基于RS和GIS对白洋淀生态系统的健康评价课件

基于RS和GIS对白洋淀自然保护区的生态系统健康评价汇报人：周杨指导老师：刘存歧教授专业：2014级水生生物学基于RS和GIS对白洋淀自然保护区的生态系统健康评价汇报人：1研究内容及目标研究方案及技术路线研究的创新性可行性分析目录CONTENTS立项依据进度安排研究内容及目标研究方案及技术路线研究的创新性可行性分析目录C2一、立项依据

1、研究背景2、国内外研究现状

3、研究意义

4、科学问题基于RS和GIS对白洋淀自然保护区的健康评价一、立项依据1、研究背景基于RS和GIS对白31、研究背景湿地是人类最重要的环境资本，也是地球上最富生物多样性的生态系统。过去，由于对生态环境效益认识不够全面，无视了其长期利益，导致湿地生态系统的保护被人类无视甚至无视。据不完全统计，20世纪50年来以来，我国湿地开垦面积约10.0万km2，造成近1000个天然湖泊消亡，大量湖泊和沼泽发生严重萎缩。当前，我国现存自然湿地总面积约36.2万km2，占国土面积的3.77%，低于世界6%的平均水平〔国家林业局，2003〕。基于RS和GIS对白洋淀自然保护区的健康评价1、研究背景湿地是人类最重要的环境资本，也是地球41、研究背景

白洋淀自然保护区位于华北平原中部，主要承接潴龙河、孝义河、唐河、府河、漕河、瀑河、萍河、白沟引河等河流的洪沥水，是华北地区最大的淡水浅湖型湿地生态系统，它包括水域、芦苇沼泽、台田以及湖滨带等独特的自然景观，是许多珍稀鸟类、淡水鱼类、水生植物等野生动植物的理想生境。独特的资源与区位优势，使白洋淀在缓洪滞沥、调节气候、保护生物多样性、维护京津及华北地区生态平衡等方面具有不可替代的作用。

基于RS和GIS对白洋淀自然保护区的健康评价1、研究背景白洋淀自然保护区位于华北平原中部，5基于RS和GIS对白洋淀生态系统的健康评价课件6基于RS和GIS对白洋淀生态系统的健康评价课件7基于RS和GIS对白洋淀生态系统的健康评价课件82、国外研究现状国外在湿地生态安康评价方面的研究比较早，美国在20世纪初为了建立野生动物保护区，就开展了湿地评价工作。70年代，Larson和Mazzarse提出了第一个帮助政府颁发湿地开发补偿许可证的湿地快速评价模型〔Larson，1994〕。RS和GIS也起源于70年代，最初用于人口普查和土地调查。近年来，随着遥感和计算机软、硬件技术的开展与完善，利用RS和GIS在生态学中的研究也取得了丰富的成果。2001年Kelly等就对位于北卡罗来纳州的湿地栖息地在1984到1992年之间的变化进展定量化研究中使用了分类的LandsatTM图像，得到了景观尺度的变化，并将其与特定地点尺度的变化进展了比照分析〔Kelly，2001〕。基于RS和GIS对白洋淀自然保护区的健康评价2、国外研究现状国外在湿地生态安康评价方面的研究比较早，美国92、国内研究现状国内对湿地评价的研究相对于较晚，湿地生态安康评价经历了从传统的基于实地野外调查获取统计数据的定性描述到定性与定量评价相结合的开展历程，但其评价指标多集中于物理、化学和生物指标，这些指标需要长期实验和监测才可获得。由于湿地破碎化严重，评价方法中对于湿地生态系统构造功能变化的评价表达分析往往缺乏，缺少不同尺度的评价结果比较。

