扎龙保护区丹顶鹤栖息地信息提取及适宜性评价

本研究针对当前扎龙保护区野生丹顶鹤栖息地现状，在景观生态学与保护生物学理论的指导下，结合原有的栖息地研究工作基础，借助地理信息系统与遥感成像等先进技术手段，开展珍稀水禽栖息地的监测及质量评价研究。本研究建立了丹顶鹤繁殖栖息地质量评价的指标体系，借助遥感手段定量提取研究区丹顶鹤栖息地的生境因子及其空间结构特征（包括植被类型、植被生境结构特征、淹水范围与巢下水深、植被盖度与人为干扰等），基于以上的特征参量建立适宜性评价模型评价研究区丹顶鹤栖息地的质量。研究结果表明，1）基于随机森林兼容光学遥感图像与地学辅助数据的分类方法可以有效提高沼泽湿地植被的分类精度，采用邻域统计分析技术可获取生境结构参量（丹顶鹤巣域范围内沼泽湿地所占的面积百分比）；2） Envisat ASAR 合成孔径雷达图像的HH与VV极化方式图像可以较好的识别出湿地植被冠层下的淹水范围，与大比例尺的地形图与实测水深相结合可获取区域积水深度，并据此划分丹顶鹤巣址选址的适宜程度；3）针对本研究的淡水沼泽湿地区，采用MNF、PPI与n维可视化方法可获取纯植被、不透水面与明水面象元的光谱特征，基于线性光谱混合像元分解的方法可以提取植被盖度因子；4）综合以上因子，建立了丹顶鹤繁殖栖息地适宜性评价模型，成功的识别出丹顶鹤潜在巣址的位置。将其与实测的巣址位置进行比对验证，取得较高的预测精度。本研究为珍禽水禽栖息地的管理人员提供了获取当前保护区的生境质量与确定优先保护区域的新方法，并为保护区的管理和规划提供了新的理论依据，对于区域生物多样性保护具有十分重要的科学意义和实用价值。目前项目负责人与项目组成员已完成项目计划书中的研究任务，项目执行期间接收与发表SCI文章2篇，投稿SCI文章1篇，发表EI国际会议论文2篇，发表国内核心期刊6篇，待出版专著1部，培养已毕业硕士研究生1名，在读硕士研究生1名，项目组成员多人参加国内及国际学术会议并作特邀报告与分会报告。

本研究选择扎龙保护区丹顶鹤作为典型珍稀水禽物种，结合地面观测，定量识别水禽在繁殖时期对于营巢地的生境选择模式。建立水禽栖息地组分与结构特征的遥感反演指标体系，综合运用精确的空间信息技术平台(包括多源遥感影像、地理信息系统、全球定位系统等)，探索融合陆地卫星影像光谱特征、纹理特征及辅助地学特征间接反演丹顶鹤栖息地的生境因子及其空间结构特征(如植被类型、盖度、巢下水深、距明水面的距离、生境结构的空间组合特征)的方法，进而预测丹顶鹤繁殖栖息地的空间分布位置，并基于以上的特征参量评价研究区丹顶鹤栖息地的质量。从而为保护区管理，尤其是为珍稀水禽栖息地的管理和建设提供理论依据，为栖息地信息提取及质量评价研究提供了新的途径。对于区域生物多样性保护具有十分重要的科学意义和实用价值。

土地适宜性是指一定地段的土地对特定、持续的用途的适宜程度。土地适宜性的差别取决于利用该地段所得效益与所需投资之间实际的或预测的相互作用，可以采用投入-产出的数量分析方法来估算。有的用途不限于生产方面，例如旅游、自然保护等，除经济效益外，还要考虑社会效益和生态效益。

