小兴安岭沼泽湿地时空分布及其对环境变化的响应研究

This project mainly research marsh wetland temporal spatial distribution processs under the environment change, extracting vegetation types from the typical study area：Wuyiling and Youhao national wetland nature reserves and analyzing the vegetation gradient changes of marsh wetland with the high-resolution aerial images. Supported by multi-source remote sensing data fusion technology，we obtain forest and wetland temporal spatial distribution information in the Xiaoxing an Mountains; On the basis of the improved Apriori classical algorithm and overlay analysis method, we put forward the spatial association rule mining which is under the overlay analysis method, which we applied into studying on the succession of vegetation. Through building combinatorial ecological niche modeling and analyzing the marsh wetland and forest dynamic spatial-temporal distribution in the study region, we quantitatively analyze the influence of environmental factors in the typical study region and marsh wetland in Xiaoxing an Mountains. We use artificial neural network and cellular automata model to analyze the development trend of the marsh wetland through doing scenario simulation over the next 30 years. The study is a burning question in the geography research , that provides important theoretical basis for the protection of marsh wetland and can be of great help to practical application.

本项目以环境变化下的沼泽湿地时空分布过程为主线，利用高分辨率航空影片对典型样区（乌伊岭和友好国家级湿地自然保护区）的植被类型进行提取，分析沼泽湿地植被梯度变化；以多源遥感数据融合技术为支撑获取小兴安岭地区森林和湿地时空分布信息。以改进的Apriori经典算法和叠置分析方法为基础，提出了基于叠置分析的空间关联规则挖掘算法，将该算法运用到典型研究区的植被演替规律挖掘；通过构建组合生态位模型分析研究区沼泽湿地和森林的动态时空分布，定量分析环境因素对小兴安岭典型样区和小兴安岭地区沼泽湿地的影响。利用人工神经网络-元胞自动机模型对未来30年沼泽湿地进行情景模拟，分析沼泽湿地的演变趋势。该研究是当前地理科学湿地系统的热点，为沼泽湿地的可持续发展、生态恢复提供重要的科学依据，并具有实际的应用价值。

沼泽湿地对环境变化的响应是研究沼泽湿地变化机制的关键问题，探究沼泽湿地与环境变化的关系对沼泽湿地的保护具有重要意义。本项目以小兴安岭沼泽湿地为研究对象，结合实地调查、3S技术手段研究沼泽湿地的时空变化规律，探索沼泽湿地梯度变化与生境的关系，揭示沼泽湿地变化与环境变化的关系。本研究发现，（1）近40年小兴安岭地区的湿地退化状况明显。湿地景观优势度持续下降，耕地的优势度逐步上升；小兴安岭湿地面积整体呈现下降趋势。（2）友好保护区湿地植被的分布主要受海拔因子的影响，随着海拔的逐渐降低主要分布的湿地植被由森林到森林沼泽、灌丛沼泽、草丛沼泽的变化；友好保护区的植被类型变化与土壤中的有机质含量、土壤含水量、全磷指数、全钾指数等存在一定的相关性。（3）植被类型丰富度的具有特定的环境区间，不同植被生长需要的温度和降水量分布格局不同，气温是影响植被覆盖变化的主导因素，也是导致乌伊岭地区植被退化的主要影响因子。（4）沼泽湿地发生剧烈变化、沼泽湿地退化的强度从北向南、从西向东逐渐增强；三类沼泽湿地质心都不同程度地向西北方向迁移，沼泽湿地发生迁移的主要原因是空间上沼泽湿地发生退化的剧烈程度不均衡造成的。（5）小兴安岭沼泽湿地减少的驱动因素存在南北、东西差异，南部、东部地区耕地扩张是沼泽湿地减少的重要因素，北部和西部地区长期受自然环境因素变化导致沼泽湿地减少。因此，40a小兴安岭沼泽湿地减少是耕地扩张与自然环境变化共同作用的产物，并且具有空间分异特征。（6）沼泽湿地在未来的发展趋势是缓慢增长并趋于平稳的发展态势，与全球气候变暖，降水量减少、区域经济发展规划、政策引导及人们对湿地的保护意识日益增强密切相关。本项目的执行丰富了我国东北高寒地区沼泽湿地变化机制的研究，为我国沼泽湿地保护提供理论依据。