刘吉平
, 董春月
Liu Jiping, Dong Chunyue
中图分类号: P901
文献标识码: A
文章编号: 1000-0690（2016）06-0879-09
收稿日期: 2015-05-18
修回日期: 2015-08-13
网络出版日期: 2016-10-20
版权声明: 2016 《地理科学》编辑部 本文是开放获取期刊文献，在以下情况下可以自由使用：学术研究、学术交流、科研教学等，但不允许用于商业目的.
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作者简介:
作者简介：刘吉平（1972- ）,男,山东菏泽人,教授,主要从事湿地生态学研究。E-mail: liujpjl@163.com
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摘要
以湿地变化较为剧烈的小三江平原为研究区域,以1955~2010年的地形图和Landsat TM遥感数据为数据源,采用网格分析法研究景观指数的时空分异规律,并分析不同时期人为干扰度对景观格局指数的影响。结果表明：① 从时间上看,1955~2010年小三江平原沼泽湿地的面积和最大斑块逐渐减小,斑块占景观比从52.87%下降到10.41%,最大斑块减少了47.6%,破碎化和分散性逐渐增加,连接度从1.02%增加到2.88%后下降为0.79%,呈先增加后降低的趋势,斑块的形状由复杂变得简单后又变得复杂,人为干扰度逐渐增加,从0.31%增加到0.6%;② 从空间上看,1955年研究区沼泽湿地景观由西南向东北破碎化逐渐减弱,1986年后变为由西南向东北破碎化逐渐增加的格局。沼泽湿地斑块类型所占景观面积比例和连接度指数的高值区主要分布在研究区的中部和东北部。人为干扰度的空间分布格局是由西南向东北逐渐减弱;③ 1955~2010年人为干扰对小三江平原沼泽湿地的邻近与连接程度的影响逐渐减弱,对沼泽湿地边缘密度影响逐渐增强,人为干扰对沼泽湿地斑块密度的影响主要受沼泽湿地面积的影响,人为干扰对沼泽湿地斑块的形状影响较小,沼泽湿地的优势景观控制力逐渐下降,人为干扰是小三江平原湿地面积减少的主要原因。
关键词：
Abstract
With the research area being the small Sanjiang Plain whose wetland changes have been quite severe and with the source of data being the 1955-2010 topographic map and Landsat TM Remote Sensing Data, the grid analysis method was used to study the rules of spatial-temporal differentiation of the landscape index and the effects of the level of man-made interference on the landscape pattern index under different periods were also analyzed. The results show: 1) Looking at it from the aspect of time, in 1955- 2010 the area of the small Sanjiang Plain marsh wetland and the largest patch decreased gradually, patch accounted for landscape ratio from 52.87% decreased to 10.41%,the largest patch has reduced 47.6%, fragmentation and dispersibility increased gradually, connectivity increased at first then decreased, its trend embodys in connectivity from 1.02% increased to 2.88% then decreased to 0.79%, the shape of the patch changed from being complex to simple and then changed to being complex again, the level of man-made interference gradually increased,from 0.31% increased to 0.6%; 2) Looking at it from the aspect of space, in 1955 the fragmentation from the south-west to the north-east of the marsh wetland landscape of the research area diminished gradually. After 1986, it changed into a pattern where the fragmentation from the south-west to the north-east increased gradually. The high value areas of the marsh wetland with respect to its proportional area of the landscape and connectivity index are distributed in the central and north-eastern parts of the research area. The spatial distribution pattern of the level of man-made interference diminished gradually from the south-west to the north-east; 3) Effect that human interference had on the vicinity and connectivity of the marsh wetland of the small Sanjiang Plain diminished gradually in 1955-2010, but its effect on the marginal density of the marsh wetland increased gradually. The effect that human interference has on the density of the marsh wetland patch is mainly affected by the area of the marsh wetland. The effect that human interference has on the shape of the marsh wetland patch is quite small, the superior landscape controlling force of the marsh wetland declined gradually. Human interference is the main cause of the reduction in the wetland area of the small Sanjiang Plain.
