达里诺尔自然保护区地理信息系统设计与开发.pdf

内蒙古农业大学 硕士学位论文 达里诺尔自然保护区地理信息系统设计与开发 姓名 张玉龙 申请学位级别 硕士 专业 农业生物环境与能源工程 指导教师 尚士友 20090501 摘要 达里诺尔囡家级自然保护区是一个以保护鸟类及其赖以生存的湖泊 草原 湿 地 林地 沙地等多样生态系统的综合性鱼然保护区 建立达里诺尔叁然保护区缝 理信息系统可以为保护区的科学利用和保护提供全方位的技术支持 达墨诺尔囱然保护区地理信息系统基于3 s 技术 利焉瑟向对象可视化编程语 言v i s u a lb a s i c6 0 基于组件式g i s 开发平台s u p e r m a po b j e c t s 5 2 和s q l s e r v e r 2 0 0 0 数据库 设计了系统的框架和功能模块 系统通过调用s u p e r m a p o b j e c t s 5 2 的核心组件 三维组件和分析组件实现g i s 基本的功能 地形分析功能 和水文分析功能 利用空间数据和属性数据关联技术实现数据综合管理功能 利用 a d o 技术实现了属性数据分析和统计功能 从鸟类生态保护 水质评价 国家生态 工程项目建设及渔业生产管理等业务管理系统功能模块 空间分析 评价模型的研 究以及系统功能开发几个方面对达里诺尔自然保护区地理信息系统进行开发与设 计 达里诺尔蠢然保护区地理信息系统对鸟类物种多样性分析应用了香农一威纳指 数和丰富度指数模型 对水质子系统开发利用已有的总氮模型对保护区的湖泊水 质进行了富营养化评价 初步实现了4 s 一体化技术的应用 关键词 达里诺尔自然保护区 地理信息系统 3 s 技术 数据管理 空间分析 地 形分析 d e v e l o p m e n ta n dd e s i g no f d a l i n o rn a t u r er e s e r v e g e o g r a p h i ci n f o r m a t i o ns y s t e m a b s t r a c t d a l i n o rn a t i o n a ln a t u r e r e s e r v ei st h ei n t e g r a t e dn a t u r er e s e r v ew i t hd i v e r s e e c o s y s t e m st op r o t e c tt h eb i r d sa n dt h es u r v i v a le n v i r o n m e n ts u c ha sl a k e s g r a s s l a n d s w e t l a n d s w o o d l a n d s a n de t c i to f f e raf u l lr a n g eo ft e c h n o l o g ys u p p o r tt ot h es c i e n t i f i c u t i l i z a t i o na n dp r o t e c t i o no fd a l i n o rn a t u r er e s e r v et oe s t a b l i s ht h ed a l i n o rn a t u r er e s e r v e g e o g r a p h i ci n f o r m a t i o ns y s t e m b a s e do n3 st e c h n o l o g y d e l i m i t e rn a t u r er e s e r v eg i sm a k eu s eo fo b je c t o r i e n t e d v i s u a lp r o g r a m m i n gl a n g u a g ev i s u a lb a s i c6 0 c o m g i ss u p e rm a po b j e c t s 5 2a n d s q ls e r v e r 2 0 0 0t od e s i g nt h ef r a m e w o r ka n df u n c t i o nm o d u l e so ft h es y s t e m n l e s y s t e mb y c a l l i n g t h e s u p e rm a po b j e c t s 5 2 c o r e c o m p o n e n t t h r e e d i m e n s i o n a la n da n a l y s i so fc o m p o n e n t sa c h i e v et h eb a s i cg i sf u n c t i o n s t e r r a i n a n a l y s i s h y d r o l o g i c a la n a l y s i s t h eu s eo fs p a t i a ld a t aa n da t t r i b u t ed a t aa s s o c i a t e d t e c h n o l o g yt oa c h i e v eac o m p r e