc o n f o r m a t i o n , w h i c hh a st h er i c h e s tb i o d i v e r s i t yi nn a t u r e ，a n di so n eo ft h em o s ti m p o r t a n ts u r v i v i n g e n v i r o n m e n to fh u m a nb e i n g i ti sc a l l e da s k i d n e yo fe a r t h b e c a u s ei th a st r e m e n d o u s f u n c t i o no f w a t e ra n de l e m e n tc y c l e 嘶l e ，w e t l a n di so n eo f t h ew e a k e s te c o l o g i c a ls y s t e m s i nt h ew o r l d o n c et h ew e t l a n di si nd a n g e r ，r e g i o n a le c o - e n v i r o n m e n ta l s oi s d e s t r o y e d c o r r e s p o n d i n g l y 1 1 1 ea p p e a r a n c ea n dd e t e r i o r a t i o no fw e t l a n dc c o - e n v i r o n m e n t , t os o m e e x t e n t ，w i l lr e s t r i c te c o n o m i cd e v e l o p m e n to ft h i sa r e aw i t hc o n t i n u a n c e ，s t a b i l i z a t i o na n d e x u b e r a n c e r a o y a n g h em a r s hw e t l a n di st h er e e dw h i c hi sl o c a t e di nt h ef r o n t i e ro ft h eh e i s h a n c o u n t y 、l i a o z h o n gc o u n t ya n dx i n m i nc o u n t y a n di ti sar a r ei n l a n dr i v e r sw e t l a n d s h o w e v e r , i nt h el a s tf e wy e a r s ，t h en a t u r ew e t l a n dh a sag r e a td e a lo fd e c r e a s ea n dt h e m a n - m a d ew e t l a n di n c r e a s e su n c e a s i n g l y ，b e c a u s ei ti si n f l u e n c e db yas e r i e so fh i g hs t r e n g t h h u m a n i t yd e v e l o p m e n to p e r a t i o n ，f o re x a m p l e ，e n c l o s e st i d e l a n df o rr i c ec u l t i v a t i o n ，t h eb a s i n g o v e r n m e n t ，t h ed i k i n gs t o r a g e 1 1 1 e a r e ao fr a o y a n g h em a r s hw e t l a n dw i t h e r s ，t h e b i o d i v e r s i t ys h a r pd e c l i n e sa n dh a sd e g r a d a t e ds e r i o u s l y s ot h es t u d yo nt h es p a t i a la n d t e m p o r a lc h a n g eo fm a r s hw e t l