Keywords：
景观格局变化是各种自然和人为干扰因素综合作用的结果,它影响着景观内物种的丰富度、分布、种群的生存能力及抗干扰能力,同时影响到该景观的生态过程和边缘效应[1],因此景观格局变化及其驱动机制分析是地理学和景观生态学领域长期关注的热点问题[2]。人类活动对景观格局的影响尤为突出,其中湿地景观格局受到的影响最为严重[3],如何定量监测湿地景观格局的时空分异规律,并分析其与人为干扰之间的关系,对湿地生态系统的保护与管理具有重要意义。
目前国内外主要采用景观格局指数和景观动态变化模型研究湿地景观格局演变特征[4],其中景观格局指数是景观格局信息的高度概况,是反映景观结构组成、空间配置特征的量化指标[5]。国内外一些学者利用景观格局指数比较不同景观之间的结构特征,揭示了湿地景观格局动态变化过程及其时空规律,均取得了较好的效果[4,6~10]。国内外学者对区域内综合湿地景观指数研究较多,但对湿地景观指数的区域内的空间分异研究相对较少[11]。人为干扰度是与自然度相对立的概念,最早描述的是人类活动对一个森林生态系统的影响指数[14],现已经被广泛地应用于农、林、景观以及城市等诸多领域的生态评价研究[13],特别是人为干扰度对湿地的影响研究,人为干扰活动的空间辨识与空间分析已经成为湿地研究热点问题之一[16~19]。三江平原曾经是中国最大的沼泽湿地集中分布区,现在被青藏高原沼泽湿地所替代而成为沼泽湿地第二大分布区[20,21],因此本文以湿地变化较为剧烈的小三江平原为研究区域,采用网格分析法研究景观指数的时空分异规律,并分析不同时期人为干扰度对景观格局指数的影响,为湿地格局优化、湿地评价以及稳定或改善区域生态环境提供科学依据。
小三江平原是位于完达山脉以北的三江平原,地理位置是45°26′0″N~48°22′50″N,131°43′20″E~134°46′40″E,土地总面积为4.55×104km2,其中78.4%为平原,21.6%为山地,该区是由黑龙江、乌苏里江和松花江三条河流冲积形成的冲积平原,淡水沼泽湿地特别发育。小三江平原属温带湿润、半湿润大陆性季风气候区,年均气温2.5~3.6℃,年降水量500~600 mm,气候湿润。境内主要河流有挠力河、别拉洪河和浓江河,地貌类型主要有河漫滩、古河道漫滩、凹地、河流阶地及山前台地。土壤类型主要有草甸土、白浆土、暗棕壤、沼泽土和黑土,土地的自然肥力较高。三江平原包括佳木斯市、双鸭山市所属的9个县(市) [22],境内有建三江农场管理局管辖的14个农场和红兴隆管理局管辖的10个农场,共有105.2万人。
小三江平原景观类型图数据源的时间范围是1955~2010年,分别为1955年、1965年、1976年、1986年、1996年和2010年。不同时期数据源的获取方式有所不同：1955年和1965年的数据根据研究区1955年和1965年的1:100 000地形图获得;1976年采用MSS影像,空间分辨率为80 m;1986年、1996年和2010年的数据源来自于Landsat TM遥感数据,空间分辨率为30 m。1976~2010年遥感数据时相均为5月中旬~9月中旬。
由于各数据源的比例尺和分辨率不同,为了便于在同一尺度上进行研究,进行数字化和遥感影像解译前进行数据预处理,将所有数据的空间分辨率重采样成80 m。对于地形图,直接进行扫描和数字化。TM遥感数据进行4、3、2波段和MSS影像进行7、5、4波段标准假彩色合成,对遥感影像进行几何精校正和图像增强处理,建立图像解译标志。为提高分类精度,采用人机交互式解译方法,并采用抽样统计精度验证法,经野外验证和高分辨率遥感影像检验,数据解译整体精度达90%以上,满足本研究的要求。
采用景观格局指数比较法,在类型尺度水平上进行景观指数的计算,以描述研究区的湿地景观格局特征。参考相关文献[7~13],结合研究区的实际情况[21~23],分析的景观指数主要包括斑块类型所占景观面积比例（PLAND）、最大斑块指数（LPI）、斑块密度（PD）、边缘密度（ED）、周长面积比（PARA）、聚合度（AI）和连接度（CONNECT）。各景观指数模型的计算公式参见文献[5]。
