基于3S技术的菲尔德斯半岛生态基线空间分异及其指示意义

PAGEPAGE1基于3S技术的菲尔德斯半岛生态基线空间分异及其指示意义研究StudyonspacediffrentiationofFildes所属项目：南极考察地区基础测绘[经费：618万]

所属学科：环境地学

所在队次：中国第二十三次南极科学考察

观测平台：长城站

考察类型：度夏1.项目相关人员负责人：

鄂栋臣武汉大学中国南极测绘研究中心[极地现场考察8次][相关论文]

●01[长城站]\o"查看该队次所有队员"1984-11-20/1985-04-10

\o"查看队次信息"中国首次南极科学考察

●02[长城站]\o"查看该队次所有队员"1985-11-20/1986-03-29

\o"查看队次信息"中国第二次南极科学考察

●03[中山站]\o"查看该队次所有队员"1988-11-01/1989-04-10

\o"查看队次信息"中国第五次南极科学考察

●04[长城站]\o"查看该队次所有队员"1991-11-09/1992-04-06

\o"查看队次信息"中国第八次南极科学考察

●05[雪龙船]\o"查看该队次所有队员"1999-07-09/1999-09-09

\o"查看队次信息"中国首次北极科学考察

●06[长城站]\o"查看该队次所有队员"2004-02-28/2004-03-05

\o"查看队次信息"中国第二十次南极科学考察

●07[黄河站]\o"查看该队次所有队员"2004-07-20/2004-08-23

\o"查看队次信息"中国北极黄河站首次科学考察

●08[黄河站]\o"查看该队次所有队员"2005-07-19/2005-08-02

\o"查看队次信息"中国北极黄河站2005年科学考察

现场执行人：

王泽民武汉大学中国南极测绘研究中心[极地现场考察1次]闫利

武汉大学中国南极测绘研究中心[极地现场考察1次]

2.考察背景、目的和意义基于3S技术（遥感、地理信息系统和全球定位系统）研究菲尔德斯半岛生态基线空间分异特征，建立生态基线动态变化的区域模型，是全球变化PEP样带研究的基础性和关键性研究，是探索南极环境对全球变化的响应方式、响应途径及未来变化趋势的基础研究。我国极地科学家应用生理生态实验、有机分子地层学、同位素生态建模等新方法，在中观和微观上揭示全球变化条件下南极生态环境变化的过程和机理，已取得了一定的进展。

基于生态建模和3S技术，利用样带研究的方法在宏观上为揭示全球变化条件下南极生态环境变化及对全球变化的响应开展基础性研究，不失为一条新的途径。3S技术的应用，突破了传统生态学方法关注的斑块水平的小尺度研究，而把斑块水平的生态系统研究拓展到区域乃至全球的空间尺度上。要突破在尺度转换上的技术与方法，生态基线信息正是进行空间尺度拓展的连接点．

西南极乔治王岛区域对应全球变化样带PEP-I，体现出从沿海无冰区到冰盖区人类活动频度梯度，从菲尔德斯半岛长城站到柯林斯冰盖区的观测剖面，包含了代表以人类活动为主要驱动的特征环境和南极无冰区丰富生态基线信息。因此开展菲尔德斯半岛生态基线空间分异调查与研究有着重要的指示意义。

菲尔德斯半岛生态基线时空分异现场信息采集，是中德合作开展的一个环境科学研究项目。由于人类在南极地区的大量而频繁的活动，南极的自然环境和生态系统正面临着巨大的压力。南极局部地区因此而遭受明显的环境污染和自然生态系统的危害。南极乔治王岛是目前国际南极考察的主要场所之一，在该岛有限的无冰区建有智利、俄罗斯、中国、波兰、南韩、阿根廷、德国、巴西等14个国家的二十个考察基地、科学实验室和观测站。菲尔德斯半岛是我国长城站的所在地。该区域的基地建设、交通运输、人员往来、废弃物失散、污水排放、航空噪音，以及名目繁多的考察和旅游活动，无疑对这块本来就脆弱的生态环境造成巨大的冲击。为了强化对南极地区的生态保护与环境管理，1991年南极条约协商会议（ATCM）在马德里签署了《关于环境保护的南极条约议定书》，并于1998年开始生效。议定书规范人类在南极地区的各类活动，尽可能将南极生态环境的损害程度降低到最小。根据议定书要求，各签约国应分别制定相应的南极环境法规，规范对各自南极考察站临近区的环境管理，加强对各自考察站临近区的环境及其附属生态系统的保护。基于这种不断强化的南极环境保护和区域管理的国际大气候，近年来，各南极国家从各自的利益出发纷纷积极活动，并采取相应措施，包括通过在各自考察站附近建立特别保护区来实施有效区域管辖。目前，一些国家如，澳大利亚、巴西、智利、西班牙等国，就各自的区域保护问题进行积极筹划和科学论证，澳大利亚等国还据此出台了相应的环境管理条例。

本项目基于遥感图像,野外实测和前期生态学研究成果，选择西南极代表人类活动影响环境驱动因子的样区--长城站地区，利用GIS在数据处理,空间分析和空间可视化方面的强大功能，分析南极样带生态环境类型及生态要素之间的相互关系；通过GIS的空间Interpolate运算和Assembly分析，阐明从海岸带主要人类活动区的生态基线空间形态结构与时空变化规律.包括人类活动,地质特征、地势、动植物类型、特别保护区等。

3.实施计划具体内容、方法和手段及支持条件(1)具体内容内容：

1．基于高分辨率遥感图像，利用GPS方法，查明菲尔德斯半岛陆地环境区块的动、植物群落组成。不同生境动、植物特征种群结构与数量分布现场信息采集。

2．基于GIS的生态基线地域分异规律分析和可视化研究。

3．人类活动情况调查（包括本夏季科考与旅游人数、主要活动区、废弃物的排放与堆积情况等）及其对生态基线空间分异的影响趋势分析。

(2)方法和手段：

1．以南极长城站考察为依托，进行现场考察，对研究区域生态基线实施有效的观测记录和研究，拟将研究区域进行环境区块划分。划分原则和依据；（1）地形地貌（2）特征生物要素，如物种的优势分布和重要物种的分布等。全区大体可分为：东、西、南海岸带，中央山地，黄石山，长城站区，石门湾苔藓地，石门半岛，平顶山，站南台地，玛瑙滩、西湖北台地、化石山等16—18个区块。主要调查区域如下：

2．应用现代生态学原理，针对不同区块的地质学、地貌学、和生态学特征，有重点地逐个区块进行动植物物种、种群到群落和生物区系的现场观测和取样。

研究的技术流程如下：

(3)工作计划：

考察前的相关资料收集与研究准备：

(1)基础地理数据的收集与整理。

(2)与全球变化相关的生态环境资料分析；相关的历史与现状资料分析。

(3)遥感数据的分析与处理

(4)地图数据、专题数据的处理

(5)前期研究成果的分析与处理。

现场考察：

(1)赴南极长城站地区实地观测与调绘。

(2)