h e n s i v ed a t am a n a g e m e n t t h eu s eo f a d ot e c h n o l o g yt o a c h i e v et h ea t t r i b u t e so fd a t aa n a l y s i sa n ds t a t i s t i c a lf u n c t i o n s t h i sp a d e rm a k e s d e v e l o p m e n ta n dd e s i g no nd a l i n o rn a t u r er e s e r v eg e o g r a p h i ci n f o r m a t i o ns y s t e mf r o m t h ea s p e c t so fe c o l o g i c a lp r o t e c t i o nf r o mb i r d s w a t e rq u a l i t ye v a l u a t i o n t h en a t i o n a l e c o l o g i c a lc o n s t r u c t i o np r o je c t sa n df i s h e r i e sp r o d u c t i o n s p a t i a la n a l y s i s e v a l u a t i o n m o d e l sa n ds y s t e md e v e l o p m e n ta n dd e s i g n t h es h a n n o n w i e n e ri n d e xa n dm a r g a l e f 7 i n d e xa r ea p p l i e dt oa n a l y z et h e d i v e r s i t yo fb i r d a n dt h es u b s y s t e mo nw a t e rq u a l i t yu t i l i z e st h et o t a ln i t r o g e nm o d e lt o e v a l u a t et h ee u t r o p h i e dg r a d e a n dt h ei n i t i a li n t e g r a t i o no ft h e4 st e c h n o l o g yh a s r e a l i z e d k e yw o r d s d a l i n o rn a t u r er e s e r v e g e o g r a p h i ci n f o r m a t i o ns y s t e m s 3 st e c h n o l o g y d a t am a n a g e m e n t s p a t i a la n a l y s i s t e r r a i na n a l y s i s d ir e c t e db y p r o f s h a n gs h i y o u a p p i ic a n tf o rm a s t e rd e g r e e z h a n gy uio n g a g r i c u l t u r a lb i o l o g i c a le n v i r o n m e n t a la n de n e r g y e n g i n e e r i n g c o l l e g eo fm e c h a n i c a la n de l e c t r i c a le n g i n e e r i n g i n n e rm o n g o l i aa g r i c u l t u r a lu n i v e r s i t y h u h h o t0 10 018 c h i n a 内蒙吉农盟大学研究生学位论文独议声唆 本人申明所呈交的学位论文是我本人在导师指导下进行的研究 工作及取得的研究成果 据我所知 除了文中特别加以标注和致谢的 地方外 论文中不包括其他人已经发表或撰写过的研究成果 也不包 括为获得我校或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料 与我一 同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说 确并表示荫意 申请学位论文与资粹若有不实之处 本人承担一切相关责任 论文作者签名 i 纽巫壅 日 期 2 丝乏 f 导师指导研究生学位论文的承诺 珏 本人承诺 我的研究兰赴兰 z 塑所呈交的学位论文是在 我指导下独立开展研究工作及取得的研究结果 属于我现任岗位职务 工作的结果 并严格按照国家及学校有关学术道德规范的规定要求而 获得的研究结果 如果迄反 我曲须接受接国家及学校有关规定的处 罚处理并承担相应导师连带责任 指导教师签名 芝7 圭藿一 日期 皇 9 坐 内蒙古农业大学研究生学位论文版权使用授权书 本人完全了解内蒙古农业大学有关保护每识产权的规定 即 研 究生在攻读学位期问论文工作的知识产权单1 立属内蒙古农业大学 本 人保证毕业离校后 