辽宁省滨海湿地景观格局变化研究

辽宁省滨海湿地景观格局变化研究（通用7篇）

篇1：辽宁省滨海湿地景观格局变化研究

辽宁省滨海湿地景观格局变化研究

辽宁省沿海岸线分布有丰富的滨海湿地资源,在区域经济发展中发挥着重要作用.基于1990年和2000年的Landsat ETM 影像获取了辽宁省滨海湿地斑块图形数据,选用生态意义较明确的景观特征指数,对辽宁省滨海湿地的`景观格局变化进行了研究.结果表明,1990年至2000年间,辽宁省滨海湿地总面积呈萎缩状态,由1990年的17620.04 km2减至2000年的17 331.72 km2,减少幅度为1.6%;湿地斑块数量亦在减少,由1990年的2 021块减少至2000年的1770块;湿地景观多样性指数和均匀度指数则呈下降趋势,分别由1990年的1.425和0.594下降至2000年的1.409和0.588.

作 者：丁亮 张华 孙才志 DING Liang ZHANG Hua SUN Cai-Zhi 作者单位：辽宁师范大学城市与环境学院,辽宁,大连,116029刊 名：湿地科学 ISTIC英文刊名：WETLAND SCIENCE年，卷(期)：20086(1)分类号：Q149关键词：滨海湿地 景观格局 景观指数 辽宁省

篇2：辽宁省滨海湿地景观格局变化研究

松嫩平原湿地景观格局动态变化研究

在GIS和RS技术支持下,运用FRAGSTATS 软件,研究了1980～松嫩平原湿地景观格局动态变化特征.结果表明,松嫩平原湿地景观格局发生了显著变化,21 a湿地面积减少了 33.1%;平均斑块面积、最大斑块指数均呈减小趋势,而景观形状指数、斑块密度、斑块分维数、景观分割指数和斑块周长偏离度则呈增加趋势;松嫩平原湿地分布质心发生偏移,21 a来向西南方向偏移了49.82 km,主轴方向逆时针旋转了7.817°,表明湿地景观具有破碎化和萎缩的.趋势.这种变化是在区域水文和气候波动、水利工程、人类活动强度、对湿地的保护措施等因素共同驱动下形成的.

作 者：李闯 刘吉平刘庆凤 于洋 LI Chuang LIU Ji-Ping LIU Qing-Feng YU Yang 作者单位：吉林师范大学旅游与地理科学学院,吉林,四平,136000刊 名：湿地科学 ISTIC英文刊名：WETLAND SCIENCE年，卷(期)：6(2)分类号：P931.7关键词：景观格局 动态变化 湿地 松嫩平原

篇3：辽宁省滨海湿地景观格局变化研究

滨海湿地广布于沿海海陆交界、淡咸水交汇区域[1],是陆地生态系统和海洋生态系统的交错过渡地带。不仅拥有丰富的生物多样性和极高的生产力,而且蕴藏着珍贵的能源和矿产资源,同时在抵御海洋灾害、 控制海岸侵蚀、 调节径流、 改善气候、 降解污染、 美化环境、 维护区域生态平衡及提供野生动植物生境等方面起着极其重要的作用[2-3]。景观变化作为一种自然、社会、经济综合现象,表现为复杂的系统演变过程。景观时空动态变化研究着眼于根据生态系统真实的空间分布及其随时间而变化的空间和时间尺度的变量,推论出导致景观变化的原因并预测景观变化趋势[4]。马尔科夫模型是一种关于时间发生的概率预测模型,它根据事件的目前状况来预测其将来各个时期(或时刻) 的变动状况, 在景观变化预测中应用广泛。

旅顺口区位于辽东半岛最南端,东临黄海、 西濒渤海,南与山东半岛隔海相望,北依大连。 陆地南北纵距26.1km,东西横距31.2km,总面积506.8km2,海岸线长169.7km。该区自然生态环境优良[5],是龙湖国家湿地公园的所在地,更是冬季迁徙的鸟类必经之地。 但是, 由于近年来大连经济发展迅猛,生态环境遭受严重破坏。被认为是大连乃至辽东湾地区生态平衡重要保障的大连市旅顺口区滨海湿地,目前正遭受人类活动的严重威胁。近年来这里已有大面积的滨海湿地被人工养殖占用,湿地面积急剧减少,使旅顺蛇岛老铁山国家自然保护区的鸟类和蝮蛇的生存环境受到严重侵害,保护旅顺口区滨海湿地已迫在眉睫。

2研究方法与过程

本研究利用旅顺2000年Landsat ETM和2009年Landsat TM两期遥感图像对旅顺滨海湿地景观动态变化进行研究,绘制对应景观分布图,对景观类型变化进行分析,确定相应的湿地类型之间的初始转移概率,然后利用马尔科夫模型对其湿地景观进行动态演变过程的分析和未来变化趋势的预测,为今后制定旅顺滨海湿地的利用与保护政策提供科学决策依据。