a n d ，c a u s e so fw e t l a n de n v i r o n m e n t a ld e g r a d a t i o na r ev e r y s i g n i f i c a n tf o rr a o y a n g h em a r s hw e t l a n d t h i sp a p e ri sb a s e do nt h er e m o t es e n s i n gd a t a ( t m 、e t m 【+ 、c b e r s ) d u r i n gt h ef l o o d p e r i o d ( 1 9 7 5 、1 9 8 8 、1 9 9 6 、2 0 0 7 ) ，a n de x t r a c t e dt h ed y n a m i cc h a n g ei n f o r m a t i o nb yu s i n g r sa n dg i st e c h n o l o g i e s 1 1 1 et r a n s f e rm a t r i xo fw e t l a n dt y p e sa n db a r y c e n t e rt r a n s f e rm o d e l a r eb u i l tu p o nr sa n dg i s ，a n dt h es p a t i a la n dt e m p o r a lc h a n g eo fm 甜s hw e t l a n d sa n di t s d r i v i n gf o r c e sa r ea n a l y z e df r o m19 7 5t o2 0 0 7 t h em a i nr e s e a r c hr e s u l t sa n dc o n e l u s i o n sa r ea sf o l l o w s ： f 1 ) t h ea r e ao f r a o y a n g h em a r s hw e t l a n d sa r e1 0 5 0 4k m z 、2 1 9k m z 、2 5 4 6h 、3 7 6 k m 2d u r i n gt h ef o u rp e r i o d so f1 9 7 5 、1 9 8 8 、1 9 9 6a n d2 0 0 7 t h em a r s hw e t l a n da c c o u n t sf o rt h es t u d ya r e ap r o p o r t i o nb y1 9 0 8 i n19 7 5d e f l e c t e d 0 0 6 8 i n2 0 0 7 t h ea r e ao fr i c ep a d d yf i e l di s2 0 6 7 耐i n19 7 5 t h ea r e ai s8 4 2 5 耐i n 2 0 0 7w h i c hi si n c r e a s e s4 0 8t i m e sc o m p a r e dt o19 7 5 ( 2 ) t r a n s f e rm a t r i xo fw e t l a n dt y p e sa r ee x t r a c t e du s i n gr sa n dg i ss o f t w a r e ，w h i c h r e s u l t si nt h ec o n v e r t i n go fm a r s hi n t or i c ep a d d yf i e l da n db a r el a n d - i i 辽宁师范大学硕士学位论文 ( 3 ) t h es p a t i a lc h a n g eo fm a r s hw e t l a n d sa r ea n a l y z e df r o m 19 7 5t o2 0 0 7u s i n g b a r y c e n t e rt r a n s f e rm o d e l t h er e s u l t ss h o wt h a t ：b a r y c e n t e ro fr a o y a n g h e m a r s hw e t l a n dh a s m o v e d1 5 8 k mt o w a r d sn o r t h e a s tf r o m1 9 7 5t o1 9 8 8 。