发袁论文或使用论文工作成果时署名单位为内蒙 吉农业大学 盈导师为通讯作者 通讯作者单位亦署名为肉蒙古农皿 大学 学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电 子文档 允许论文被查阅和借阅 学校可以公布学位论文的全部或都 内蒙古农业大学硕士论文 i 1 引言 自然保护区 是指对有代表性的自然系统 珍稀濒危野生动植物物种的天然集 中分布区 有特殊意义的自然遗迹等保护对象所在的陆地 陆地水体或者海域 依 法划出一定面积予以特殊保护和管理的区域 建设保护区的的目的是保护生物资 源与自然遗产 保护具有全球或区域 地区代表性的生态系统 濒危及受威胁状态 的物种及其生境 及其他各类遗传资源 内蒙古达里诺尔国家级保护区是中国北方的重要生态功能区 这里集湖泊 湿 地 草原 沙地 林地等多样的生态系统为一体 生物多样性十分丰富 尤其是以 达里湖为中心的高原内陆湖群和河流组成的湿地最为壮观 被列入亚洲重要湿地名 录 内蒙古自治区第二淡水湖一达里湖 被人们誉为 草原上的明珠 根据生物多样性研究和保护的要求 内蒙古达里诺尔国家级保护区建设与管理 部门认识到传统的管理系统己不能满足生物保护工作 需要转化为更能实时表现时 空数据的地理信 亩 系统 g i s 系统强大管理和分析功能为国家级自然保护区的建设 管理 项目规划和生态旅游建设提供技术支持 同时地理信息系统也是政府部门制 定环境政策及环境应用的关键技术 为保护生物多样性与保护区规划评价 提供了 科学的信息管理 分析和决策手段圆 计算机技术 3 s 技术 系统工程以及模型化方法和技术的发展 为自然保护区 管理与规划的科学化 定量化和智能化提供新的技术手段与分析方法 特别是3 s 技术的发展 对自然保护区空间数据的采集 管理 统计 分析 模拟和显示 以 及利用地理空间模型等分析多种空间的 动态的自然保护区信息 为自然保护区管 理和规划提供决策支持成为可能 1 尽管目前对达里诺尔国家级自然保护区的研究 很多 也积累了大量的资料 但尚未建立达里诺尔国家级自然保护区地理信息系统 为此 内蒙古农业大学环境湖泊研究所受内蒙古环科院和达里诺尔保护局委托对达 里诺尔国家级自然保护区地理信息系统进行设计与开发 1 1 研究意义 近年来 随着3 s 技术和计算机技术在生态环境保护中逐步深入应用 生态环境 管理和保护已经走上了信息化道路 国内外许多专家学者对生态环境保护和管理提 出了许多有效措旌 建立了一些评价模型并研究和开发了一些应用系统 也取得了 良好的经济 社会和生态效益 根据达里诺尔保护区建设科学管理的需要 建立基 于3 s 技术以支持生态环境资源动态管理 生态环境保护 生态工程规划 面向决 策应用为主的g i s 具有重要的意义 主要表现在以下几个方面 1 在保护区建设过程中 随着历史数据与生态工程数据的不断积累 对数 据的整理和分析如靠人工方式完成 工作效率低 分析的准确性难以得到保证 也 影响了项目实施和规划的最终效果 达里诺尔自然保护区系统将保护区的图形数 2 达里诺尔自然保护区地理信息系统开发与设计 据 文档资料 统计数据等归类整理 通过数字化方式分层存储到系统数据库中 实现属性数据与空间数据的统一管理 大大提高了保护区的工作效率 为保护区海 量数据管理提供科学方法 2 地理信息系统是一种处理地理空间数据的信息系统 能够对空间信息进行 采集 存储 管理 分析 完成多种形式的运算和输出 提供空间数据的分类统计 空间量算和分析等功能 为保护区工程项目实施和规划提供可靠的技术支持 3 达里诺尔地理信息系统为保护生态环境 生物多样性以及社会经济信息管 理 保护区生物多样性空间分布特征研究 自然保护区生境评价 自然保护区规划 提供科学的 便捷的服务平台 系统的设计与开发有利于自然保护区信息化的进程 也有利于自然保护区生物多样性的保护工作 4 利用 3 s 技术集成进行达里诺尔保护区调查和研究具有客观 准确 实 时 高效等特点 能够准确获取达里诺尔保护区的各种资源和工程信息 包括自然 保护区环境条件 生态资源 生态工程 服务设施和基础设施等是目前自然保护区 研究发展的一个趋势 1 2 保护区地理信息系统在国内外研究现状 1 2 1 国外现状 2 0 世纪7 0 年代开始 随着计算机技术的广泛应用 以及人们对湿地重要的不 断加深 许多国家和地区都陆续建立起了湿地信息系统 1 世界上最早的湿地信息系统是由佛罗里达大学设计和开发的湿地动植物信息 统 a p i r s 嘲 该系统主要为公众提供有关湿地动植物最全面的信息服务 1 9 9 3 年 土耳其利用a r c v i e w 软件设计和开发了土耳其湿地地理信息系统 t u s a p g i s 该 系统包括土耳其1 2 7 个湿地信息 为研究和决策者提供湿地相关信息服务 1 9 9 4 年 美国德克萨斯州建立的湿地信息网络系统 w e t n e t 提高了当地的湿地保护能力 同时为公众提供准确的 及时的湿地相关信息 1 9 9 5 年 佛罗里达大学建立了基于 a r c g i s 的佛罗里达湿地w e b g i s 允许用户通过i n t e r n e t 发出查询请求 获取用户 感兴趣的环境质量信息 该系统还可以通过调用a r c g i s 软件对数据进行统计分析 为用户提供直观的环境质量信息 1 9 9 6 年 