文摘
湿地资源保护湿地公园的一个重要载体,其中包括湖泊型湿地公园的主要形式。确定管理和控制湖泊型湿地公园科学和合理的边界具有重要意义的可持续保护和利用湿地资源。从景观设计的角度,景观生态学,本文研究了边界的确定Changdang湖国家湿地公园(公园)基于卫星遥感信息技术和GIS技术和层次分析法(AHP)的美德。在这项研究中,12 subindicators选择从三个层次包括视觉控制、人文地理和生态控制。每一个指标的权重由层次分析法确定,然后影响因素变成了图形数据,利用GIS技术。最后,公园的边界是由基于重量因子叠加分析。研究表明,新定义的管理和控制边界约340平方。公里,有效集成了湖区周围的人类和自然生态资源,使周边地区和谐的发展,确保了湖区生态系统的完整性,促进湿地资源的可持续发展。
1。介绍
作为一种重要的生态战略资源对人类的可持续发展,湿地被誉为“地球之肾”由于其突出的功能生态环境管理和生态效益。面对自然环境的恶化和人类活动的威胁,加强湿地资源的保护和可持续利用已成为全球共享的湿地圆(1]。结合湿地保护、生态修复、湿地资源的可持续利用,湿地公园可以有效缓解湿地资源损失(2),管理和保护的基础上科学、合理地管理和控制边界决定的(3]。
没有明确的概念,“湿地公园”,欧美国家研究湿地主要依靠“自然湿地和人工湿地国家公园”,因此没有专门研究“湿地公园”保护的边界确定(4]。他们的研究主要集中在湿地生态系统的边界(5]。植被、土壤和水文是最普遍公认的湿地生态系统的重要特征。研究人员研究了湿地边界的确定,通过研究13海洋湿地在俄勒冈州和华盛顿州,沿海湿地在圣昆廷监狱,加州松树湿地在新泽西州,柏树在佛罗里达湿地,沼泽湿地在弗吉尼亚/北卡罗莱纳和沿海湿地在南卡罗来纳州使用一个,两个或两个以上的三个指标自1970年代(6]。
中国开始个性化研究“湿地公园”,因为二十一世纪的开始。目前,“湿地公园”的边界是确定主要的形式“生态歧视”(7,8),这显然是国务院提出的意见关于加强2011年环境保护工作的重点:生态歧视应当定义主要生态功能区域,陆地和海洋生态环境敏感地区,脆弱的地区,等等。边界线,并管理和控制的生态区域,生态歧视可以应付环境资源约束的压力归因于中国快速的城市化进程有效和维护国家或区域生态安全和可持续发展,使其应用湿地公园(9]。湖泊型湿地公园是中国湿地公园的主要类型。作为一种重要的湿地资源、湖泊中有着不可替代的重要作用在维持生物多样性、保护水资源、调节气候,促进区域生态经济的可持续发展10]。目前,排除测定湖泊型湿地公园实际上是由政府主导。为了管理和实现,整个湖或选择一些湖表面和相关领域的排除范围湿地公园生态系统完整性的原则和唯一性进行功能分区,提出了具体的保护和修复措施(11]。
一些重要方面目前研究湖泊型湿地公园的保护和利用是以下几点:如何探索一个边界确定方法,不仅可以协调整个湖流域的生态安全,也符合生态旅游的功能需求,宣传、教育和科研的湿地公园。如何提高科学性和可操作性的湖湿地边界确定和动态控制湖泊生态系统。如何形成一组边界确定系统具有普遍意义和适用于湖泊型湿地公园。
与信息技术的迅速发展,自1990年代以来,GIS技术已经广泛适用于景观生态学和景观建筑。GIS技术的空间分析和数据处理能力强,很难确定各影响因素的指标权重。因此,本文介绍了层次分析法来确定指标权重。层次分析法,由教授首次提出T.L. Saaty,美国运筹学科学家在1970年代早期,用于解决复杂的多目标决策问题。决策问题可以分解为目标层、准则层、因素层,等。通过比较两双尺度值,构造判断矩阵和定性问题,人们通过主观经验判断量化,大大增强了秩序和决策的科学性12]。湖泊型湿地公园的边界确定的影响因素定量分析了GIS技术在GIS技术和层次分析法的优点,然后转换为图形数据建立一个缓冲地带,形成一个平面图形状态;最后,因子叠加分析是根据每个影响因素的权重进行了确定通过层次分析法,以得到最终的湿地公园保护边界。确定保护边界基于GIS技术,层次分析法可以弥补缺点和局限性的传统有效边界的决心。定性和定量分析的结合确保边界确定的科学性和可操作性。
