盐沼植被作用下的辽河口三维水动力数值模拟

辽河口潮滩湿地生长大量盐沼植被,这些水生植物对该区域水动力变化和泥沙冲淤有较大影响。为量化潮滩盐沼植被对水动力的影响程度,该文基于Delft3D-Flow水动力模型,在考虑径流与潮汐相互作用的条件下,对辽河口湿地海域的水动力特征进行了研究。基于辽河口的Landsat TM多源遥感数据,结合遥感技术提取和解译辽河口潮滩盐沼植被(盐地碱蓬和芦苇)的空间分布,并将其结果耦合到水动力模型中的植被模块。研究结果表明：(1)Delft3D-Flow中的植被模块能够精准地处理水流-植物相互作用;(2)在辽河口潮滩湿地的水动力模拟中,采用三层嵌套方法,在保证河口潮滩处水动力模拟精度的同时,可以大幅度提高计算效率;(3)盐沼植被对河口潮汐涨落过程影响较小,但对水流流速影响较大,其中芦苇对流速衰减较盐地碱蓬更大。在潮滩区域,盐沼植被对该区域的流速与流场结构影响明显。该研究结果为掌握盐沼植被的护岸功能提供了理论指导和技术参考。     

辽河口潮滩典型盐沼植被退化影响因素分析

近年来辽河口出现了水体污染、湿地退化等生态环境问题,导致潮滩典型盐沼植被翅碱蓬退化。基于2017—2020年辽河口潮滩湿地盐度、滩涂沉积质盐度等数据,结合遥感影像数据,解析辽河口湿地翅碱蓬退化的主要原因。结果表明：与2017—2019年相比,2020年辽河口潮滩翅碱蓬面积显著增大;2017—2020年越靠近辽河口潮滩南部区域,翅碱蓬长势越差,直至退化为光滩;潮滩翅碱蓬面积与水体盐度变化趋势相反,辽河口水体盐度变化显著影响翅碱蓬的生长;辽河口潮滩湿地污染物具有同源性,主要来自于上游河流输送,潮滩湿地水体水质小范围内变化不会危害翅碱蓬生长;辽河口潮滩下游区域沉积质盐度显著高于上游区域的,沉积质盐度过高将抑制翅碱蓬生长,因此可通过调控沉积质盐度的方式促进翅碱蓬生长与定植。     

鄱阳湖水文情势过程对典型湿地景观动态变化的影响

以鄱阳湖赣江主支口三角洲湿地1973年~2009年16景遥感影像为基础,利用决策树分类分析近40年来赣江主支口三角洲不同湿地景观类型的组成结构及其演变趋势;并结合遥感影像对应的当天水位,探明水情变化与赣江主支口三角洲湿地景观类型面积之间的动态响应关系。结果表明,近40年来鄱阳湖水位变化以及4种特征水位的淹没天数都是呈现下降的趋势;植被面积呈增长趋势,而水体和裸露洲滩的面积均呈现减少趋势,且裸露洲滩的面积下降速率大于水体面积;水位变化与水体面积拟合关系最优,植被次之,与裸露洲滩拟合最差。研究结果能够进一步阐明鄱阳湖水情变化对典型湿地景观类型空间格局的影响,有助于维持鄱阳湖湿地生态系统结构与功能的稳定。     

辽河口湿地资源与环境承载力分析及其可持续利用

辽河口湿地生态系统具有重要的生态功能,而现阶段对辽河口湿地经济开发的加快,使得湿地保护与经济建设的矛盾不断加剧。通过对辽河口湿地功能和现状以及资源环境承载力的综合分析,剖析了当前辽河口湿地开发利用的可行性,并提出合理开发湿地及提高其资源环境承载力的建议,为辽河口地区经济发展和湿地资源的可持续利用提供策略依据。     

辽河口湿地生态环境综合需水量计算与应用研究

分别对辽河口湿地植被、土壤、生物栖息地、地下水补给及水库、水塘、养殖塘的生态环境需水量进行分算,并最终确定辽河口湿地生态环境需水总量。结果表明:植被及土壤、地下水补给占生态环境需水总量的比例分别在70%和15%以上,生物栖息地及水库、水塘、养殖塘的需水量占比分别在4%和3%左右。研究成果对于辽河口湿地生态环境修复和保护规划具有重要的参考价值。     