印度建立的国家环境信息系统 e n v i s 是一个收集 整理 储存和发布与湿地环境有关的信息系统 1 9 9 7 年 美国加利福 尼亚资源局研发的加利福尼亚湿地地理信息系统 c w i s 主要是向公众 教育团体 以及政府机构提供本州最全面的湿地信息 同年 由美国蒙大纳州湿地委员会发起 并开发的蒙大纳州湿地信息系统投入使用 该系统是在本州的自然资源信息系统 n r i s 基础上 通过信息集成管理 为公众提供蒙大纳州全部湿地的相关信息拍1 滑铁卢大学的d a v i da 设计和开发了区域规划与决策的空间信息系统 s i s 该 系统采用a r c i n f o 和a r c v i e w 软件来实现各区域相关信息的整合 并采用w e b g i s 内蒙吉农韭大学硕士论文 3 技术实现了互联网上的信息共享n 1 这些湿地地理信息系统共同特点是侧重于查询功能 将漫地相关信息组合起来 构建湿地综合信息数据库 提供查询功能 并不具有信息综合管理 分析和决策功 能 在2 0 世纪未 随着g i s 技术翡发震陆续出现了具有分拼功能和决策支持功能 的湿地g i s 世界上最早建立的湿地决策信息系统是美国路易斯安那州湿地恢复空 闻决策支持系统 s d s s 溺 该系统除了实现了基本的查询功熊辨 还利用模型给出 定量评价 为分析所有申报项目的环境 生态及经济效益服务 2 0 0 1 年 由q u i n n 等研发的加利福尼亚州s a nj o a q u i n 湿地决策支持系统 主要是对湿地水体的流量 水质等进行实时监控 以提高该季节性湿地的管理水平 同时还建立了湿地水质评 价模型嘲 最成功的湿地决策支持系统是欧洲湿地评估决策支持系统 w e d s s 该系 统的成功之处是在湿地评估过程中支持环境管理和环境立法工作 欧洲湿地评估决 策支持系统采用e x e c l 数据表对数据进行管理 借助常用的o d b c 数据库引擎和s o l 标准查询语言对数据进行查询 同时 还研发了湿地评估决策支持系统一网络地图 服务系统 w e d s s i m s 嘲 这些湿地地理信息系统总体特点是除了具有基本的查 询 测览等功能外 还针对不同的湿地信息进行分析处理产生新的信息 利用分析 结果对湿地目前现状进行总体评价 并辅助决策人员科学地制定湿地保护政策和发 展规划 1 2 2国内现状 g i s 技术的弓 入斋发展将自然保护区管理系统带进了一个新的阶段 1 9 9 7 年 建立的贵州省草海自然保护区g i s 管理系统属于这个行业的先锋之一阳1 系统实现 了空间数据和属性数据的输入 存储 查询 统计 分析和输出功能 1 9 9 8 年 由 李勇等研究的g i s 在自然保护区经营管理中的应用 列出了g i s 在自然保护区管理 经营方面有五大应用 并分析了g i s 管理系统的结构n m 2 0 0 5 年 由杨康年等开发 和设计了面宾管理层葶爨决策层的g i s 蜜然保护区管理系统t i f f 该系统采用c s 结构 提高了保护区的生态管理 灾害应急 项目查询等工作效率 常禹基于r s g i s 技术对长自由露然保护区的森转景观范围进行了确定 取得了良好的实际应用效果 1 2 1 张华国应用g i s 技术设计了南鹿列岛海洋囱然保护区管理信息系统 钔 龙腾芳 在设计和开发南岭自然保护区生物多样性信息系统时 详细的设计了空间属性数据 库 属性数据库以及空间数据和属性数据的关联 町 杨昆分析了地理信息系统新技 术如何应用在自然保护区管理系统中 并提出了虚拟g i s 技术在自然保护区管理系 统中应用前景广阔玎5 西双版纳自然保护区较早地将g i s 技术应用于保护区的管理工作 目前进行研 究的有西双版纳勐养保护区热带林保护地理信息系统 该研究分析了数据库设计 4 达里诺尔自然保护区地理信息系统开发与设计 数据库生成与叠置分析等过程 探讨了提高g i s 实用性的方法n 町 欧晓昆 彭明春 等研究了西双版纳自然保护区地理信息系统的理论框架 目标和系统的基本功能 n 7 1 张洪亮等利用结构化系统分析方法分析和设计西双版纳保护区纳板河可持续发 展信息系统 射 武夷山自然保护区g i s 主要对社会经济信息 水文气象 自然资源 动植物名录等属性数据和林相基本图 水系图 植被图 道路交通图等1 5 种图形 数据进行管理 张华国 周长宝等论述了海洋自然保护区及其空间信息技术应用的 基本特点 并对海洋保护区地理信息系统的系统结构 关键技术以及数据库结构的 设计进行了初步探索n 引 1 3 3 s 技术概述与应用 1 3 1 3 s 技术概述 随着 3 s 技术的研究和应用逐渐向广度和深度发展 g p s r s g i s 己由独立 平行发展走向相互渗透和综合发展 形成 3 s 集成技术 并显示出单独一种技术 所没有的优势汹1 全球定位系统 g p s 技术 通过这种技术 g p s 用户在地球表面 任何地方 任何空间 任何天气条件下 任何时间都可以连续地知道自己所在的准 确位置 准确时间以及位移物体的准确航向 航速 g p s 测量技术能够快速 高效 准确地提供点 线 面要素的精确三维坐标以及其他相关信息 具有全天候 高精 度 自动化 高效益等显著特点 r s 是指从高空或外层空间接收来自地球表层各类 地物的电磁波信息 并通过对这些信息进行扫描 摄影 传输和处理 