土地的适宜性只有与特定用途相联系才有意义。土地适宜性的评价是在土地潜力评价的基础上，联系某种具体生产对象的适生条件来进行。根据特定用途的适宜性，可对一定地段的土地进行评价和分级，用质量和数量来表示。考虑到土地适宜性是指持续不断的利用，要联系到未来环境可能发生的变化（如大规模地清除植被、发展灌溉、平整和改造地块、新修道路、土壤侵蚀或环境退化等），以及从而形成的适宜性或限制性。因此，土地适宜性的分级分为两种：当前土地利用现状的适宜性分级和潜在的土地适宜性分级。

土地适宜性评价，经联合国粮农组织1977年协商讨论的结果，认为可以从下列 4 方面的指标来表达：① 类（order）──反映适宜性的种类，一般以英文字母表示，分为适宜（S）、有条件的适宜（Sc）、不适宜（N）。②级（class）──反映各类用途中的适宜程度，以数目字表示："1”为非常适宜，"2”为中等适宜，"3”为临界适宜。如属不适宜类，则又可分为：1──当前不适宜，2──永久不适宜。③亚级（subclass）──反映各级内的不同限制性以及需要采取改良措施的种类，分为有关植物生长、有关牲畜发育、有关采集活动等三方面，以英文字母表示不同的限制因素。④单元（unit）──反映亚级内需要加强管理的次要差别，如施用不同种类的化肥等，以括弧中的数字表示。例如"S2W（6）”这一字组表示：属适宜类，第2级，限制因素为过于潮湿，属第6单元。根据这种以字组方法表示一个地区不同地段的土地适宜性分级，可列出表格或画出分布图。

由于土地的质量可表现为正反两个方面，因此土地适宜性的评价也可根据土地限制性，即对某种土地用途产生不利影响的土地质量，进行限制程度的评价。 2100433B

土地适宜性评价就是评定土地对于某种用途是否适宜以及适宜的程度，它是进行土地利用决策，科学地编制土地利用规划的基本依据

土地适宜性评价是通过对土地的自然、经济属性的综合鉴定，阐明土地属性所具有的生产潜力，已经对农、林、牧、渔等各业的适宜性、限制性及其程度差异的评定。

土地适宜性评价是根据土地的自然和社会经济属性，研究土地对预定用途的适宜与否、适宜程度及其限制状况。根据评价的预定用途不同，适宜性评价可分为土地的农业适宜性评价和土地的城市适宜性评价，通过评价阐明区域土地适宜于农、果、林、水产养殖等各业生产以及适宜于城市建设的土地资源及利用不合理的土地资源的数量、质量及其分布，从而为区域土地利用结构和布局的调整、土地利用规划分区等提供科学依据。因此，土地适宜性评价是土地利用的基础评价。

土地适宜性评价是针对某种特定的用途而对区域土地资源质量的综合评定。为了保证评价结果的科学性、正确性和实用性，就必须掌握一定的基本原理，遵循一定的评价原则。

土地适宜性评价的基本原理是：在现有的生产力经营水平和特定的土地利用方式条件下，以土地的自然要素和社会经济要素相结合作为鉴定指标，通过考察和综合分析土地对各种用途的适宜程度、质量高低及其限制状况等，从而对土地的用途和质量进行分类定级。

二、评价的工作程序

土地适宜性评价是一项技术性、综合性很强的工作，涉及多个学科，评价过程较为复杂。一般而言，土地适宜性评价可分为室内准备及资料收集、适宜性评价、成果整理三个阶段，具体进行土地适宜性评价的步骤如下：

（1） 明确的评价目的

（2） 组织技术力量及准备评价用品

（3） 评价对象的选择

（4） 资料的收集

（5） 评价因素的选择

（6） 评价因子极限指标的确定与指标分级

（7） 评价因子图的制作

（8） 评价单元的划分

（9） 评价因素权重的确定

（10） 土地适宜类的确定

（11） 土地适宜等的确定

（12） 土地限制型的确定

（13） 评价结果的核对

（14） 面积量算、平差与统计

（15） 土地适宜性评价的制作

（16） 评价成果的分析与评述

三、资料收集

四、评价方法

（一）评价系统的拟定

本次实习的评价系统由农业土地适宜类和适宜等两方面组成，其中土地适宜类分为：（1）宜耕土地类 （2）宜园土地类 （3）宜林土地类 （4）不宜土地类 ；土地适宜等分为：（1）一等地（高度适宜等） （2）二等地（一般适宜等） （3）三等地（勉强适宜等）