云贵鄂渝水土保持世行贷款/欧盟赠款项目区碳储量估测

以云贵鄂渝水土保持世行贷款/欧盟赠款项目实施过程中不同水土保持林、封山育林、经济林及梯田土壤碳储量、地上生物量、地下生物量为研究对象,建立了333个样地并进行了实地调查,根据调查数据,建立了地上部分生物量与地下生物量回归方程,在此基础上,计算出林地碳储量与大气CO2削减量。结果表明,各类植被土壤中碳储量均较低。随着树木年龄的增长,林分同化能力的增强,大气CO2的削减量也会随之增大;项目实施后生态效益明显。     

近40年辽河保护区湿地生态环境演变过程及驱动因子分析

辽河保护区湿地在辽河干流污染负荷削减和生物多样性维持等方面发挥重要作用。综述了辽河保护区湿地近40年生态环境演变过程及其主要驱动因子,并以此为依据提出湿地保护措施与未来研究展望。1980—2010年,湿地面积总体呈减少态势,辽河口保护区段以外的辽河保护区植物资源稀少且种类单一,不适宜大部分鸟类和鱼类等动物的繁衍生息;2010—2020年,湿地面积快速恢复,宏观植被群落结构及多样性明显改善,鸟类与鱼类的种群数量明显增多。气温和降水量变化是湿地生态环境演变的主要自然驱动因子,大规模农业开发、水利工程修建、油气开发、城镇化和外来物种入侵等人为驱动因子在湿地演变过程中起主导作用。当前可重点从严格保障生态需水、多层次重建水陆交错带及敞水区水生植被、物理化学与生态防治措施联合控制外来物种入侵等方面开展湿地保护工作。未来重点开展基于流域尺度的辽河保护区湿地发育机制等相关研究。     

黄河三角洲刁口河生态调水效果评估研究

刁口河是黄河1976年以前的入海故道,其河口三角洲是山东黄河三角洲国家级自然保护区 的重要组成部分。为拯救日益退化的刁口河湿地生态,2010年,黄河水利委员会决定利用调水调沙 对刁口河湿地进行生态补水。研究采用调水前后实时监测、遥感解译及地下水模型模拟等方法,对刁 口河生态调水前后的植被、湿地、土壤含盐量、地下水等因子进行了跟踪评估分析。结果表明,刁口 河生态调水效益显著,初步遏制了刁口河退化湿地区域地下咸水入侵的发展态势,一定程度上减轻了 区域土壤盐渍化,受损的敏感生境和湿地植被结构得到修复,芦苇沼泽与芦苇草甸等水生鸟类的适宜 生境初步形成,水生鸟类多样性显著增加。     

基于机器学习算法的九寨沟自然保护区植被生态水储量定量反演研究

运用不同数据源(Sentinel-2B影像和Landsat8 OLI影像)和回归方法(XGBoost模型、MARS模型和随机森林模型)的能力,以改善九寨沟自然保护区的植被生态水储量定量反演。建立并采集了54个样地数据,以获得参考区域的实测植被生态水含量,并通过相关性分析计算出60个指标用作构建植被生态水储量模型的预测因子。结果表明,纹理指数在植被生态水反演中具有较高的相关性,属于重要变量指标。在XGBoost模型中,结合Landsat8 OLI和Sentinel-12B影像作为预测变量反演的相关性最高,R²为0.57,RMSE为48,提供了最好的生态水储量估计。     

水库消落区湿地化改造技术及植被改善效应

受水位波动的影响，水库消落区普遍存在植被退化问题，这一问题在北方水库尤为突出。消落 区湿地化改造是针对消落区的植被退化问题通过持续的水分补给构建稳定的湿地生态系统，实现对落 干消落区植被覆盖度和生物量的提高。以碧流河水库蛤蜊河入库口旁侧消落区为研究对象，开展消落 区湿地化改造的实例研究，通过对比工程前后植物物种和 ＮＤＶＩ变化，分析其对区域植被的影响。研究 结果表明:湿地化改造提高了区域植物物种多样性；充分的水分补给使得植物物种由喜旱植物为主向喜 湿植物为主转变；2019年区域 ＮＤＶＩ平均值相比于 2015年增长 14．59％，方差降低 46．8％，工程实施后 消落区植被的覆盖度和均匀度得到提高。消落区湿地化改造能够有效改善消落区在落干时期植被条 件，是改善消落区生态环境的有效途径。     

