基于RS和GIS對白洋淀生態(tài)系統(tǒng)的健康評價課件

基于RS和GIS對白洋淀自然保護區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)健康評價匯報人：周楊指導老師：劉存歧教授專業(yè)：2014級水生生物學基于RS和GIS對白洋淀自然保護區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)健康評價匯報人：1研究內容及目標研究方案及技術路線研究的創(chuàng)新性可行性分析目錄CONTENTS立項依據進度安排研究內容及目標研究方案及技術路線研究的創(chuàng)新性可行性分析目錄C2一、立項依據

1、研究背景2、國內外研究現狀

3、研究意義

4、科學問題基于RS和GIS對白洋淀自然保護區(qū)的健康評價一、立項依據1、研究背景基于RS和GIS對白31、研究背景濕地是人類最重要的環(huán)境資本，也是地球上最富生物多樣性的生態(tài)系統(tǒng)。過去，由于對生態(tài)環(huán)境效益認識不夠全面，無視了其長期利益，導致濕地生態(tài)系統(tǒng)的保護被人類無視甚至無視。據不完全統(tǒng)計，20世紀50年來以來，我國濕地開墾面積約10.0萬km2，造成近1000個天然湖泊消亡，大量湖泊和沼澤發(fā)生嚴重萎縮。當前，我國現存自然濕地總面積約36.2萬km2，占國土面積的3.77%，低于世界6%的平均水平〔國家林業(yè)局，2003〕?；赗S和GIS對白洋淀自然保護區(qū)的健康評價1、研究背景濕地是人類最重要的環(huán)境資本，也是地球41、研究背景

白洋淀自然保護區(qū)位于華北平原中部，主要承接潴龍河、孝義河、唐河、府河、漕河、瀑河、萍河、白溝引河等河流的洪瀝水，是華北地區(qū)最大的淡水淺湖型濕地生態(tài)系統(tǒng)，它包括水域、蘆葦沼澤、臺田以及湖濱帶等獨特的自然景觀，是許多珍稀鳥類、淡水魚類、水生植物等野生動植物的理想生境。獨特的資源與區(qū)位優(yōu)勢，使白洋淀在緩洪滯瀝、調節(jié)氣候、保護生物多樣性、維護京津及華北地區(qū)生態(tài)平衡等方面具有不可替代的作用。

基于RS和GIS對白洋淀自然保護區(qū)的健康評價1、研究背景白洋淀自然保護區(qū)位于華北平原中部，5基于RS和GIS對白洋淀生態(tài)系統(tǒng)的健康評價課件6基于RS和GIS對白洋淀生態(tài)系統(tǒng)的健康評價課件7基于RS和GIS對白洋淀生態(tài)系統(tǒng)的健康評價課件82、國外研究現狀國外在濕地生態(tài)安康評價方面的研究比較早，美國在20世紀初為了建立野生動物保護區(qū)，就開展了濕地評價工作。70年代，Larson和Mazzarse提出了第一個幫助政府頒發(fā)濕地開發(fā)補償許可證的濕地快速評價模型〔Larson，1994〕。RS和GIS也起源于70年代，最初用于人口普查和土地調查。近年來，隨著遙感和計算機軟、硬件技術的開展與完善，利用RS和GIS在生態(tài)學中的研究也取得了豐富的成果。2001年Kelly等就對位于北卡羅來納州的濕地棲息地在1984到1992年之間的變化進展定量化研究中使用了分類的LandsatTM圖像，得到了景觀尺度的變化，并將其與特定地點尺度的變化進展了比照分析〔Kelly，2001〕?；赗S和GIS對白洋淀自然保護區(qū)的健康評價2、國外研究現狀國外在濕地生態(tài)安康評價方面的研究比較早，美國92、國內研究現狀國內對濕地評價的研究相對于較晚，濕地生態(tài)安康評價經歷了從傳統(tǒng)的基于實地野外調查獲取統(tǒng)計數據的定性描述到定性與定量評價相結合的開展歷程，但其評價指標多集中于物理、化學和生物指標，這些指標需要長期實驗和監(jiān)測才可獲得。由于濕地破碎化嚴重，評價方法中對于濕地生態(tài)系統(tǒng)構造功能變化的評價表達分析往往缺乏，缺少不同尺度的評價結果比較。

