本文關(guān)鍵詞：大慶城市異質(zhì)景觀形成對湖泊濕地環(huán)境與生物多樣性的影響，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：城市湖泊濕地作為濕地類型之一和城市生態(tài)系統(tǒng)的主要組成部分,具有重要生態(tài)功能和社會經(jīng)濟(jì)價(jià)值。伴隨城市化進(jìn)程的加快,土地利用改變對湖泊濕地生態(tài)系統(tǒng)造成影響,并引發(fā)出一系列生態(tài)環(huán)境問題。為更好地探索城市化過程中不同土地利用方式與湖泊濕地水環(huán)境和生物多樣性之間的關(guān)系,以大慶市區(qū)為研究靶區(qū),分析了城市化背景下大慶湖泊濕地景觀格局的變遷特征及其驅(qū)動力,揭示了景觀空間格局分異與城市湖泊濕地水環(huán)境的響應(yīng)關(guān)系,闡明了生境破碎化對城市湖泊濕地生物多樣性形成的主要影響。論文主要研究結(jié)果如下：1)城市異質(zhì)景觀的形成對大慶湖泊濕地景觀格局的影響顯著。1979-2009年間,大慶市區(qū)土地利用結(jié)構(gòu)變化顯著：從土地利用類型的面積變化及轉(zhuǎn)移規(guī)律可以看出,作為動植物重要棲息地的湖泊濕地、自然植被、沼澤等土地覆被類型遭受侵占和破壞,特別是城市建設(shè)用地與湖泊濕地和農(nóng)田之間的轉(zhuǎn)化,表明大慶的城市化擴(kuò)張是通過大面積侵占湖泊濕地和農(nóng)田來實(shí)現(xiàn)的,與眾多城市的擴(kuò)展規(guī)律基本類似。與此同時,大慶湖泊濕地景觀格局也發(fā)生了明顯變化：1979-1989年間,受南引和北引等水利工程建設(shè)等政策因素影響,湖泊濕地面積劇增2.70萬hm2；1989-2009年間,湖泊濕地向城鎮(zhèn)建設(shè)用地和裸地大量轉(zhuǎn)化,湖泊濕地面積減少1.48萬hm2,城市建設(shè)用地面積劇增6.83萬hm2,城市化擴(kuò)張對湖泊濕地的大規(guī)模侵占是導(dǎo)致湖泊濕地面積持續(xù)減少的主要原因。政策因素在1979-1989年間對湖泊濕地格局演化起到了關(guān)鍵作用。2)從環(huán)境質(zhì)量和生物多樣性兩方面診斷了大慶典型湖泊濕地的生態(tài)系統(tǒng)健康狀況。環(huán)境質(zhì)量評估包括水質(zhì)和表層沉積物兩個方面,結(jié)果表明：在調(diào)查的9個典型湖泊濕地中,水質(zhì)評價(jià)指數(shù)(WQI)介于24.71%-63.53%,平均值為42.21%,表明湖泊濕地水環(huán)境污染較為嚴(yán)重。水質(zhì)測定值變異系數(shù)偏大,可能與湖泊濕地面積、岸線長度、周邊土地利用類型以及污染源等因素有關(guān)。湖泊濕地表層沉積物中Cu、Zn、Pb、Cr和Ni元素的平均含量分別為背景值的2.71、2.10、3.31、1.48和1.62倍,呈現(xiàn)明顯的污染和富集現(xiàn)象；重金屬綜合污染指數(shù)(P)介于0.85-1.98之間,平均值為1.53,表明沉積物中重金屬污染程度處于輕微污染狀態(tài)；湖泊濕地表層沉積物中重金屬Cu與Pb、Cu與Ni元素之間呈極顯著正相關(guān)(p0.01),說明Cu、Pb和Ni可能具有共同的來源。生物多樣性評估包括維管束植物和鳥類兩大類群,結(jié)果表明：在9個湖泊濕地中,濕地維管束植物共記錄到305種,隸屬于60科170屬,占黑龍江省維管束植物種類數(shù)的12.19%。