何 迪
(中共葫蘆島市委黨校電教中心,遼寧 葫蘆島 125000)
GIS在黑龍江省濕地管理系統中的應用現狀
何 迪
(中共葫蘆島市委黨校電教中心,遼寧 葫蘆島 125000)
GIS是重要的地理信息系統。論述了應用GIS系統對黑龍江省濕地進行管理的應用現狀,期望為相關應用及研究提供參考。
GIS;地理信息系統;現狀
濕地與森林、海洋并稱為地球三大生態系統,是重要的自然資源和生態系統,具有獨特的生態特征,有豐富的生物多樣性,是人類賴以生存的重要保障系統,不但提供豐富的淡水資源,還具有調節氣候、美化環境等作用,是公認的“地球之腎”,對地球生態平衡起到了舉足輕重的作用。但是,由于人口的增長,經濟活動的增加,濕地不可避免的遭到了破壞,體現在濕地面積大幅減少、功能嚴重退化等,造成地區乃至全球生態環境惡化,所以,濕地保護是當前生態保護的重中之重。黑龍江省濕地面積是我國濕地大省,如黑龍江扎龍國家級自然保護區、黑龍江紅河國家級自然保護區、黑龍江興凱湖國家級自然保護區、黑龍江三江國家級自然保護區、黑龍江省七星河國家級自然保護區、黑龍江省翁河國家級自然保護區、黑龍江省珍寶島國家級自然保護區7個,被列入國際重要濕地名錄,隨著我省人口增加和經濟建設的提高,我省濕地也面臨著面積減少、退化等現象,保護和恢復濕地,已經是當務之急。
近年來,我省加大了濕地保護,濕地自然保護區不斷發展,信息建設較落后,很多保護區的基礎信息調查工作開展滯后,已經不適應濕地保護區的發展,直接影響了保護區的管理質量,隨著計算機技術、信息技術的發展,以及網絡的普及和成熟,資源管理的信息化水平越來越高,對于自然保護區的建設與管理,信息化建設必須提高。因此,建立我省濕地自然保護區信息管理系統和信息庫,為濕地管理及發展提供保障,是目前信息建設的當務之急。
我省濕地自然保護區信息化建設是基于GIS的自然保護區信息管理系統,在濕地管理的應用中,分二維到三維的圖形信息、景觀信息、環境信息和政策信息等,濕地的建設和管理必須依靠地理信息系統GIS的支持,GIS的空間數據管理和分析功能,也是政府部門制定政策等有效基礎,GIS在濕地管理系統中的應用,有利于我省環境信息化的進程,對濕地保護至關重要。
1.1 國內研究現狀
20世紀90年代,GIS被廣泛運用在保護區的信息管理中,許多自然保護區開展了地理信息系統的建立工作[1]。中國科學院開展了動物多樣性保護信息庫的建設,為我國自然保護區的信息化建設提供了基礎[2]。不少學者提出了保護區管理系統的結構和功能,建議我國進行保護區信息交流。提出建立數據庫標準,把有關信息和數據進行存儲,實現對這些信息和數據的輸入、輸出、更新、保密、檢索、統計、評價、預測、模擬和決策等功能。GIS在自然保護區建設和管理中的應用,提高了自然保護區的科研和工作效率,應用NET技術和ArcGIS9.0相關組件,開發了通用的自然保護區環境保護信息系統,為自然保護區的管理提供了科學的理論支撐[3-6]。
1.2 國外研究現狀
國外應用計算機技術管理自然保護區較早,特別是美國和加拿大。美國在土地利用現狀調查和土地質量評價,風景林、野生動物棲息和漁場調查規劃,野生動物種群和環境分析,生物監控等方面,應用廣泛,應用GIS和遙感技術對國家公園自然保護區進行管理,Natl生物機構將GIS應用于濕地恢復計劃的決策中[7]。
加拿大國家公園管理局,在1972年就開展了最早的地理信息系統的建立工作,開始將國家公園的地理信息系統用于日常管理,其利用最多的領域在自然保護區土地利用的規劃和管理,自然資源的利用和管理,保護生物種群的管理和監測,旅游區的規劃和管理等[8]。
土耳其在1993年利用ArcView軟件,建立了濕地自然保護區地理信息系統(TUSAP-GIS),對濕地進行了分類管理,為研究和決策人員提供了濕地相關信息服務[9]。
國家自然資源保護同盟(IUCN)在1983年建立了自然保護區監測中心(CMC)。對多個國家的自然保護區信息進行共享,實現了各國資源信息參考,為保護區的建設,提供了科學的信息保證[4]。
濕地生態系統評價方法可多方面,如濕地生態功能評價、濕地生態健康評價、濕地風險評價、濕地服務功能和價值評價等[10-13]。在美國得到廣泛使用的是濕地評價技術,對濕地功能、效應、社會價值和濕地功能指標,包括水文功能、生物功能等的評價。Kent等于1999年運用野生動物觀察結果,對濕地棲息地生態功能,進行了評價,首先構建了濕地棲息地生態功能評價的標準,評價濕地的實際物質數目,之后與虛擬參照物進行比較。1990年英、法等國聯合啟動了歐洲濕地生態系統功能評價(FAEWE),主要以河緣濕地為研究對象,開發對其濕地類型的評價程序。國際上對于濕地功能評價研究和應用比較早,也日趨成熟。
