發(fā)布時間：2020-08-28 01:21

【摘要】： 濕地作為地球三大生態(tài)系統(tǒng)之一,具有重要的生態(tài)服務(wù)功能,是一種重要的物質(zhì)資源和國土資源。長期以來,由于自然因素與人為因素的干擾導(dǎo)致濕地生態(tài)系統(tǒng)功能退化與喪失是濕地研究面臨的嚴(yán)峻現(xiàn)實(shí)。因此,研究濕地生態(tài)系統(tǒng)的退化演變機(jī)制成為當(dāng)今濕地科學(xué)關(guān)注的焦點(diǎn)問題和重要內(nèi)容,也是對濕地進(jìn)行科學(xué)保護(hù)與有效管理和合理開發(fā)利用的前提和基礎(chǔ)。本文以遼寧省最大的天然內(nèi)陸型濕地-沈陽臥龍湖濕地省級自然保護(hù)區(qū)為例,對濕地生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能首次進(jìn)行全面分析、評價的基礎(chǔ)上,采用定性、定量相結(jié)合的方法研究了半干旱內(nèi)陸型濕地的生態(tài)退化機(jī)制問題,并提出了相應(yīng)的保護(hù)對策。論文以對新方法的使用為努力和探索的方向,希望為半干旱典型區(qū)域的濕地退化研究做出有益的探索。圍繞著濕地退化機(jī)制的主題本文主要開展了以下相關(guān)研究： (1)全面分析了臥龍湖濕地的生態(tài)結(jié)構(gòu)及服務(wù)功能,計(jì)算了濕地的使用價值價值與存在價值,進(jìn)一步強(qiáng)化了保護(hù)臥龍湖濕地的重要意義。依據(jù)現(xiàn)代價值論的理論和計(jì)算方法對濕地的經(jīng)濟(jì)功能、生態(tài)功能和社會功能三個方面的共10項(xiàng)使用和非使用價值進(jìn)行了量化計(jì)算,并提出了濕地存在價值的計(jì)算方法。計(jì)算結(jié)果顯示,臥龍湖濕地的總價值為Y208.88億元人民幣,其中直接使用價值為￥4.965億元人民幣,非使用價值為￥203.92億元人民幣。 (2)考察了自然因素和人為因素變化對臥龍湖濕地退化的影響,建立了濕地脆弱性評價指標(biāo)體系,采用APH-綜合指數(shù)法對臥龍湖濕地的生態(tài)脆弱性進(jìn)行了動態(tài)評價,在此基礎(chǔ)上探討了濕地生態(tài)系統(tǒng)退化的機(jī)制問題。評價的結(jié)果表明臥龍湖濕地1994年以來的脆弱性呈上升趨勢,整體處于嚴(yán)重脆弱的狀態(tài)。從單因子的權(quán)重分析來看,濕地區(qū)域的氣候因子、蓄水量和水污染程度等指標(biāo)的權(quán)值較高。從濕地的退化機(jī)制分析得出,由于臥龍湖濕地地處半干旱的沙漠化區(qū)域,區(qū)域的氣候變化是導(dǎo)致近年來濕地退化的主要原因,人為因素與自然因素的疊加進(jìn)一步加劇了濕地退化的過程。 (3)運(yùn)用初等突變理論的思想方法,建立了臥龍湖濕地生態(tài)系統(tǒng)退化的尖點(diǎn)突變判別模型,以模型描述的方式對臥龍湖濕地的生態(tài)退化狀態(tài)進(jìn)行了判別。根據(jù)臥龍湖濕地地處半干旱地區(qū)的實(shí)際環(huán)境特點(diǎn),選擇以直接影響濕地生態(tài)環(huán)境狀況的蓄水量指標(biāo)和水環(huán)境質(zhì)量指標(biāo)作為濕地尖點(diǎn)突變模型的控制變量,以生物多樣性指標(biāo)作為狀態(tài)變量,濕地的生態(tài)功能綜合指數(shù)作為勢函數(shù),分別對臥龍湖濕地1994年、2000年、2002年、2003年、2005年和2006年的退化狀態(tài)進(jìn)行了嘗試性的模擬判別。結(jié)果表明,臥龍湖濕地生態(tài)系統(tǒng)于2002年發(fā)生了退化突變現(xiàn)象,其結(jié)果與濕地實(shí)際退化的狀況基本吻合,結(jié)果還表明,突變理論模型可以對未來的濕地退化趨勢進(jìn)行預(yù)測。 (4)利用人工智能建模的思想方法,將遺傳程序設(shè)計(jì)(GP)算法應(yīng)用到臥龍湖濕地的年蓄水量變化趨勢的模擬和預(yù)測中。在研究所需數(shù)據(jù)量不足的條件下,對影響濕地生態(tài)系統(tǒng)退化的主要控制因素-濕地蓄水量的變化趨勢進(jìn)行了模擬和預(yù)測。結(jié)合濕地所處半干旱地區(qū)的環(huán)境特征分析的結(jié)論,本文將區(qū)域蒸發(fā)量和降水量作為模型算法的輸入變量,蓄水量作為輸出變量,在小數(shù)據(jù)量條件下模擬了濕地蓄水量的變化,結(jié)果表明,GP智能建模的模擬精度較高,適用于半干旱地區(qū)的濕地蓄水量變化的模擬,尤其在小數(shù)量條件下優(yōu)于傳統(tǒng)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型(ANN)和灰色系統(tǒng)模型(GM)。本文還對臥龍湖濕地蓄水量未來的變化趨勢進(jìn)行了預(yù)測,結(jié)果表明,按照區(qū)域降水量持續(xù)下降(-0.802mm/a)及蒸發(fā)量持續(xù)上升的(7.471mm/a)趨勢,未來臥龍湖濕地的蓄水量下降趨勢明顯。 (5)針對臥龍湖濕地區(qū)域水資源缺乏的現(xiàn)狀,結(jié)合區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的中遠(yuǎn)期規(guī)劃目標(biāo),制定了基于區(qū)域生態(tài)、經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的用水方案,采用多目標(biāo)模糊規(guī)劃的方法確定了區(qū)域以保護(hù)生態(tài)為主,兼顧經(jīng)濟(jì)效益提高為目標(biāo)的水資源配置最優(yōu)方案。最后針對濕地現(xiàn)行管理存在的相關(guān)問題提出了相應(yīng)的保護(hù)對策。
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類號】：X37

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2806883