9個湖泊濕地維管束植物種類數(shù)量介于31-112種之間,多樣性指數(shù)Margalef指數(shù)介于4.170-11.020之間,Simpson指數(shù)介于2.490-3.850之間,Shannon-wiener指數(shù)介于0.860-0.970之間；不同湖泊濕地維管束植物多樣性水平差異明顯,但整體水平較低；植物多樣性與湖泊濕地面積無關(guān),島嶼生物地理學(xué)理論不再適用,決定湖泊濕地植物多樣性的主要因素轉(zhuǎn)變?yōu)樯扯鄻有院腿祟惢顒拥母蓴_程度。春季鳥類調(diào)查共記錄到春季鳥類71種,隸屬于10目27科,Shannon-wiener指數(shù)介于0.501-1.012之間,鳥類種類數(shù)量與湖泊濕地面積大小呈正相關(guān),符合島嶼生物地理學(xué)理論；不同生境斑塊類型內(nèi)鳥類種類數(shù)從多到少依次為：沼澤濕地草甸開闊水面農(nóng)田居民區(qū),表明土地利用類型及棲息地生境條件對鳥類物種和多樣性分布的影響較大。3)湖泊濕地的緩沖區(qū)土地利用組成與其水環(huán)境質(zhì)量存在多尺度響應(yīng)關(guān)系。緩沖區(qū)土地利用類型面積比重對湖泊濕地水質(zhì)和沉積物中重金屬含量的影響顯著,且具有明顯的尺度依賴性：在1000m尺度上,草地、城市公共建筑及設(shè)施用地、居住區(qū)、林地和水域等土地利用類型面積比重是影響水環(huán)境質(zhì)量的關(guān)鍵因素；在500m尺度上,城市公共建筑及設(shè)施用地、不透水場地、草地和裸地等土地利用類型面積比重成為影響水環(huán)境質(zhì)量的關(guān)鍵因素；在100m尺度上,沼澤、草地、城市公共建筑及設(shè)施用地和居住區(qū)等土地利用類型面積比重是影響水環(huán)境質(zhì)量的關(guān)鍵因素。土地利用類型面積比重與湖泊濕地水質(zhì)和沉積物中重金屬含量的相關(guān)性也存在明顯差異：在1000m尺度上,草地面積比重與水體中NH4、TN、 CODMn的含量呈顯著負(fù)相關(guān),城市公共建筑及設(shè)施用地面積比重與沉積物中Ni元素的含量呈顯著正相關(guān),居住用地和水域的面積比重與沉積物中Pb元素含量呈極顯著正相關(guān),林地面積比重與沉積物中Cu、Zn、Pb、Cr、Ni五種元素的含量均呈顯著正相關(guān)；在500m尺度上,草地面積比重與水體中NH4、TN、CODMn含量呈顯著負(fù)相關(guān),城市公共建筑及設(shè)施用地面積比重與沉積物中Pb元素含量呈顯著正相關(guān),不透水場地的面積比重與沉積物中Pb、Cr、Ni含量呈極顯著正相關(guān),裸地面積比重與沉積物中Pb含量呈顯著負(fù)相關(guān)；而在l00m空間尺度上,草地面積比重與水體中NH4、TN、CODMn含量呈顯著負(fù)相關(guān),沼澤面積比重與TN含量呈顯著正相關(guān),城市公共建筑及設(shè)施用地和居住區(qū)用地面積比重與沉積物中Cu、Pb含量呈顯著正相關(guān)。4)湖濱帶不同土地利用方式對湖泊濕地植物物種豐富度和多樣性的影響差異顯著。明湖的影響指數(shù)最大,為77.27,影響最嚴(yán)重；乘風(fēng)湖和三永湖次之,影響指數(shù)分別達(dá)到65.30、62.18,影響較大；月亮泡、東卡梁泡、陳家大院泡、蘭德湖、董家泡等5個湖泊濕地的影響指數(shù)均介于35.00～55.00之間,屬于中度影響；東湖的影響指數(shù)最小,為32.28,影響較小。評價(jià)指標(biāo)權(quán)重和賦值結(jié)果表明,湖濱帶不同土地利用類型對湖泊濕地植物多樣性的影響指數(shù)差異明顯,且與植物多樣性指數(shù)H'顯著相關(guān),城市建設(shè)用地對其影響最為強(qiáng)烈,成為影響湖泊濕地植物多樣性的關(guān)鍵因子,農(nóng)田和裸地對其影響相對較小。