基于RS和GIS對白洋淀自然保護區(qū)的健康評價2、國內研究現狀國內對濕地評價的研究相對于較晚，10然而目前的白洋淀濕地安康評價多是在物化指標、生物指標、能流根底上進展，著眼點在于系統(tǒng)內部的構造、功能及動態(tài)特征。對白洋淀自然保護區(qū)在景觀和流域水平的安康評價較少，在空間尺度上，真正對白洋淀自然保護區(qū)生態(tài)系統(tǒng)安康評價更少。而中、大尺度的自然調節(jié)過程可提供較大的穩(wěn)定性，更能表征濕地的發(fā)生、開展規(guī)律，表達自然與社會的相互作用和聯(lián)系，也能更好的分析保護區(qū)內核心區(qū)規(guī)劃的合理性?；赗S和GIS對白洋淀自然保護區(qū)的健康評價然而目前的白洋淀濕地安康評價多是在物化指標、生物113、研究意義2002年，河北省建立了白洋淀省級自然保護區(qū)；并在2021年對白洋淀自然保護區(qū)進展了重新規(guī)劃與調整。近年對白洋淀自然保護區(qū)合理性的分析均從理論上進展，缺少實際數據研究支持其合理性。故本研究將利用RS和GIS在空間尺度的根底上，將白洋淀自然保護區(qū)的景觀類型和內部構造結合起來進展生態(tài)安康評價，在多維要素定量表達集成的安康評價根底上，分析其合理性?；赗S和GIS對白洋淀自然保護區(qū)的健康評價3、研究意義2002年，河北省建立了白洋124、科學問題1、在空間尺度上，白洋淀自然保護區(qū)生態(tài)系統(tǒng)安康狀況如何；2、白洋淀自然保護區(qū)局部之間的相互影響程度及其關系如何?；赗S和GIS對白洋淀自然保護區(qū)的健康評價4、科學問題基于RS和GIS對白洋淀自然保護區(qū)的健康評價13二、研究內容及目標

研究目標：對白洋淀自然保護區(qū)生態(tài)系統(tǒng)做出安康評價，根據現階段安康狀況對核心區(qū)的規(guī)劃做出合理性建議，為保護區(qū)可持續(xù)開展奠定理論根底?；赗S和GIS對白洋淀自然保護區(qū)的健康評價二、研究內容及目標基于RS和GIS對白洋淀自然保護區(qū)的健14二、研究內容及目標研究內容:1、從水體環(huán)境特征、景觀特征和人類擾動因素3方面選取一系列評價指標因子，利用層次分析法和綜合指數方法，將對核心區(qū)由燒車淀、大麥淀、白洋淀和藻苲淀4局部組成的白洋淀自然保護區(qū)進展空間定量生態(tài)安康評價；2、根據白洋淀自然保護區(qū)安康狀況對其作出合理性分析。二、研究內容及目標研究內容:15基于RS和GIS對白洋淀生態(tài)系統(tǒng)的健康評價課件16基于RS和GIS對白洋淀生態(tài)系統(tǒng)的健康評價課件17白洋淀濕地保護區(qū)功能分區(qū)圖（趙志軒，2012）白洋淀濕地保護區(qū)功能分區(qū)圖（趙志軒，2012）18

三、研究方案及技術路線采用ERDAS9.2對原始OLI_TIRS影像進展合成，對影像進展幾何糾正，建立解譯標志。結合景觀格局數量分析方法，采用監(jiān)視分類和人工目視解譯相結合的方法，將研究區(qū)景觀分類，生成景觀分類圖。研究區(qū)內各景觀類型的斑塊指數將在FRAGSTATS3.3景觀指數軟件中選取斑塊層次計算得到。運用ARCGIS10.2空間分析功能計算具體指標，運用其繪圖實現實測數據空間定量分布分析?；赗S和GIS對白洋淀自然保護區(qū)的健康評價

