杭州湾南岸滨海湿地典型植被动态监测研究

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湿地植被作为湿地的重要组成部分,有着极其重要的价值。从生物系统来看,它是众多的珍稀水禽主要的栖息地、繁殖地和重要的越冬地;从区域生态环境来看,它保护了区域内的生物多样性,维持了区域的生态系统平衡。同时,也具有护岸、防洪、滞留泥沙和净化水质的功能,是区域防御和减弱灾害的生态屏障。在湿地植被因湿地围垦等人类活动而面临严重退化的前提背景下,当前如何准确快捷地获取湿地植被信息显得尤为重要。  研究以2008、2013年QuickBird影像和2017年GF-2影像以及野外考察数据为数据源,对杭州湾南岸滨海湿地典型植被进行动态监测分析。首先,基于平均全局评分指数对高分辨率遥感影像多尺度分割的结果进行最优分割尺度评价。然后,探索并分析不同数据融合方式采用随机森林模型和C4.5算法对滨海典型湿地植被提取结果的影响。最后,对2008~2013~2017年分类结果进行叠加分析,总结典型湿地植被的空间分布特征、时空变化规律以及对土地利用时空变化的响应。研究结果表明:  (1)运用全局最优评分法是获得图像最优分割尺度的客观高效的方法,对提高分类精度具有重要作用。  (2)以2013年QuickBird数据和野外考察数据为数据源,在最优分割尺度的基础上,运用不同数据融合方式采用随机森林和C4.5算法,研究发现面向对象与随机森林模型结合的方法比使用面向对象与C4.5算法结合的方法更适用于滨海湿地植被信息的精确提取,可以有效地提取研究区5类滨海湿地植被,总体分类精度为86.90%。随机森林模型的分类精度对特征变量的数量并不特别敏感。  (3)研究发现典型湿地植被的空间分布自海岸潮间带至陆地依次呈现:海三棱藨草、互花米草、芦苇、人工植被。海三棱藨草集中在距离陆地较远的潮间带,呈现与海岸线平行的条带状;互花米草零星分布在距离陆地较近的潮间带;芦苇主要分布于滩涂围垦改造早期的养殖塘,人工植被则主要分布于滩涂围垦改造时间较长的区域。  (4)杭州湾海岸带滩涂发育呈不断向海洋扩张趋势,海岸带土地利用变化剧烈。植被变化主要有光滩-海三棱藨草-水体-未利用地、光滩-海三棱藨草-芦苇-水体、海三棱藨草-互花米草-芦苇-水体、互花米草-水体-耕地四种模式。海三棱藨草主要生长于新生滩涂潮位较低处,互花米草生长在沿海岸潮位较低处。在利用改造初期,滩涂变成以养殖塘为主的水体,生境发生改变,海三棱藨草消失,互花米草逐渐消亡,植被以芦苇为主,当养殖塘被进一步改造为耕地时,植被则以人工种植为主。  (5)2008~2013~2017年间海三棱藨草总面积先增加后减少,增长和减少的面积大致持平,即围垦和自然扩展面积相近;芦苇总面积处于上升之中,由2.57km2经6.05km2上升到7.44km2;互花米草总面积受人为治理的影响持续减少。人类活动造成湿地植被转变的面积远远大于湿地植被自然演替的面积,表明湿地植被生态环境受人为影响严重且速度不断加快。剧烈地人类活动影响着湿地生态平衡,造成动植物生境恶化,打破了湿地的开发与保护间的平衡。
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