小兴安岭沼泽湿地景观演变动态模拟研究

来源 :哈尔滨师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:cairaymond
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湿地是生态系统重要的组成部分,在调蓄洪水、调节径流和地下水、保持水量平衡以及保护生物多样性等方面意义重大。沼泽湿地是地球表层功能独特的生态系统,在其形成发育、时空演化及分异等方面与其它生态系统存在明显差异,不同地区的湿地流失和退化存在显著的空间变异性,黑龙江湿地景观演变动态模拟研究主要集中在三江平原和松嫩平原的沼泽湿地;小兴安岭地区孕育着众多的沼泽湿地,黑龙江28个国家级湿地保护区中小兴安岭占8个(国务院2018年6月18日公布),选择小兴安岭作为研究区预测沼泽湿地典型区域变化及模拟预测未来湿地的分布演替具有典型的区域代表性。通过对Landsat遥感影像的获取及预处理,利用支持向量机(SVM)对湿地进行分类,根据确定的湿地分类体系,把沼泽湿地划分为森林沼泽、灌丛沼泽、草本沼泽。1975年至2015年,森林、灌丛、草本沼泽均呈减少趋势,其中森林、灌丛沼泽减幅最大,分别为90%、96%,草本沼泽减幅为67%。沼泽湿地总面积减少,其中草本沼泽累计减少面积最大,其次为灌丛沼泽,森林沼泽累计变化面积相对较小。水体、建筑用地40年间累计转化面积较小。林地、耕地累计转化面积较大,其中林地转化面积最大。40年间森林沼泽主要转出地类为林地,其次为草本沼泽,转入主要来源为林地、草本沼泽和耕地;灌丛沼泽主要转出为林地、草本沼泽、耕地,主要转入来源为林地和草本沼泽;草本沼泽转出为林地和耕地面积占比最大。通过分析斑块数量(NP)、斑块密度(PD)、总边缘长度(TE)和边缘密度(ED)动态变化,1975年至1985年,草本沼泽斑块数量与密度、边缘长度、密度均呈增加状态,草本沼泽高于灌丛沼泽斑块数量与密度、边缘长度、密度呈减少趋势。森林沼泽斑块数量(NP)、斑块密度(PD)此10年间呈增长趋势,总边缘长度(TE)和边缘密度(ED)呈减少趋势。1985至1995年间,草本沼泽斑块数量(NP)、斑块密度(PD)呈增长趋势,总边缘长度(TE)和边缘密度(ED)大幅降低。森林、灌丛沼泽斑块数量(NP)、斑块密度(PD)、总边缘长度(TE)和边缘密度(ED)均呈增长趋势。自1995年后至2015年三种湿地的斑块数量(NP)、斑块密度(PD)、总边缘长度(TE)和边缘密度(ED)均呈减少趋势。三种湿地1975至2015年景观要素的斑块形状指数存在显著差异,五期景观要素斑块形状指数由大到小总体顺序为:草本沼泽>灌丛沼泽>森林沼泽。三种湿地草本沼泽最大斑块占景观面积比例最大。草本沼泽最优模型为RF,影响草本沼泽潜在地理分布主导因子为PH、Organic carbon density(有机碳密度)、BIO6(最冷月的最高温度)、dem。2050年,RCP2.6、4.5、6.0、8.5四种气候情景下,适宜性指数值在(0.07,0.53)之间,2070年,RCP2.6、4.5、6.0、8.5四种气候情景下,适宜性指数值在(0.04,0.54)之间。2070年相比2050年,RCP2.6、4.5情景下,适宜草本沼泽生长的面积在减少。RCP6.0、8.5情景下,不适宜草本沼泽生长的面积减少,环境相比2050年有利于草本沼泽生长,北部地区适宜性指数值相对较高。森林沼泽最优模型为EMwmean,影响森林沼泽潜在地理分布主导因子为BIO4(温度季节性变动系数)、BIO8(最湿季平均温度)、BIO6(最冷月的最高温度)、BIO3(等温性)、BIO17(最干季降水量)、PH、dem。2050年,RCP2.6、4.5、6.0、8.5四种气候情景下,适宜性指数值在(0.06,0.67)之间,小兴安岭地区大部分地区为较不适宜分布区,2070年,RCP2.6、4.5、6.0、8.5四种气候情景下,适宜性指数值在(0.04,0.78)之间,2070年RCP2.6、4.5、6.0、8.5情景下,环境相比2050年有利于森林沼泽生长,森林沼泽面积呈增长趋势。灌丛沼泽最优模型为GBM,影响灌丛沼泽潜在地理分布主导因子排序为BIO1(年平均气温)、BIO12、BIO13(最湿月降水量)、BIO15(降水量的季节性变化)、BIO16(最湿季降水量)、Organic carbon density(有机碳密度)、sand(土壤中砂粒(>0.05mm)的比例)。2050年,RCP2.6、4.5、6.0、8.5四种气候情景下,适宜性指数值在(0.04,0.33)之间。2070年,RCP2.6、4.5、6.0、8.5四种气候情景下,适宜性指数值在(0.05,0.32)之间,RCP2.6、4.5、6.0、8.5情景下,2070年相比2050年,RCP2.6、4.5、6.0三种气候情景下,较不适宜分布区面积分别增加1.32 km2、18.44 km2、0.17 km2,RCP8.5情景下较不适宜分布区面积减少8.30 km2。
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