三、研究方案及技術路線基于RS和GIS對白洋淀自然保護區(qū)的192014年OLI_TIRS遙感影像水環(huán)境特征斑塊特征人為干擾特征水質綜合污染指數底棲動物多樣性浮游植物多樣性鳥類多樣性景觀類型斑塊密度周邊斑塊類型距農田距離距公路距離信息集成自然保護區(qū)空間定量分析自然保護區(qū)健康評價指標選取原則指標篩選標準化計算方法指標權重確定生態(tài)健康評價綜合指數構建生態(tài)系統(tǒng)健康等級劃分濕地生態(tài)系統(tǒng)健康評價自然保護區(qū)合理性分析監(jiān)測統(tǒng)計數據技術路線2014年OLI_TIRS遙感影像水環(huán)境特征斑塊特征人為干擾20

四、研究的創(chuàng)新性

首次使用遙感和地理信息系統(tǒng)等空間信息技術將白洋淀自然保護區(qū)空間數據與濕地景觀整體區(qū)域和內部構造區(qū)域的安康評價結合起來，在空間尺度的根底上，對白洋淀自然保護區(qū)進展多維要素定量表達集成的生態(tài)安康評價并分析其合理性。基于RS和GIS對白洋淀自然保護區(qū)的健康評價

四、研究的創(chuàng)新性基于RS和GIS對白洋淀自然保護21

五、可行性分析首先在arcgis和erdas等軟件應用技術上獲得山東大學張志國教授的支持與幫助；其次基于本人對遙感與地理信息系統(tǒng)技術的有一定根底，加上對水生生物學的濃厚興趣有助于實驗的完成；最重要的是本次研究實測數據由劉存歧教授多年對白洋淀區(qū)域研究所有，加上教師對白洋淀研究有多年的研究經歷，對景觀類型分類可做重要的監(jiān)視指導，完成這項研究確實可行。基于RS和GIS對白洋淀自然保護區(qū)的健康評價

五、可行性分析基于RS和GIS對白洋淀自然保護區(qū)的健康評價22

六、進度安排2021年10月-2021年1月：查閱文獻、根本數據收集與處理；2021年2月-2021年6月：評價指標體系建立及指標信息提取與量化；2021年7月-2021年9月：后期數據處理，包括指標權重確定與生態(tài)安康評價綜合指數構建，并實地驗證所得結論；2021年10月-2021年6月：論文攥寫、準備辯論?；赗S和GIS對白洋淀自然保護區(qū)的健康評價

