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滨海旅游区异质性景观对湿地生态系统的影响

作　者: 刘世栋
导　师: 高峻
学　校: 上海师范大学
专　业: 环境科学
关键词: 滨海旅游区 异质性景观 滨海湿地生态系统 旅游环境影响 杭州湾北岸
分类号: F592.7
类　型: 博士论文
年　份: 2010年
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内容摘要


人类活动与自然生态系统的相互作用一直是环境科学研究的热点,随着滨海地区经济的发展,滨海人类活动日益增多,滨海湿地生态系统的脆弱性与人类大量开发活动之间的矛盾就日益凸显,所以研究滨海地区人类活动对湿地生态系统的影响具有重要的意义。本论文以杭州湾北岸为研究区域,以上海崇明岛东滩湿地为参考区域,首先从区域角度对上海杭州湾北岸滨海地区六个镇(金山石化、漕泾镇、山阳镇、柘林镇、海湾镇、芦潮港)的土地利用进行研究,从宏观上把握区域异质性景观演变的规律,并加入经济数据的分析,研究杭州湾北岸异质性景观演变的驱动力以及异质性景观对滨海湿地生态系统的影响。其次在宏观把握杭州湾北岸景观格局演变的基础上,选择以旅游活动作为主要驱动力,研究微观滨海旅游区由于旅游开发活动所形成的异质性景观,其所带来的环境影响。研究区选择较有典型意义且临近海岸线的旅游景区(金山城市沙滩、奉贤海湾旅游区、奉贤碧海金沙、崇明岛东滩鸟类保护区湿地)。生态环境因子通过分析最终选择滨海水体以及滨海湿地植被作为主要研究因子,并将滨海旅游开发活动分为：滨海游泳、皮划艇水上自行车水上运动、水上舞台搭建、观海踏潮、旅游餐饮等五种类型,并将旅游景区旁边未开发的区域作为背景区进行对比分析,分析由于旅游开发活动所形成的异质性景观对当地的湿地生态系统到底产生何种影响。在研究旅游活动开发所形成的滨海异质性景观的基础上,本论文还从景观生态学的角度,对异质性景观对滨海湿地生态系统的生态风险进行评价,并初步探讨了有关滨海湿地生态安全的问题。本论文的相关结论如下：1.大尺度滨海地区土地利用／覆被变化规律从大尺度区域层面,1994-2003年这13年来,城镇用地、待开发用地、道路、工厂、林地和铁路景观面积有所增加,其中工厂景观面积增加幅度较大,增加了3751.54 hm2；而农村居住用地、农田、水体、滩涂和鱼塘景观面积均有所减少,其中农田景观面积下降幅度最大,减少了3899.17 hm2。这说明杭州湾北岸的城市化进程中,其发展规律为先将水体景观和农田转为待开发用地,其后待开发用地大部分转变为工厂,城市化发展中主要土地利用类型是从农田向着工厂逐步转化。2.杭州湾北岸滨海地区异质性景观演变规律及其驱动力研究区域的主导景观类型为农田景观,斑块类型面积变化也最为显著,变化幅度超过10%,这主要是由于城市化建设加快,土地斑块转出主要来源于农田景观。农村居住景观和农田景观的斑块密度下降的幅度最大,分别减少了3190块和2778块,这主要是由于城市化的扩张,使得其他用地代替了农村居住景观和农田景观；道路景观的LPI值增加的幅度比较大,为8.88,滩涂景观和水体景观LPI值减少的趋势较大,为4.12和4.24。说明农村居住景观和道路景观逐渐呈连片的趋势,而滩涂和水体景观受人为干扰程度大,逐渐趋于破碎化。水体景观的IJI值变化幅度最大,为24.62,这主要是由于从94年到07年间,政府加大了河道的规划和疏通,使得水体景观相邻的景观类型数量增加幅度较大；13年来,水体景观的聚集度变化幅度最大,从91.25降到70.32,由于水体景观的面积有所减少,逐渐趋于破碎化的结果。滨海异质性景观变化最大的农田景观,其景观演变的驱动力经过计算,在不考虑不合理土地使用的情况下,经济发展以及人口增加是研究区域内农田景观面积减少的最重要的两个驱动力因素。3.滨海地区异质性景观对湿地生态系统的影响滨海旅游开发活动影响了湿地景观环境,形成了独特的景观单元；滨海旅游区的景观结构随着旅游开发活动的不断开展日益复杂；滨海旅游区的景观功能比未开发的湿地生态系统更加多样化；滨海旅游区异质性景观的动态完全不同于未开发湿地生态系统；异质性景观对滨海湿地生态系统的影响主要体现在物质流、物种流和景观动态4.滨海旅游活动对滨海异质性景观湿地生态系统的影响(1)旅游开发活动对滨海异质性景观水体影响呈现明显季节性上海杭州湾北岸的滨海旅游区,水质均处于2级和3级,水质良好。