a n d3 2 1 k i nt o w a r d ss o u t h w e s tf r o m 19 8 8t o2 0 0 7 b a r y c e n t e ro fr a o y a n g h em a r s hw e t l a n dh a sm o v e d2 3 6k mt o w a r d s s o u t h w e s tf r o m19 7 5t o2 0 0 7 1 f 1 1 ed i s t a n c eb e t w e e nb a r y c e n t e ro fr a o y a n g h em a r s hw e t l a n d s a n df i v e rd e c r e a s e sb y1 7 9 k m ( 4 ) t r a n s f e rm a t r i xa n db a d , c e n t e rt r a n s f e rm o d e la l ea n a l y z e d b e s i d e s ，s p e c i a la n d s t a t i s t i c a ld a t ai su s e dt o o t h er e s u l t ss h o wt h a t ：s p a t i a la n dt e m p o r a lc h a n g eo fr i c ep a d d y f i e l di st h ei m m e d i a t ed r i v i n gf o r c e ，p o p u l a t i o ni st h ee s s e n t i a ld r i v i n gf o r c e ，a n de c o n o m i c a c t i o na l s oa f f e c t st h ea r e ao fr a o y a n g h em a r s hw e t l a n d s h u m a na c t i v i t yi st h em a i nd r i v i n g f o r c eo fs p a t i a la n dt e m p o r a lc h a n g eo fr a o y a n g h em a r s hw e t l a n d s k e yw o r d s ：r a o y a n g h ew e t l a n d s ； r sa n dg i s ；t r a n s f e rm a t r i x ； b a r y c e n t e rt r a n s f e r m o d e l ；d r i v i n gf o r c e s - i i i - i 】【 】【 l j ! i 9 1 2 1 国外基于r s 和g i s 技术的湿地研究进展。9 1 2 2 国内基于r s 和g i s 技术的湿地研究进展。1 0 1 3 研究内容及技术路线1 1 2 研究区概况13 2 1 研究区地理位置“：l3 2 2 自然环境概况1 4 2 2 1 地质1 4 2 2 2 地貌1 4 2 2 3 土壤1 4 2 2 4 植被15 2 2 5 气候一15 2 2 6 水文1 6 2 2 7 野生生物及植物情况1 6 3 遥感数据的采集与处理。1 7 3 1 数据来源及工作平台17 3 2 遥感图像的预处理。1 7 3 2 1 波段的选择1 7 3 2 2 几何校正2 0 3 2 3 图像增强处理2 8 4 研究区湿地遥感分类3 0 4 1 遥感图像的分类原理和方法3 0 4 1 1 遥感图像的分类原理3 0 4 1 2 遥感图像的分类方法3 0 4 2 研究区湿地遥感分类3 3 辽宁师范大学硕士学位论文 4 2 1 研究区湿地分类系统的建立3 3 4 2 2 研究区遥感解译标志的建立3 4 4 2 3 研究区遥感影像信息提取3 6 5 沼泽湿地时空演变分析- 4 0 5 1 沼泽湿地时空演变分析方法4 0 5 1 1 转移矩阵4 0 5 1 2 重心迁移模型4 0 5 2 沼泽湿地总体变化特征：4 1 5 3 沼泽湿地时间演变特征4 1 5 4 沼泽湿地空间演变特征4 4 6 沼泽湿地时空演变驱动力分析4 6 6 1 自然因素4 6 6 1 1 气候因子4 6 6 1 2 水文因子4 7 6 2 人为因素4 9 6 2 1 农业因子。