为了直观的分析三江平原1955~2010年6个时期景观指数的空间变化,运用网格分析法研究景观指数的区域内差异。参照前人研究[24,25]与研究区的大小范围,本文网格大小采用30 km×30 km。具体操作是,首先运用ArcGIS 9.3生成大小为30 km×30 km的网格,共划分52个网格,然后计算不同时期各网格的景观指数,并采用Kring插值对景观指数进行插值,得到不同时期三江平原景观指数的空间分布图,受沼泽湿地空间分布异质性的影响,使部分景观指数呈现偏态分布,为了避免其影响,将呈偏态分布的景观指数进行变换,转换成正态分布。受篇幅限制,本文主要分析PLAND、PD、PARA和CONNECT 4个典型景观格局指数1955年、1986年和2010年的空间分异规律。
根据前人的研究成果[15~19],结合研究区的景观类型和实际情况[21~23],对研究区的12种景观类型进行人为干扰指数赋值（表1）。
表1 景观类型人为干扰度赋值表
Table 1 Landscape type with respect to hemeroby index
| 干扰类型 | 景观类型 | 干扰度指数 |
|---|---|---|
| 无干扰（几乎无人为干扰） | 沼泽湿地 | 0.10 |
| 河流 | 0.20 | |
| 湖泊 | 0.23 | |
| 半干扰（人为、自然作用参 半,主要为农业、养殖业等 生态系统） | 林地 | 0.55 |
| 草地 | 0.58 | |
| 水田 | 0.65 | |
| 旱田 | 0.70 | |
| 灌排沟渠 | 0.50 | |
| 水库坑塘 | 0.30 | |
| 全干扰（人造地物如公路等） | 交通用地 | 0.99 |
| 居民用地 | 0.95 | |
| 工矿用地 | 0.98 |
根据下式计算某个网格单元的人为干扰度：
式中：D为某个网格单元的人为干扰度,HIi为第i类景观类型的干扰度指数,Si为第i类景观类型的面积,S为网格单元的总面积。
计算每个网格单元的人为干扰度,然后利用SPSS软件计算人为干扰度与景观指数的Pearson相关系数,分析景观格局变化对人为干扰的响应。
利用景观指数分析软件 Fragstats计算1955~2010年小三江平原的沼泽湿地景观指数（表2）,分析小三江平原沼泽湿地景观指数的时间变化规律。
由表2可以看出,1955~2010年小三江平原沼泽湿地景观的PLAND、LPI、ED和AI呈现逐渐下降的趋势;而PD呈现螺旋式上升的趋势;CONNECT呈现先增加后降低的趋势,最大值出现在1965年;周长面积比率指数呈先降低后增加的趋势,最小值出现在1986年。景观指数的变化规律表明,1955~2010年小三江平原沼泽湿地景观的面积和最大斑块逐渐减小,破碎化和分散性逐渐增加,连接性先增加后降低,转变点发生在1965年。在1955~1965年,出现了第一次开荒高潮,主要是以开发面积较大、连接成片的大块湿地为主,造成大面积的湿地斑块数量减少,小面积的湿地斑块数量增加,这是造成1965年连接性增加的主要原因,而1965年以后的第二次、第三次开荒高潮,不但使大面积的湿地破碎化,而且使泡沼、岛状林和灌丛等小面积湿地斑块的数量丧失也极为严重[26],加上该地区的气候波动[27],使1965年以后小三江平原沼泽湿地景观的连接性逐渐降低。沼泽湿地斑块的形状由复杂变得简单后又变得复杂,转变点发生在1986年,在20世纪50年代,小三江平原以湿地作为基底景观,集中连片,受人为干扰程度较小,湿地斑块的形状较复杂,但是经过3次开荒高潮后,大面积湿地面积转化为农田[28],湿地斑块的形状也由复杂逐渐变得简单,直到1986年,在小三江平原建立自然保护区以及对湿地进行合理规划,使得湿地得以保护[23~29],沼泽湿地斑块的形状也由简单又变得复杂。
利用ArcGIS 9.3软件制作出小三江平原沼泽湿地PLAND空间分布情况如图1。1955~1986年,沼泽湿地斑块类型所占景观面积比例在小三江平原中部和东北部一直有2个高值区,而小三江平原的西部和西南部有一低值区,到2010年这种格局发生了明显改变,PLAND的分布格局变为由西南向东北逐渐增加的趋势,最大值出现在小三江平原的东北部。PLAND主要受湿地分布格局控制。
图1 小三江平原沼泽湿地PLAND空间分布
Fig.1 The spatial distribution of marsh landscape patch area ratio in the small Sanjiang Plain