扎龙湿地景观的遥感信息提取

文章以扎龙自然保护区为研究区域,利用2014年与2020年扎龙湿地遥感影像作为数据源,对遥感影像进行处理,获取研究区内各种不同地表类型的训练样点,提取训练样本,得到各自的训练数据,利用神经网络分类方法对整个扎龙湿地地表覆盖类型进行分类,得到扎龙湿地景观类型分类图。通过2014年与2020年2a的影像对比,得出6a来扎龙湿地的各部分面积变化,分析6a间各部分景观面积变化的影响因素,为湿地生态系统的研究及保护工作提供数据基础。结果表明：神经网络分类结果较为精确,2014—2020年6a间,扎龙自然保护区内草地面积增加明显;明水、有水湿地面积略有增加;而农田、盐碱地、以及无水湿地面积减少,其中无水湿地面积减退较多,湿地整体情况稳中向好。     

水土流失遥感调查中植被覆盖度因子提取研究

植被覆盖度是水土流失的主要影响因子,而利用遥感影像判读可以快速有效地获得大范围的植被覆盖度。简要介绍了水土流失遥感调查中植被覆盖度因子提取的方法。基于遥感与实地野外调查数据,采用MODIS时序数据融合高分遥感数据的方法,以湖南省蓝山县为试验区,对植被覆盖度因子进行了提取。结果表明,该方法提取植被覆盖度因子的结果较理想。提出的植被覆盖度因子提取方法对今后的水土流失动态监测研究具有重要的理论意义和实践意义。     

来水量变化对黄河三角洲湿地生态类型的影响

黄河水资源是维持黄河三角洲湿地平衡的主导因素,黄河下游三角洲湿地的形成与变化是自然因素与人类干预共同作用的结果。根据对黄河利津站径流量的分析,并通过分析5个典型时间段黄河三角洲的遥感影像,解译得到不同流量情况下的生态水文格局,从而研究来水量变化对湿地生态类型的影响。结果表明:当年径流量大于147.7亿m3时,对芦苇湿地面积的影响系数小于0.25;当年径流量大于98.2亿m3时,对草甸湿地面积的影响系数小于0.25;当年径流量为200亿～300亿m3时,湿地面积保持相对稳定,该区间是维持湿地格局稳定的适宜径流。     

退耕还林工程建设对吴起县域植被碳储量的影响

采用标准样地调查结合数据分析的方法研究了吴起县退耕还林工程实施后,人工林的含碳率、碳储量及空间分布特征,结果表明:吴起县9类退耕还林地植被层总碳密度由大到小的顺序为:柠条刺槐沙棘紫穗槐臭椿山杏山桃侧柏油松,均大于天然草地的总碳密度;吴起县退耕还林12年后植被的总碳储量为152.53万t,是退耕还林前1998年总碳储量的3.2倍,且其空间分布也发生了较大的转变。吴起县退耕还林地的平均碳密度值远低于我国及世界各地森林平均碳密度的一些估计值,各类林地生态系统的碳储量还有很大潜力空间。     

基于多源遥感数据的森林生物量估算模型研究

探讨了利用光学遥感图像HJ1B和多极化L波段微波遥感数据ALOS/PALSAR建立森林生物量估算模型的方法,利用统计回归方法建立了4种模型:1利用雷达图像ALOS/PALSAR后向散射系数和实测生物量建立的生物量回归模型;2利用多光谱图像HJ1B进行混合像元分解(spectral mixture analysis,SMA)后的组分图像与雷达图像ALOS/PALSAR进行图像融合建立的生物量回归模型;3利用多光谱图像HJ1B进行混合像元分解后的组分图像与实测生物量建立的生物量回归模型;4利用HJ1B图像的NDVI指数与实测生物量建立的生物量回归模型。对4种模型估算的生物量进行了对比分析。结果表明:第2种方法融合后图像与森林地上生物量之间存在较好的定量关系,估算生物量与实测生物量一致性较好,估算生物量精度优于其他模型结果。利用光学和微波图像协同遥感能够有效地提高森林生物量估算的精度,但并非所有的融合方法都能提高生物量估算的精度。利用雷达和光学图混合像元分解法进行植被生态系统监测研究具有一定的应用潜力。     

