珊瑚礁丰富的生物多样性和经济价值使其成为地球上最重要的生态系统。然而，随着全球变化的影响，珊瑚礁生态系统正经历着巨大的变化，大面积珊瑚白化以及珊瑚覆盖减少使得全球珊瑚礁前景堪忧。相比实地调查，遥感技术可以大面积、实时地获取全球范围内的珊瑚礁地貌、底质和环境要素等多种信息，有助于理解和应对全球变化下的珊瑚白化和死亡。为了珊瑚礁生态系统的保护与可持续发展，开展全球变化下珊瑚礁近几十年、现在与未来的遥感监测与预测研究，具有非常重要的意义。　　本文以南海中我国的珊瑚礁为研究区，利用遥感技术，对研究区近30年来所经历的热压力、珊瑚礁生态系统现状与地貌未来演变进行区域尺度的评价与模拟分析，并探讨了全球变化下南海珊瑚礁保护对策。主要结果如下:　　(1)基于实地数据和遥感影像数据对研究区现状进行监测，包括珊瑚礁遥感地貌分类体系与制图方法研究、造礁珊瑚分布研究。　　1)基于南海诸岛46个岛礁的高分辨率遥感影像，在总结国内外地貌研究的基础上，制定了珊瑚礁地貌分类中应遵循的原则，分析了珊瑚礁地貌类型的形态、动力特征、出露程度、沉积类型，提出了南海诸岛3级等级关系的完备的地貌分类体系，弥补了遥感地貌制图中以分类为主，沙洲、灰沙岛重要地貌类型不突出，潮汐通道、潮间带浅滩等小的地貌类型不完善的问题。该地貌体系适用于南海诸岛珊瑚礁，并且适用于中、高分辨率的遥感影像制图，为南海诸岛遥感地貌制图提供了指导作用。在此基础上，应用面向对象的方法建立了南海诸岛地貌类型提取模型，针对不同的地貌类型，以其最优分割尺度、光谱参数、形状参数进行分割合并，实现了珊瑚礁地貌类型的自动提取。　　2)采用实地数据结合中分辨率遥感影像绘制了西沙群岛地貌带内的造礁珊瑚分布图，2014年西沙群岛平均活珊瑚覆盖度为12.5％，呈现恢复迹象。水动力较弱的生境如潟湖点礁和礁坪生物丛生带珊瑚覆盖度较高，但是相同地貌带不同位置的珊瑚覆盖度差异较大且珊瑚多样性较低。水动力较强的礁前珊瑚多样性较高，同时珊瑚覆盖度较高并且区域间差异较小。其他地貌带造礁珊瑚平均覆盖度均低于10％。覆盖所有制图类型的西沙群岛珊瑚礁总面积约为1060 km2，干出礁面积约787 km2，干出礁的造礁珊瑚覆盖面积估计为97 km2。礁坪生物丛生带是所有独立环礁中比较普遍的一个地貌带，特别是环礁较宽阔的北礁坪。生物丛生带内活珊瑚和死珊瑚总覆盖度高于70％，与珊瑚和海藻平衡相对照，呈现一种活珊瑚和死珊瑚的平衡。关于造礁珊瑚空间分布的这些信息可以为西沙群岛珊瑚礁生态系统的管理提供决策支持。　　(2)利用西沙群岛实地数据和遥感影像提出了基于地貌带的珊瑚覆盖度遥感反演模型，并应用该模型对西沙群岛西部1990年、2005年和2014年三期Landsat影像中岛礁的珊瑚覆盖度进行提取以及变化检测分析。模型在＜6 m未实施水柱校正的情况下，优于不划分地貌带建立的珊瑚覆盖度模型，降低了礁前珊瑚与潟湖海草的误分。多时期珊瑚覆盖度遥感变化检测结果表明:1990至2005年间珊瑚覆盖面积基本没有变化，反而呈略微增加趋势。而2005至2014年间，珊瑚覆盖面积显著减少。礁坪和潟湖相比礁前珊瑚覆盖面积减少更明显，永乐群岛人类活动度较高的珊瑚礁相比独立环礁华光礁、盘石屿、玉琢礁珊瑚覆盖面积也减少更明显。从1990-2005年和2005-2014年两个时期消失的和新增的珊瑚覆盖像元来看，珊瑚覆盖面积的减少可快速发生，而没有珊瑚覆盖的区域演变为新的珊瑚覆盖区却非常困难。　　(3)基于1982-2009年遥感观测的海表面温度数据，对研究区所经历的慢性热压力和急性热压力进行时空格局分析，结果表明:1982-2009年间南海夏季(5-9月)海水平均变暖率为0.2℃/10年，升温趋势存在着较强的空间分异。西沙群岛、东沙群岛等北部海域比南部的中沙群岛、南沙群岛变暖率要高。南沙群岛南部海域也像南海北部一样存在着较高的变暖率。我国珊瑚白化等级热压力高频区主要位于东沙群岛东南面海域。南海海温异常年多数发生在El Ni(n)o年次年，特别是1998年和2007年两个严重异常年。热压力的停留在不同的年份和区域内也存在着较大的差异性，1998年研究区平均热压力停留时间最长为5个周。海温异常年中，东沙群岛和南沙群岛白化等级热压力较为频繁。　　(4)基于海温和海平面两个珊瑚礁主要因子构建南海诸岛地貌演变模拟模型，对RCP2.6、RCP4.5和RCP8.5最小上升海平面和最大上升海平面情景下2100年的地貌演变进行模拟以及时空格局分析，结果表明:南海诸岛的不同地貌带对于海平面上升有不同的响应，礁坪生物稀疏带2100年可能重新附着珊瑚演变为生物丛生带;潟湖由于珊瑚礁骨架加积率较低，出现下沉趋势。热压力严重影响着珊瑚的生长状态以及珊瑚礁骨架加积率，进而影响珊瑚礁的地貌演变，10年中均有白化发生（年白化）而不可持续的珊瑚礁至2100年出现不同程度的下沉，以南沙群岛下沉最为明显。RCP2.6、RCP4.5、RCP8.5最小上升海平面和RCP2.6最大上升海平面情景下，没有经历年白化热压力或年白化热压力较晚的珊瑚礁，2100年前其礁前地貌带水深减少，追赶海平面。此外，同一地貌带对于预估的不同的海平面上升也有不同的响应，RCP2.6最小海平面上升情景对于珊瑚礁地貌影响最小，RCP8.5最大海平面上升情景对于珊瑚礁地貌影响最大。　　(5)对南海诸岛近30年观测的热压力和未来近100年预估的热压力进行评价分析，将珊瑚礁弹性考虑在内，制定保护目标和保护措施，并提取南海诸岛优先保护珊瑚礁。结果表明:RCP4.5情景和RCP8.5情景下识别出的优先保护珊瑚礁数目差别不大，以RCP8.5情景下略高。西沙群岛海域部分珊瑚礁近30年和未来近100年的热压力均比较低，建议完全保护，维持自然状态，避免外部干扰;中沙大环礁部分珊瑚礁和东沙群岛东沙岛的热压力情景相近，近30年急性热压力较高，珊瑚可能已经获得了抵抗力，可实施50％禁止利用保护;南沙群岛海域存在多个热压力情景，珊瑚礁的保护措施需根据具体的热压力进行实施。