4 9 6 2 2 人口因子5 0 6 2 3 经济因子5 2 7 结论：5 3 参考文献，5 4 攻读硕士学位期间发表学术论文情况。5 8 致谢5 9 辽宁师范大学硕士学位论文 1 绪论 沼泽湿地作为区域生态系统的重要组成部分，具有调节区域气候、净化环境和维持 区域水分平衡等多种自然功能，由于沼泽是由水陆相互作用形成，因此其具有半水、半 陆性质，这也为野生动植物的生长、繁衍创造了非常有利的条件【l 2 】。另一方面，由于 沼泽湿地具有一定的脆弱性，常常受外界环境条件的干扰，其类型会发生演替或变异， 因此，沼泽既是环境条件的产物，也是环境条件的“反应 和“标志”【3 】。 我国东北地区的沼泽湿地比较丰富，其面积占全国沼泽湿地面积的3 0 以上；沼泽 率( 沼泽的分布面积占统计区总面积的百分比) 较高，但人类的活动对沼泽湿地的破坏 十分严重；东北地区沼泽湿地集中分布区有：嫩江中下游流域、小兴安岭山地、三江平 原以及辽河口三角洲【4 】。当前大部分研究集中在以上几个沼泽湿地分布核心区域【5 - 7 1 ，而 对于地处辽宁中部平原区的绕阳河沼泽湿地的研究则非常少。绕阳河沼泽湿地是国内少 有的内陆大型河流沼泽湿地，该湿地主要以芦苇为主，芦苇湿地和其它湿地生态系统一 样，在蓄水调控、补充地下水、维持区域水平衡、调节气候、净化环境和保护生物多样 性等方面都具有重要的意义【s 。1 们。由于近些年来自然和人为因素的双重作用，这块上千 年形成的环境资源宝库已消失殆尽。鉴于此，本文借助r s 和g i s 技术，对1 9 7 5 2 0 0 7 年绕阳河沼泽湿地的时空演变及其驱动力因素进行了初步探讨，试图揭示2 0 世纪7 0 年 代以来该区沼泽湿地与自然和人类社会经济活动之间的关系，从而为该地区沼泽湿地的 保护及恢复提供理论依据。 1 1 国内外湿地的定义及分类 1 1 1 国内外湿地的定义 由于湿地有广泛的、变化多端的地理分布，而且因为其水文条件的广泛差异，如难 以确定集水湿地和水域的界限及无水湿地与陆地的界限等，至今为止，还没有一个统一 的湿地的定义【1 1 】。目前已统计到的定义近6 0 种左右【1 2 。1 4 1 。这些定义可以分为两大类， 即广义的和狭义的。狭义的定义认为湿地是陆地与水域之间的过渡地带；广义的定义则 把地球上除海洋( 水深6 米以上) 外的所有水体都当作湿地【1 。 ( 1 ) 国外湿地的定义 1 9 5 6 年美国鱼类和野生动物保护组织对湿地的定义为：“湿地是指被浅水和有时为 暂时性积水所覆盖的低地”。它常常是被众人提及的下面名称：草本沼泽( m a r s h e s ) 、木 本沼泽( s w a m p ) 、泥炭鲜沼泽( b o g s ) 、湿草甸( w e tm e a d o w s ) 、池沼( p o t h o l e s ) 。淤泥沼泽 ( s l o u g h s ) 以及河漫滩( r i v e r - o v e r f l o wl a n d s ) 。长有挺水植物的浅水湖或池塘，也包括在这 一定义中。河溪、水库和深水湖泊等稳定水体则不包括在内，因为这些水体不具有暂时 g i s 和r s 支持下的绕阳河流域湿地时空演变及其驱动力分析 性积水，对潮湿土壤的植被的发展，几乎毫无作用”。这是最早的湿地定义之一，它强 调了湿地作为水禽生境的重要性，对水的深度则未作规定【1 1 1 。 1 9 7 1 年由( 前) 苏联、加拿大、澳大利亚、英国等3 6 个国家在伊朗签署的拉姆萨 尔条约一湿地公约，把湿地定义为：“不问其为天然或人工、长久或暂时性的沼泽 地、泥炭地或水域地带、静止或流动、淡水、半咸水、咸水体，包括低潮时水深不超过 6 m 的水域”。该定义为目前国际上比较公认的定义，属于广义定义【1 1 1 。 1 9 7 9 年美国鱼类和野生生物保护机构在“美国的湿地深水栖息地的分类 一文中， 给湿地的定义为：“湿地是处于陆地生态系统和水生生态系统之间的转换区( 也叫“过 渡区 ) ，通常其地下水位达到或者接近地表，或处于被浅水淹覆状态。”