2.1湿地景观分类及解译标志

在充分分析旅顺地区湿地资源现状的基础上,借鉴 《湿地公约》 中的湿地分类系统,参照 《全国湿地资源调查与监测技术规程》[6]所规定的湿地分类方法,结合旅顺湿地类型的实际情况和土地利用状况,并考虑到遥感影像可分辨的最小图斑、人工判读的可能性等[7],笔者将研究区内的滨海湿地分为3种类型,分别为: 1海岸湿地,指滩涂、河口水域和河口三角洲水域;2河流、湖泊与库塘,主要指永久性河流和季节性或间歇性河流、湖泊、水库和池塘; 3盐田与养殖场,指近海区域的水产养殖与滩涂养殖及借助海水蒸发来制盐的沿海湿地[8]; 同时为了反映城市化过程对于湿地景观格局的影响,将建设用地单独作为一类,其他非湿地如耕地、园地、林地、草地等合并为一大类。

2.2数据来源及技术路线

本研究采用了遥感数据和非遥感信息数据。遥感数据选取了Landsat卫星2000年、 2009年两个时段的ETM、TM影像数据,共2景,各景影像的云覆盖率均小于5%。非遥感信息源主要包括1∶5万旅顺口区地形图、 行政区划图、2009年土地利用现状矢量数据及野外调查数据等。

旅顺口区滨海湿地景观格局时空动态变化研究的技术流程如图1所示,首先将研究区的1∶5万地形图等进行扫描,应用ArcGIS软件进行处理,建立统一的投影坐标,利用ENVI 4.8遥感数据处理软件对两个时段的遥感影像进行几何校正,对校正后的影像图进行掩模处理, 按照行政区划范围切出两个时相影像的相同范围,再利用RGB (5,4,3)合成假彩色图像。 对合成后的影像进行非监督分类,建立分类模板,依照滨海湿地分类系统的解译标志选择训练样本对模板进行修改,用改后的模板进行监督分类,结合土地利用现状矢量数据、地形图、 野外调查数据等非遥感资料对分类结果进行人工目视解译,分类后处理得到两个时相的分类结果。利用ArcGIS软件绘制出两个时相的滨海湿地景观分布图如图2和图3所示。

根据2000年和2009年研究区的两个时相遥感影像解译结果,对2000年和2009年两期滨海湿地分类结果数据进行GIS叠加分析,得到各类型之间的面积转移矩阵(表1),根据转移概率矩阵进行旅顺口区滨海湿地景观的马尔科夫预测,最终得到变化结果并进行分析。

3马尔科夫预测

马尔科夫预测是以俄国数学家马尔科夫的名字命名的数学方法,是一种预测事件发生的概率的方法。它是基于马尔科夫链,根据事件的目前状况状态, 预测该事件未来各个时期(或时刻)的变动状况[9-10]。目前,马尔科夫预测法被广泛应用于景观格局变化的预测。

马尔科夫模型的基本概念包括系统的状态和状态的转移。当系统完全由定义状态的变量所取的值来描述的时候,则称系统处于一个状态;如果系统状态描述变量从一个状态的特定值变化到另一个状态的特定值,则称系统发生了状态转移。马尔科夫过程描述的是具有 “无后效性”的特殊随机过程[11],即某随机过程在T+1时刻的状态和T时刻的状态有关,而和以前的状态无关,这一点用于湿地景观格局变化的预测是适合的[12]。

hm2/a

3.1转移概率矩阵的确定

景观类型之间相互转化的初始转移矩阵是使用马尔科夫模型的关键,其数学表达式为:

式中:pij为初始到末期时由类型i转化为类型j的概率,pij为满足两个条件:0≤pij≤1和

根据马氏理论,年平均概率(pij)的计算方法有两种:1年均等面积转移概率:指的是以A类湿地景观转化为B类湿地景观的年均面积值不变为条件,来确定景观单元的转移概率, 即m年到n年的各湿地转化面积除以年代间隔(n-m)得到平均每年的转化面积占原有该类湿地的面积百分比。例如,2000年海岸湿地面积为1 796.76hm2,2000—2009年海岸湿地转化为盐田养殖场的面积为184.38hm2,即有k= (184.38/9)/1 796.76=0.011 402。2年均等概率转移概率:指的是以m年到n年的A类湿地景观转化为B类湿地景观的年均转移概率不变为条件,来确定景观单元的转移概率,即SA= (SA-ΔSAB)×(1+k)(n-m),SA为m年的A类湿地类型面积,ΔSAB为m~n年A类湿地类型转为B类湿地类型的面积,k即为A类湿地类型转化为B类湿地类型的年均转移概率。例如, 2000年海岸湿地面积为1 796.76hm2,2000— 2009年海岸湿地转化为盐田养殖场的面积为184.38hm2, 即有1 796.76= (1 796.76- 184.38)× (1+k)9,所以k=0.012 103。

根据GIS叠加分析统计出的旅顺口区滨海湿地各景观类型面积转化状况,利用上述两种计算平均概率的方法,可以得到各类景观类型的年平均转移概率矩阵(时间步长为1年),该矩阵即为初始状态转移概率矩阵(表2和表3)。

3.2动态模拟与预测

根据马尔科夫随机过程理论, 利用初始状态概率矩阵, 在景观转移概率不变, 即外界作用力不变的情况下, 可以推导出马尔科夫模型的基本方程, 即第n期景观类型的转移概率:

式中,m表示转移概率矩阵的行列数,而任意第n分期的转移概率矩阵等于初始转移概率矩阵的n次方。 若设第1期转移概率矩阵为P (1),初始矩阵为A (0),则第n期的矩阵为A (n)=A (0) ×P (n) =A (0) ×Pn,以此公式可以预测得到各分期各景观类型的面积, 从而实现景观格局变化预测的目的。

已知A (0)= [海岸湿地河流、湖泊与库塘盐田与养殖场建设用地其他非湿地] = [1 796.76 390.68 1 302.45 9 842.2637 305.71 50 637.87],并应用两种方法计算出的转移概率矩阵分别预测2009年的湿地景观格局,并与2009年实际值进行对比分析,预测结果如表4和表5所示。

通过对上述结果的对比分析,可以看出总体上等概率转移矩阵预测出的误差值明显小于等面积转移矩阵预测出的误差值,且概率转移矩阵预测出的误差值都在5%以内,其中只有河流、湖泊与库塘一种景观类型的相对误差较大,但是由于影像的分辨率造成解译中的误差,由此可见等概率转移矩阵的马尔科夫预测更加科学,准确。 综上所述,最终决定采取年平均等概率转移矩阵对旅顺口区未来20年滨海湿地景观格局动态变化进行马尔科夫预测。预测结果如表6所示。

hm2

4结果与分析

从2000—2009年滨海湿地景观转化情况表可见,研究区内滨海湿地景观变化较大的有海岸湿地、库塘、建设用地和其他非湿地。其中, 9年内海岸湿地面积缩小了392.47hm2公顷, 其他非湿地缩小了8 071.09hm2,而人工湿地库塘增加了,190.89hm2,建设用地的面积增加最多,达到8 213hm2。由此可看出2000年后旅顺口区滨海湿地景观格局的变化趋势:天然湿地减少,人工湿地增加,非湿地中,建设用地面积增长最快,而耕地、园地、林地、草地等的面积则下降幅度较大。

这种景观态势的形成说明研究区内滨海湿地景观受到了人类活动的强烈干扰。随着人口的增加和经济的发展,人们对于湿地的开发利用程度加剧了,城市建设速度的加快更导致许多天然湿地丧失。大量的海岸湿地被开发为人工水库和池塘及水产养殖和盐田工业,其中水产养殖和盐田工业转化比率达到了1.21%。库塘的增加反映了渔业发展较快。非湿地景观方面,建设用地增长剧烈,增幅达83.4%。其他非湿地的减少主要是被建设用地占用。

篇4：辽宁省滨海湿地景观格局变化研究

关键词：滨海湿地；鸭绿江口；景观格局；影响因素；分析

中图分类号：X37 文献标识码：A 文章编号：1674-1161（2014）03-0006-03

河口三角洲湿地位于河、海、陆、气、人类社会五大介质作用的交集点上，既是气候变化的敏感区，也是生态环境的脆弱区，在调节气候、涵养水源、分散洪水、净化环境、保护生物多样性等方面具有极其重要的作用。河口滨海湿地的发展变化直接反映人类社会与自然环境的物质与能量交换，其生态健康不仅关系到地区的自然环境和生态安全，也影响着人类社会的和谐发展。由于河口滨海湿地的特殊地理位置和作用，在开发利用海洋资源时，如何对滨海湿地进行更好的保护，已成为国内外学者研究的热点问题之一。

景观格局分析是景观生态学研究的核心问题，通过对景观格局的定量描述可以把景观的空间特征与时间过程联系起来，从更深层次上揭示景观格局的变化。将景观格局分析应用于河口滨海的研究，对于湿地资源的可持续利用具有重要的意义。

1 研究区概况

丹东鸭绿江口湿地国家级自然保护区（以下简称“保护区”）位于辽宁省东南部的东港市境内，东起东港再生资源基地西侧路，西至西孙线与河沿底沟交点，北起鹤大公路（不含驻地镇），南临黄海6 m等深线，沿东港境内海岸线呈带状分布，其地理坐标是123°31′110″E至124°09′400″E，39°40′500″N至40°40′270″N，总面积为822 km2。保护区由陆地、芦苇地、滩涂和浅海海域四大部分组成，为内陆湿地和水域生态类型与海洋和海岸生态类型的复合生态系统。保护区内部设有核心区、试验区和缓冲区。

2 数据来源及处理

选取保护区整体作为研究区，选择1995年10月与2010年10月两期，空间分辨率为30 m，轨道号为118/35，Landsat-5 TM影像数据，并采用1∶50 000地形图为参考数据，对影像进行几何精校正。根据研究区生态环境特点，首先建立保护区各土地利用类型的解译标志，采用监督分类和人工目视解译相结合的方法解译。参照《土地利用现状分类》，将研究区土地类型确定为13类：水田、旱地、芦苇地、滩涂、近海、河流、养殖水面、盐田、坑塘、居民点用地、交通用地、沟渠、林地；并将湿地类型分为人工湿地和天然湿地，其中水田、养殖水面、盐田、坑塘为人工湿地，芦苇地、滩涂、河流为天然湿地。

