随着社会、经济发展和环境变化,社会公众生态意识不断加强,生态安全和生态健康的观念也深入人心。作为人类社会文明的发源地-河流及与其密切相关的流域(Watershed),它们的生态环境倍受人们关注。以流域为研究单元,对生态环境进行研究和保护是现代环境管理的必然趋势。 近年来由于环境污染和不合理的开发,敖江流域出现一系列生态环境问题,如山仔水库的富营养化问题。本文以高程数据和TM/ETM+影像为基础,结合RS、GPS和GIS技术以及水文学基本原理,构建敖江流域的水系,将其划分为7个子流域,重点对山仔水库所在的子流域进行土地利用的分类和动态监测,并应用景观生态学原理对山仔水库的景观格局特征进行多角度和多时相的研究。 主要研究内容如下: ⑴ 在水文模型软件WMS的技术支持下,以高程数据为基础数据源,描绘了流域轮廓和水系分布,建立流域水系拓扑关系,划分子流域,并计算了各子流域的面积、周长、坡度与形状因子等参数。 ⑵ 以山仔水库流域为研究对象,在分析TM/ETM+数据优势的基础上,通过缨帽变换、主成分分析法和植被指数法分别对1986年和2000年遥感图像进行光谱信息的增强,并对各波段进行光谱值统计分析。在此基础上,采用最佳波段组合对两年的图像分别进行多步骤监督分类,并通过误差矩阵的方式计算分类结果精度,并以总精度、Kappa系数评价分类结果的可靠性。最后采用分类后比较法对14年前后的土地利用类型进行动态监测,建立土地利用转换矩阵,以量化方式表示各种土地利用类型变化具体情况。结果表明,山仔水库14年间在水库建设、经济林开发和自然演替等驱动力的影响下,土地利用发生了较大的变化。 ⑶ 分别提取1986年和2000年的归一化植被指数NDVI,采用等密度模型估算山仔水库周边植被覆盖的变化情况。在ArcView GIS中获取植被空间分布的动态变化图。从变化结果分析,水库建设是水系周边植被减少的最主要驱动力,其次是经济发展和火烧、自然灾害等的干扰引起植被覆盖变化。 ⑷ 以景观生态学原理为指导,在景观分析软件FRAGSTATS和GIS技术的支持下,从不同时空尺度对流域的景观指标进行统计,分析流域景观结构,特别是其空间异质性,以此进一步探究流域景观的功能和动态。研究结果表明,研究区域各子流域的斑块形状、景观多样性、破碎化程度等,都有不同程度的变化,主要驱动力是自然群落演替和人为干扰。 该研究可为山仔水库的水质保护,流域土地利用格局优化和生态环境的建设提供决策依据。