湿地必须具 有三个特点其中的一个特征：至少周期性地，以水生植物为植物优势种；地层以排水不 良的水成土为主；若土层为非土壤、每年植物在生长季节的部分时间，时有水浸或水淹 【1 1 】 o 1 9 7 9 年加拿大湿地保护机构把湿地定义为：“湿地系指水淹或地下水位接近地表 或浸润时间长，从而促进湿成或水成过程，并以水成土壤、水生植被和适应潮湿环境的 生物活动为标志的土地。”他们强调了湿润的土壤、水分和生物条件【1 。 英国的湿地定义：“一个地面受水浸润的地区，具有自由水面，通常是四季存水， 但也可以在有限的时间段内没有积水，自然湿地的主要控制因子是气候、地形和地址。 人工湿地还有其他控制因子。 强调了水分，忽视了土壤和植被【1 1 1 。 日本的湿地定义为：“湿地的重要特征首先是潮湿；第二是地下水位；第三至少在 一年的某一段时间内，土壤处于饱和状态 。他们强调了土壤和水分【1 1 1 。 ( 2 ) 国内湿地的定义 “湿地的概念在中国使用时间不长直至2 0 世纪8 0 年代才流行【1 5 1 。1 9 8 7 年，中 国自然保护纲要对“湿地”作了如下解释：“沼泽是陆地上有薄层积水或间隙性积水， 生长有沼生和湿生植物的土壤过湿阶段，其中有泥炭积累的沼泽称为泥炭沼泽。海涂即 指沿海滩涂，是指沿海涨潮时被水淹没，退潮时终出水面的软底质的广大潮间平地( 潮 间带和潮上浪花飞溅带) 。现在国际上常把沼泽和海涂合称为湿地”【1 6 1 。 1 9 9 1 年，中国环境科学出版社出版的环境科学大辞典将“湿地”定义为“陆 地和水域的交汇处，即地表有暂时或永久的浅层积水，以水生植物为优势种，包括沼泽、 海涂、湖滩、湿草地及浅水湖泊( 不包括河流、水库和探水湖) 。现在国际上常把沼泽 和水深6 米以下的水面称为湿地，【1 6 j 。 1 9 9 2 年中国加入湿地公约之后，湿地的概念才更多地为人所知【1 7 1 。1 9 9 4 年，中国 湿地生态环境保护规划会议将“湿地”定义为：湿地处于陆地和水域的交汇处，水位接 近或处于地表面，或有浅层积水，一般以低水位时水深2 米处为界，并且具有以下特征： 辽宁师范大学硕士学位论文 至少周期性的以水生、湿生植物为植物的优势种；底层土主要是湿土：在每年的生长季 节底层土被淹没4 个月以上【1 6 1 。 1 9 9 7 年，我国湿地主管部门国家林业局将“湿地”定义为：湿地是指天然或人工、 长久或暂时性沼泽地、泥炭地或水域地带，带有静止或流动淡水、半咸水、咸水水体， 包括低潮不超过6 m 的海域【1 8 】。 1 9 9 7 年王宪礼在我国自然湿地的基本特点一文中给“湿地 的定义是【1 9 1 ：湿 地是指那些地表水和地面积水浸淹的频度和持续时间很充分，在正常环境条件下能够供 养那些适应于潮湿土壤的植被的区域，通常包括灌丛沼泽( s w a m p s ) 、腐泥沼( m a r s h e s ) 、 苔藓泥炭沼泽( b o g s ) ，以及其它类似的区域。关于湿地植被、土壤和水文特征的判定一 般采用以下标准g 必需有5 0 以上的生物物种为水生或适于水生生境：土壤为水成 土壤或者表现出还原环境的特征；常年或季节性水浸，平均积水深度小于或等于6 6 英尺( 2 m ) ，且有挺水或木质植物生长。 2 0 0 2 年杨永兴在国际湿地科学研究的主要特点、进展与展望一文中定义“湿地 为【2 0 】：“湿地是一类既不同于水体，又不同于陆地的特殊过渡类型生态系统，为水生、 陆生生态系统界面相互延伸扩展的重叠空间区域。该系统的生产者是由湿生、沼生、浅 水生植物组成。消费者是由湿生、沼生、浅水生动物组成。分解者是介于水体与陆生生 态系统之间的过渡类群组成的。该系统与周围相邻的系统有密切关系，与它们发生物质 和能量交换。湿地应该具有三个突出的特征：湿地地表长期或季节处在过湿或积水状态； 地表生长有湿生、沼生、浅水生植物( 包括部分喜湿的盐生植物) ，且具有较高的生产力。 生活湿生、沼生、浅水生动物和适应该特殊环境的微生物群；发育水成或半水成土壤， 并具有明显的潜育化过程”。 1 1 2 国内外湿地的分类 由于湿地类型、结构和功能的复杂多样，既有陆地生态系统的特征也有水体生态系 统的特征，目前还没有明确统一的湿地分类系统。其分类方法主要有湿地成因分类法、 特征分类法和综合分类法等【2 1 1 。成因分类法是根据湿地的地貌部位、水文条件和生态环 境来区别湿地；特征分类法是根据湿地的表征和内在的动力活动特征的不同来区别湿 地；综合分类法是介于成因分类法和特征分类法之间的一种方法【l 引。 ( 1 ) 国外湿地的分类 2 0 世纪5 0 年代早期，美国鱼类和野生动物保护协会为了满足湿地调查的需要，制 定了湿地分类系统。该分类系统将湿地分为内陆淡水湿地、内陆咸水湿地、海岸淡水湿 地和海岸咸水湿地4 大类，再根据淹水深度和淹水持续时间分为2 0 种湿地类型【2 2 】( 表 1 1 )。 g i s 和r s 支持下的绕阳河流域湿地时空演变及其驱动力分析 表1 1 美国渔业和野生动物保护协会3 9 号通报湿地分类 t a b 1 1c l a s s i f i c a t i o no f w e t l a n d si nt h eb u l l e t i nn o 3 9o f u s f i s ha n dw i l d l i f ec o n v e r v a t i o ns o c i e t y 1 9 7 4 年美国鱼类和野生动物保护协会编制了湿地综合分类系统，将湿地分为系统、 亚系统、类、亚类4 级。首先根据湿地水文、地貌、化学和生态因素的相似性将湿地分 为：海洋湿地、河口湿地、河流湿地、湖泊湿地和沼泽湿地；再根据湿地的水文特征分 为亚系统，如将海洋湿地系统、河口湿地系统划分为潮下带湿地和潮间带湿地亚系统。 类的划分主要根据占优势的植被生活型和基质组成等湿地外貌特征，最后按湿地的植被 划分亚类【2 2 】。 1 9 7 9 年美国c o w a r d i n 将湿地划分为系统、亚系统、类、亚类和优势种5 个层次【2 3 】。 其分类方法是：首先根据不同的成因类型将湿地分成滨海湿地、河口湿地、河流湿地、 湖泊湿地和沼泽湿地五大系统，再根据湿地的水文特征分成亚系统，根据占优势的植被 生命形态和基底组成等湿地外貌特征把亚系统分成湿地类，按照植被的不同，把湿地类 细分成湿地亚类，用附加的优势种特征描述较为特殊的湿地特征。c o r w a r d i n g 的分类方 法全面、易于操作，因而成为美国湿地资源登记和管理的基础【2 4 乃】。 b r i n s o n 于1 9 9 3 年提出了用于湿地功能评价的水文地貌分类系统。这种方法把湿地 的地貌、水文和水动力特征看成是湿地的3 个同等重要的基本属性【凋。地貌条件有四种： 低洼地、河岸地、边缘湿地和广阔的泥炭地；水源补给类型包括降水、地表水和地下水。 水动力条件可分为三大类：由蒸腾、降水或地下水补给引起的湿地水面的垂直起伏；由 于地形梯度引起的单向和双向水平流。这种分类系统是广泛采用的湿地物理、化学和生 态功能的评价方法，并且非常适用于比较湿地功能完整性水平或评价人类活动对湿地的 影响和缓解措施【z 2 】。 加拿大将湿地系统分为三级：类、型、体，由此将湿地分为鲜类沼泽、草本泥炭沼 泽、湖滨湿地、森林泥炭沼泽湿地和浅水湿地五类【l 引。 4 辽宁师范大学硕士学位论文 1 9 9 3 年亚洲湿地局、国际水禽和湿地研究局将湿地分成如下三大类：咸水湿地，包 括海洋、河口、环礁湖、盐湖( 内陆排水区) 等湿地；淡水湿地，包括河流、湖泊、沼 泽湿地；人工湿地，包括淡水养殖、海水养殖、农业( 池塘、灌溉田和灌溉渠道、季节 性泛洪耕地) 、采盐池、废水处理用地、储水库等【1 8 】。 湿地公约( 拉姆萨尔公约) 最初主要是从湿地的保护与管理( 尤其是水禽栖息地) 的角度出发，制定湿地分类系统( 表1 2 ) 【2 7 】。 表1 2 湿地公约中的湿地分类系统 t a b 1 2c l a s s i f i c a t i o no f w e t l a n d si nm er a m s 缸c o n v e n t i o n g i s 和r s 支持下的绕阳河流域湿地时空演变及其驱动力分析 续表1 2湿地公约中的湿地分类系统 t a b 1 2c l a s s i f i c a t i o no f w e t l a n d si nt h er a l 瑚a rc o n v e n t i o n ( c o n t ) ( 2 ) 国内湿地的分类 目前国际上关于湿地的分类系统和标准还不统一，因为湿地的分布很广泛，生态环境差 异很大，所以湿地类型的划分通常根据水深、水质、水流状态、水生植物和土壤发育等 因素。现给出较为典型的两种湿地分类方法【2 8 1 。 根据湿地公约中的分类系统和标准以及我国湿地所处的自然条件，可分为3 大 类3 6 种( 见表1 3 ) 。 