基于遥感指数的嶂石岩省级自然保护区保护成效研究 遥感地质专业.docx

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1、基于遥感指数的嶂石岩省级自然保护区保护成效研究摘要本研究立足于研究保护区建立所产生的综合效益和保护成效，为保护区的未来规划提供合理建议，促进保护区的全面协调发展。本文选取河北嶂石岩省级自然保护区1995年、2005年和2017年遥感影像数据，首先介绍自然保护区概况，了解研究区的地理位置及气候条件等；其次，利用遥感信息提取的方法对研究区的地表覆盖类型、植被指数(NDVI)、和水体指数(NDWI)进行分析处理；最后通过对比分析研究区的变化结果，明白建立保护区的保护成效以及提出进一步提高保护成效的对策。研究结果显示：在保护区建立后，地表覆被变化向良性转化，建筑、农田和裸地向森林植被过渡，保护区西部和

2、西南部植被指数和水体指数明显增强，保护区保护成效效果显著。关键词：嶂石岩保护区；遥感指数；保护成效分析及对策；生态环境ABSTRACTThisstudyisbasedonthestudyofthecomprehensivebenefitsandprotectioneffectsofprotectedareas,toprovidereasonab1erecommendationsforthefuturep1anningofprotectedareas,topromotethecomprehensivecoordinateddeve1opmentofprotectedareas.Inthispap

3、er,theremotesensingimagedataofZhangshiyanprovincia1naturereserveinHebeiProvincein1995,2005and2017arese1ected,the1andcovertype,vegetationindex(NDVI)andwaterbodyindex(NDWI)ofthestudyareawereana1yzedbyusingthemethodofremotesensinginformationextraction,understandtheprotectioneffectivenessofestab1ishingp

4、rotectedareasandputforwardcountermeasurestofurtherimprovetheprotectioneffectiveness.Theresu1tsshowedthataftertheestab1ishmentofthereserve,thechangeof1andcoverchangedtobenign,thearchitecture,farm1andandbare1andchangedtoforestvegetation,andthevegetationindexandwaterbodyindexintheWestandsouthwestofther

5、eserveincreasedobvious1y,theprotectioneffectoftheprotectedareaisremarkab1e.Keywords：Zhangshiyanreserve；RemoteSensingIndex；Ana1ysisofprotectioneffectandcountermeasures；Eco1ogica1Environment前言1第1章概述21.1 研究背景21.2 研究目的及意义21.3 研究内容2第2章数据源与研究方法41.1 研究区概述41.2 数据来源51.3 研究方法6第3章结果分析73. 1地表覆被类型转变分析73.2植被指数变化分

6、析113. 3水体指数变化分析12第4章保护成效分析144. 1保护状态方面成效144. 2保护压力方面成效144. 3保护应对措施方面成效14第5章提高保护成效的对策154.1 逐步完善保护区规章制度155. 2加强宣传教育155.3协调保护与经济发展的关系15结论16参考文献17致谢18河北嶂石岩省级自然保护区属于森林生态系统类型自然保护区，拥有独特的岩石地貌和丰富的生物多样性，保护区于2005年的九月份正式建立，其重点保护森林和地质景观。其中，樟石岩是最主要的保护方向。为研究保护区建立带来的综合效益和保护成效，为河北嶂石岩省级自然保护区的未来规划提供合理建议，促进保护区的全面协调发展，本

7、研究主要从地表覆被类型、植被指数和水体指数的对比方面来表现保护区建立所产生的保护成效。本研究利用遥感解译、遥感指数反演等技术，通过反映保护区建立前后的地表覆盖类型、植被指数和水体指数等生态保护成效的变化差异，综合体现出由于保护区的建立保护活动，退耕还林还草，保护植被、涵养水源，减少人为建设活动对保护区的影响，使保护区的植被覆盖率和水体指数大幅增加，保护区的整体生态系统及其服务功能得到了提高，为河北嶂石岩省级自然保护区未来规划提出合理建议，同时为其他保护区保护成效的评估和保护措施的改善提供一定的指导作用，促进保护区的全面协调可持续发展。1.1 研究背景自然保护区的建立是保护物种及其多样性的最重要

8、措施之一，主要表现在以下几方面：为生物保留栖息地，最大限度地减小人类活动、生态破坏等给物种及遗传多样性带来的影响；为各类相关研究活动保存一个相对完整的自然生态系统，便于连续、系统的长期观测，加强对稀有物种的繁殖和对其的破坏等；自然保护区的建立有很重要的生态作用：防止水土流失、修复被破坏的环境、使生态环境均衡等。同时也为科普教育、景观的旅游发展创造了良好的条件。我国十分重视自然保护区的发展，从1956年开始的近六十多年以来，成立了近三千个自然保护区，被冠以国家级的自然保护区占其中的六分之一。所成立的的自然保护区总面积占到我国国土面积的近六分之一，幅员辽阔。由此可以看出国家对自然保护区的重视程度。

9、现如今地理信息科学作为一门新兴学科，有着依托于高科技的发展趋势，其中被广泛应用的便有遥感技术。遥感技术目前发展的较为完善，可以通过它对于国土情况等进行检测，在不断发展的基础上形成了速度快、全方位的遥感解译数据。是一种已经完善的技信息提炼技术，对保护区的监测具有重要意义。张绘芳等利用2015年哨兵一号、2018年的高分一号和高分二号数据，对位于伊犁地区境内的西天山自然保护区进行了主被动观测，主要研究其环境资源的变化趋势。冯仕超等运用C1UE-S模型，借助于1andsat-5TM影像数据为黄河上游的资源统筹给予了重要的意见。邱成、胡金明等利用SPOT_VegetationNDVI数据对云南省国家级