我國在濕地評價方面研究和應用比較晚,近些年利用有關數據,對重要的湖泊的濕地的蓄水、氣候調節、涵養水源、水質凈化、生物多樣性等,進行了功能評價[14]。以海濕地為例,分析了典型的河流濕地的功能特征,提出了獲得濕地各項指標,建立濕地評價指標系統的思路[15]。利用地理信息系統、遙感數據、模擬、統計分析和空間計算等方法,定量測算了湖泊的容積、水深、波浪等特征,并利用相關數據對濕地蓄水等功能進行了評價[16]。利用遙感技術,對濕地的調蓄洪水、凈化污水及生物生產力等功能的變化,進行了探討和評價[17]。運用模糊數學理論和方法,建立了模糊模式識別模型,對黑龍江三江平原紅河國家級自然保護區濕地功能,進行了定量評價[18]。
國內外濕地生態健康的評價方法研究結果,國外開展的濕地生態健康評價研究,主要是濕地管理而開展,多集中在評價研究方法上,我國對濕地生態健康評價尚屬初步,濕地生態健康評價方法落后,特別是空間屬性的評價分析表達欠缺,由于濕地破壞嚴重,對于濕地生態系統結構功能變化的評價不足,缺少不同方法的對比,其評價結果可信度不大。遙感和地理信息系統等空間信息技術的發展和運用,為濕地生態健康評價提供了保障,基于RS和GIS的信息系統,對濕地健康等狀況的評價,是今后發展的大趨勢,我國需要加強濕地生態健康評價方面的研究和利用。
3S等信息技術,監測范圍廣、速度快、成本低等優勢,成為目前濕地管理的重要手段。隨著科學技術的發展,遙感和地理信息系統等空間信息技術,對濕地土地利用及動態變化、濕地景觀特征、濕地植被等,發貨了巨大作用。結合歷史資料和遙感數據,對三江平原河流濕地進行了不同時段景觀制圖和GIS分析,從流域濕地景觀梯度特征的角度,對其進行了評價,取得了一定的進展[19]。
遙感和地理信息系統等空間信息技術,為濕地研究提供了不同空間分辨率、不同時間分辨率和不同光譜分辨率的數據源,解決了濕地信息較難獲取的問題。隨著遙感和地理信息系統技術的迅速發展,濕地資源管理、濕地區域發展等問題,都得到了廣泛的解決[20]。
濕地信息管理系統的構建具有十分重要的意義,對促進我國濕地生物多樣性保護,自然保護區資源可持續利用舉足輕重。濕地類型自然保護區的建設、管理及科研工作都離不開GIS信息技術,高效的濕地資源管理,必須依靠具有強大管理分析功能的地理信息系統的支持。預計今后GIS等地理信息技術,會有一個更大的發展空間。
[1]鞠曉娜.基于WebGIS自然保護區信息系統的設計與實現[D].北京林業大學碩士學位論文,2011.
[2]朱建國.物種保護信息管理系統的開發應用[J].生物多樣性,1994,2(20)82-87.
[3]王嵐,袁道凌,劉勝祥.湖北省自然保護區信息系統的研究[J].環境科學與技術,2002,25(10)23-24.
[4]徐海根.中國自然保護區管理決策支持系統(NRMDSS)的若干問題探討[J].農村生態環境,1994,10(2):48-51.
[5]嚴曉瑜.不同時間尺度若爾蓋濕地植被變化及其氣候的關系[D].中國氣象科學研究院碩士學位論文,2008.
[6]楊康年,羅文峰.基于GIS的自然保護區管理信息系統建設[J].遙感與信息,2005,21(3):243-245.
[7]張秋勁,羅文峰,于飛.基于WebGIS的四川省自然保護區信息管理系統[J].四川環境,2010,21(3):143-146.
[8]孔令孜.大青山自然保護區信息管理系統的研建[D]. 北京:北京林業大學,2008.
[9]歐曉昆,彭明春,閆海忠,等.西雙版納自然保護區地理信息系統的建立與保護區的管理[J].應用生態學報,1997(8):95-98.
[10]劉杰.九段沙濕地自然保護區地理信息系統的開發與利用[D].上海:華東師范大學,2006.
[11]崔麗娟.扎龍濕地價值貨幣化評價[J].自然資源學報,2002,17(40:451-456.
[12]何池全,崔保山,趙志春.吉林省典型濕地生態評價[J].應用生態學報,2001,12(5):754-756.
[13]蔣衛國,李京,李加洪,等.遼河三角洲濕地生態系統健康評價[J].生態學報,2005,25(3):408-414.
[14]袁軍,呂憲國.濕地功能評價兩級模糊模式識別模型的建立及應用[J].林業科學,2005,41(4):1-6.
[15]張艷紅,鄧偉.河流洪泛濕地的功能特征及綜合開發利用—以向海濕地為例[J].國土與自然資源研究,2002(1):51-53.
[16]吳炳方,黃進良,沈良標.濕地的防洪功能分析評價—以東洞庭湖為例[J].地理研究,2000,19(2):190-193.
[17]孫娟.南四湖濕地功能變化及評價分析研究[D].濟南:山東師范大學,2002.
[18]袁軍.濕地功能評價研究進展[J].濕地科學,2004,2(2):153-160.
[19]劉紅玉,張世奎,呂憲國.三江平原濕地景觀結構的時空變化[J].地理學報,2004,59(3):391-400.
[20]王一涵.基于RS和GIS的紅河地區濕地生態健康定量評價[D].北京:首都師范大學,2011.
2015-09-15
何迪(1968-),女,碩士,副教授,主要從事計算機應用、軟件開發及研究,E-mail:13898797899@163.com。
X830
A
DOI.:10.13268/j.cnki.fbsic.2015.06.033