基于RS和GIS对白洋淀自然保护区的健康评价2、国内研究现状国内对湿地评价的研究相对于较晚，10然而目前的白洋淀湿地安康评价多是在物化指标、生物指标、能流根底上进展，着眼点在于系统内部的构造、功能及动态特征。对白洋淀自然保护区在景观和流域水平的安康评价较少，在空间尺度上，真正对白洋淀自然保护区生态系统安康评价更少。而中、大尺度的自然调节过程可提供较大的稳定性，更能表征湿地的发生、开展规律，表达自然与社会的相互作用和联系，也能更好的分析保护区内核心区规划的合理性。基于RS和GIS对白洋淀自然保护区的健康评价然而目前的白洋淀湿地安康评价多是在物化指标、生物113、研究意义2002年，河北省建立了白洋淀省级自然保护区；并在2021年对白洋淀自然保护区进展了重新规划与调整。近年对白洋淀自然保护区合理性的分析均从理论上进展，缺少实际数据研究支持其合理性。故本研究将利用RS和GIS在空间尺度的根底上，将白洋淀自然保护区的景观类型和内部构造结合起来进展生态安康评价，在多维要素定量表达集成的安康评价根底上，分析其合理性。基于RS和GIS对白洋淀自然保护区的健康评价3、研究意义2002年，河北省建立了白洋124、科学问题1、在空间尺度上，白洋淀自然保护区生态系统安康状况如何；2、白洋淀自然保护区局部之间的相互影响程度及其关系如何。基于RS和GIS对白洋淀自然保护区的健康评价4、科学问题基于RS和GIS对白洋淀自然保护区的健康评价13二、研究内容及目标

研究目标：对白洋淀自然保护区生态系统做出安康评价，根据现阶段安康状况对核心区的规划做出合理性建议，为保护区可持续开展奠定理论根底。基于RS和GIS对白洋淀自然保护区的健康评价二、研究内容及目标基于RS和GIS对白洋淀自然保护区的健14二、研究内容及目标研究内容:1、从水体环境特征、景观特征和人类扰动因素3方面选取一系列评价指标因子，利用层次分析法和综合指数方法，将对核心区由烧车淀、大麦淀、白洋淀和藻苲淀4局部组成的白洋淀自然保护区进展空间定量生态安康评价；2、根据白洋淀自然保护区安康状况对其作出合理性分析。二、研究内容及目标研究内容:15基于RS和GIS对白洋淀生态系统的健康评价课件16基于RS和GIS对白洋淀生态系统的健康评价课件17白洋淀湿地保护区功能分区图（赵志轩，2012）白洋淀湿地保护区功能分区图（赵志轩，2012）18

三、研究方案及技术路线采用ERDAS9.2对原始OLI_TIRS影像进展合成，对影像进展几何纠正，建立解译标志。结合景观格局数量分析方法，采用监视分类和人工目视解译相结合的方法，将研究区景观分类，生成景观分类图。研究区内各景观类型的斑块指数将在FRAGSTATS3.3景观指数软件中选取斑块层次计算得到。运用ARCGIS10.2空间分析功能计算具体指标，运用其绘图实现实测数据空间定量分布分析。基于RS和GIS对白洋淀自然保护区的健康评价

三、研究方案及技术路线基于RS和GIS对白洋淀自然保护区的192014年OLI_TIRS遥感影像水环境特征斑块特征人为干扰特征水质综合污染指数底栖动物多样性浮游植物多样性鸟类多样性景观类型斑块密度周边斑块类型距农田距离距公路距离信息集成自然保护区空间定量分析自然保护区健康评价指标选取原则指标筛选标准化计算方法指标权重确定生态健康评价综合指数构建生态系统健康等级划分湿地生态系统健康评价自然保护区合理性分析监测统计数据技术路线2014年OLI_TIRS遥感影像水环境特征斑块特征人为干扰20

四、研究的创新性

首次使用遥感和地理信息系统等空间信息技术将白洋淀自然保护区空间数据与湿地景观整体区域和内部构造区域的安康评价结合起来，在空间尺度的根底上，对白洋淀自然保护区进展多维要素定量表达集成的生态安康评价并分析其合理性。基于RS和GIS对白洋淀自然保护区的健康评价