奉贤碧海金沙冬季水质优于夏季水质,δGC小于0的占到65%；奉贤海湾旅游区冬季水质劣于夏季水质,δGC大于0的为100%；金山城市沙滩冬季水质劣于夏季水质,δGC大于0的超过55%。(2)滨海旅游活动不同类型对水体环境影响不同奉贤碧海金沙旅游区对水质化学性质影响最大的是滨海游泳,水质评价结果GC最高,为2.60；皮划艇运动对海水综合水质影响仅次于游泳,奉贤碧海金沙的皮划艇运动除了对水体的溶解氧、浊度等造成影响外,还会因为游客在水中踩踏等等,对水体造成一定的污染,所以从水质综合评价指标上来看,GC值仅次于滨海游泳活动,为2.53；金山城市沙滩和海湾旅游区旅游餐饮活动未对当地水环境造成污染,其餐饮区周围的水质综合评价结果最低,GC为2.51,说明水质最好。(3)滨海旅游开发活动提高了滨海湿地生物多样性滨海旅游区的植被生物多样性具有强烈的人为干扰效应。一类是人工异质性景观,其完全按照人类旅游景观美化的目的进行改造,如奉贤海湾旅游区外来物种数量多达39种、金山城市沙滩优于封闭区域建设,外来物种为6种,在人工异质性景观单元中,其植被对于干扰的响应能力非常弱,本地湿地物种在人工景观植被区很难传播繁殖,且呈现生物多样性的不均匀分布；还有一类是管理异质性景观单元,人类活动对于湿地地形的改造,使得植被生态系统自发响应这类改造,表现为生物多样性的增多,其代表为崇明岛东滩鸟类保护区护岸堤上下的植被物种数量,由于护岸堤海拔的升高,护岸堤上物种数量增加13种。(4)滨海地区典型人工植被的生长具有生态阈值本论文通过观测实验,发现滨海典型人工植被加拿利海枣除了会随着气温的降低,枯叶逐渐增多外,其生长高度也有一定阈值。在高于5m的加拿利海枣发现枯叶比例明显高于3-4m的植株。

全文目录


摘要  3-6
Abstract  6-17
1.绪论  17-29
  1.1 选题背景  17-19
  1.2 研究目的与意义  19-21
  1.3 研究区域  21
  1.4 研究内容  21-25
    1.4.1 大尺度滨海地区异质性景观研究  21-22
      1.4.1.1 滨海地区土地利用/覆被变化研究  21-22
      1.4.1.2 滨海地区景观格局研究  22
      1.4.1.3 滨海地区异质性景观影响研究  22
    1.4.2 滨海旅游区异质性景观中人类活动对景观环境的影响  22-25
      1.4.2.1 滨海旅游研究  22-23
      1.4.2.2 滨海湿地生态系统研究  23-25
      1.4.2.3 滨海旅游区异质性景观中人类活动对景观环境影响研究  25
      1.4.2.4 滨海异质性景观湿地生态系统对旅游开发活动的响应  25
  1.5 技术路线  25-27
  1.6 研究方法  27-29
    1.6.1 研究区及样地选取  27
    1.6.2 遥感影像分析方法  27-28
    1.6.3 实验方法选取  28
    1.6.4 数据评价与计算方法  28-29
2. 相关理论研究及国内外研究现状  29-76
  2.1 景观异质性理论的基本内容  29-36
    2.1.1 景观与景观格局  29-30
      2.1.1.1 景观与景观格局的概念  29-30
      2.1.1.2 景观格局研究方法和内容  30
    2.1.2 景观的异质性理论  30-33
      2.1.2.1 景观异质性的定义  30-31
      2.1.2.2 景观异质性的产生机制  31
      2.1.2.3 景观异质性的干扰  31-32
      2.1.2.4 景观异质性的尺度  32
      2.1.2.5 景观异质性与稳定性  32-33
    2.1.3 景观生态学研究现状分析  33-36
      2.1.3.1 国内外景观生态学的发展  33-34
      2.1.3.2 目前景观生态学研究的内容和发展趋势  34-36
  2.2 湿地生态学的基本内容  36-45
    2.2.1 湿地研究  36-37
      2.2.1.1 湿地的概念  36-37
      2.2.1.2 湿地生态系统的概念  37
    2.2.2 滨海湿地的概念  37-38
      2.2.2.1 滨海湿地  37-38