辽宁师范大学硕士学位论文 表1 3 中国的湿地类型 t a b 1 3t y p eo f w e t l a n d si nc h i n a 近海和海岸湿地内陆湿地人工湿地 海洋区域：6 m 内浅水域 河流溪流川、河：永久的 水库，拦河坝坝区 潮下水生层：包括海草层河流溪流小河：季节性的农场里的池塘小储水池 珊瑚礁内陆三角洲：永久的鱼虾池塘 岩石性海岸河流泛滥平原盐田盐碱滩 淤苗箍翻石逝出淌湘嚣蜘的蕊石儡脑砝儡，由士锰 河口水域 潮问带海涂( 包括咸水滩涂) 潮间沼泽 红树林潮间带森林 海岸性咸淡水至盐水湖 三角洲湖和淡水沼泽 淡水湖：季节性的 或间断性的 咸水湖或沼泽：长期的、季节 性的或阶段性的 淡水沼泽i 也塘：长期的 淡水沼泽，池塘：季节性的或 阶段性的 灌木为主的湿地 淡水沼泽林 泥炭藓沼泽 林地泥炭地 苔原高山湿地 淡水泉( 包括绿洲) 地热湿地 青藏高原湿地 污水处理场 灌溉池( 包括稻田) 季节性泛洪的农用场地 一种新的中国湿地分类系统( 表1 4 ) ，该分类系统适用于我国的天然湿地，人工 湿地德分类相对来讲比较简单。 7 g i s 和r s 支持下的绕阳河流域湿地时空演变及其驱动力分析 表1 4 中国湿地分类系统 t a b 1 4t h ec l a s s i f i c a t i o ns y s t e mo f w e t l a n d si nc h i n a - 8 - 辽宁师范大学硕士学位论文 续表l - 4 中国湿地分类系统 t h ec l a s s i f i c a t i o ns y s t e mo f w e t l a n d si nc h i n a ( c o n t ) 型亚型 漂浮状苔草沼泽 丛生状苔草沼泽 片状苔草沼泽 芦苇沼泽 灌木林沼泽 乔木林沼泽 苔藓地衣沼泽 人工 湿地 水生植物种植田( 稻田，甘蔗田， 水生蔬菜田和其他经济水生湿地 植物田等) 水生动物养殖池塘( 鱼，虾， 蟹和贝类等养殖池塘) 人工蓄水池，水库 盐田 1 2 基于r s 和g i s 技术的湿地研究进展 湿地研究的关键在于定量化的获取和分析湿地的信息，这包括时间上的和空间上 的两方面，3 s 技术以其自身的优势成为湿地研究依据的主要现代化的手段之一【2 9 1 。在 湿地研究领域中，卫星遥感技术的应用始于7 0 年代阳。利用卫星遥感技术，并结合g i s 软件，建立湿地专题系统，利用该方法获得的湿地信息来对湿地的资源与环境现状分析、 评价预测、保护规划和开发利用等方面进行研究。 1 2 1 国外基于r s 和g i s 技术的湿地研究进展 国外利用r s 和g i s 技术对湿地的研究开展的比较早，主要的研究成果有：1 9 7 5 年，b o i s s o n n e a u ，a r t h u rn 等人用l a n d s a t 影像对安大略湖的北部的c l a y 区域进行了 湿地资源的调查和湿地类型图的制作【3 们。 8 0 年代，美国陆续发射了l a n d s a t - 4 和l a n d s a t - 5 法国在1 9 8 6 年发射了s p o t _ 1 ； 印度发射了i r s - ia 卫星。1 9 8 3 年，l u l l a 研究了l a n d s a tm s s 影像在湿地资源调查和 海岸带生态系统管理中的应用【3 1 1 。1 9 8 6 年，h a r d i s k y 等人在研究了不同的遥感平台，包 g i s 和r s 支持下的绕阳河流域湿地时空演变及其驱动力分析 括航空像片、s p o t 、l a n d s a t m s s 、l a n d s a t t m 和a v h r r 在海岸带湿地制图上的应用 【3 2 】 o 1 9 9 8 年，k i n d s e h e r k 等人用印度的m s 一1b l i s s i i 影像将g r a n dt e t o nn a t i o n a l p a r k 的草甸湿地类型用非监督分类的方法将湿地划分为6 类，再用地面调查数据对结果 进行检验，分类精度为7 0 m 3 引。 2 0 0 1 年，t o w n s e n d 等人用多时相和多光谱的t m 遥感影像研究了美国加利福尼亚 州北部的森林湿地，通过植被指数变换和缨帽变换等预处理，并利用各种分类方法，对 该地区的植被群落进行了详细地分类，总共分为2 1 个森林群落和另外几个重要的生态 类型【3 4 】。