四、研究的创新性基于RS和GIS对白洋淀自然保护21

五、可行性分析首先在arcgis和erdas等软件应用技术上获得山东大学张志国教授的支持与帮助；其次基于本人对遥感与地理信息系统技术的有一定根底，加上对水生生物学的浓厚兴趣有助于实验的完成；最重要的是本次研究实测数据由刘存歧教授多年对白洋淀区域研究所有，加上教师对白洋淀研究有多年的研究经历，对景观类型分类可做重要的监视指导，完成这项研究确实可行。基于RS和GIS对白洋淀自然保护区的健康评价

五、可行性分析基于RS和GIS对白洋淀自然保护区的健康评价22

六、进度安排2021年10月-2021年1月：查阅文献、根本数据收集与处理；2021年2月-2021年6月：评价指标体系建立及指标信息提取与量化；2021年7月-2021年9月：后期数据处理，包括指标权重确定与生态安康评价综合指数构建，并实地验证所得结论；2021年10月-2021年6月：论文攥写、准备辩论。基于RS和GIS对白洋淀自然保护区的健康评价

六、进度安排基于RS和GIS对白洋淀自然保护区的健康评价23谢谢请各位老师同学批评指正!基于RS和GIS对白洋淀生态系统的健康评价课件24水环境特征：底栖动物是湿地生态系统中的重要类群。广泛用于水质生物监测、水生态系统安康评价、毒物或污染物毒性试验以及河流生态修复评价等。鸟类多样性是评价湿地生态环境质量极其敏感的指标。浮游植物是测量水质的指示生物，一片水域水质如何，与浮游植物的丰富程度和群落组成有着密不可分的关系，浮游植物的减少或过度繁殖，将预示那片水域正趋向恶化。考虑评价的资料获取和实际情况，本文从水体的水质污染综合指数、底栖动物多样性、浮游植物生物量和鸟类多样性四个方面来表征水体环境，水体综合指数由监测的总磷(TP)、总氮(TN)、高锰酸盐指数(CODMn)、五日生化需氧量(BOD5)、溶解氧(DO)和pH值计算而得。水环境特征：底栖动物是湿地生态系统中的重要类群。广泛用于25景观特征：景观格局对生态系统安康有指示作用，湿地景观类型既是自然环境与人类活动交互作用产生的结果，也直接指示了特定生态系统的安康状况与水平。综合考虑景观指数的生态学意义和研究区的实际情况，将选择最根本的湿地生态安康指标，包括斑块密度、景观类型和景观的周边斑块类型3个评价指标，用以指示湿地的生态退化程度、景观稳定性和生态能量交换关系。景观特征：景观格局对生态系统安康有指示作用，湿地景观类型26人类扰动特征:人类扰动反映的是人类自身活动对生态系统的影响与干扰，人类可以通过各种方式，直接或间接的影响湿地安康，因此，开展湿地安康评价工作需要分析人类活动对湿地影响的方式、强度等影响因素。近年来本研究区的人类活动集中表现在兴建农场和修建道路等，从而使得白洋淀自然保护区内部生态系统受到了一定程度的干扰，本研究选取距公路及农田等人工景观的距离来间接衡量人类活动对研究区内湿地生态系统的干扰程度。人类扰动特征:人类扰动反映的是人类自身活动对生态系统的影27基于RS和GIS对白洋淀自然保护区的生态系统健康评价汇报人：周杨指导老师：刘存歧教授专业：2014级水生生物学基于RS和GIS对白洋淀自然保护区的生态系统健康评价汇报人：28研究内容及目标研究方案及技术路线研究的创新性可行性分析目录CONTENTS立项依据进度安排研究内容及目标研究方案及技术路线研究的创新性可行性分析目录C29一、立项依据