本研究的主要目标:(1)建立边界确定的湖泊湿地系统基于层次分析法和GIS空间分析技术从景观生态学和景观建筑的角度通过Changdang湖国家湿地公园为例。(2)确定公园的管理和控制边界。(3)提供依据湿地资源的保护和可持续利用。
2。研究领域和数据
2.1。研究领域
Changdang湖,位于江苏省常州市,常州金坛地区和溧阳市。9公里远离金坛和东南20公里从李阳的东北城市(图1)。有许多运河,沟渠、河流和山脉范围内Changdang湖盆极其丰富的栖息地类型、生湿地生物资源和湿地景观资源丰富。作为一种重要的管理和存储之间的湖长江、太湖Changdang湖泊湿地生态系统结构和稳定健康的湿地功能,对水环境安全具有重要意义和太湖流域的湿地资源保护。
保护湿地资源的Changdang湖更全面,金坛地区政府推出了公园的规划和建设,总规划面积约76.9平方。公里,其中包括72万平方公里。身体和主要河流湖泊水域覆盖湖湿地、沼泽湿地、湖滨湿地受损(水产养殖面积),和一些由金坛地区土地管理。以上带来戏剧性的模范意义湖湿地的恢复和保护太湖流域(13]。
2.2。现状的研究区域边界的决心
2.2.1。基于边界确定的水面、道路和农田
东部、北部和西部的公园主要是公司河接壤除了Changdang湖,其西北边是由Changdang湖西路,和一些西部接壤低地和脊(图2)。根据地形和特性的物质,这种方法过于强调静态湿地公园的管理和控制,而忽略了湖泊流域生态系统的动态监督。一些河水网络沿着湖并不包含在湿地公园的管理和控制范围,并不能保证足够的生态缓冲区。一些潜在的自然和人类的生态资源不采取沿着湖的保护范围(14],它打破了内部Changdang湖湿地生态系统的平衡,产生不良影响Changdang湖湿地公园生态系统的可持续发展,而不是最大化的生态、社会和经济效益。
2.2.2。基于行政边界的边界确定
公园的南面接壤金坛地区和溧阳市之间的行政边界。目前,公园的水域占总面积的85% Changdang湖,和其他属于溧阳市的管理范围。
2.3。源
土地覆盖信息提取采用2018 Landsat-8遥感图像(来源:http: gscloud.cn)。的基础上融合、校正和登记Landsat-8遥感图像,提取土地利用性质通过GIS特征识别。数据从DEM坡度和高程等数据,这些数据从地理空间数据的云。
3所示。方法
3.1。AHP分析方法
3.1.1。指标的选择
本文构建的指标体系从视觉控制,人文地理,和生态控制通过引用相关文献研究边界确定如自然保护区、世界文化和自然遗产、风景名胜区、森林公园、地质公园和饮用水保护区,边界的影响因素相对成熟的边界,和湿地15),考虑到湖泊型湿地公园的特点,根据公园的现实和可用性的数据来源。最后,湖泊型湿地公园的边界确定系统包括3个项目层和12层(表索引1),2。
3.1.2。指标权重的确定
层次分析法主要用于确定指标权重(16]。在这项研究中,20个专家在相关领域的专业主要是邀请,包括专家从事湿地景观规划和生态保护和地方官员重视每一个因素。具体操作过程如下:(1)确定每个因素的相对重要性,采用专家评分法,通过仔细调查现实和细节。1 - 9尺度方法用于评价(表2)。(2)满足以下需求构建判断矩阵:(i)aij> 0,(2)这个地方= 1 /aij,(我,j= 1,2,…,n)。如果重要性的比例因子我因素j是aij,那么重要的比例因子j因素我是这个地方= 1 /aij。(3)获得的最大特征值,λmax (米)=n,其对应的特征向量ω= (ω1,ω2,ω3,……ωn)T。(4)使用层次分析法软件Yaahp计算各个评价因子的权重值。(5)检查的一致性判断矩阵由以下公式:
如果小于0.10 CR,认为判断矩阵的一致性是可以接受的。否则,应修改正确判断矩阵。如果CR大于0.10,数据不会产生有意义的结果,除非他们重新审视和判断。表的最终因素权重研究如下(表3)。
3.1.3。指数因子分级标准
的12个指标因素进行分类取决于考虑公园的现实和引用相关文献和专家的意见。这里采用五级分类标准(17),与特定的五个层次,分别为代表值1,2,3,4,5。值越小,越这个区域应该被包括在公园的保护边界。见表3为特定的分类标准(表3)。
3.2。GIS数据分析和预处理
以下四种数据处理方法主要用于这项研究。参见图3具体的分析结果。
3.2.1之上。DEM数据处理
从地理空间数据云下载DEM数据,使用面分析工具在电弧GIS10.1获得评估、坡度和高程分析。Changdang湖地区的计算和分析获得的数据并将其转换为海拔地图(18]。
3.2.2。遥感影像数据处理
遥感图像预处理后,得到土地利用分类相结合的监督分类和现场调查使用MSS(4、5、7)乐队合成图像。为了区分森林、灌木和草多光谱图像处理,结合图像的海量存储系统(MSS)中(5、6、7)乐队需要获取植被信息。
3.2.3。分析GIS缓冲区的数据
建立不同的缓冲距离等因素来源,道路交通,水域根据评价因素的分类标准,选择“分析工具”,“域分析,”“缓冲区”,Arctoolbox和场景等获取缓冲区来源,由输入缓冲距离道路、水域。
3.2.4。GIS因子叠加分析
添加三个子项的多种因素,也就是说,地理、生态控制,和视觉控制通过选择“空间分析工具,”“叠加分析”“加权和,”“输入电网和重量”Arctoolbox三结果的人文地理,生态控制、和视觉控制(图4)。然后添加三个项目的结果得到最终的分析结果。
3.3。湖泊型湿地公园的边界确定模型
湖泊型湿地公园的边界确定系统是通过弧构造GIS空间叠加分析工具根据公园的边界确定指标体系,每个因素的权重19- - - - - -21]。边界确定的适宜性指数的计算公式: 在哪里B代表边界确定的适宜性指数,W代表的重量指数的因素我,X代表了适宜性指数的价值因素我。
3.4。层次分析法的计算步骤
简称AHP层次分析法,是指一个决策方法,它将总是与决策有关的元素分解成目标、准则、和计划,然后在此基础上进行定性和定量分析。构建一个层次结构模型。决策的目标,考虑的因素(决策标准)和决策对象分为最高水平、中间水平,并根据它们之间的关系的最低水平,和一个层次结构关系图。最高水平是指决策的目的和要解决的问题。最低水平指的是选择时的决定。中间一层是指因素考虑,决策的标准。两个相邻的层,上层称为目标层,和较低的层是层的因素。构造判断矩阵。在确定每一层次因素之间的权重,如果它只是一个定性的结果,通常是不容易被他人接受。因此,一致矩阵法,提出了,不是所有的因素都在一起相比,但是他们互相比较。 At this time, relative scales are used to minimize the difficulty of comparing factors with different properties, so as to improve accuracy. For example, for a certain criterion, make a pairwise comparison of the schemes under it, and evaluate the grades according to their degree of importance. The judgment matrix has the following properties:
自λ不断取决于aij,大λ比n更严重的不一致一个是多少。CI的一致性指数计算。置信区间越小,一致性越大。最大的特征值对应的特征向量作为权向量的影响程度比上层的某些因素因素。矛盾越大,越大的判断错误造成的。因此,不一致的一个可以衡量的价值λ−n。一致性指标定义如下: CI= 0,有完整的一致性;CI接近0,有满意的一致性;越大CI更严重的不一致。测量的大小CI随机一致性指标国际扶轮介绍:
其中,随机一致性指标国际扶轮判断矩阵的顺序有关。一般来说,更大的矩阵的顺序,随机偏差的一致性的可能性就越大。
考虑到一致性的偏差可能是由于随机原因,当测试判断矩阵具有满意的一致性,是否有必要比较CI和随机一致性指标国际扶轮获得测试系数CR,见公式(6):
一般来说,如果CR< 0.1,认为判断矩阵通过了一致性测试;否则,它没有满意的一致性。
在实践中,可以使用下面的方法来计算最大特征值的近似λmax (一个)的成对比较矩阵4 = (aij)和相应的特征向量。定义公式(7):
它可以被近似的特征向量一个对应的最大特征值。计算公式(8):
它可以近似的最大特征值一个。在实践中,我们可以判断矩阵的一致性一个。
4所示。结果
4.1。公园的边界分析测定结果
最终分析结果获得通过叠加分析每个指标的影响因素通过空间叠加分析工具弧GS10.1根据湿地公园边界适应性指数的计算公式。从图可以看出,有五个层次的区域。第一级是最应该的区域包括在湿地公园边界和1 - 5级的程度依次降低。在这项研究中,级别1 - 3所示的区域分为湿地公园的管理和控制范围。在上述的基础上,公园的管理和控制范围(图定义5)。据统计,具体的管理和控制区域的公园是340平方。面积92平方公里,包括水。公里(22]。它可以通过比较找到以前的生态湿地公园的排除范围沿着湖旅游资源的潜力,如水城,Shuijie,大富山,剩余工业矿山和湖边别墅区域,都是包含在湿地公园的管理和控制边界和一定的缓冲空间的确定管理和控制边界,以充分发挥其休闲和娱乐功能的前提下确保生态环境。除了丰富的湿地自然资源,Changdang湖地区还拥有深刻的湿地文化资源,如当地的渔业文化、儒家文化、禅宗文化、民俗文化和特点,所有这些构成了人类Changdang湖流域的生态系统。这些湿地文化资源生存主要依赖周围的传统的乡镇。湿地公园管理和控制边界将这些乡镇管理和控制的范围,这有利于Changdang湖湿地的保护和继承的文化资源,并促进多元生态安全模式的形成公园的自然生态和人类生态;湖水域的15% Changdang溧阳市的管辖内包含在管理和控制公园的边界。到目前为止,整个水域Changdang湖是包括在湿地公园的管理和控制边界,这充分保证Changdang湖湿地生态系统的完整性,促进健康和公园的湿地生态系统的可持续发展。
4.2。公园的边界确定和保护策略
4.2.1。准备集成湖盆的自然和人类的生态资源
湖泊型湿地公园建设的主要目的是保护湖泊湿地生态资源,促进湖泊湿地生态系统的健康和可持续发展。湿地生态资源主要包括自然和人类的生态资源。因此,必须将沿着湖湿地自然和人类生态资源及其盆地范围或范围内的影响,打破行政区划的限制,构建湿地生态安全模式结合整个湖流域的自然和人类生态学的基础上湖在确定湖泊型湿地公园的管理和控制边界。
4.2.2。构建两层湿地边界保护系统
湖泊生态系统指的是湿地生态环境保护系统的交互湿地公园管理和控制边界的生态特征和生态歧视基于湖泊型湿地公园的生态系统。湖泊型湿地公园的生态红线主要是由刚性控制。湖泊型湿地公园的生态歧视应该管理主要是通过强制手段和湖湿地生态保护活动的管理和控制范围内禁止。允许建立一个小数量的辅助设施的基础上,不破坏湿地的自然生态环境,以满足多功能湿地公园的好处。严禁开展活动与湿地生态保护、休闲、旅游、科普、教育等23]。湿地公园的管理和控制边界主要是确保动态和可持续的生态空间的完整性在湖里区。灵活的管理和控制边界被定义为系统的全面的考虑到边界确定的影响因素基于景观生态学理论。