5)湖泊濕地緩沖區(qū)的土地利用組成決定了其鳥類物種多樣性及常見種的分布。鳥類多樣性指數(shù)H'與500m緩沖區(qū)樣帶內(nèi)的草地面積比重呈顯著正相關(guān)(p0.01),鳥類種類數(shù)量與草地面積比重呈正相關(guān)關(guān)系(p0.05),表明草地(甸)是鳥類主要的棲息或覓食場所。常見種與10項(xiàng)棲息地環(huán)境參數(shù)的多元回歸分析表明,影響鳥類分布的棲息地參數(shù)存在種間差異,這與鳥類對不同棲息地適應(yīng)性存在差異有關(guān)。鳥類物種多樣性與棲息地環(huán)境參數(shù)的多元回歸分析表明,鳥類多樣性隨著城市建設(shè)用地面積比重以及人為干擾活動的增加而降低。綜上所述,大慶近30年的城市化進(jìn)程所帶來的土地利用類型劇變是引發(fā)湖泊濕地生態(tài)系統(tǒng)變化的關(guān)鍵驅(qū)動力。大慶城市湖泊濕地的水環(huán)境質(zhì)量、植物以及鳥類多樣性均與周邊土地利用類型組成密切聯(lián)系。大慶城市湖泊濕地的保護(hù)和恢復(fù),在不同尺度上調(diào)整周邊土地利用類型組成,增加恢復(fù)草地(甸)等土地利用比例是需要首先實(shí)施的步驟。
【關(guān)鍵詞】：城市湖泊濕地 土地利用方式 生境破碎化 水環(huán)境質(zhì)量響應(yīng) 生物多樣性影響
【學(xué)位授予單位】：華東師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：Q14
【目錄】：

• 摘要6-9
• Abstract9-14
• 第1章 前言14-36
• 1.1 研究背景與意義14-16
• 1.1.1 研究背景14-15
• 1.1.2 研究意義15-16
• 1.2 國內(nèi)外研究進(jìn)展16-33
• 1.2.1 城市湖泊濕地的定義、類型及基本特征16-17
• 1.2.2 城市化區(qū)域土地利用及景觀格局變化17-22
• 1.2.3 城市土地利用對濕地水環(huán)境的影響22-27
• 1.2.4 城市土地利用對濕地生物多樣性的影響27-33
• 1.3 研究內(nèi)容與技術(shù)路線33-36
• 1.3.1 研究目標(biāo)33-34
• 1.3.2 研究內(nèi)容34-35
• 1.3.3 技術(shù)路線35-36
• 第2章 城市土地利用變遷與湖泊濕地格局的協(xié)同演化36-64
• 2.1 研究區(qū)域概況37-41
• 2.1.1 自然環(huán)境概況37-38
• 2.1.2 社會經(jīng)濟(jì)概況38-40
• 2.1.3 生態(tài)環(huán)境特征40-41
• 2.2 研究方法41-47
• 2.2.1 數(shù)據(jù)來源41
• 2.2.2 數(shù)據(jù)預(yù)處理41-45
• 2.2.3 土地利用分類45
• 2.2.4 遙感影像分類方法與精度評價(jià)45-46
• 2.2.5 景觀格局分析46-47
• 2.3 結(jié)果與分析47-57
• 2.3.1 遙感影像解譯分類結(jié)果與精度評價(jià)47-50
• 2.3.2 土地利用時空變化與轉(zhuǎn)移特征50-53
• 2.3.3 景觀格局指數(shù)變化特征53-57
• 2.4 討論57-64
• 2.4.1 城市土地利用演變對湖泊濕地格局變遷的影響57-58
• 2.4.2 湖泊濕地景觀格局變遷的主要驅(qū)動力58-62
• 2.4.3 城市湖泊濕地生態(tài)系統(tǒng)景觀演化動態(tài)監(jiān)測與預(yù)警62-64
• 第3章 城市湖泊濕地緩沖區(qū)土地利用組成對水環(huán)境的影響64-88