1、研究背景2、国内外研究现状

3、研究意义

4、科学问题基于RS和GIS对白洋淀自然保护区的健康评价一、立项依据1、研究背景基于RS和GIS对白301、研究背景湿地是人类最重要的环境资本，也是地球上最富生物多样性的生态系统。过去，由于对生态环境效益认识不够全面，无视了其长期利益，导致湿地生态系统的保护被人类无视甚至无视。据不完全统计，20世纪50年来以来，我国湿地开垦面积约10.0万km2，造成近1000个天然湖泊消亡，大量湖泊和沼泽发生严重萎缩。当前，我国现存自然湿地总面积约36.2万km2，占国土面积的3.77%，低于世界6%的平均水平〔国家林业局，2003〕。基于RS和GIS对白洋淀自然保护区的健康评价1、研究背景湿地是人类最重要的环境资本，也是地球311、研究背景

白洋淀自然保护区位于华北平原中部，主要承接潴龙河、孝义河、唐河、府河、漕河、瀑河、萍河、白沟引河等河流的洪沥水，是华北地区最大的淡水浅湖型湿地生态系统，它包括水域、芦苇沼泽、台田以及湖滨带等独特的自然景观，是许多珍稀鸟类、淡水鱼类、水生植物等野生动植物的理想生境。独特的资源与区位优势，使白洋淀在缓洪滞沥、调节气候、保护生物多样性、维护京津及华北地区生态平衡等方面具有不可替代的作用。

基于RS和GIS对白洋淀自然保护区的健康评价1、研究背景白洋淀自然保护区位于华北平原中部，32基于RS和GIS对白洋淀生态系统的健康评价课件33基于RS和GIS对白洋淀生态系统的健康评价课件34基于RS和GIS对白洋淀生态系统的健康评价课件352、国外研究现状国外在湿地生态安康评价方面的研究比较早，美国在20世纪初为了建立野生动物保护区，就开展了湿地评价工作。70年代，Larson和Mazzarse提出了第一个帮助政府颁发湿地开发补偿许可证的湿地快速评价模型〔Larson，1994〕。RS和GIS也起源于70年代，最初用于人口普查和土地调查。近年来，随着遥感和计算机软、硬件技术的开展与完善，利用RS和GIS在生态学中的研究也取得了丰富的成果。2001年Kelly等就对位于北卡罗来纳州的湿地栖息地在1984到1992年之间的变化进展定量化研究中使用了分类的LandsatTM图像，得到了景观尺度的变化，并将其与特定地点尺度的变化进展了比照分析〔Kelly，2001〕。基于RS和GIS对白洋淀自然保护区的健康评价2、国外研究现状国外在湿地生态安康评价方面的研究比较早，美国362、国内研究现状国内对湿地评价的研究相对于较晚，湿地生态安康评价经历了从传统的基于实地野外调查获取统计数据的定性描述到定性与定量评价相结合的开展历程，但其评价指标多集中于物理、化学和生物指标，这些指标需要长期实验和监测才可获得。由于湿地破碎化严重，评价方法中对于湿地生态系统构造功能变化的评价表达分析往往缺乏，缺少不同尺度的评价结果比较。

基于RS和GIS对白洋淀自然保护区的健康评价2、国内研究现状国内对湿地评价的研究相对于较晚，37然而目前的白洋淀湿地安康评价多是在物化指标、生物指标、能流根底上进展，着眼点在于系统内部的构造、功能及动态特征。对白洋淀自然保护区在景观和流域水平的安康评价较少，在空间尺度上，真正对白洋淀自然保护区生态系统安康评价更少。而中、大尺度的自然调节过程可提供较大的稳定性，更能表征湿地的发生、开展规律，表达自然与社会的相互作用和联系，也能更好的分析保护区内核心区规划的合理性。基于RS和GIS对白洋淀自然保护区的健康评价然而目前的白洋淀湿地安康评价多是在物化指标、生物383、研究意义2002年，河北省建立了白洋淀省级自然保护区；并在2021年对白洋淀自然保护区进展了重新规划与调整。近年对白洋淀自然保护区合理性的分析均从理论上进展，缺少实际数据研究支持其合理性。故本研究将利用RS和GIS在空间尺度的根底上，将白洋淀自然保护区的景观类型和内部构造结合起来进展生态安康评价，在多维要素定量表达集成的安康评价根底上，分析其合理性。基于RS和GIS对白洋淀自然保护区的健康评价3、研究意义2002年，河北省建立了白洋394、科学问题1、在空间尺度上，白洋淀自然保护区生态系统安康状况如何；2、白洋淀自然保护区局部之间的相互影响程度及其关系如何。基于RS和GIS对白洋淀自然保护区的健康评价4、科学问题基于RS和GIS对白洋淀自然保护区的健康评价40二、研究内容及目标

