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白洋淀是华北平原最大、最典型的淡水湖泊湿地,是华北地区生态环境系统极其重要的组成部分。近几十年来由于受气候变化和人类活动的影响,白洋淀淀区的生态环境发生了很大的变化,水源明显减少,污染严重,泥沙淤积严重,湖泊水域和湿地面积急剧萎缩。白洋淀的问题是一个流域性的问题,涉及到上下游、淀内外多种自然、社会和经济因素。白洋淀的环境演变,不仅涉及到淀区本身的自然、社会和经济条件,而且与上游的水资源开发、植被覆盖状况、水土流失情况以及整个流域的景观格局变化都有很密切的关系。因此,把白洋淀流域作为一个整体加以研究,对反映整个流域的生态环境变化具有更大的科学意义。 遥感(Remote Sensing,RS)技术的运用,解决了流域生态环境信息提取难的问题,它能提供不同空间分辨率、不同时间分辨率和不同光谱分辨率的数据源,同时还具有其它常规手段所不具备的快速、准确特点,为白洋淀流域生态环境的变化区域、变化数量及变化趋势提供经济、快捷和实时的数据来源。地理信息系统(Geography Information System,GIS)技术正日趋成熟与实用化,具有强大的空间分析功能,通过对空间相关数据进行收集、管理、提取、分析、模拟和显示,运用地理模型,适时提供多种空间和动态的地理信息,与遥感密切结合,二者可用来分析白洋淀流域生态环境的格局和动态变化。 景观生态学以综合、整体的思想审视生态环境的现状和变化,为人类成功地解决所面临的生态问题提供了新的理论和方法。景观格局分析是景观生态学的重要研究思路和方法。通过对不同时段的景观格局变化分析,可以探究其动因和机制,并为研究区的生态环境状况评价及发展趋势分析提供十分有效的手段,进而为合理利用景观,调整人类活动的力度和方式提供依据。 本文以白洋淀流域为研究区,用遥感与GIS技术获取基础分析数据,并结合DEM高程数据和其它的历史数据,通过对信息加工与处理,结合数理统计方法和景观空间格局的研究方法,从水环境、水土流失常规分析和景观格局分析三个角度对80年代到2000年的生态环境变化情况进行了研究,对这些变化的驱动力、效应和对策进行了初步分析。 研究结果表明白洋淀流域近期生态环境变化的主要表现是:(1)水资源严重匮乏,水量剧烈减少,水域面积大幅缩小;水质状况稍有好转,但污染仍然严重。(2)尽管轻度水土流失面积减少,但是微度、中度、强度、极强和剧烈水土流失面积都在增加,流域水土流失的总体状况有所增强;从不同高程带来看水土流失分布,发现微度流失主要分布在低平原,轻度流失主要分布在高平原,中度、强度和极强度流失主要分布在中山,水土流失变化最明显的地区主要集中在中部丘陵山区林牧和农牧交错带。(3)景观格局变化的总体状况是斑块密度在下降,斑块形状变得简单规则,斑块类型分布更加离散,连接性减少;景观要素类型变化的情况比较复杂;景观格局特征随高程的变化发生了明显的变异;不同高程带景观要素类型变化趋势不一。研究结果还表明,白洋淀流域的生态环境是在自然和人为因素的综合作用下发生变化的,对流域的景观、社会和经济都已产生重要的效应;其中人类活动对流域景观格局干扰最强烈的地区主要集中在东部平原地区;从景观生态学的理论与方法出发,适宜对流域进行河流廊道建设、绿色景观建设和农业结构调整景观生态建设。本文的研究结果为深入认识白洋淀流域生态环境问题提供了一定的参考,本文在流域生态环境变化研究方法方面一些探索和尝试,可以为今后同类研究提供借鉴。