江汉平原水域与钉螺分布的遥感监测及其对旱涝的响应

来源 :中国科学院大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:yinzhg01
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
在全球气候变暖的背景下,极端气候事件的发生频率增加,由于降水时空分布不均,旱、涝成为我国最重要的两种气象灾害,特别是“旱涝并存、旱涝急转”现象在长江中下游地区表现尤为明显。极端气候事件对水域和傍水分布的钉螺具有显著影响。湖北省是我国日本血吸虫病较为严重的流行区之一。钉螺是日本血吸虫的唯一中间宿主,其地理分布直接决定着血吸虫病流行区域的分布,而它的分布与自然环境因素密切相关。旱涝灾害是导致水域面积变化的直接自然原因,而水的分布可以直接影响钉螺分布,同时也会对钉螺生存环境产生很大影响,进而间接影响钉螺分布。江汉平原地处长江中游,历来旱涝灾害频发,钉螺分布十分典型,引起了政府相关部门和科研工作者的高度关注。目前,关于该区域水域分布和钉螺分布变化对旱涝灾害的响应研究报导较少。因此,掌握该区域旱涝情景下水域分布和钉螺分布变化具有重要的意义。旱涝灾害发生后,水域和钉螺分布的有效监测和评估是科学防灾减灾和应急控螺灭螺的基础;同时,研究成果可以为区域其它研究领域提供数据基础,探索的创新技术方法对同类研究也具有参考价值。  本文基于长时间序列的Landsat和HJ-1A/B(CCD)遥感数据、逐日降水量、水位资料、历史螺情数据及相关环境因子数据,综合运用自然地理学、气象学、遥感、地理信息系统及数理统计等学科的理论和技术,分析了江汉平原旱涝变化、水域分布和钉螺时空分布特征,并进一步分析了水域和钉螺分布对区域旱涝变化的响应,全面揭示了旱涝变化、水域分布和钉螺分布之间的相互关系。  主要研究结论如下:  (1)以1981-2013年月降水数据为资料,基于SPI指数的区域旱涝指数IFD和EOF法来分析江汉平原旱涝时空变化特征。结果显示区域旱涝灾害多交替发生在春夏两季,夏季以洪涝为主,空间分布存在差异性,西北部的当阳一带是全年干旱中心,中东部的天门一带是雨涝中心。  (2)以长时间序列、中分辨率的Landsat系列影像和HJ-1A/B(CCD)影像为数据源,探索出一种基于PCA变换和面向对象分类技术相结合的水域自动化分类方法,并以此提取了江汉平原1983-2013年丰水期和枯水期的水域信息,进而分析了1983年以来江汉平原不同类型水域的时空分布变化特征,并从气象角度阐述了水域分布变化的原因。结果显示基于Landsat数据提取江汉平原水域时,只需要将PCA变换后的第一主分量阈值设为0即可。该方法避免了反复试验选取合适阈值的繁琐,而且降低了阈值设置的主观性对水域提取精度的影响,与基于水体遥感指数和阈值相结合的方法相比,更为快速而准确。对于仅有的两景HJ-1A/B(CCD)影像数据,选择新创建的IPNIR指数进行该区域水域提取。然后,运用各类水域的空间特征对水域进行细分类。1983年以来,江汉平原水域面积呈增加趋势,其中自然水域河流和湖泊呈减少趋势,而水库/坑塘呈大幅增加趋势。同一年份内,丰水期水域面积大于枯水期面积。水体分布面积尤其是自然水域面积受旱涝变化影响较大,重旱导致面积减少,重涝导致面积增加。  (3)以江汉平原境内最大湖泊洪湖为例,基于1990-2013年长时间序列的中分辨率Landsat系列影像和HJ-1A/B(CCD)遥感影像、降水量数据和水位数据,分析了1990年以来洪湖水面面积年内和年际变化特征;同时,对典型旱涝年份、连续干旱及旱涝急转事件下,洪湖水面面积变化特征进行了深入分析,并分析了降水量变化对洪湖长时间序列和典型旱涝情况下洪湖水面面积变化的影响。