3 景观格局分析

3.1 景观指标选取与计算

景观由大小不同的斑块组成，斑块的空间分布即为景观格局，是景观异质性的具体表现。可采用景观指数来描述景观的空间格局。根据研究区特点，选取斑块面积（CA）、景观斑块数（NP）、景观密度（PD）、斑块比例（PLAND）和最大斑块指数（LPI）来定量分析研究区景观格局特征及变化。应用景观软件计算两期景观指数。

3.2 景观指标评价

1995年研究区斑块总数为2 177块，2010年为2 928块，增加了751个斑块，这表明景观破碎化程度加剧。

在人工湿地中，养殖水面的斑块数目增加3块，这说明养殖迅速发展不仅占据了滩涂的面积，而且还有向芦苇地区域发展的特征，反映了养殖业发展的快速性和面积扩大的复杂性。而河流水面、水田、芦苇地和坑塘的斑块数有所减小，说明城市化的发展使小的隔离斑块逐渐消失，变化成了旱地、建设用地等。

通过景观格局分析发现，虽然斑块类型没有发生明显变化，但是斑块面积指数（CA）变化较剧烈。以芦苇地为例，其CA值在15 a内下降了4.70%；其斑块所占景观面积比例指数（PLAND）由1995年的4.77%下降到2010年的4.55%。而研究区人工湿地上升最快的斑块类型是养殖水面，其 PLAND从1995年的8.07%上升到了2010年9.36%；其CA 值也大幅上升。这一变化与该地区大力发展水产养殖的相关政策有关。

4 影响因素分析

滨海湿地景观变化的影响因素主要分为自然因素和人为因素两类。这两类因素共同作用，导致鸭绿江口滨海湿地的格局发生了改变。

4.1 自然因素

风暴潮的发生，一方面会使海平面上升和海岸受侵蚀，造成潮间带湿地向潮下带湿地演替，滨海湿地一边向海洋扩张，导致湿地盐渍化加重、植被死亡、湿地生态系统破坏。另一方面，风暴潮引起海岸受侵蚀，使大陆海岸线向内陆不断延伸，造成土地大量流失、海岸建筑物破坏等情况，不仅带来经济损失，还引起一系列生态环境问题。

4.2 人为因素

1） 自然湿地的破坏与城市化建设。近年来，政府提出了一系列导向性政策以发展海洋渔业和农业，因此滩涂等自然湿地被大量围垦、面积大大减少，而养殖水面迅速增加。此外，城市化建设与旅游业的发展，使得滨海湿地被不合理开发，这也是湿地面积减少的主要原因之一。

2） 环境污染。随着城市与工业的发展，沿岸城市生活废水和工业废水、农业化肥、农药的残留物等导致东港市众多河流的下游受到污染，对滨海湿地的土壤及水源也造成了不同程度的影响，降低了湿地的功能与效益，并且危害到人类健康。

5 结论

研究区景观格局的变化主要是受自然驱动因素和人为驱动因素的相互作用而发生的。风暴潮、海岸侵蚀等自然灾害是东港市滨海湿地破碎化的自然驱动力；而追求经济利益背景下人为垦殖天然湿地与城市化建设、湿地水资源补给缺乏、环境污染是主要的人为驱动力。这些因素相互作用，导致滨海天然湿地面积减小，生物多样性和丰富度降低，生态功能下降。

篇5：辽宁省滨海湿地景观格局变化研究

在RS和GIS技术的`支持下,结合塔里木河中下游的区域特点,确定了塔里木河中下游湿地景观分类系统.通过采用景观多样性指数、优势度、景观破碎化指数、分布质心和平均斑块形状指数等景观的空间格局指数,较系统地分析了1980～塔里木河中下游湿地景观空间格局变化.结果表明:塔里木河中下游湿地的分布面积呈显著下降趋势.1980～1990年湿地面积减少,斑块数量和密度增加.1990～20湿地面积有所增加,斑块数量和密度持续增加;随着人类干扰强度增加,景观多样性增加,优势度降低,湿地的破碎化程度越来越大;湿地景观要素中,河渠湿地、水库坑塘湿地面积有所增加,而湖泊、滩地、沼泽面积均在不断减少,其中沼泽湿地面积减少幅度最大.

作 者：赵锐锋 周华荣 肖笃宁 钱亦兵 周可法 ZHAO Rui-Feng ZHOU Hua-Rong XIAO Du-Ning QIAN Yi-Bing ZHOU Ke-Fa 作者单位：赵锐锋,ZHAO Rui-Feng(中国科学院新疆生态与地理研究所,乌鲁木齐,830011;中国科学院研究生院,北京,100039)

周华荣,钱亦兵,周可法,ZHOU Hua-Rong,QIAN Yi-Bing,ZHOU Ke-Fa(中国科学院新疆生态与地理研究所,乌鲁木齐,830011)

肖笃宁,XIAO Du-Ning(中国科学院沈阳应用生态研究所,沈阳,110016)