4.2.3。构建动态监管系统在边界地区
两种不同的发展要求提出了两岸的管理和控制的地区边界,即内部需要保护湿地公园的湿地生态环境和资源,管理和控制边界之外的区域满足生产和服务当地居民和游客的需求24]。两种需求相互作用并显示周期性变化与湿地公园的发展。因此,湿地公园的管理和控制边界行总是变化。有必要建立一个动态监管系统的边界区域湿地公园为了确保湿地公园内部的生态系统的完整性,减少外部人为因素的干扰对湿地公园内部的生态环境。湿地公园的边界区域可以动态监督使用地理信息技术和遥感技术的发展,为了调节和控制人类活动从一开始。
5。讨论
湿地公园是保护湿地资源的主要载体。科学、合理的确定湿地公园管理和控制边界起着基本的作用在确保湿地生态环境的可持续发展。本文层次分析法引入GIS技术的multiinfluencing因子分析的过程,充分发挥GIS技术的优势相结合的力量,速度和效率高,数据叠加,结合层次分析法在多标准和量化,以主体性和客观性之间取得平衡。上面提高了可操作性和科学性的湿地公园边界的决心。
湿地公园应考虑其生态效应以及开发的社会经济效应,应努力充分发挥其生态价值,审美价值,和社会经济价值。先前的研究研究湿地边界确定主要从自然地理学和生态学的角度。测定指标和湿地类型单一以及缺乏及时性,这是难以满足湿地公园的功能需求,集生态保护、生态旅游、科学普及和教育。湿地资源意味着很多维持湿地公园的活力和游客的最直观的感知主要实现了视觉的湿地资源。由传统思维的“生态保护”,传统的边界确定方法忽略了景观视觉湿地资源的价值,并将地域文化连续性和社会经济之间的相关性湿地公园及周边地区。从景观设计的角度来看,本研究引入了两个决定性的因素,也就是说,视野和人文地理,从生态层面,并考虑到湿地公园的综合效益,使湿地公园边界的决心更加科学合理。
作为一个复杂而巨大的生态多样性和物种多样性高的生态系统,湿地进行各种能源交流与材料与其周边地区发行量,所以湿地公园边界确定的影响因素也复杂多样。选择三个项目层和12个指标层。在后续研究中,各种学科的相关知识可以进一步整合丰富的影响指数因素湿地公园边界的决心,使边界确定更加准确和科学,保证湿地生物资源的可持续发展。这项研究提供了一个新的想法来确定湿地公园的管理和控制边界从跨学科的角度来看。以Changdang湖国家湿地公园为例,本文构建了确定系统管理和控制初步湖泊型湿地公园的边界。这种边界测定系统,结合GIS技术与层次分析法,适用于测定不仅lake-typed湿地公园,而且其他类型的湿地公园边界决定通过特定指数影响因素,适当的调整。它还可以为其他自然保护区边界确定提供参考,促进全球可持续发展的生态资源。
6。结论
本研究结合GIS技术和层次分析法把错误归结为一个方法有效,避免依赖专家的主观评价方法和客观数据的不可用。从景观结构和景观生态学的角度,选择12 subindicators从三个层次包括视觉控制,人文地理,和生态控制将GIS技术和卫星遥感信息与AHP相结合,以建立公园的边界确定系统和定义公园的边界控制范围。新确定的管理和控制边界平方公里,这有效地解决了一系列问题归因于先前基于水面边界的决心,道路、农田,和行政边界,缺乏动态调整等湖地区,生态系统的不平衡保护湖区,和断开湖区周围的地区的发展。以下要求边界确定和公园的管理和控制提出如下根据测定结果:集成湖盆的自然和人类的生态资源;湿地的构建双层边界管理和控制系统以及三种策略的动态监管系统边界地区为了指导湿地资源的可持续发展。
数据可用性
使用的数据来支持本研究的发现可以从相应的作者。
的利益冲突
作者宣称没有利益冲突。
确认
这项研究是由中国国家重点研发项目(2019号yfd1100404)。