结果显示1990年以来,洪湖水面面积呈减少趋势,年际年内变化特征明显,最小面积出现在春季月份,存在春旱现象。4-5月期间和6-10月期间,洪湖流域降水量与水面变化呈正相关,11-3月,降水量对水面变化没有影响。洪湖水面面积对典型旱涝灾害非常敏感,2011年1-5月的连旱导致水面大幅减小,出现历史最低值140.2km2,湖底大面积裸露;而6月出现的三次强降水过程,则使得该月水面面积超过了同期正常值。  (4)基于2008-2012年江汉平原行政村尺度有螺面积出现率数据和公安县钉螺密度数据及其孳生环境因素数据,运用GIS可视化制图和空间分析、描述性统计方法分析了江汉平原行政村尺度有螺面积出现率的时空动态变化,并运用考虑时间效应的广义线性混合模型对影响钉螺密度的环境因素进行分析。2008-2012年有螺面积出现率可视描述性分析结果显示有螺面积出现率极高的行政村位置分布有西移趋势,其数量呈减少趋势。2011年有螺面积出现率较高的行政村数量和其百分比均有明显减少,而2012年螺情出现反弹。方向分布分析的结果显示有螺出现的行政村呈“东北→西南”空间分布格局,螺情变化反复,需要引起高度重视。考虑时间效应的GLMM分析结果要优于只考虑截距的模型分析结果,能够很好地反映钉螺密度与环境因素之间的关系。模型分析结果显示钉螺密度与3-5月平均降水量、3-5月平均日照时数、LST、WI和土壤粉砂比例呈正相关,而与NDVI和DEM呈负相关。其中,3-5月的平均降水量对钉螺密度影响程度最大。  (5)以江汉平原典型的垸内型钉螺分布区潜江市为研究对象,运用对比分析和相关分析方法探讨旱涝变化对钉螺分布的影响。结果显示洪涝导致次年钉螺分布面积增加,干旱导致次年钉螺分布面积减小。旱涝灾害引发的水域分布变化会影响相应的NDVI变化,二者变化趋势一致。旱涝发生次年钉螺面积与当年的水域面积和NDVI都具有正的相关性。
其他文献
粮食问题是关系国民经济发展和全面建设小康社会的重大战略问题,粮食安全则关系到社会稳定的全局。及时、客观、准确地预测粮食产量,对于国家粮食政策的制定、价格的宏观调控、
高中课改已经实施多年,学生自主探究作为一种全新学习方式, 其理念可谓深入人心,但是,观察他人的日常课堂教学,反思自己的日常教学,总是深感困惑:教师在备课、说课时都有让学
期刊
2000年11月在福州举办的第七运盛青年科技奖大会上,福建省领导、省科协领导为厦门大学教授江云宝等10名获奖者颁发了奖章、证书和奖金15000人民币.
在寒区水文中,上游山区形成的径流是供给中游和下游地区的水资源,是流域社会经济和生态系统发展的关键性制约因素。其中,融雪水资源作为河流的主要补给源之一,对当地的农业、工业
江泽民总书记关于中国共产党要始终成为社会生产力的发展要求。中国先进文化的前进方向、中国最广大人民群众的根本利益的忠实代表的精辟论断,对党的性质、根本宗旨、历史任务
土壤年龄研究是土壤学的基本理论问题,是土壤形成速率和土壤侵蚀速率研究的基础,在环境演变研究中也有广泛的应用。本文在地貌分析的基础上,采集了嫩江鹤北地区不同地貌部位的6
工业旅游是当今世界一种新型的旅游方式,是发展旅游业的新趋势和新热点,具有观赏性、知识性、参与性等特点。我国的工业旅游虽然发展势头迅猛,但由于起步较晚,目前尚处于开发的初
湿地与森林、海洋并称为全球三大生态系统,具有独特的生态功能,是关系国家和区域生态安全的战略资源。湿地旅游是基于湿地生态系统开展的旅游活动,追求人与自然和谐统一,追求人与
2000年是实现党的十五大确定的反腐败工作目标的关键一年。深入做好2000年的党风廉政建设和反腐败工作 ,对于巩固和发展全系统党风廉政建设和反腐败斗争的成果 ,提高队伍的整体素质 ,
思想政治工作是我党的优良传统和政治优势。在改革开放和社会主义现代化建设的新时期,以江泽民同志“三个代表”的思想为指导,切实加强和改进思想政治工作,对于继承我党的优良传