篇6：扎龙湿地景观格局动态变化研究

关键词：扎龙湿地自然保护区,景观面积统计,景观转移矩阵

湿地是由水陆相互作用而形成的自然综合体,是自然界最具生物多样性的生态景观和人类最重要的生存环境之一,被称为“地球之肾”。湿地景观格局的变化与气候变化、土地利用、土地覆被变化及其生物多样性变化密切相关,无论在区域乃至全球尺度上对全球变化都有净贡献[1]。

目前国内外学者主要是采用景观动态的定量化研究方法来研究湿地景观格局变化[2],即通过收集和处理景观数据遥感影像解译,地形、植被、土壤类型等图件数字化,建立类型图和数值图图库,进行空间分析景观面积动态变化、景观类型转化和动态模型模拟,景观格局指数计算,比较不同景观之间的结构特征,揭示景观空间配置以及动态变化趋势,并进一步寻找引起动态变化的驱动因子。

以具有价值重要性、生态环境脆弱性和生态环境问题突出的扎龙自然保护区湿地景观开展景观格局演变的研究,采用景观类型面积统计和景观转换变化研究扎龙自然保护区湿地景观动态的结构特征,并定量描述景观格局演变规律,这可为扎龙自然保护区湿地景观的合理管理与可持续发展提供有价值的建议与合理的规划策略。

1材料与方法

1.1研究区概括

扎龙国家级自然保护区位于东北平原北部乌裕尔河下游松花江一级支流嫩江中游的黑龙江重工业城齐齐哈尔市东南的闭流洼地处。地理坐标为东经123°47'～124°37',北纬46°52'～47°32',总面积2 100 km2。保护区地处中纬度地带,属大陆性气候半干燥地区,蒸发量大大超过降水量。保护区的水源有乌裕尔河、双阳河、新嫩江运河、“八一”幸福运河,其中乌裕尔河为形成和维持本区湿地生态系统的主导因素。

1.2数据来源

扎龙湿地景观源信息的数据源包括1950年的1∶10万地形图数据,1978年MSS影像数据,和1986、1995、2000、2004年四期的LANDSET TM遥感影像数据。1970年地形图作为地理参考标准数据的数据源。

1.3数据处理

1.3.1景观类型划分与遥感解译

参考国家土地利用分类系统,结合研究区实际情况及本研究的目的,将研究区湿地景观划分为5种类型,包括沼泽、湖泊、滩地、河流和水库坑塘[1]。以研究区1978年1:50 000的地形图为基准图像,利用二次多项式和双线性内插法分别对MSS和TM影像进行几何校正。根据研究区5种湿地景观类型,确定各类型景观不同数据源的解译标志,以人工目视解译为主。

1.3.2景观面积统计

通过各种景观类型面积统计得到:在属性表中,利用Arcview中的统计功能进行不同时期的各种湿地景观类型的面积统计,并绘制面积曲线图显示扎龙湿地景观的面积动态变化[3]。

1.3.3景观转换

景观转换用交叉列表统计分析方法:景观类型的转移是将不同时段的景观类型分布图在Arcview3.3平台支持下,分别将1954、1978、1986、1995、2000和2004年的湿地景观覆被分类图统计分析,得到(1954～1978)年、(1978～1986)年、(1986～1995)年、(1995～2000)年、(2000～2004)年湿地景观变化转移矩阵。

2结果与讨论

2.1景观组成及其动态变化分析

2.1.1流域景观组成概况

从景观的组成来看,扎龙自然保护区主要包括沼泽、湖泊、滩地、水库、河流等几种湿地景观类型,平均分布比率分别为90.695%、8.263%、0.150%、0.802%、0.091%,其中沼泽占据了景观的主导地位,湖泊次之,以河流分布最少。见图1。

2.1.2景观组成总体变化趋势

1954年～2004年间,扎龙湿地自然保护区沼泽分布面积在1978年达到最低值(1 016.43 km2),而在1986年时达到峰值(1 284.97 km2),之后沼泽面积变化较小,有缓慢减少的趋势,到2004年时面积已为1 232.46 km2;湖泊面积呈渐缓减少变化,其面积最大值与最小值差值为36.55 km2;河渠面积开始剧烈减少,在1995年时河道干涸,之后面积又缓慢地增加;滩地面积变化呈抖动似的增加或减少变化,形如抛物线,其极值呈增长的趋势,第二个极值几乎是第一个极值的二倍,水库面积变化在各个时期时增时减,水库面积1986年与1995年一样,在2000年水库干涸,在2004年却激增到13.201 km2。可以看出湿地景观沼泽与湖泊受环境影响相对较少,而滩地、水库、河流则易受环境影响,面积变化大。见图2和图3。

把所有的景观类型归为两类时,即归为水域景观,包括湖泊,河流和水库,和沼泽景观,包括湿地和滩地,得到归并后两大类的面积变化曲线图4,把图2与图4作对比,很容易发现两大类景观曲线图与五种景观分类中的沼泽和湖泊的曲线图变化趋势很相似,这也说明了沼泽和湖泊在整个湿地景观中占有优势地位。