      2.2.2.3 滨海湿地生态系统  38
    2.2.3 湿地生态学研究现状分析  38-45
      2.2.3.1 国外湿地研究  38-41
      2.2.3.2 国内湿地研究  41-43
      2.2.3.3 国内外湿地研究对比  43-45
  2.3 旅游环境影响研究的基本内容  45-53
    2.3.1 旅游与生态环境的关系  45-47
    2.3.2 旅游对生态环境的影响  47-53
      2.3.2.1 旅游对水体的影响  48-49
      2.3.2.2 旅游对动物的影响  49-51
      2.3.2.3 旅游对植被的影响  51-52
      2.3.2.4 旅游对十壤的影响  52-53
  2.4 景观生态学视角下的滨海旅游开发活动  53-67
    2.4.1 滨海地区的异质性景观  55-59
      2.4.1.1 滨海地区异质性景观系统的干扰因子分析  55-57
      2.4.1.2 滨海地区的异质性景观概念  57-58
        2.4.1.2.1 旅游开发活动影响下的滨海地区异质性景观概念  57
        2.4.1.2.2 滨海旅游区异质性景观的特点  57-58
      2.4.1.3 旅游开发活动的异质性景观形成过程分析  58-59
    2.4.2 异质性景观对湿地生态系统的影响  59-67
      2.4.2.1 异质性景观对滨海湿地生态系统景观结构的影响  59-63
        2.4.2.1.1 景观结构中斑块的改变  59-61
        2.4.2.1.2 景观结构中的廊道改变  61-62
        2.4.2.1.3 景观结构中基质的改变  62-63
      2.4.2.2 异质性景观对滨海湿地生态系统景观功能的影响  63-66
        2.4.2.2.1 旅游景区的物质流  63-64
        2.4.2.2.2 旅游景区的能量流  64-65
        2.4.2.2.3 旅游景区的物种流  65
        2.4.2.2.4 旅游景区的信息流  65-66
      2.4.2.3 异质性景观对滨海湿地生态系统景观动态的影响  66-67
  2.5 滨海旅游研究的基本内容  67-73
    2.5.1 滨海旅游的概念  67-68
    2.5.2 滨海旅游活动的类型及其环境影响  68-70
    2.5.3 滨海旅游研究现状分析  70-73
      2.5.3.1 国外滨海旅游研究  70-71
      2.5.3.2 国内滨海旅游研究  71-73
      2.5.3.3 国内外滨海旅游对比  73
  2.6 本论文的创新与突破  73-76
    2.6.1 研究内容方面  74
    2.6.2 研究理论方面  74-75
    2.6.3 研究实践方面  75-76
3.上海杭州湾北岸滨海地区概况及研究区选取  76-88
  3.1 杭州湾北岸滨海地区自然地理状况  76-81
    3.1.1 地质地貌  76-79
      3.1.1.1 地质  76-77
      3.1.1.2 地貌  77-79
    3.1.2 气候概况  79-80
    3.1.3 水域环境  80-81
  3.2 上海杭州湾北岸滨海旅游区概况  81-82
    3.2.1 奉贤碧海金沙  81
    3.2.2 奉贤海湾旅游区  81-82
    3.2.3 金山城市沙滩  82
  3.3 崇明岛东滩鸟类保护区  82-83
  3.4 上海杭州湾北岸滨海旅游研究区的确定  83-88
    3.4.1 上海杭州湾北岸滨海地区人类活动分析  83-84
      3.4.1.1 上海杭州湾北岸滨海土地利用类型分析  83-84
      3.4.1.2 上海杭州湾北岸滨海人类活动类型分析  84
    3.4.2 上海杭州湾北岸旅游目的地分析  84-85
      3.4.2.1 奉贤区滨海旅游景点分析  84-85
      3.4.2.2 金山区滨海旅游景点分析  85
    3.4.3 上海杭州湾北岸旅游环境影响异异质性景观研究区域确定  85-86
