基于小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的區(qū)域景觀生態(tài)評(píng)價(jià)研究.pdf

1、景觀是處于生態(tài)系統(tǒng)之上、地理區(qū)域之下的一種尺度，許多土地利用問(wèn)題只有在景觀尺度上才能得到合理的解釋。然而，隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，人類(lèi)生活生產(chǎn)與自然環(huán)境之間的物質(zhì)交換仍在以驚人的速度發(fā)展。一方面，是過(guò)度消耗土地、森林、能源、淡水及其它自然資源的現(xiàn)象，尤其是對(duì)動(dòng)植物可再生資源的開(kāi)發(fā)利用，已使之難以恢復(fù)再生，導(dǎo)致生物多樣性遭到破壞，珍稀動(dòng)植物瀕臨滅絕；另一方面，是向環(huán)境排泄的廢棄物不斷增加，不斷惡化生態(tài)環(huán)境，嚴(yán)重威脅著人類(lèi)和其它生物的生存。如此

2、種種導(dǎo)致了各種生態(tài)問(wèn)題的出現(xiàn)，主要表現(xiàn)為：自然資源面臨枯竭，水土流失嚴(yán)重，土地沙漠化迅速發(fā)展，草原退化，森林面積銳減，亂挖濫采、亂捕野生動(dòng)物，生態(tài)環(huán)境被嚴(yán)重破壞，生物多樣性下降等，這些問(wèn)題已經(jīng)成為制約社會(huì)經(jīng)濟(jì)穩(wěn)步發(fā)展和人類(lèi)生存的瓶頸，因此隨著生態(tài)問(wèn)題的嚴(yán)重性不斷加劇，保護(hù)景觀生態(tài)環(huán)境逐漸被提上日程。 文章在總結(jié)已有的景觀生態(tài)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的研究基礎(chǔ)上，將小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(WNN)引入景觀生態(tài)評(píng)價(jià)領(lǐng)域，開(kāi)展了基于WNN景觀生態(tài)評(píng)價(jià)原理、程

3、序和方法等方面的研究，形成了比較完整、系統(tǒng)的景觀生態(tài)評(píng)價(jià)WNN模型的理論與方法體系，具體來(lái)講，本文主要進(jìn)行了以下幾方面的研究： (1)通過(guò)對(duì)景觀生態(tài)評(píng)價(jià)的概念和內(nèi)容分析，將景觀生態(tài)評(píng)價(jià)分為景觀生態(tài)質(zhì)量評(píng)價(jià)、景觀脆弱性評(píng)價(jià)與景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)3各方面，并總結(jié)了景觀生態(tài)評(píng)價(jià)的方法可包括：現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查專(zhuān)家判斷、統(tǒng)計(jì)分析法、RS和GIS制圖、數(shù)學(xué)模型方法等。 (2)提出了基于WNN景觀生態(tài)評(píng)價(jià)的綜合指數(shù)評(píng)價(jià)模型，然后提出了該模型的原理

4、和程序?；赪NN景觀生態(tài)評(píng)價(jià)可按以下流程進(jìn)行：①研究區(qū)現(xiàn)狀調(diào)查，②構(gòu)建評(píng)價(jià)區(qū)域的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，③單項(xiàng)分析與評(píng)價(jià)，④采用WNN模型開(kāi)展綜合評(píng)價(jià)等4個(gè)步驟。 (3)根據(jù)景觀生態(tài)狀況的內(nèi)涵，構(gòu)建了基于WNN景觀生態(tài)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，即包括景觀生產(chǎn)力、景觀受脅度和景觀穩(wěn)定性，用以描述景觀生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力、彈性和面臨的壓力。 (4)還提出景觀生態(tài)評(píng)價(jià)的小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(WNN)模型，主要包括構(gòu)建指標(biāo)評(píng)價(jià)體系、應(yīng)用WNN計(jì)算綜合風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)、

5、與評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)比較等步驟。為研究WNN的準(zhǔn)確性和適用性，還可以將其結(jié)果與ANN模型模擬結(jié)果相對(duì)照。然而景觀生態(tài)系統(tǒng)屬于復(fù)雜系統(tǒng)，其影響因素也較為復(fù)雜，因此，綜合風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)計(jì)算除了采用定量模型外，還需要定性分析推理。 (5)本文以姜堰市為研究對(duì)象，通過(guò)景觀生態(tài)評(píng)價(jià)的WNN模型，開(kāi)展了土地可持續(xù)利用景觀生態(tài)評(píng)價(jià)實(shí)證研究。結(jié)果表明研究區(qū)域可分為5個(gè)等級(jí)：高持續(xù)區(qū)，面積占研究區(qū)總面積的12.64％；較高持續(xù)區(qū)，占6.70％；中等持續(xù)區(qū)，占35

6、.04％；一般持續(xù)區(qū)，占39.17％；弱持續(xù)區(qū)，占6.45‰并針對(duì)不同的等級(jí)提出了管理措施。研究結(jié)果也顯示，本文提出的一種計(jì)算評(píng)價(jià)土地利用可持續(xù)性小波神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)擬合模型，并具有快速、準(zhǔn)確的優(yōu)點(diǎn)，其適用性較強(qiáng)。 (6)本文還以泰州市轄區(qū)為研究對(duì)象，應(yīng)用WNN模型，開(kāi)展了城市邊緣區(qū)景觀生態(tài)評(píng)價(jià)。研究表明：該模型在很大程度上消除了人為因素的影響，能把影響景觀生態(tài)的各種因素進(jìn)行綜合考慮，并能夠充分利用有關(guān)景觀生態(tài)特征參數(shù)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)信息，