湿地是地球上最具生产力、最富有物种多样性的生态系统之一,也是人类生存和发展不可或缺的自然资源之一。由于人类干扰的不断增强,湿地在全球范围内呈现了消失和退化的趋势。获取准确的湿地分布信息是防止全球湿地进一步消失,保护和合理利用现有湿地资源,开展湿地重建和恢复的基础。全球湿地分布的信息广泛存在于各类全球数据集中,但这些数据集在湿地类型上存在极大不一致性,造成了目前对全球湿地分布的理解还存在很大不确定性。由于湿地生态系统本身的动态性和过渡性特征,使得任何一种单一的技术方法难以完成湿地信息提取的任务。仅考虑自然因素的湿地模拟可以提供湿地分布的最大潜在范围,为提高湿地制图精度提供有效的数据基础。基于从简单到复杂的思路,论文从湿地的形成机制入手,通过将分布式水文模型与遥感技术相结合,对自然条件下全球湿地的空间分布进行模拟,建立了1km分辨率的全球湿地潜在分布数据集,并在此基础上,分析因人类活动直接干扰而导致的全球湿地的消失情况。论文的主要工作和结论如下:1.全球湿地分布现状分析。目前全球湿地信息存在于土地覆盖、水体等全球数据产品中。这些数据集不仅空间分辨率相对较为粗糙,难以表达湿地的季节性变化;而且不同数据集在湿地类型上还存在很大的不一致性。湿地面积在不同数据集中数值差异很大,从212万km2到1730万km2不等;并且湿地的空间分布在不同数据集间的一致性也非常低(低于1%)。造成这种不一致性的原因包括对湿地概念理解的多样性、湿地本身复杂的水文特性和光谱特性、以及现有技术手段的局限性。2.全球湿地潜在分布的模拟。考虑到影响湿地发育的自然因素,论文对气候地形指数进行了修订,提出了降水地形湿度指数(PTWI:Precipitation Topographic Wetness Index)。并在全球10个具不同地形和气候条件的流域内对PTWI的有效性进行了检验。结果表明,在湿地空间分布的模拟上,PTWI要优于气候地形指数,其模拟的湿地的空间分布与实际观测的湿地分布更为接近。为避免分布式水文模型复杂参数的获取和模型求解,论文基于湿地分布的地理规律特征,利用建立的全球湿地样本数据库,通过将PTWI与遥感图像精度验证相结合方法,模拟了自然条件下全球湿地的空间分布,得到了1km分辨率的全球湿地潜在分布数据。模拟结果表明,在自然条件下全球湿地面积约为2983万km2,包括1141万km2水体和1842万km2非水体湿地。这些潜在湿地主要分布在亚洲、北美洲和南美洲。基于高分辨率湿地数据集的区域精度验证表明,湿地模拟的总体精度约为69%。3.全球湿地消失的评估。农业开发利用和城市建设是两种直接导致湿地消失的驱动因子。基于GlobCover2009全球土地覆盖数据集,对上述两类驱动因子进行提取,并将之与全球湿地潜在分布数据进行空间叠加分析,可定量评估由于人类活动直接影响而导致的全球湿地消失状况。结果表明,至2009年,全球因农业发展和城市化建设的影响至少已有33%的湿地消失,包括264万km2的水体和458万km2的非水体湿地。其中,亚洲是世界所有大洲中湿地消失面积最大的洲,其湿地消失面积约为256万km2。欧洲湿地消失比例高达45%,位居所有大洲之首。大洋洲虽然湿地消失面积最小,仅有18万km2,但是其从其湿地消失比例上看该区域的湿地消失情况也不容乐观。相比之下,北美大陆湿地所处的境遇相对较好,其湿地消失比例约为8%。