从而对地表 各类地物和现象进行远距离控测和识别的现代综合技术 遥感技术可用于植被资源 调查 气候气象观测预报 作物产量估测 病虫害预测 环境质量监测 交通线路 网络与旅游景点分布等方面 g i s 就是一个专门管理地理信息的计算机软件系统 它不但能分f t n 类 分级分层地去管理各种地理信息 而且还能将它们进行各种组 合 分析 再组合 再分析等 还能进行查询 检索 修改 输出 更新等 地理 信息系统还有一个特殊的 可视化 功能 就是通过计算机屏幕把所有的信息逼真 地再现到地图上 成为信息可视化工具 清晰直观地表现出信息的规律和分析结果 同时还能在屏幕上动态地监测 信息 的变化旺 地理信息系统技术现已在资源调 查 数据库建设与管理 土地利用及其适宜性评价 区域规划 生态规划 自然保 护区设计 作物估产 灾害监测与预报 精确农业等方面得到广泛应用 1 3 2 3 s 技术在达里诺尔国家级自然保护区中的应用 随着计算机软硬件 网络技术和地球空间科学的不断发展 这类系统的设计技 术及实现途径也将更趋完善 成熟 把 3 s 技术同自然保护区的管理有机地结合 起来 形成一个功能丰富 结构紧密 使用简单 经济可行的 3 s 集成系统 为 保护区的发展服务瞰1 利用g i s 对空间数据和属性数据的强大管理功能 将保护区 内蒙古农业大学硕士论文 5 及其周边区域的各种自然资源 生态环境 社会经济和项目工程等信息 以文字 图形 图像 数据库和g i s 数据形式录入计算机 并以g i s 为平台 建立保护区g i s 对上述信息进行管理维护 分析提取 规划评价等以支持保护区日常工作的信息管 理 支持保护区有效的监测和评估系统的建立与运行 为保护区的科学管理 决策 提供依据 这种结合已成为保护区建设的发展趋势 本研究将在遥感影像判读时 确定目标调查地点的位置时采用了g p s 定位技术 用手持g p s 接受机在野外采集样点的经纬度 高程等 同时记录该点的土壤类型 植被类型等相关信息 并且用相机拍下该区域的景观 以便在对影像植被分类时使 用 引 利用扫描仪把1 5 万的保护区地形图扫描后 在s u e r m a pd e s k p r o 软件中纠 正 再数字化 获取达里诺尔自然保护区等高线的同时获得保护区边界范围 行政 界线 功能区域 主要交通路线和居民点 以纠正后的地形图为参考图层对遥感影 像进行配准 在对其进行判读和分类获得植被类型 土壤类型和景观类型等专题图 并对每一种类型赋予其属性 通过目视解译遥感影像还可以获的土壤 水系 植被 交通 居民点 城镇 基础设施等信息 将整理好的带有空间坐标的资料和野外调 查的旅游设施的坐标输入计算机 以便于在图上直观的显示其相对位置 通过以上 的操作可以获取保护区的边界 核心区 缓冲区 实验区 水系 保护区范围内的 地形地貌 土壤类型 气候 植被类型 行政区划 交通路线 城镇 居民点 旅 游资源以及基础设施等数字地图 以数字地图的属性为桥梁可以访问以上地理要素 的电子地图和属性数据库 1 4 论文研究目的和内容 本课题的研究是受内蒙古环科院与达里诺尔自然保护局委托开发设计 研究目 的是利用3 s 技术建立内蒙古达里诺尔国家级自然保护区地理信息系统 为达里诺 尔国家级自然保护区科学 合理的保护与管理以及资源可持续发展利用 建成完善 的达里诺尔国家级自然保护区提供服务 根据自然保护区地理信息系统的特点以及 达里诺尔国家级自然保护区地理信息系统的研究需要 本论文的研究内容主要包括 以下四个主要方面 1 达里诺尔国家级自然保护区地理信息系统的需求分析及系统设计 2 设计实现自然保护区业务管理系统功能模块 通过自然保护区系统管理员 可以实现对属性数据 空间数据的管理 查询和统计 以及对生态旅游项目的管理 与规划 3 分析 评价模型的研究 达里诺尔国家级自然保护区地理信息系统不是一 个简单的查询系统 而是要为达里诺尔国家级自然保护区的科学 合理利用提供决 策支持 因此在系统中需要对相关的分析模型进行研究 包括地形分析 坡向分析 坡度分析 淹没分析 水文分析 相关分析 水质评价模型的选用 鸟类物种指数 选里诺尔自然保护区地理信息系统开发与设计 模型的建立等 4 系统功能开发 研究基于s u p e r r a a po b j e c t 50 开发的达里诺尔国家级自然 保护区地理信息系统各个功能模块 包括g i s 基本功能模块 数据管理模块 专题 数据显示模块 地形分析模块 水文分析模块以及系统维护模块 2 达里诺尔国家级自然保护区概况 21 地理位置 范围和功能区划 达里诺尔国家级自然保护区位于内蒙古赤峰市克什克腾旗西部 保护区西北部 与内蒙古锡林郭勒草原自然保护区相邻 南部为小腾格里沙地的东段 西以锡林郭 勒盟和赤峰市的边界为界 东距白音敖包国家级自然保护8 0 公里 保护区地理位 置介于东经1 1 6 2 2 一1 1 7 0 0 北纬4 3 i 1 4 3 2 7 总面积1 1 9 41 3 5 5 k m2 其内湖泊 河流众多 达里湖是鲫鱼和瓦氏雅罗鱼的主要产区 这个封闭式 半咸水湖海拔1 2 2 6 m 平均水深7 8 m 积约为2 3 7k m 2 图1 根据主要保护对象和生态系统的实际需要 保护区内被划分为5 个核心区 3 个缓冲区 1 个实验区 在实验区内设置了6 个旅游区 图2 目1 选里诺尔目隶n 自 