10、、省级自然保护区的保护成效进行综合研究，最终得出1998-2015年保护区总体具有较好的保护成效的结论。本文基于1andsatTM数据对河北嶂石岩省级自然保护区建立前后1995年到2017年的生态保护成效进行对比、分析和评估。1.2 研究目的意义本课题立足于研究保护区建立所产生的综合效益和保护成效，通过对比研究河北嶂石岩省级自然保护区建立前后在地表覆盖类型、植被指数、水体指数等方面的变化，为保护区的未来规划提供合理建议，促进保护区的全面协调发展，同时也为其他保护区保护成效的评估和保护措施的改善提供一定的指导作用。文章选取嶂石岩省级自然保护区作为研究区域，采用遥感影像分析技术，选取1andSat

11、TM-5和1andSat8O1I数据，对保护区1995年、2005年和2017年三个年份的地表覆被类型、植被指数和水体指数的转变进行解译分析和要素提取，对保护区建立前后的整体生态保护成效进行分析评估，并对进一步提高保护区保护成效提出了相应的对策。第2章数据源与研究方法2.1研究区概述河北嶂石岩省级自然保护区分布在河北省石家庄市赞皇县西部太行山区，在太行山脉中是一道独特的风景线。经纬度位置为11413E-114022,E,3726,N-37o46,N,海拔高度2（XM733米，属暖温带半湿润大陆性季风气候，冬暖夏凉，雨量充足，气候宜人,平均气温U.5C,最热月均温22.1C,保护区内峡高湖平，溪

12、流分布，被称为防夏避暑的“凉岛”，总面积356580亩。保护区其中地层岩土性质主要为Pt石英砂岩为主，有根据不同地区变化的特点。保护区位于河北温度较低、雨量稀少的地区，在其中的嶂石岩所形成的地质景观和广袤的森林是主要的监测目标。保护区内有独特的地质构造，构造类型十分丰富，包括水平构造、倾斜构造、断裂等等。位于其中的栈壁、Q”形嶂谷、石柱、方山、峡谷、垂沟、岩茬、短墙、地口等众多的石英砂岩的经典，被地理学家叫做在“嶂石岩”地貌,一经发现，在全国乃至全世界地质学领域中引起轰动，被各国地质学家纷纷称奇，具有极高的地质科研研究价值。保护区内植物种类繁多，近一百科654种，是整个华北平原的纯生态植物王国

13、。生态环境良好，从山腰到山顶遍布着乔木、灌木等植物，是河北省的自然植物的宝库。保护区内还有被列入吉尼斯世界记录的“世界最大天然回音壁”。河北“析门笈级自然保护M动版K划现状置焚雨）河北第（光百俵O体保护区功能XH图图1河北省嶂石岩保护区功能区划现状图为了体现保护区建立前后生态环境的变化情况，数据源主要包括1995年、2005年和2017年3个年份的卫星遥感数据，1995年和2005年使用的影像数据是1andSat-5TM影，都是7个波段，日期分别为1995年6月19日和2005年6月14日；2017-6-15日所使用的卫星和传感器是1andsat8O11表1数据源信息卫星Sate11ite传感

14、器Sensor分辨率Reso1ution影像获取时间Imageacquisitiontime条带号Stripenumber1andsat5TM30m1995-06-19124/0341andsat5TM30m2005-06-14124/0341andsat8O1I30m2017-06-15124/0341. 以上研允数据主要下载于地理空间数据云网站(http:/WWW2. 3.1查阅文献与分析数据法通过学习和查阅相关文献资料，了解相关自然保护区与保护成效的知识，认真查阅并借鉴与本文主题有关的文献资料，分析文献资料内容，熟悉和了解文献资料的内容、结构、论述方法等。根据论文研究的区域，通过网络下载

15、和实地考察获得第一手研究数据资料，并到研究区域的相关部门调查获取文字材料，对收集的所有材料进行分析、整理、归纳，去伪存真，做到资料和数据真实可靠、有效，作为论文的主要依据。3. 3.2植被指数植被指数主要包括比值植被指数、差值植被指数、归一化的植被指数。主要参数指标是依据植物自身的光学特征，利用Satenite与近红外光谱的波段相结合。它的作用主要是在某些条件下利用数据得到植物的发育状态。归一化植被指数(Norma1-izedDifferenceVegetationIndeX,NDVI),其表达式为NDVI=(NIR-R)(NIR+R),NIR是近红外波段反射率、R是红光波段反射率。对于1andsat卫星影像,近红外波段和红光波段的空间分辨率为三十米。分别属于第四波段(B4)与第三波段(B3)。NDV1的重要参数是NIR和R,它可以作为植物发育指数的重要指标，突出植被的重点特征。具体的反映单位像元内的植物种类、覆被形态等。同时也与地面覆盖率及生物数量有着紧密联系,是研究地表植被变化的重要指标。本设计利用NDVI为植物生长的情况进行可量化的分析，它的值越大便代表着植被覆盖度越高，植物生长状况越好。