基于遥感云计算的鄱阳湖湿地植被群落分类研究

针对大型通江湖泊湿地植被精细分类中精度不高、算法稳健性不强的问题，以鄱阳湖湿地植被为研究对象，基于遥感云平台GEE和Sentinel-2影像，着重研究不同训练样本数量、不同时相特征数据及不同机器学习算法对鄱阳湖湿地植被类型分类的影响。结果表明：(1)随着训练样本数量的增加，植被类型的分类精度呈现先上升后平稳的规律，当不同植被类型训练样本达到550个时，精度达到峰值平稳状态；(2)不同时相特征的数据集分类精度具有显著差异，具体为：月度时序>枯水期>四季多时相>单时相，其中，月度时序数据集的总体精度最高，总体精度及Kappa系数分别为82%和0.79;(3)不同遥感算法获得的分类结果精度不同，RF分类精度最高，SVM和CART次之；(4)当不同植被类型的训练样本达到550个时，使用Sentinel-2月时序影像和RF算法能取得最优的分类结果。研究成果可为鄱阳湖湿地精细分类提供方法借鉴，为鄱阳湖湿地保护提供技术支持。     

基于FVCOM的辽河口鸳鸯岛海域水动力特性数值模拟研究

基于非结构化网格的海岸海洋模型(FVCOM),构建了辽河口鸳鸯岛海域水动力数值模型,并利用实测潮位、流速、流向数据对模型计算精度及可靠性进行了验证,对比结果表明模型计算值与实测值具有较高的吻合度。在验证模型可靠的基础上,进行了不同径流条件下鸳鸯岛水域的流场模拟计算,简要分析了不同径流情况下岛域附近水动力和流场的变化。模拟流场较好地展现了辽河口鸳鸯岛海域的复杂流况,研究结果为进一步探究河口湿地海域的盐度分布、泥沙冲淤及污染物输运提供参考。     

基于高光谱数据的鄱阳湖湿地典型植被识别分析

利用高光谱数据对湿地植被进行分类历来是植被遥感研究的重点和难点之一。以鄱阳湖为研究区,测取了5种典型湿地植被的高光谱数据,利用光谱微分法对原始光谱数据进行处理,分析不同植被原始光谱、一阶微分和二阶微分光谱曲线图;使用欧式距离法选择差异较大的波段以鉴别不同植被;最后利用马氏距离法检验所选择波段识别不同植被的效果。结果表明:3种光谱曲线所提取的差异性较大,波段虽有所差异,但多位于近红外波段,马氏距离在这些波段上能有效对不同典型湿地植被进行识别。研究结果可为湿地植被分类识别奠定基础,同时可为湖泊湿地植被以及湖泊生态环境的保护决策提供科学依据。     

遥感技术在湿地动态变化分析与研究中的应用

采用1995年TM、2002年ETM、SPOT和2009年CBERS等多源卫星遥感数据,利用RS与GIS技术,通过多源遥感卫星数据源对珠海市湿地信息进行提取,并对湿地动态变化进行了研究。在湿地信息提取技术方面,采用监督分类、非监督分类和人机交互解译技术对研究区湿地信息进行提取,最终获得研究区三个时期的湿地信息。利用空间叠加分析方法,得到珠海市湿地信息的变化趋势,并从自然驱动力和人为驱动力两个方面对湿地资源变化进行分析,为珠海市湿地资源的有效保护提供建议。     

MODIS数据在湖北水土保持动态监测中的应用

以动态监测湖北省土壤侵蚀为例,提出了一种基于MODIS遥感影像的土壤侵蚀强度快速估测方法,即利用MODIS影像和植被指数模型提取省内的植被覆盖度信息→利用对TM影像的人工解译获取省内的土地利用图→利用数字高程模型数据生成坡度图→结合《土壤侵蚀分类分级标准》,将坡度图与土地类型图、植被覆盖度图空间叠加,判断和计算侵蚀强度等级,最终获得湖北省土壤侵蚀强度图.试验结果表明,相对于2004年,湖北省2005年的水土保持治理工作取得了一定的成效.