镕护匡地理位置图图2t 里镕尔目家 自镕保护e n b 图 核心区 核心区是保护区的精华所在 是珍稀濒危物种集中分布的区域以及保 存完好的 天然状态下的生态系统 达里诺尔保护区设立了宝音图柳灌丛湿地核心 区 湖滩岛芦苇湿地核心区 沙里河河口核心区 岗更诺尔沼泽草甸核心区 葫芦 嘴灌丛核心区等5 个核心保护区 总面积为1 41 4 4 4 k m2 占保护区总面积的 l1 8 缓冲区 缓冲区是为防止核心区免受干扰 在其外围一定的范围内所设置的区 域 它是核心区的缓冲带 根据达里诺尔自然保护区5 个核心区的分布和特点 共 设置了3 个缓冲区 缓冲区总面积为6 5 0 8l 2 占保护区总面积的55 内蒙古农业大学硕士论文 7 实验区 实验区是保护区内除了核心区 缓冲区以外的所有区域 面积为 1 1 1 4 9 2k m2 占保护区总面积的9 3 3 2 为了当地社会经济的发展 并充分发挥保护区的各项功能 提高保护区的知名 度 增加保护区的活力 根据保护区的资源 环境特点 在不影响重点保护对象的 前提下 在实验区内设置了6 个旅游区 分别是鲁王城旅游区 海晏旅游区 凤凰 嘴旅游区 达尔罕旅游区 多诺诺尔旅游区 岗更诺尔旅游区 2 2 保护区的主要保护对象 达里诺尔自然保护区是一个以保护珍稀鸟类及其赖以生存的湖泊 河流 沼泽 型湿地 草原 林地 沙地多样性的生态系统和火山遗迹以及历史遗迹为主的综合 性自然保护区 现已查明在保护区分布有鸟类1 6 目3 6 科1 8 8 种 其中 有国际受胁鸟1 2 种 国家一级保护鸟类8 种 国家二级保护鸟类2 9 种 现已查明的有哺乳动物2 2 种 植物4 3 2 种 2 3 地形地貌与土壤类型 保护区地处内蒙古高原 该区地貌主要由玄武岩台地 风沙地貌 湖泊地貌及 河流地貌等四种类型构成 保护区西部至今还遗留着许多座按华夏向呈雁行式排列 的火山锥体 玄武岩台地在保护区主要分布在西北部 即达里诺尔湖的西岸 保护区的湖泊从成因类型来看 主要为构造堰塞湖 现在保护区境内古湖盆的 滨岸有很好的湖滨地形 有如湖岸阶地 湖蚀崖 湖蚀柱 湖蚀平台 陆连岛以及 多道湖岸沙堤存在 境内湖泊以位于中央主湖的达里湖及其四周的岗更诺尔 牦牛 泡子 多诺诺尔 多诺诺尔 和宝音图泡子为主 达里潮西深东浅 西部深达1 3 米 向东逐步过渡到湖滨浅滩 保护区南部为浑善达克沙地 这里气候比较干燥 年降水量低 蒸发量高 风 大 沙丘类型以复合纵向沙垄及沙山为主 并广泛分布有新月形沙丘链 抛物线形 沙丘 保护区地带性土壤为栗钙土 由于地貌类型及小气候条件的不同 影响到各区 域的水热条件的再分配 从而使土壤类型也有所不同 北部及西部的玄武岩台地上 分布有大面积的暗栗钙土 在湖盆洼地 河流滩地以及丘间低地上分布有草甸土 沼泽土及盐土 南部的浑善达克沙地广泛分布有风沙土 2 4 气候 水文 本地区属中温型大陆性季风气候 夏季短促温凉 冬季寒冷而慢长 春季多风 沙 昼夜温差较大 平均气温为1 一2 c 积温为1 3 0 0 c 一1 7 0 0 c 地温变化与气 8 达里诺尔自然保护区地理信息系统开发与设计 温变化均呈单峰型 最大冻土深度为2 6 m 降水量为3 5 0 4 0 0 m m 之间 集中在夏季 6 8 月 雨热同季 降水分布不均 年日照时数在2 7 0 0 2 9 5 0 h 日照百分率为 6 2 6 5 全年平均风速为2 8 3 0 m s 大风春季最多 大于8 级大风日数1 5 2 0 天 无霜期为6 0 8 0 天 初霜在8 月下旬 终霜在6 月中旬 保护区境内有贡格尔河 亮子河 沙里河 耗来河等四条河流 均属内流河 水量小 泥沙少 曲流极为发育 河流两岸多发育形成湿草甸 保护区内现有的有水湖泊5 个 总面积为2 4 7 3 7 7 4k m2 占保护区总面积的 2 0 5 5 湖泊中以达里湖为最大 面积为2 2 8 8 3 6 9k m2 储水量约1 6 亿立方米 岗更湖的面积为2 0k m2 平均水深2 3 米 畜水量为4 6 0 0 万立方米 多诺诺尔湖 面积为2 4k m2 平均水深1 8 米 畜水量为7 0 0 万立方米 达里湖的补水河道 分别由贡格尔河 这是尝试用水计划的基础之一 亮子河 沙里河及耗来河供给 其中水量最大的河道为贡格尔河 四条河流补给水总量0 6 0 9 亿立方米 年 其中 贡格尔河的补给量为0 4 5 7 亿立方米 年 占河流补给量的7 5 降水量为0 7 1 4 亿 立方米 年 河流与降水量总共补给量为1 3 2 3 亿立方米 年 该区蒸发量为2 5 亿立方米 年 地下水补给量为1 1 亿立方米 年 其亏缺的0 2 2 3 亿立方米 年 达里湖属于内蒙古高原干旱区的封闭性湖泊 湖水属苏打型盐碱湖 含盐量高 碱度大 盐度6 碱度5 l 毫克当量 升 其中钾钠少 钙镁多 磷含量低以及硫 酸盐少等是湖水的最主要特点 2 5 生态系统状况 保护区特殊的地貌类型和复杂的自然地理条件 形成了其多样的生态系统 保 护区主要由五个生态系统构成 包括草原生态系统 沼泽地型湿地生态系统 湖泊 生态系统 河流生态系统和沙地生态系统 2 5 1 草原生态系统 保护区地带性植被为草原 其广泛分布于保护区境内的台地 湖积平原及一些 山地顶部 总面积为5 4 4 4 6 1k m2 占保护区总面积的4 5 9 主要代表群落为以 