      3.4.3.1 异质性景观研究区域的确定  85-86
      3.4.3.2 滨海旅游异质性景观背景区选取  86
    3.4.4 上海杭州湾北岸异质性景观中旅游开发活动分析  86-88
4. 上海杭州湾北岸的异质性景观研究  88-135
  4.1 上海杭州湾北岸滨海地区遥感影像数据的处理  88-94
    4.1.1 数据的收集  88-89
    4.1.2 数据的预处理  89-92
      4.1.2.1 遥感影像的投影转换  89
      4.1.2.2 遥感影像的拼接与裁剪  89-90
      4.1.2.3 几何校正  90-92
    4.1.3 信息提取  92-94
      4.1.3.1 信息提取原则  92
      4.1.3.2 信息提取方法  92-93
      4.1.3.3 土地利用分类系统与解泽标志的确定  93-94
  4.2 上海杭州湾北岸滨海地区1994、2003、2007年土地利用/覆被变化分析  94-100
    4.2.1 1994-2003年土地利用/覆被转移矩阵分析  95-96
    4.2.2 2003-2007年土地利用/覆被转移矩阵分析  96-98
    4.2.3 1994-2007年土地利用/覆被转移矩阵分析  98-99
    4.2.4 相关结论  99-100
  4.3 上海杭州湾北岸滨海地区1994、2003、2007年异质性景观动态变化分析  100-117
    4.3.1 景观最佳尺度分析  100-105
    4.3.2 异质性景观指数的选取  105-109
      4.3.2.1 斑块类型水平指数  106-108
      4.3.2.2 景观水平指数  108-109
    4.3.3 异质性景观变化分析  109-117
      4.3.3.1 异质性景观斑块类型水平异质性景观变化分析  109-116
      4.3.3.2 异质性景观水平指数分析  116-117
  4.4 上海杭州湾北岸异质性景观驱动力分析  117-124
    4.4.1 数据获取与研究方法  118-119
      4.4.1.1 数据获取  118
      4.4.1.2 研究方法  118-119
        4.4.1.2.1 研究方法的原理  118-119
        4.4.1.2.2 研究方法的计算过程  119
    4.4.2 研究区异质性景观演化的驱动力定量分析  119-124
      4.4.2.1 农田异质性景观变化的经济发展因素  123
      4.4.2.2 农田异质性景观变化的人口增长因素  123-124
    4.4.3 相关结论  124
  4.5 上海杭州湾北岸滨海旅游区异质性景观对湿地生态系统的影响  124-131
    4.5.1 景观结构的影响  124-128
      4.5.1.1 景观斑块的改变  124-127
        4.5.1.1.1 奉贤碧海金沙  124-125
        4.5.1.1.2 奉贤海湾旅游区  125-126
        4.5.1.1.3 金山城市沙滩  126-127
      4.5.1.2 景观廊道的改变  127-128
        4.5.1.2.1 奉贤碧海金沙  127
        4.5.1.2.2 奉贤海湾旅游区  127-128
        4.5.1.2.3 金山城市沙滩  128
    4.5.2 景观功能的改变  128-129
      4.5.2.1 景观物流  128
      4.5.2.2 物种流  128-129
      4.5.2.3 物质流  129
    4.5.3 景观动态的改变  129-130
    4.5.4 相关结论  130-131
  4.6 小结  131-135
    4.6.1 滨海地区土地利用/覆被变化  131-132
    4.6.2 滨海地区异质性景观格局演变  132
    4.6.3 异质性景观驱动力分析  132-133
    4.6.4 上海杭州湾北岸滨海旅游区异质性景观对湿地生态系统的影响  133-135
5.旅游活动对异质性景观生态系统的影响  135-188