2 0 0 4 年，b e r b e r o g l us u h a 等人利用1 9 9 3 年7 月4 日的t m 遥感影像图对地中 海区域的土耳其海岸湿地进行制图，并将卫星遥感分类所得的结果和植被及鸟类调查数 据与g i s 结合，对海岸带湿地的生态环境进行监测 3 5 1 。2 0 0 6 年，m u s t a f ab o l c a 等人利 用1 9 5 7 、1 9 7 6 、1 9 9 5 年空中拍摄相片以及2 0 0 5 年i k o n o s 卫星遥感影像，并结合g i s 技术，研究了城市化对b a l c o v a s 三角洲湿地影响的决定因素【3 6 1 。2 0 0 7 年，a n n e g a e l l ee a u s s e i l 等人利用l a n d s a te t m + 遥感影像对新西兰的m a n a w a t u - w a n g a n u i 区域的湿地位 置快速制图法进行了研究 3 7 1 。2 0 0 8 年，m a r c e l oc a n c e l al i s b o ac o h e n 等人收集了19 8 5 、 1 9 8 6 、2 0 0 1 和2 0 0 2 年的l a n d s a t 遥感影像，结合g i s 技术，研究了在后全新统时期， 水位和气候变化对亚马逊河滨海湿地的影响【3 翻。 1 2 2 国内基于r s 和g i s 技术的湿地研究进展 2 0 世纪9 0 年代末，我国开始将遥感技术和地理信息系统技术相结合，应用在湿地 科学的研究中。研究内容主要表现在湿地信息的获取、湿地景观的动态分析、湿地类型 的划分、湿地生态评价以及湿地保护区的规划等等【3 9 1 。国内的主要研究成果有：1 9 9 7 年，王宪礼等利用t m 遥感图片对辽河三角洲湿地的景观的格局与异质性进行了研究 【删。1 9 9 9 年，刘振乾等将3 s 技术综合应用于三角洲及滨海湿地资源的调查研究【4 1 1 。 2 0 0 0 年，黄桂林等人利用遥感技术及g i s 、g p s 系统的支持对辽河三角洲湿地资 源及其生物多样性进行监测研刭4 2 1 。2 0 0 1 年，何执兼等人应用遥感技术检测了广东省 海岸带的湿地资源与环境现状及其发展动态，并探讨了广东省海岸带湿地资源与环境保 护、管理及开发利用的措施【4 3 1 。2 0 0 2 年，汪爱华等人在r s 和g i s 的支持下，对三江平 原沼泽湿地的动态变化情况进行了研究。2 0 0 3 年，汪爱华、张树清等利用遥感影像 结合分布质心等模型，探讨了三江平原沼泽湿地近2 0 年来空间格局的变化情况【4 5 】。2 0 0 4 年，丁圣彦等人在r s 和g i s 技术的支持下结合河南沿黄湿地的区域特点，分析了近2 0 年河南沿黄湿地景观空间格局变化】。2 0 0 5 年，蒋卫国等以生态系统健康及压力状态 响应( p s r ) 模型、r s 、( 3 1 s 相结合的方法，对辽河三角洲湿地进行了研究【4 7 1 。2 0 0 6 年，周听薇、宫辉力等人以e t m 遥感影像数据为基础，对北京地区湿地资源的类型、 面积、分布情况及湿地开发利用情况进行了分析【4 8 1 ；赵锐锋、周华荣等在r s 和g i s 技 1 0 辽宁师范大学硕士学位论文 3 个时期塔里木河中下游湿地分布质心，并结合其它景观空间格局 析了该地区湿地景观空间格局的变化m 。2 0 0 7 年，王根绪等人利 感数据，分析了4 0 年来典型高寒湿地系统动态变化特征及其区域 黎聪、李晓文等利用遥感数据对衡水湖的湿地景观空间格局及其 术路线 本文以1 9 7 5 年、1 9 8 8 年、1 9 9 6 年和2 0 0 7 年四个时期的丰水期的卫星遥感影像为 基础，并结合辽宁省水资源分区与行政分区图、辽宁省土地利用现状图、辽宁省土地类 型图等资料，建立研究区湿地分类系统并建立遥感解译标志。利用r s 软件将各时期的 遥感影像数据进行解译，利用g i s 软件绘制出各时期湿地类型分布图。在g i s 软件中通 过对两个时期的湿地类型分布图进行叠加分析，建立研究区湿地类型转移矩阵和重心模 型，在时间和空间两个方面对绕阳河沼泽湿地的演变过程进行了分析，并对沼泽湿地时 空演变的驱动因子进行