六、進度安排基于RS和GIS對白洋淀自然保護區(qū)的健康評價23謝謝請各位老師同學批評指正!基于RS和GIS對白洋淀生態(tài)系統(tǒng)的健康評價課件24水環(huán)境特征：底棲動物是濕地生態(tài)系統(tǒng)中的重要類群。廣泛用于水質生物監(jiān)測、水生態(tài)系統(tǒng)安康評價、毒物或污染物毒性試驗以及河流生態(tài)修復評價等。鳥類多樣性是評價濕地生態(tài)環(huán)境質量極其敏感的指標。浮游植物是測量水質的指示生物，一片水域水質如何，與浮游植物的豐富程度和群落組成有著密不可分的關系，浮游植物的減少或過度繁殖，將預示那片水域正趨向惡化?？紤]評價的資料獲取和實際情況，本文從水體的水質污染綜合指數、底棲動物多樣性、浮游植物生物量和鳥類多樣性四個方面來表征水體環(huán)境，水體綜合指數由監(jiān)測的總磷(TP)、總氮(TN)、高錳酸鹽指數(CODMn)、五日生化需氧量(BOD5)、溶解氧(DO)和pH值計算而得。水環(huán)境特征：底棲動物是濕地生態(tài)系統(tǒng)中的重要類群。廣泛用于25景觀特征：景觀格局對生態(tài)系統(tǒng)安康有指示作用，濕地景觀類型既是自然環(huán)境與人類活動交互作用產生的結果，也直接指示了特定生態(tài)系統(tǒng)的安康狀況與水平。綜合考慮景觀指數的生態(tài)學意義和研究區(qū)的實際情況，將選擇最根本的濕地生態(tài)安康指標，包括斑塊密度、景觀類型和景觀的周邊斑塊類型3個評價指標，用以指示濕地的生態(tài)退化程度、景觀穩(wěn)定性和生態(tài)能量交換關系。景觀特征：景觀格局對生態(tài)系統(tǒng)安康有指示作用，濕地景觀類型26人類擾動特征:人類擾動反映的是人類自身活動對生態(tài)系統(tǒng)的影響與干擾，人類可以通過各種方式，直接或間接的影響濕地安康，因此，開展?jié)竦匕部翟u價工作需要分析人類活動對濕地影響的方式、強度等影響因素。近年來本研究區(qū)的人類活動集中表現在興建農場和修建道路等，從而使得白洋淀自然保護區(qū)內部生態(tài)系統(tǒng)受到了一定程度的干擾，本研究選取距公路及農田等人工景觀的距離來間接衡量人類活動對研究區(qū)內濕地生態(tài)系統(tǒng)的干擾程度。人類擾動特征:人類擾動反映的是人類自身活動對生態(tài)系統(tǒng)的影27基于RS和GIS對白洋淀自然保護區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)健康評價匯報人：周楊指導老師：劉存歧教授專業(yè)：2014級水生生物學基于RS和GIS對白洋淀自然保護區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)健康評價匯報人：28研究內容及目標研究方案及技術路線研究的創(chuàng)新性可行性分析目錄CONTENTS立項依據進度安排研究內容及目標研究方案及技術路線研究的創(chuàng)新性可行性分析目錄C29一、立項依據

1、研究背景2、國內外研究現狀

3、研究意義

4、科學問題基于RS和GIS對白洋淀自然保護區(qū)的健康評價一、立項依據1、研究背景基于RS和GIS對白301、研究背景濕地是人類最重要的環(huán)境資本，也是地球上最富生物多樣性的生態(tài)系統(tǒng)。過去，由于對生態(tài)環(huán)境效益認識不夠全面，無視了其長期利益，導致濕地生態(tài)系統(tǒng)的保護被人類無視甚至無視。據不完全統(tǒng)計，20世紀50年來以來，我國濕地開墾面積約10.0萬km2，造成近1000個天然湖泊消亡，大量湖泊和沼澤發(fā)生嚴重萎縮。當前，我國現存自然濕地總面積約36.2萬km2，占國土面積的3.77%，低于世界6%的平均水平〔國家林業(yè)局，2003〕?；赗S和GIS對白洋淀自然保護區(qū)的健康評價1、研究背景濕地是人類最重要的環(huán)境資本，也是地球311、研究背景

白洋淀自然保護區(qū)位于華北平原中部，主要承接潴龍河、孝義河、唐河、府河、漕河、瀑河、萍河、白溝引河等河流的洪瀝水，是華北地區(qū)最大的淡水淺湖型濕地生態(tài)系統(tǒng)，它包括水域、蘆葦沼澤、臺田以及湖濱帶等獨特的自然景觀，是許多珍稀鳥類、淡水魚類、水生植物等野生動植物的理想生境。獨特的資源與區(qū)位優(yōu)勢，使白洋淀在緩洪滯瀝、調節(jié)氣候、保護生物多樣性、維護京津及華北地區(qū)生態(tài)平衡等方面具有不可替代的作用。