  5.1 上海杭州湾北岸异质性景观旅游环境影响研究方法选取  135-143
    5.1.1 旅游环境影响因子分析  135-136
    5.1.2 旅游环境影响研究方法  136-143
      5.1.2.1 水环境研究方法  136-140
        5.1.2.1.1 水环境质量监测  136-137
        5.1.2.1.2 水质监测结果的分析  137-140
      5.1.2.2 植被研究方法  140-143
        5.1.2.2.1 典型样地记录法与标准样方法  140-141
        5.1.2.2.2 样方数量的确定  141
        5.1.2.2.3 植被的生物多样性计算  141
        5.1.2.2.4 典型外来植被生长状态观测实验  141-143
  5.2 上海杭州湾北岸异质性景观滨海旅游环境影响研究  143-186
    5.2.1 滨海旅游区异质性景观水环境影响研究  143-170
      5.2.1.1 滨海旅游区异质性景观水环境测定结果  143-152
        5.2.1.1.1 国家海水水质标准  143
        5.2.1.1.2 物理指标测定结果  143-148
        5.2.1.1.3 化学指标测定结果  148-152
      5.2.1.2 水环境测定误差分析  152-154
        5.2.1.2.1 水样采集误差  152
        5.2.1.2.2 实验测定误差  152-153
        5.2.1.2.3 实验误差校止  153-154
      5.2.1.3 基于灰色理论的滨海旅游区异质性景观水环境质量评价  154-162
        5.2.1.3.1 灰色模式识别模型指标的确定  154-155
        5.2.1.3.2 灰色模式识别模型指标权重计算  155-156
        5.2.1.3.3 灰色模式识别模型水质综合计算  156-159
        5.2.1.3.4 基于灰色识别模型的水质评价  159-162
      5.2.1.4 滨海旅游区异质性景观中旅游活动的水环境影响评价  162-170
        5.3.1.4.1 滨海旅游区异质性景观水环境的时间尺度评价  162-163
        5.2.1.4.2 滨海旅游区异质性景观水环境的空间尺度评价  163-168
        5.2.1.4.3 相关结论  168-170
    5.2.2 滨海旅游区异质性景观内植被影响研究  170-186
      5.2.2.1 植被本底调查  171-175
      5.2.2.2 植被生物多样性评价  175-178
      5.2.2.3 典型植被生长状态实验  178-184
        5.2.2.3.1 研究的目的和意义  178-179
        5.2.2.3.2 物种介绍  179-180
        5.2.2.3.3 观测结果与分析  180-184
      5.2.2.4 相关结论  184-186
  5.3 小结  186-188
6.结论与展望  188-196
  6.1 相关结论  188-194
    6.1.1 大尺度杭州湾北岸滨海地区土地利用/覆被变化  188-189
    6.1.2 杭州湾北岸滨海地区异质性景观演变规律及其驱动力  189-190
    6.1.3 滨海旅游区异质性景观对湿地生态系统的影响  190-191
    6.1.4 滨海旅游活动对滨海异质性景观湿地生态系统的影响  191-192
    6.1.5 相关的建议  192-194
  6.2 研究展望  194-196
    6.2.1 景观格局研究与驱动力研究  194
    6.2.2 滨海水环境研究  194
    6.2.3 滨海旅游区植被研究  194-195
    6.2.4 滨海旅游区小尺度景观研究  195-196
参考文献  196-214
致谢  214-216
答辩委员会签名  216-217
附图  217-228

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