（二）评价对象的选择

为了保证评价工作能做到省时省工省费用，且达到质量好、准确度高的要求，通常应进行评价对象的选择，即根据评价的目的，剔除一些不必要参与评价的土地利用现状类型。

（三）评价因素的选择及其指标分级

评价因素的选择是土地适宜性评价的关键性步骤。参评因子的选择的科学和正确与否，直接关系到评价结果的准确度和评价工作量的大小。因此应对地形、地质、气候、土壤及社会经济条件等评价因素进行分析，进而选择合适的参评因子进行土地适宜性评价。常用方法有经验法、多元线性回归分析法、逐步回归分析法及主成分分析法。可用于参评因子选择的数学方法有通径分析法、灰度分析法、岭回分析法、稳健回归分析法和主成分回归分析法等。

在诸多土地适宜性评价因子中，某些评价因子存在着极限指标。当这些因子的变化超过极限指标，土地就会失去某种土地利用的价值或根本无法实现持续高效土地利用。主要包括海拔、坡度、有效土层厚度、质地、PH值、含盐量和土壤侵蚀强度等。

参评因子等级划分的方法通常有经验法和模糊聚类分析法。各参评因子等级划分的数量五统一规定，主要受评价目的和方法的制约。一般而言，参评因子的等级划分以4~5个为宜。

（四）评价因素权重测定

本实习遵循宜耕类优先原则。按照宜耕—宜园—宜林—不宜顺序判断土地利用类型。

本次实习进行土地适宜类评价时，各适宜类评价因素的极限指标如表一所示。

表一 土地适宜类评价因素极限指标

评价因素

土地适宜类

宜耕土地类

宜园土地类

宜林土地类

1 海拔

〉900

〉800

〉1300

2 坡度

〉25

〉25

〉70

3 表土层或

土层厚度

〈10

（表土）

〈50

（土层）

〈30

（土层）

4 质地

砾质

砾质

砾质

5 PH值

〈4.5

或〉8.5

〈4.5

或〉8.5

_________

（五）评价单元土地适宜等的确定

在评价单元土地适宜类确定的基础上，进一步对土地适宜的等级做出评价，即土地适宜等、宜耕、宜园、宜林三个土地适宜类均分为三等，即一等地、二等地和三等地，而不宜土地则不分等。

土地适宜等的评定方法采用加权指数和法，该法是根据不同的评价因素对土地质量的作用或限制强度的不同，给定与该因素作用相对应的权重和评级指数，然后利用各评价单元的各个评价因素资料确定该单元各评价因素的评价指数，以加权指数和求得各评价单元的总分值，根据总分值来确定评价单元的土地适宜等，加权指数和法总分值的计算公式为；

A=∑a w

其中A为加权指数和，a 为各评价单元的单因素评级指数，w 为各评价因素的权重，n为参评因素的个数，本次n=7，评级指数a 根据评价因素所对应的划分等级来取值，本次评价因素的指标划分为三级，一级a =5, 二级 a=3,三级a =1.

按上述方法计算所有评价单元的加权指数和（即总分值），根据总分值的大小来确定各评价单元的适宜等级。

《水能资源开发适宜性评价》基于水能资源开发过程中生态环境保护和管理的需求，通过基础水文、环境、生态调查，辨识水能资源开发对水生态系统的影响，量化生态成本，建立基于生态成本的水能资源开发适宜性评价方法。

《水能资源开发适宜性评价》适合水利研究领域的科研和管理人员阅读，也可供高等院校相关专业师生参考。