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国土资源遥感  2021, Vol. 33 Issue (1): 221-230    DOI: 10.6046/gtzyyg.2020100
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基于高分辨率遥感影像的神农架大九湖湿地土地利用类型变化及其驱动力分析——来自长时间尺度多源遥感信息的约束
胡苏李扬1,2,3(), 李辉1,2(), 顾延生4,5, 黄咸雨1,2, 张志麒6, 汪迎春6
1.中国地质大学(武汉)地理与信息工程学院,武汉 430074
2.中国地质大学(武汉)流域关键带 演化湖北省重点实验室,武汉 430074
3.云南省地矿测绘院,易明 650000
4.中国地质大学 生物地质与环境地质国家重点实验室,武汉 430074
5.中国地质大学湿地演化与生态 恢复湖北省重点实验室,武汉 430074
6.神农架国家公园管理局,神农架 442421
An analysis of land use changes and driving forces of Dajiuhu wetland in Shennongjia based on high resolution remote sensing images: Constraints from the multi-source and long-term remote sensing information
HU Suliyang1,2,3(), LI Hui1,2(), GU Yansheng4,5, HUANG Xianyu1,2, ZHANG Zhiqi6, WANG Yingchun6
1. China University of Geosciences(Wuhan), School of Geography and Information Engineering, Wuhan 430074, China
2. China University of Geosciences(Wuhan),Hubei Key Laboratory of Critical Zone Evolution, Wuhan 430074, China
3. Geological Surveying and Mapping Institute, Kunming 650000, China
4. State Key Laboratory of Biogeology and Environmental Geology, China University of Geosciences, Wuhan 430074, China
5. Hubei Key Laboratory of Wetland Evolution and Eco-Restoration(WEER), China University of Geosciences, Wuhan 430074, China
6. Shennongjia National Park Management Bureau, Shennongjia 442421, China
全文: PDF(5350 KB)   HTML  
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摘要 

大九湖湿地是华中地区少有的亚热带高山湿地。建国以来,大九湖湿地经历了多次大规模的开发导致该湿地被严重破坏,2005年实施的“大九湖湿地保护与恢复及公园建设工程”使得湿地功能得到一定恢复。为了解大九湖湿地近期土地利用类型的变化状况,本研究结合实地调查及前人工作,构建了大九湖湿地9种土地利用类型,利用2005年、2011年和2017年的高分辨率遥感影像及2018年的无人机影像进行土地利用解译,研究了3个时期土地利用的动态变化和类型转换,探索湿地变迁的原因及其驱动力。结果表明,2005—2011年间,新增了湖泊(84.41 hm2)这一类型,主要由旱生草甸、林地和农田转化而来。面积减少最多的是农田,主要向旱生草甸和湿生草本沼泽转化。2011—2017年间,新增了中生草甸(80.07 hm2)这一类型,主要由湿生泥炭沼泽、湿生草本沼泽和旱生草甸转化而来。面积减少最多的是农田,主要向旱生草甸转换。总之,研究时段内,大九湖湿地类型和面积均呈增加趋势,湿地景观得到一定恢复,湿地生态环境有所改善。驱动力分析表明,湿地自然保护区的设立及一系列有效的湿地生态恢复工程是大九湖湿地土地利用变化的最主要驱动力。本文研究结果可为湿地的恢复和保护提供参考和建议。

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胡苏李扬
李辉
顾延生
黄咸雨
张志麒
汪迎春
关键词 神农架大九湖高分辨率遥感影像土地利用湿地驱动力    
Abstract

Dajiu lake wetland is a rare subtropical alpine wetland in Central China. The wetland has experienced several periods of large-scale development since the founding of the People’s Republic of China, which has led to the serious destruction of the wetland. The “Dajiu Lake wetland protection and restoration and park construction project” implemented in 2005 has made the wetland function recovered to a certain extent. To understand the land use changes in Dajiuhu wetland, the authors identified nine land use types of Dajiu lake wetland based on field investigation and previous work. The high-resolution remote sensing images acquired in 2005, 2011 and 2017 and UAV images in 2018 were used to visually interpret the land use types. The dynamic change and type conversion of land use in three periods were examined and the driving forces were explored. The results show that, from 2005 to 2011, new lakes (84.41 hm2) were added, and the most decreased area was farmland, which mainly transformed into xerophytic meadow and wet herbaceous swamp. From 2011 to 2017, a new type of mesophytic meadow (80.07 hm2) was added, which was mainly transformed from wet peat swamp, wet herbaceous swamp and xerophytic meadow. Most of the reduction was in farmland, which was mainly converted to xerophytic meadow. In a word, during the research period, the wetland types and areas of Dajiu Lake were increasing, the wetland landscape was restored to a certain extent, and the wetland ecological environment was improved. The analysis of driving forces shows that the establishment of Wetland Nature Reserve and a series of effective wetland ecological restoration projects are the main driving forces of land use change in Dajiu Lake wetland. The results of this study can provide reference and suggestions for wetland restoration and protection.