2.1.3面积动态变化成因分析

扎龙湿地属于典型的河滨洪泛湿地[4],这种湿地类型所处地貌单元为河流洪泛区或河流廊道边缘,该类型湿地与河流主河道存在密切的水力联系;以河流洪水补给为主,此外还有邻近高地的中间流或回流、较少发生的高地溢岸流、其他支流及降水补给;洪水期时,河流漫溢至洪泛区的洪水为其水文地貌的主要控制因子,洪水消退时,地表径流由湿地流向河流主河道;水动力方向为由河流至洪泛湿地的无定向水平流;该类型湿地水量的散失主要通过洪水消退时的反向河道补给、向更深层地下水转化和蒸发消耗;离河道较远的洼地微地貌(牛轭湖)内可能有泥炭累积。

1987年4月国务院批准扎龙自然保护区为国家级自然保护区后,扎龙湿地的面积有所扩大,也说明了建立保护区是正确的,保护区的工作也是很有效的。

2.2景观转换变化分析

1954年～1978年的转移矩阵[5]如表1所示,沼泽湿地的面积变化主要由湖泊和河流湿地转换而来,转换输入总量为310.27 km2,且以湖泊湿地的贡献量最大,占河流和湖泊向沼泽湿地转入总面积的97.76%,转换输出的总面积却只有73.43 km2。湖泊景观此时的面积减少变化是由于发生大面积的湖泊湿地转换为沼泽,转换量为303.34 km2,占到1954年湖泊总面积的84.70%,而此时来自其它景观转入的总面积却仅有61.82 km2。河流湿地与其它景观类型转换变化量很小,所以面积波动不大。1978年～1986年的转移矩阵如表2所示,沼泽湿地的面积变化此时主要由湖泊转换而来,但转换输入量较上一阶段小,仅有59.58 km2,占其它景观向沼泽湿地转换输入总面积的78.43%,转换输出的总面积却只有17.35 km2,仅转换为湖泊的面积就有16.72 km2。这一时期其它湿地景观面积的减少变化都是由于发生了较大面积比例的向沼泽湿地景观的转换变化。

(1986～1995)年转移变化矩阵如表3所示,沼泽、湖泊和水库坑塘湿地景观在这一时期与其它景观类型的转换变化量都很小,所以到研究末期面积未发生显著变化。河流湿地到1995年消失,这主要是由于河流干涸的缘故,退化为沼泽湿地。

(1995～2000)年转移变化矩阵如表4所示,沼泽、湖泊湿地仍维持比较稳定的面积,与其它景观类型之间未发生明显的转换变化。滩地湿地景观显著的面积增长变化,主要是由于湖泊和湿地退化为滩地所致,且湖泊的退化更为严重,其面积贡献率占到该时期其它景观向滩地景观转换输入总量的69.44%。

(2000～2004)年转移变化矩阵如表5所示,沼泽湿地面积的减少主要是由于发生向湖泊湿地的转换变化,从而到2004年湖泊面积增长。2000年面积较大的滩地景观由于人类活动所致,被开发为水库坑塘用于蓄水,以调蓄下游湿地蓄水量,面积减少了6.73 km2。

综上所述,扎龙湿地景观中,转换变化关系最为密切的是沼泽和湖泊湿地之间的相互转换变化,其它景观类型(水库、滩地、河渠)亦主要发生与湖泊和沼泽湿地之间的转换变化,但这一转换量很小,因而湖泊与沼泽湿地景观则呈现出此起彼伏的面积变化关系。沼泽的稳定性最强,湖泊次之,变动性最大的是滩地和水库,主要是因为二者受人类活动干扰最大,表现出最差的稳定性。

3扎龙湿地保护对策

通过以上分析,为了让扎龙湿地得到更好的保护,加强它的可持续发展能力,提出如下扎龙湿地保护战略对策。

(1)扎龙湿地作为典型的河滨湿地,降雨量对保持湿地水位、维持径流补给及湿地植被群落的生长和湿地土壤发育尤为重要,并且观察景观类型转化,沼泽与湿地是相互依赖,相互转化的,其它的类型也主要是由这两类景观转化来,而降雨量变化性较大,不稳定,所以维持径流量就显得特别重要,应该加大向湿地的注水量。

(2)完善湿地监测体系。建立完善的湿地监测体系,全面掌握湿地动态变化,为湿地管理、科学研究和合理利用提供及时、准确的科学数据,对保护湿地、维持湿地生态功能、实现社会经济的可持续发展具有重大意义。因此,要增加监测经费投入和技术投人,在典型湿地生态系统区域建立监控区,加强调查与监测。对湿地水质变化、地下水位、植物群落、生物量土壤养分的变化情况进行监测,并及时评价湿地环境质量变化趋势,定期提供监测报告,为政府提供决策依据。

