基于遙感與gis的東北地區(qū)濕地資源動態(tài)變化研究 - 生態(tài)環(huán)境學報

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1、楊一鵬等：基于PSR模型的松嫩平原西部濕地生態(tài)環(huán)境評價599基于PSR模型的松嫩平原西部濕地生態(tài)環(huán)境評價楊一鵬1，蔣衛(wèi)國2*，何福紅31.南京師范大學地理信息科學江蘇重點實驗室，江蘇南京210097；2.北京師范大學環(huán)境演變與自然災(zāi)害教育部重點實驗室，北京100875；3.中國農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)業(yè)環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展研究所，北京100081摘要：以1986年和2000年遙感影像作為信息源，在GIS技術(shù)的支持下建立了松嫩平原西部濕地空間信息數(shù)據(jù)庫。以壓力-狀態(tài)-響應(yīng)（PSR）模型作為研究方法，建立了一套濕地生態(tài)環(huán)境評價指標體系。通過選取反映壓力、狀態(tài)及響應(yīng)等的指標，對該區(qū)濕地生態(tài)環(huán)境的

2、動態(tài)變化進行了分析。得出基本結(jié)論，（1）15年來該區(qū)人為干擾壓力不斷加強，造成人工濕地增加，天然濕地減少，濕地生態(tài)環(huán)境服務(wù)功能下降。（2）15年來該區(qū)濕地內(nèi)部結(jié)構(gòu)和狀態(tài)發(fā)生顯著變化，濕地景觀異質(zhì)性在不斷增加，濕地破碎化及退化嚴重。（3）15年來濕地對人類活動干擾的響應(yīng)是濕地面積在不斷減少，人類對濕地變化的響應(yīng)是建立濕地保護區(qū)，保護區(qū)的面積在不斷增加。關(guān)鍵詞：濕地；壓力-狀態(tài)-響應(yīng)模型；生態(tài)環(huán)境；松嫩平原中圖分類號：X821文獻標識碼：A文章編號：1672-2175（2004）04-0597-04楊一鵬等：基于PSR模型的松嫩平原西部濕地生態(tài)環(huán)境評價599濕地是自然界重要的自

3、然資源和生態(tài)系統(tǒng)，在調(diào)節(jié)氣候、涵養(yǎng)水源、分散洪水、凈化環(huán)境、保護生物多樣性等方面起著重要的作用[1-2]。但是，由于全球人口、資源、環(huán)境與發(fā)展等方面相互矛盾的日趨尖銳，濕地作為潛在的土地資源被大量開發(fā)，面積大量減少；同時，由于工農(nóng)業(yè)及生活污水的任意排放，濕地的功能受到不同程度的破壞，導致了一些地區(qū)濕地生態(tài)環(huán)境退化，生物多樣性減少，嚴重削弱了濕地資源的潛力和功能的發(fā)揮，引發(fā)了一系列的生態(tài)環(huán)境問題[3-4]。如何評估濕地資源面臨的各種壓力，分析濕地所處在的狀態(tài)，揭示濕地的演變規(guī)律，是濕地研究的關(guān)鍵。1研究區(qū)域松嫩平原西部位于黑龍江省、吉林省和內(nèi)蒙古自治區(qū)的交界地區(qū)。本文選擇黑龍

4、江省的泰來縣、杜爾伯特蒙古族自治縣、大慶市、肇源縣，吉林省的鎮(zhèn)賚縣、大安市作為研究區(qū)。研究區(qū)位于北緯44°50′～47°22′，東經(jīng)122°45′～125°50′，2000年土地總面積為293.72萬hm2，濕地面積占29.56%，該地區(qū)湖泊濕地眾多，具有豐富的水資源、生物資源和土地資源，是中國生物多樣性最富集地區(qū)之一。2數(shù)據(jù)處理為了分析評價該地區(qū)濕地生態(tài)環(huán)境的變化，掌握濕地景觀的變化規(guī)律，本文選取了1986年和2000年兩個時期美國陸地衛(wèi)星LandsatTM4、3、2波段合成影像作為基本信息源，以1∶50000地形圖為參考系進行幾何精糾正。根據(jù)遙感影像信息源的季相以及松嫩

5、平原濕地生態(tài)環(huán)境的特點，參照全國土地資源分類系統(tǒng)標準以及濕地公約，先解譯出該地區(qū)六大土地類型，即耕地、林地、草地、水域、城鎮(zhèn)居民用地、其它土地，然后在此基礎(chǔ)上，依據(jù)土地資源主要利用方式、利用條件、難易程度劃分為25個類型[5]。在遙感圖像軟件ERDAS8.5的支持下，采用人機交互的方式解譯得到兩個不同時期的土地利用類型景觀數(shù)據(jù)。在GIS軟件ARCGIS8.3的支持下，從土地利用數(shù)據(jù)中提取灌溉水田、水庫坑塘、河流、湖泊、灘地、沼澤地作為濕地資源，得到兩個時期的濕地景觀數(shù)據(jù)。根據(jù)受人類干擾程度將濕地資源劃分為人工濕地和天然濕地，其中灌溉水田、水庫坑塘劃分為人工濕地，河流、湖泊、

6、灘地、沼澤地劃分為天然濕地。3評價模型及指標體系濕地生態(tài)環(huán)境評價利用OECD（聯(lián)合國經(jīng)濟合作開發(fā)署）建立的壓力-狀態(tài)-響應(yīng)（Pressure-State-Response,PSR）框架模型[6]（圖1）。這一框架模型具有非常清晰的因果關(guān)系，即人類活動對環(huán)境施加了一定的壓力；由于這個緣故，環(huán)境狀態(tài)發(fā)生了一定的變化；而人類社會應(yīng)當對環(huán)境的變化作出反應(yīng)，以恢復環(huán)境質(zhì)量或防止環(huán)境退化。而這三個環(huán)節(jié)正是決策和制定對策措施的全過程。壓力（P）狀態(tài)（S）響應(yīng)（R）人類活動人口工農(nóng)業(yè)其他濕地環(huán)境生物土地、水其他濕地環(huán)境變化圖1壓力-狀態(tài)-響應(yīng)模型根據(jù)PSR模型以及評價指標應(yīng)具有系統(tǒng)性、可操

7、作性、易獲取性、可比性等原則，選取了下列濕地生態(tài)環(huán)境評價指標（表1）。3.1濕地生態(tài)環(huán)境壓力指標的選取楊一鵬等：基于PSR模型的松嫩平原西部濕地生態(tài)環(huán)境評價599在無外力干擾的情況下，濕地生態(tài)系統(tǒng)的演替方向一般是順應(yīng)自然、正向的演替，但是強大的物理因素的干擾和人表1濕地生態(tài)環(huán)境評價指標體系濕地生態(tài)環(huán)境的度量評價指標壓力指標農(nóng)業(yè)化壓力城鎮(zhèn)化壓力人類干擾指數(shù)狀態(tài)指標平均斑塊面積景觀多樣性優(yōu)勢度破碎度邊界密度響應(yīng)指標濕地面積變化濕地保護區(qū)建設(shè)類干擾則會促進或抑制正向演替的過程。因此濕地生態(tài)系統(tǒng)的退化既決定于它內(nèi)在的因素即