Key wordsShennongjia Dajiu Lake    high resolution remote sensing image    land use    wetland    driving forces
收稿日期: 2021-04-09      出版日期: 2021-03-18
ZTFLH:  TP79  
基金资助:中国地质大学(武汉)“地学长江计划”核心项目“长江中游大九湖、洪湖湿地初级生产与有机碳埋藏”资助
通讯作者: 李辉
作者简介: 胡苏李扬(1991-),男,硕士研究生,主要研究方向为第四纪地质学遥感,Email: jacobxiaosu@foxmail.com
引用本文:   
胡苏李扬, 李辉, 顾延生, 黄咸雨, 张志麒, 汪迎春. 基于高分辨率遥感影像的神农架大九湖湿地土地利用类型变化及其驱动力分析——来自长时间尺度多源遥感信息的约束[J]. 国土资源遥感, 2021, 33(1): 221-230.
HU Suliyang, LI Hui, GU Yansheng, HUANG Xianyu, ZHANG Zhiqi, WANG Yingchun. An analysis of land use changes and driving forces of Dajiuhu wetland in Shennongjia based on high resolution remote sensing images: Constraints from the multi-source and long-term remote sensing information. Remote Sensing for Land & Resources, 2021, 33(1): 221-230.
链接本文:  
https://www.gtzyyg.com/CN/10.6046/gtzyyg.2020100      或      https://www.gtzyyg.com/CN/Y2021/V33/I1/221
Fig.1  研究区位置及遥感影像
地物 遥感影像特征 解译标志
旱生草甸 影像整体呈深绿色,轮廓清晰 沿保护区主干道分布
中生草甸 影像整体呈灰褐色和浅绿色,轮廓较模糊 分布于湿生草本沼泽和旱生草甸的交界处
河渠 影像整体呈不规则白色,有水时呈深蓝色,轮廓清晰 特征较明晰
湖泊 影像整体呈棕灰色和深蓝色,轮廓清晰 特征较明晰
建设用地 影像整体呈白色和棕红色,轮廓清晰 分散于保护区四周
林地 影像整体呈斑点状深绿色,轮廓清晰 分布于保护区中部
道路 影像整体呈线状白色,轮廓清晰 沿保护区四周分布
农田 影像整体呈浅绿色,轮廓清晰 沿保护区周围分布
湿生泥炭沼泽 整体呈灰绿色和浅绿色,轮廓模糊 分布于保护区东南方向
湿生草本沼泽 整体呈棕红色,轮廓模糊 分布于保护区中部
Tab.1  大九湖湿地土地利用类型遥感解译标志
Fig.2  大九湖湿地土地利用类型分布图
地物类别 2005 2011 2017 2005—2011 2011—2017
面积/hm2 比例/% 面积/hm2 比例/% 面积/hm2 比例/% 变化量/hm2 动态度/% 变化量/hm2 动态度/%
旱生草甸 124.37 11.48 217.49 20.08 456.11 42.11 93.12 12.48 238.62 18.29
河渠 8.53 0.79 14.35 1.32 9.39 0.87 5.82 11.37 -4.96 -5.76
湖泊 0 0 84.41 7.79 87.53 8.08 84.41 0 3.12 0.62
建设用地 49.76 4.59 98.27 9.07 84.99 7.85 48.52 16.25 -13.29 -2.25
林地 187.68 17.33 142.23 13.13 157.07 14.5 -45.45 -4.04 14.84 1.74