羊草为建群种的羊草草原和以大针茅为建群种的大针茅草原 羊草草原群落中除建 群种羊草外 主要植物还有糙隐子草 克什针茅 达乌里胡枝子 扁蓄豆 山葱等 大针茅草原的群落盖度为2 0 3 0 草层高度为2 0 4 0 群落中优势种除大针茅外 还有羊草 糙隐子草 达乌里胡枝子等 由于该地区除网围栏内的草场外 其余大部分草场都存在有过牧现象 从而使 部分草场发生了不同程度的退化 在过牧的草场上 羊草草原群落中冷蒿已成为优 势种 而在较严重退化的草场上冷蒿取代了羊草的建群地位 成为冷蒿为建群种的 内蒙吉农韭大学硕士论文 9 退化草原 在大针茅草原群落中小叶锦鸡儿及狼毒所占比重较大 成为了优势种 形成大针茅 小时锦鸡 糙隐子草草原和大针茅 狼毒 糙隐子苹草原 另外 以 克什针茅 糙隐子草 冷蒿占优势的草原 则分布在居民点附近 道路两旁 河流 两旁过渡放牧地区 以芨芨草和马蔺为优势种的群落则分布于盐渍化较严重的草场 上 保护区草原生态系统地域面积大 地势平坦 栖息着众多的野生动物 这里是 多数雀形蠢鸟类及许多猛禽的活动区域 常见有 夸沙百灵 云雀 蒙古百灵 风 头百灵 斑翅山鹑 小田鸢 白尾鹞 灰背隼等 这里还是囡家一级保护鸟类大鸨 的繁殖活动区域 并且分布数量较大 另外 这里还分布有狼 狍子 狐狸以及种 类 数量较多的啮齿类动物 2 5 2 沼泽型湿地生态系统 独特的地形地貌及丰富的水资源条件 形成了大面积的沼泽型湿地 使得湿地 生态系统在该保护区生态系统中占有很大优势 在保护区境内湿地总面积为 1 7 0 9 2 2k m2 占保护区总面积的1 4 3 在保护区沼泽型湿地生态系统中野生动 物特别是鸟类是组成沼泽墅湿地生态系统的重要因子 它依赖着温地生态系统而生 存 繁殖 维持着湿地生态系统的稳定平衡 该保护区约6 0 多种鸟类栖息繁殖于 湿地中 并且数量较大 最大集群时数量可达到几万只以上 2 5 3 湖泊系统 保护区境内分布的潮泊总面积为2 5 6 4 4 3k m2 占该保护区总瑟积的2 蔼 占湿地总面积的6 0 它由分布于保护区境内的达里诺尔湖 岗更诺尔湖 牦牛泡 子 多诺诺尔潮 多诺诺尔 三个较大的湖泊 以及散布子境内酶十凡个常年积 水的水泡子组成 其中除达里诺尔湖为苏达型半咸水湖外 其余均为淡水湖 湖泊 中面积最大的为达里诺尔湖 总面积为2 2 8 8 3 9k m2 湖中水生生物种类丰富 除大量的浮游动植物 底栖动物和水生维管束植物外 湖中有鱼类约2 1 种 其中 以达里湖命名的达里湖鲫鱼 瓦氏雅罗鱼 高原鳅为最有特色 位予保护区东部的宝音图泡子面积为2 2 4 6k m2 由于这里水浅 春季开化 早 水生动植物种类 数量都较多 并且岸边生长有较大面积的柳灌丛 所以这里 是保护区候鸟迁徙季节 鸟类集群数量较多的地方 每年的春季在大潮开仡之前 便有几千只大天鹅及其它大量的水禽在些栖息 觅食 2 5 4 河流系统 保护区河流系统主要由境内的贡格尔河 亮子河 沙里河及耗来河等四条河 以及一条人工渠组成 境内总蘧积为1 5 0 1 2k m2 占保护区总面积的l 2 5 它 1 0 达里诺尔自然保护区地理信息系统开发与设计 既是保护区湖泊的主要水份及营养来源 也是鱼类回游产卵的场所 同时 河流两 岸河滩上发育形成了大面积的沼泽 湿草甸及柳灌丛 其上生长着莎草科和禾本科 的湿生植物 2 5 5 沙地疏林生态系统 保护区的沙地疏林生态系统分布较集中 主要分布在保护区南部的浑善达克 沙地东端及达尔罕山上 由于浑善达克沙地特殊的气候及水热条件 形成了保护区 境内别具一格的榆树疏林生态系统 这里植被发育良好 隐蔽度较高 垂直结构明 显 分为三层 乔木层主要为榆树 灌木层有小叶锦鸡儿 西伯利亚杏 东北木蓼 内蒙水沙蒿 小黄柳等 草本层有冰草 糙隐子草 羊草 苔草及一些一年生丛生 禾草和沙生杂类草等 榆树疏林在保护区境内分布面积为2 5 4 9 1 6 4k m2 占保护 区总面积的2 1 3 4 达尔罕山为座落在达里诺尔湖南岸的石质低山 是一座古老的 残山 这里由于多年的围山护林 山上形成了保护区又一处独特的景观 植被组成 主要为 以山杨 大果榆 榆为代表的乔木和以虎楱子 小叶茶蔗 黑果枸子木 耧斗叶绣线菊等为主的灌木以及以克什针茅 无芒雀麦 冰草等组成的多年生草本 2 6 自然资源与文化资源状况 保护区的自然资源与文化资源主要包括当地的渔业资源 历史文化资源以及部 分自然景观资源 2 6 1 渔业资源 达里渔场经营总水面2 5 2 8 3 6 4k m2 年产优质鱼6 0 0 吨左右 产值6 0 0 万元 左右 上交利税1 2 0 万元 人均年收入8 0 0 0 元以上 达里湖属高原半苏达型盐碱湖 湖水含盐6 o 碱度5 l 毫克当量 升 水分滑 腻 是内蒙古自治区第二大淡水湖 湖水是由四条河流和浑善达克沙地数百眼沙泉 供水 从而形成了这里独特的水质 使外来鱼种难以存活 主产两种鱼 瓦氏雅罗 鱼和鲫鱼 占总产量的8 0 该鱼肉质肉味上乘 倍受美食家的青睐 列入了有机 食品的行列 如今 已远销北京 天津 黑龙江 吉林 沈阳等地区 近年来 由于天然降水减少等原因 达里湖的渔业资源形势出现了令人担忧的 状况 主要表现为2 0 0 4 年冬捕仅完成任务量的3 4 春季瓦氏雅罗上溯产卵数急剧 减少 根据这种情况 场委会及时做出达里湖明水作业区禁渔的决定 同时加大气 鲫鱼接卵力度 