基于RS和GIS對白洋淀自然保護區(qū)的健康評價1、研究背景白洋淀自然保護區(qū)位于華北平原中部，32基于RS和GIS對白洋淀生態(tài)系統(tǒng)的健康評價課件33基于RS和GIS對白洋淀生態(tài)系統(tǒng)的健康評價課件34基于RS和GIS對白洋淀生態(tài)系統(tǒng)的健康評價課件352、國外研究現狀國外在濕地生態(tài)安康評價方面的研究比較早，美國在20世紀初為了建立野生動物保護區(qū)，就開展了濕地評價工作。70年代，Larson和Mazzarse提出了第一個幫助政府頒發(fā)濕地開發(fā)補償許可證的濕地快速評價模型〔Larson，1994〕。RS和GIS也起源于70年代，最初用于人口普查和土地調查。近年來，隨著遙感和計算機軟、硬件技術的開展與完善，利用RS和GIS在生態(tài)學中的研究也取得了豐富的成果。2001年Kelly等就對位于北卡羅來納州的濕地棲息地在1984到1992年之間的變化進展定量化研究中使用了分類的LandsatTM圖像，得到了景觀尺度的變化，并將其與特定地點尺度的變化進展了比照分析〔Kelly，2001〕?；赗S和GIS對白洋淀自然保護區(qū)的健康評價2、國外研究現狀國外在濕地生態(tài)安康評價方面的研究比較早，美國362、國內研究現狀國內對濕地評價的研究相對于較晚，濕地生態(tài)安康評價經歷了從傳統(tǒng)的基于實地野外調查獲取統(tǒng)計數據的定性描述到定性與定量評價相結合的開展歷程，但其評價指標多集中于物理、化學和生物指標，這些指標需要長期實驗和監(jiān)測才可獲得。由于濕地破碎化嚴重，評價方法中對于濕地生態(tài)系統(tǒng)構造功能變化的評價表達分析往往缺乏，缺少不同尺度的評價結果比較。

基于RS和GIS對白洋淀自然保護區(qū)的健康評價2、國內研究現狀國內對濕地評價的研究相對于較晚，37然而目前的白洋淀濕地安康評價多是在物化指標、生物指標、能流根底上進展，著眼點在于系統(tǒng)內部的構造、功能及動態(tài)特征。對白洋淀自然保護區(qū)在景觀和流域水平的安康評價較少，在空間尺度上，真正對白洋淀自然保護區(qū)生態(tài)系統(tǒng)安康評價更少。而中、大尺度的自然調節(jié)過程可提供較大的穩(wěn)定性，更能表征濕地的發(fā)生、開展規(guī)律，表達自然與社會的相互作用和聯(lián)系，也能更好的分析保護區(qū)內核心區(qū)規(guī)劃的合理性?；赗S和GIS對白洋淀自然保護區(qū)的健康評價然而目前的白洋淀濕地安康評價多是在物化指標、生物383、研究意義2002年，河北省建立了白洋淀省級自然保護區(qū)；并在2021年對白洋淀自然保護區(qū)進展了重新規(guī)劃與調整。近年對白洋淀自然保護區(qū)合理性的分析均從理論上進展，缺少實際數據研究支持其合理性。故本研究將利用RS和GIS在空間尺度的根底上，將白洋淀自然保護區(qū)的景觀類型和內部構造結合起來進展生態(tài)安康評價，在多維要素定量表達集成的安康評價根底上，分析其合理性?；赗S和GIS對白洋淀自然保護區(qū)的健康評價3、研究意義2002年，河北省建立了白洋394、科學問題1、在空間尺度上，白洋淀自然保護區(qū)生態(tài)系統(tǒng)安康狀況如何；2、白洋淀自然保護區(qū)局部之間的相互影響程度及其關系如何?；赗S和GIS對白洋淀自然保護區(qū)的健康評價4、科學問題基于RS和GIS對白洋淀自然保護區(qū)的健康評價40二、研究內容及目標