参考文献

[1]刘红玉.三江平原湿地景观结构的时空变化.地理学报,2004;11(2):142—158

[2]白军红,欧阳华,杨志锋,等.湿地景观格局变化研究进展.地理科学进展,2005;15(4):212—231

[3]王秀兰,包玉梅.土地利用动态变化研究方法探讨.地理科学进展,1999;18(1):231—249

[4]张树清.扎龙湿地动态变化.地理学报,2002;10(5):112—127

篇7：辽宁省滨海湿地景观格局变化研究

该文从景观生态规划学原理和景观的基本结构出发, 利用南宁市不同时期遥感影像及土地利用景观格局指数, 研究了南宁市2006—2008年间土地利用景观变化空间转移规律和格局特征, 分析该地区景观格局变化的驱动力。对加强南宁市土地资源合理利用、促进社会经济可持续发展提供一定依据。

1 研究区概况

南宁市位于广西中部, 东经107°45′—108°51′, 北纬22°13′—23°32′之间, 辖六城区和六个县, 总面积22 626.95km2。南宁市属南亚热带季风气候, 光热资源充足, 湿润多雨, 年均气温20.3~22.4℃, 年平均降雨量815~1686mm, 南宁市辖区河系发达, 河流众多, 均属珠江流域西江水系, 流域集水面积在200km2以上的河流有郁江、右江、左江等39条。境内丘陵起伏, 山多地少, 地貌复杂多样, 山脉和河谷呈西北—东南走向, 地势大致呈西北及西南略高, 向东倾斜, 中部被左江、右江和郁江及支流切割, 形成错综合颁的丘陵平原。

2 数据来源及处理

2.1 数据来源

该文所使用的数据包括:南宁市2006年和2008年两期Landsat5 TM影像, 遥感空间分辨率位30m, 覆盖范围为185km×185km;南宁市行政区图、交通图、水系图等专题图;南宁市社会经济等统计数据。其中遥感数据来源与中国科学院对地观测与数字地球科学中心, 南宁形成区划图, 交通图等主要通过矢量化得到, 其余南宁相关社会经济等数据来源于南宁市统计年鉴及相关部门提供的数据。

2.2 景观类型划分及影像处理

根据遥感影像光谱特征以及研究需要, 同时参考《全国土地分类 (试行) 》 (2002标准) 将土地利用景观类型分为:林地, 旱地, 水田, 建设用地, 水域五大类。

通过ERDARS image9.2软件, 对遥感影像进行配准、几何校正、坐标转换、图幅裁剪等图像预处理, 解译图像获取解译数据。根据预先建立起的土地利用分类和解译标志, 并参考南宁同时期的土地利用图, 采用监督分类对图像进行解译。利用ARCGIS9.3, 对解译图像进行拓扑处理, 栅格转化, GRD格式转换, 获取土地利用景观格局分布图。利用Frangstats3.3软件对已选取景观格局指标进行计算。

将06、08两期的土地利用景观空间格局分布图对比分析并结合景观格局指数计算结果, 对研究区进行景观格局动态变化分析, 解析其景观格局变化特征及景观格局变化产生的驱动力。

2.3 景观格局指数选取

景观格局指数是指能够高度浓缩景观格局信息, 反映其结构组成和空间配置某些方面的简单定量指标[1]。根据研究区的特点, 该文在分析各土地利用类型的景观格局特征变化时采用了斑块数量 (NP) , 最大斑块指数 (LPI) , 斑块密度 (PD) , 面积加权平均形状指数 (AWMSI) , 聚集度指数 (AI) , shanon多样性指数 (SHDI) 。

3 景观格局动态变化分析

3.1 研究区各地类面积及变化情况

根据上述景观类型的划分并对2006和2008年的TM影像进行解释后, 得到两期的土地利用景观空间格局分布图, 见图1。

利用Arc GIS统计模块对图1的各地类面积进行统计, 并对2006至2008年的土地利用变化进行计算, 得到土地利用转移矩阵。具体见表1。

由表1可知06年各地类面积比重依次为:林草地>旱地>水田>建设用地>水域。08年各地类面积比重依次为:林草地>旱地>建设用地>水田>水域。

研究区土地利用类型转变趋势为由旱地、水田、水域转为建设用地、林草地。其中以耕地转变为建设用地、林草地为主。旱地面积急剧降低, 面积减少322km2, 降幅23.45%;水田面积减少87km2, 降幅8.4%, 水域面积减少116km2, 降幅23.6%。建设用地和林草地面积增加, 增加面积分别为317km2, 207km2;增幅分别为45.9%和7.26%。

hm2

3.2 景观格局总体特征

按照景观格局指数的分类, 计算2006—2008年的景观格局指数, 具体见图2。

从图2的统计情况分析, 南宁市景观格局总体特征如下。

(1) 2006—2008年南宁市城乡居住及建设用地面积增加316.991 1km2, 斑块数量增大, 聚集度指数, 最大斑块指数均不同程度增大, 数据表明南宁市城乡建设用地扩张迅速, 图斑呈聚集化大面积的连续分布, 连通性增强。面积加权平均形状指数增大, 表明其形状更为复杂多样。其中, 南宁城区建设用地扩张明显, 主要向东部, 北部扩张, 其中以向东扩张程度尤为显著;农村居民点面积扩大最为显著且多沿交通线分布。