尽全力保证后备资源的有效衔接 投资2 0 万元完成了南河口改河 工程3 6 0 0 m 和鱼池护坡工程 投资1 0 万元进行了岗更湖锚头蚤的防治 收到了实 效 保护了我们赖以生存和发展的渔业后备资源 养殖 增殖为渔场培植了资源 为渔业生产提供了有力的保障 内蒙古农业大学硕士论文 1 渔业生产稳步发展 渔场依然坚持 葬 护 捕 并举的方针 不断地增加渔 业生产的科技含量 依靠养殖 增殖有效地培植了后备资源 多渠道加大达里湖水 产品的外宣力度 积极拓展销售领域 我们的水产品多次参加过全国举办的名优特 产品交易会 不但通过国家环保总局有机食品发展中心的有机食品认证 还申报了 国家有机食品发展基地 经过精心调研达里湖水产品市场 多方考证 合理运用市 场营销策略 养殖 增殖为达里湖培植了丰富的资源 为渔业生产提供了有力的保 障 充分利用渔业种子工程的各项技能 建有8 个标准孵化池 2 0 0 亩 全部投入 使用 每年实现人工增殖鱼苗8 0 0 0 万尾 每年为岗更湖投放大规格鱼种2 1 4 4 3 斤 其中鲤鱼4 5 0 0 斤 增强了渔业发展的后备资源 262 自然景观资源 达里诺尔的自然景观资源主要包括湿地景观 草原景观和沙地疏林景观 这 些景观资源的基本分布情况 圈3 妻 篡畜黑塞煞 萎嚣芝曼黑黧4 9 睾 一 二 z围3 景观资薄的基本 布目 203 人文景观资源 保护区人文景观资源十分丰富 其中主要包括历史遗迹和民族风俗习惯 历史遗迹 应昌路遗址 自达里诺尔湖向西2 公里 便是北元皇都 应昌路遗址 应昌 路亦称 鲁王城 它曾是元朝的最后一座都城 应昌路依山面湖 地势雄固 山 环水抱 幽静神秘 山青水碧 景色宜人 走近应昌路遗址 四面楼台的汉白玉基 石排列有序 一座座楼台亭阁遗迹依稀可辨 内城外城残墙断垣 荒草萎萎 金界壕 如果说万里长城是世界上规模最大的建筑 那么仅次于万里长城的应 该说是金界壕 金界壕 也称金边堡 金长城 这一金帝国的边塞军事防御工程 1 2达里诺尔自然保护区地理信息系统开发与设计 砧子山岩画 这里的岩画有七组 分布在二百米之内的石崖上 多数是马图 各图造型生动逼真 情态不一 它们为研究辽代文化提供了不可多得的史料 民族文化及风俗 蒙古族查干萨日 蒙古族民间传统节日有 查干萨日 祭敖包 那达慕等 查干萨日 一年之中最大的节日 相当于汉族春节的年节 亦称 白月 传说 与奶食的洁白有关 含有祝福吉祥如意的意思 节日的时间和春节大致相符 那达慕 那达慕 蒙古族语意为娱乐游艺 是蒙古族传统的群众性集会 那达 慕始于1 3 世纪初 当时那达慕只举行射箭 赛马或摔跤的某一种比赛 饮食 蒙古族饮食 种类繁多 风味独特 主要以奶食品 肉食品为主 在蒙 语中称奶食品为 查干伊德 称肉食为 乌兰伊德 牧民用传统方法制作的奶 食品主要有白油 黄油 奶皮 奶豆腐 奶酪 奶嚼口 这些是牧民奶食品中的精 华 克旗的奶豆腐仍采用元朝宫廷贡品做法 我们蒙古族称自己为食肉民族 牛羊 肉是蒙古人常用的主食 食法以烤食 煮食为主 献哈达 蒙古民族十分重视礼仪 接待贵客时 要向客人献哈达 敬马奶酒 唱祝酒歌 3 系统开发工具及相关技术 3 1 系统开发工具 达里诺尔国家级自然保护区地理信息系统选择w i n d o w s x p 为操作系统 超图公 司的s u p e r m a po b j e c t 5 2 为开发平台 s q l s e v r e2 0 0 0 为数据库 s d x 为数据引 擎 采用m i e o r s o t fv i s u a l b a s i e 6 0 语言进行开发 3 1 1 系统开发平台 目前 国内外市场上商用g i s 平台种类繁多 国外的主要有 a r c g i s m a p i n f o g e o m e d i a 和a u t o c a dm a p 等 国内的主要有 武汉大学的g e o s t a r 中国地质大学 的m a p g i s 中国科学院的s u p e r m a p 等 1 通过对当前国内外常用的g i s 软件平台的分析比较 并结合达里诺尔国家级自 然保护区地理信息的功能需要 考虑整个达里诺尔国家级自然保护区地理信息系统 的兼容性 系统研发采用北京超图地理信息技术有限公司的s u p e r m a po b j e c t 5 2 作为系统的开发平台 s u p e r m a pg i s 是北京超图有限公司依托中科院的科技优势 立足技术创新 研发的新一代大型g i s 平台 满足各行各业不同类型的用户需要 s u p e r m a p 一直从用户和开发者的角度出发 坚持g i s 以服务为主的精神 为g i s 业 界提供一个开放的软件环境 使用户和开发者能够任意搭建自己的g i s 应用平台 基于s u p e r m a pg i s 用户不仅可以方便地建立自己的应用系统 还能够在此基础上 研发出拥有自主版权采集 数据的专业软件产品 从而拥有更广阔的增值空间 内蒙蠢农韭大学硕童论文 3 s u p e r m a pg i s 提供了包括空间数据管理 数据处理 大型应用系统开发 地理空间 信息发布和移动 嵌入式应用开发在内的全方位的产晶 涵盖了地理信息系统应耀 工程建设全过程 其充分利用w i n d o w s 操作界蕊 支持w i n d o w s 的标准协议 简