研究目标：对白洋淀自然保护区生态系统做出安康评价，根据现阶段安康状况对核心区的规划做出合理性建议，为保护区可持续开展奠定理论根底。基于RS和GIS对白洋淀自然保护区的健康评价二、研究内容及目标基于RS和GIS对白洋淀自然保护区的健41二、研究内容及目标研究内容:1、从水体环境特征、景观特征和人类扰动因素3方面选取一系列评价指标因子，利用层次分析法和综合指数方法，将对核心区由烧车淀、大麦淀、白洋淀和藻苲淀4局部组成的白洋淀自然保护区进展空间定量生态安康评价；2、根据白洋淀自然保护区安康状况对其作出合理性分析。二、研究内容及目标研究内容:42基于RS和GIS对白洋淀生态系统的健康评价课件43基于RS和GIS对白洋淀生态系统的健康评价课件44白洋淀湿地保护区功能分区图（赵志轩，2012）白洋淀湿地保护区功能分区图（赵志轩，2012）45

三、研究方案及技术路线采用ERDAS9.2对原始OLI_TIRS影像进展合成，对影像进展几何纠正，建立解译标志。结合景观格局数量分析方法，采用监视分类和人工目视解译相结合的方法，将研究区景观分类，生成景观分类图。研究区内各景观类型的斑块指数将在FRAGSTATS3.3景观指数软件中选取斑块层次计算得到。运用ARCGIS10.2空间分析功能计算具体指标，运用其绘图实现实测数据空间定量分布分析。基于RS和GIS对白洋淀自然保护区的健康评价

三、研究方案及技术路线基于RS和GIS对白洋淀自然保护区的462014年OLI_TIRS遥感影像水环境特征斑块特征人为干扰特征水质综合污染指数底栖动物多样性浮游植物多样性鸟类多样性景观类型斑块密度周边斑块类型距农田距离距公路距离信息集成自然保护区空间定量分析自然保护区健康评价指标选取原则指标筛选标准化计算方法指标权重确定生态健康评价综合指数构建生态系统健康等级划分湿地生态系统健康评价自然保护区合理性分析监测统计数据技术路线2014年OLI_TIRS遥感影像水环境特征斑块特征人为干扰47

四、研究的创新性

首次使用遥感和地理信息系统等空间信息技术将白洋淀自然保护区空间数据与湿地景观整体区域和内部构造区域的安康评价结合起来，在空间尺度的根底上，对白洋淀自然保护区进展多维要素定量表达集成的生态安康评价并分析其合理性。基于RS和GIS对白洋淀自然保护区的健康评价

四、研究的创新性基于RS和GIS对白洋淀自然保护48

五、可行性分析首先在arcgis和erdas等软件应用技术上获得山东大学张志国教授的支持与帮助；其次基于本人对遥感与地理信息系统技术的有一定根底，加上对水生生物学的浓厚兴趣有助于实验的完成；最重要的是本次研究实测数据由刘存歧教授多年对白洋淀区域研究所有，加上教师对白洋淀研究有多年的研究经历，对景观类型分类可做重要的监视指导，完成这项研究确实可行。基于RS和GIS对白洋淀自然保护区的健康评价

五、可行性分析基于RS和GIS对白洋淀自然保护区的健康评价49

六、进度安排2021年10月-2021年1月：查阅文献、根本数据收集与处理；2021年2月-2021年6月：评价指标体系建立及指标信息提取与量化；2021年7月-2021年9月：后期数据处理，包括指标权重确定与生态安康评价综合指数构