• 3.1 研究方法65-71
• 3.1.1 湖泊濕地選取、緩沖區(qū)劃分與土地利用信息提取65-67
• 3.1.2 水質(zhì)監(jiān)測與取樣分析67-68
• 3.1.3 重金屬樣品采集、處理以及含量測定68-71
• 3.1.4 數(shù)據(jù)處理71
• 3.2 結(jié)果與分析71-84
• 3.2.1 緩沖區(qū)土地利用類型及格局71-74
• 3.2.2 湖泊濕地水質(zhì)狀況74-75
• 3.2.3 湖泊濕地表層沉積物重金屬污染特征75-80
• 3.2.4 土地利用類型面積比重與水質(zhì)的關(guān)系80-82
• 3.2.5 土地利用類型面積比重與沉積物重金屬含量的關(guān)系82-84
• 3.3 討論84-88
• 3.3.1 土地利用方式對湖泊濕地水質(zhì)的影響84-85
• 3.3.2 土地利用方式與湖泊濕地水質(zhì)的多尺度響應(yīng)85-86
• 3.3.3 城市湖泊濕地水環(huán)境保護(hù)與改善策略86-88
• 第4章 城市湖泊濕地植物多樣性及其對湖濱帶土地利用方式的響應(yīng)88-106
• 4.1 研究方法89-94
• 4.1.1 植物調(diào)查方法89-90
• 4.1.2 數(shù)據(jù)處理90-94
• 4.2 結(jié)果與分析94-101
• 4.2.1 物種多樣性組成及特征94-97
• 4.2.2 評價(jià)指標(biāo)與權(quán)重賦值結(jié)果97-100
• 4.2.3 土地利用方式對湖泊濕地植物多樣性的影響評價(jià)結(jié)果100-101
• 4.3 討論101-106
• 4.3.1 土地利用對湖泊濕地植物豐富度和多樣性分布的影響101-103
• 4.3.2 城市化背景下土地利用對植物多樣性影響的評價(jià)體系構(gòu)建103-105
• 4.3.3 城市湖泊濕地植物多樣性的保護(hù)與恢復(fù)策略105-106
• 第5章 城市湖泊濕地鳥類多樣性及其與周邊棲息地組成的響應(yīng)106-119
• 5.1 研究方法107-109
• 5.1.1 鳥類調(diào)查107-108
• 5.1.2 棲息地環(huán)境參數(shù)選取108-109
• 5.1.3 數(shù)據(jù)處理109
• 5.2 結(jié)果與分析109-115
• 5.2.1 鳥類群落物種組成和多樣性109-111
• 5.2.2 不同生境鳥類組成差異111-112
• 5.2.3 鳥類豐富度與湖泊濕地面積的關(guān)系112-113
• 5.2.4 緩沖區(qū)土地利用類型的面積比重與鳥類多樣性的關(guān)系113-114
• 5.2.5 鳥類物種分布與棲息地環(huán)境參數(shù)的關(guān)系114-115
• 5.3 討論115-119
• 5.3.1 棲息地環(huán)境與鳥類多樣性的關(guān)系115-116
• 5.3.2 土地利用方式對湖泊濕地鳥類多樣性的影響116-117
• 5.3.3 城市湖泊濕地鳥類多樣性保護(hù)策略117-119
• 第6章 結(jié)論與展望119-124
• 參考文獻(xiàn)124-144
• 附錄1 湖泊濕地緩沖區(qū)土地利用分類圖144-158
• 附錄2 大慶市湖泊濕地植物名錄158-166
• 附錄3 大慶市湖泊濕地鳥類名錄166-169
• 致謝169-170
• 博士期間發(fā)表論文及獲獎情況170-171

  本文關(guān)鍵詞：大慶城市異質(zhì)景觀形成對湖泊濕地環(huán)境與生物多樣性的影響，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：280410