研究目標：對白洋淀自然保護區(qū)生態(tài)系統(tǒng)做出安康評價，根據現階段安康狀況對核心區(qū)的規(guī)劃做出合理性建議，為保護區(qū)可持續(xù)開展奠定理論根底?；赗S和GIS對白洋淀自然保護區(qū)的健康評價二、研究內容及目標基于RS和GIS對白洋淀自然保護區(qū)的健41二、研究內容及目標研究內容:1、從水體環(huán)境特征、景觀特征和人類擾動因素3方面選取一系列評價指標因子，利用層次分析法和綜合指數方法，將對核心區(qū)由燒車淀、大麥淀、白洋淀和藻苲淀4局部組成的白洋淀自然保護區(qū)進展空間定量生態(tài)安康評價；2、根據白洋淀自然保護區(qū)安康狀況對其作出合理性分析。二、研究內容及目標研究內容:42基于RS和GIS對白洋淀生態(tài)系統(tǒng)的健康評價課件43基于RS和GIS對白洋淀生態(tài)系統(tǒng)的健康評價課件44白洋淀濕地保護區(qū)功能分區(qū)圖（趙志軒，2012）白洋淀濕地保護區(qū)功能分區(qū)圖（趙志軒，2012）45

三、研究方案及技術路線采用ERDAS9.2對原始OLI_TIRS影像進展合成，對影像進展幾何糾正，建立解譯標志。結合景觀格局數量分析方法，采用監(jiān)視分類和人工目視解譯相結合的方法，將研究區(qū)景觀分類，生成景觀分類圖。研究區(qū)內各景觀類型的斑塊指數將在FRAGSTATS3.3景觀指數軟件中選取斑塊層次計算得到。運用ARCGIS10.2空間分析功能計算具體指標，運用其繪圖實現實測數據空間定量分布分析?；赗S和GIS對白洋淀自然保護區(qū)的健康評價

三、研究方案及技術路線基于RS和GIS對白洋淀自然保護區(qū)的462014年OLI_TIRS遙感影像水環(huán)境特征斑塊特征人為干擾特征水質綜合污染指數底棲動物多樣性浮游植物多樣性鳥類多樣性景觀類型斑塊密度周邊斑塊類型距農田距離距公路距離信息集成自然保護區(qū)空間定量分析自然保護區(qū)健康評價指標選取原則指標篩選標準化計算方法指標權重確定生態(tài)健康評價綜合指數構建生態(tài)系統(tǒng)健康等級劃分濕地生態(tài)系統(tǒng)健康評價自然保護區(qū)合理性分析監(jiān)測統(tǒng)計數據技術路線2014年OLI_TIRS遙感影像水環(huán)境特征斑塊特征人為干擾47

四、研究的創(chuàng)新性

首次使用遙感和地理信息系統(tǒng)等空間信息技術將白洋淀自然保護區(qū)空間數據與濕地景觀整體區(qū)域和內部構造區(qū)域的安康評價結合起來，在空間尺度的根底上，對白洋淀自然保護區(qū)進展多維要素定量表達集成的生態(tài)安康評價并分析其合理性。基于RS和GIS對白洋淀自然保護區(qū)的健康評價

四、研究的創(chuàng)新性基于RS和GIS對白洋淀自然保護48

五、可行性分析首先在arcgis和erdas等軟件應用技術上獲得山東大學張志國教授的支持與幫助；其次基于本人對遙感與地理信息系統(tǒng)技術的有一定根底，加上對水生生物學的濃厚興趣有助于實驗的完成；最重要的是本次研究實測數據由劉存歧教授多年對白洋淀區(qū)域研究所有，加上教師對白洋淀研究有多年的研究經歷，對景觀類型分類可做重要的監(jiān)視指導，完成這項研究確實可行?；赗S和GIS對白洋淀自然保護區(qū)的健康評價

五、可行性分析基于RS和GIS對白洋淀自然保護區(qū)的健康評價49

六、進度安排2021年10月-2021年1月：查閱文獻、根本數據收集與處理；2021年2月-2021年6月：評價指標體系建立及指標信息提取與量化；2021年7月-2021年9月：后期數據處理，包括指標權重確定與生態(tài)安康評價綜合指數構