(2) 耕地面积大幅度减少, 2006—2008短短两年间, 耕地面积减少了408.836 9km2, 研究时段内, 耕地转变为建设用地较大区域位于南宁市城市扩张较快城区东部、北部以及三塘镇、五塘镇公路沿线, 该区域耕地面积大幅缩减。耕地转变为林草地, 主要位于在南宁市东南方向, 那楼镇、镇龙乡、百济乡一带。结合图1和图2发现, 旱地最大斑块数降低, 斑块破碎程度增加, 原有的斑块被分割成大量互不相连的零碎斑块, 分布更为分散。

(3) 水域面积减少115.739 7km2, 斑块数量明显减少, 通过对比图1南宁市两期的土地利用分类图可以发现, 研究区内, 对城市供水, 生态调节等有重要作用的, 大王滩水库、西云江水库等大面积水域面积未减少, 水域面积减少主要体现在:城市周边扩张区域坑塘水面大量消失, 除此之外, 水域平均形状指数增大, 水体形状更加复杂, 更不规则。

(4) 林草地面积增加207.585 4km2。其中主要以林地面积增加为主, 斑块数目减少, 最大斑块指数显著增大, 聚集度指数增大, 面积加权平均形状指数增加。表明林草地分布区域集聚化, 但景观斑块形状越加不规则、体现出更加复杂化, 说明2006—2008两年内, 林地受到人类活动的影响增大。

3.3 整体景观格局动态变化

通过研究区整体景观格局分析, 见表2。可以发现, 2006—2008年斑块密度降低, 最大斑块指数由06年17.73降低至08年的7.75, 说明研究区内景观趋向破碎化, 分布更为分散。面积加权平均形状指数由06年的45.23降至08年31.88, 斑块形状的规则化, 表明人为因素带目的性的大面积森林建设, 建设用扩张等活动频繁, 程度加剧。景观多样性由06年的1.38升高至08年的1.44, 表明景观多样性提升, 具体表现为各景观要素所占比例差异的缩小, 人类干扰强度增强, 景观类型多样化、结构的复杂性有了明显提高。因景观稳定性下降, 抗干扰的能力降低, 表明研究区受到的人为扰动增强, 从而造成整体景观格局的异质性越来越高, 这与研究区近年来城镇建设、生态工程建设等人类活动有关。

4 主要驱动因子分析

土地利用景观格局变化驱动力具体为两方面:自然要素和人文要素。2006—2008年南宁市土地利用转移矩阵及景观格局指数表明, 强烈的人为活动已经成为影响研究区土地利用景观格局变化的主导因素。区域人口增长、城市扩张及退耕还林政策是这一时期景观格变化的直接原因。

4.1 区域人口与社会经济增长影响

根据统计年鉴南宁市2006年、2008年人口分别为:671.89万人, 691.91万人[11], 随着人口增加, 人口对建设用地的需求增加导致人类建设用地扩张活动的增强, 对土地利用格局变化产生了极大的影响。

南宁市社会经济高速发展, GDP由2006年的861.94亿元增加到2008年的1 316.21亿元, 年平均增长率达14.5%。城市化水平由2006年的27.05%提高到27.32%。经济的快速发展带来工业化和城市化的加速发展, 也必然促使城市面积规模的扩展和带动人类更多的生活需求, 由此需要更多的土地保障。这在与人类活动联系紧密的耕地和建设用地两种地类变化上反映明显, 2006-2008年间, 南宁市耕地转化率为负向, 为减少趋势, 而主要转化的的土地利用类型为建设用地, 转化分布区域为城市及集镇, 公路沿线区域。

4.2 森林城市建设和退耕还林工程影响

2006—2008年时段正处南宁市城森林市总体规划大环道两侧绿色长力发展森林绿色工程的阶段, 这一时间内, 南宁建设环城高速公路、城市快速廊;新建一批自然保护区、森林公园、生态主题园。且2007、2008、2009三年南宁年鉴农林·水利资料显示, 此三年内, 南宁市通过包括绿色通道工程, 退耕还林工程, 珠防林工程在内的一系列植树造林工程, 年均造林210km2, 其中退耕还林工程, 2006年退耕还林面积为53.49km2, 2008年完成退耕还林面积36.78km2。人为因素目的性森林建设工程和退耕还林工程是研究区景观变化的直接原因之一。

5 结语

研究结果表明:2006—2008年, 南宁市景观格局变化主要表现为景观呈破碎化趋势, 生态系统正朝着多样性、均匀化的方向发展;土地景观类型变化以耕地转为建设用地和林草地为主, 研究区区域空间为中观尺度, 时间尺度较短, 自然驱动力相对稳定, 可视为较稳定因素, 人口增长及社会经济发展是景观格局变化的主要因素, 具体表现为城市、集镇的急速扩张、人为目的性的生态工程建设等人为扰动主导了土地利用类型的改变。

在推进社会经济发展的同时, 南宁市建设用地科学引导, 规模集聚, 布局优化和生态建设与环境协调并存两方面加强对该区域发展有重要意义

参考文献

[1]邬建国.景观生态学-格局、过程、尺度与等级[M].北京:高等教育出版社, 2000.

[2]肖笃宁, 布仁仓, 李秀珍.生态空间理论与景观异质性[J].生态学报, 1997 (5) :3-11.