农田 511.83 47.25 244.83 22.6 2.79 0.26 -266.99 -8.69 -242.05 -16.48
湿生草本沼泽 5.3 0.49 147.8 13.65 90.64 8.37 142.5 447.74 -57.16 -6.45
湿生泥炭沼泽 195.66 18.06 133.74 12.35 114.53 10.57 -61.92 -5.27 -19.21 -2.39
中生草甸 0 0 0 0 80.07 7.39 0 0 80.07 0
合计 1 083.13 100.00 1 083.13 100.00 1 083.13 100
Tab.2  2005-2017年大九湖土地利用面积及动态度等统计表
地类 旱生草甸 河渠 湖泊 建设用地 林地 农田 湿生草本沼泽 湿生泥炭沼泽 转出合计
旱生草甸 40.52 2.08 26.96 6.81 7.12 5.97 25.09 9.82 83.85
河渠 1.29 6.69 0.00 0.03 0.08 0.29 0.05 0.11 1.84
建设用地 4.67 0.62 4.09 32.42 0.94 3.37 2.17 1.49 17.34
林地 4.36 0.54 24.22 8.22 119.29 1.35 11.18 18.52 68.39
农田 125.79 3.58 19.14 6.19 47.28 233.68 75.45 0.71 278.15
湿生草本沼泽 0.20 0.00 0.00 0.03 0.09 0.00 4.98 0.00 0.32
湿生泥炭沼泽 40.67 0.84 10.00 8.95 3.07 0.17 28.87 103.09 92.57
转入合计 176.97 7.66 84.41 30.23 58.58 11.15 118.92 30.65 542.47
Tab.3  2005—2011年大九湖湿地土地利用转移矩阵
地类 旱生草甸 河渠 湖泊 建设用地 林地 农田 湿生草本沼泽 湿生泥炭沼泽 中生草甸 转出合计
旱生草甸 150.07 1.31 2.34 8.56 4.73 0.93 23.50 11.78 14.26 67.41
河渠 2.93 6.01 0.00 0.13 0.22 0.00 2.64 0.02 2.41 8.34
湖泊 2.60 0.29 74.66 0.15 1.02 0.00 3.76 1.63 0.30 9.75
建设用地 40.88 0.18 0.50 46.19 4.81 0.03 3.00 1.04 1.65 52.08
林地 8.88 0.21 0.96 1.39 122.72 0.00 3.31 4.01 0.76 19.51
农田 201.74 0.96 0.00 21.64 2.23 1.82 6.86 0.00 9.59 243.01
湿生草本沼泽 44.59 0.35 7.57 6.73 10.66 0.00 19.23 81.53 25.87 177.30
湿生泥炭沼泽 4.43 0.08 1.49 0.20 10.69 0.00 28.35 14.53 25.24 70.49
转入合计 306.04 3.38 12.87 38.80 34.35 0.97 71.41 100.01 80.07 647.89
Tab.4  2011—2017年大九湖湿地土地利用转移矩阵
Fig.3  研究区湖泊遥感影像解译图
Fig.4  研究区农田遥感影像解译图
Fig.5  研究区旱生草甸和中生草甸遥感影像解译图
Fig.6  研究区湿生泥炭沼泽和湿生草本沼泽遥感影像解译图
Fig.7  研究区道路和建设用地遥感影像解译图
Fig.8  研究区林地和河渠遥感影像解译图
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