小三江平原沼泽湿地PD空间分布情况如图2。可以看出,1955年小三江平原中部沼泽湿地斑块密度较低,而四周相对较高,说明1955年小三江平原沼泽湿地破碎化主要分布在四周。这种分布格局到1986年后发生了改变,沼泽湿地破碎化逐渐向小三江平原的北部和东部转移,而西部和南部破碎化的沼泽湿地逐渐减小。
图2 小三江平原沼泽湿地PD空间分布
Fig.2 The distribution of marsh patch density in the small Sanjiang Plain
小三江平原沼泽湿地周长面积比空间分布情况如图3。可以看出,小三江平原沼泽湿地斑块形状空间变异较大,1955~1986年研究区的中部沼泽湿地斑块形状较复杂,2010年沼泽湿地斑块形状变为由南向北逐渐复杂。
图3 小三江平原沼泽湿地周长面积比（PARA）空间分布
Fig.3 The distribution of marsh perimeter area ratio（PARA） in the small Sanjiang Plain
小三江平原沼泽湿地CONNECT空间分布情况如图4。小三江平原沼泽湿地的连接度高值呈斑块状分布,主要分布在研究区的中部和东部地区,而低值区主要分布在西部和南部。
表2 1955~2010年小三江平原沼泽湿地景观指数变化
Table 2 The dynamic variation of marsh landscape index in small Sanjiang Plain in 1955-2010
| 景观指数 | 1955年 | 1965年 | 1976年 | 1986年 | 1996年 | 2010年 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| PLAND(%) | 52.87 | 37.25 | 21.32 | 20.16 | 15.00 | 10.41 |
| LPI(%) | 50.17 | 35.82 | 9.31 | 7.42 | 5.95 | 2.57 |
| PD(个/km2) | 0.0045 | 0.0017 | 0.0048 | 0.0032 | 0.0063 | 0.0050 |
| ED(m/hm2) | 2.1 | 1.59 | 2.02 | 1.64 | 1.57 | 1.12 |
| PARA | 23.78 | 22.08 | 21.79 | 20.57 | 22.25 | 22.28 |
| AI(%) | 85.91 | 84.97 | 65.42 | 70.55 | 61.8 | 61.1 |
| CONNECT(%) | 1.02 | 2.88 | 1.41 | 1.33 | 0.79 | 0.79 |
图4 小三江平原沼泽湿地CONNECT空间分布
Fig.4 The distribution of marsh connect in small Sanjiang Plain
小三江平原人为干扰度的空间分布情况如图5。可以看出,小三江平原人为干扰较强的地区是研究区的西部和南部,而人为干扰较弱的地区主要位于研究区的中部和北部,人为干扰度由西南向东北逐渐增强。1955~1986年研究区的中部一直有一个人为干扰较小的中心,而1986年后这个低值中心转向研究区的东北部。从时间上来看,1955~2010年小三江平原人为干扰逐渐增强,且在1955~1976年人为干扰增强的幅度较大,而1976~2010年人为干扰增强的幅度放缓（图6）。自20世纪50年代到1976年,由于大量移民的涌入和农垦部队的进入,大量沼泽湿地在此期间不断被开垦为农田,受人为干扰程度较大。而在改革开放以后,虽然开垦速度明显加快,但总体而言,小三江平原农垦系统的人口与耕地基本在1976年左右达到稳定状态[31],而且在1986年前后相继建立自然保护区,对小三江平原的沼泽湿地进行恢复保护工作[23~30],所以在1976~2010年人为干扰增强的幅度放缓。
图5 1955~2010年小三江平原人为干扰度的空间分布
Fig.5 The distribution of hemeroby index in the small Sanjiang Plain in 1955-2010
图6 1955~2010年小三江平原人为干扰度的变化
Fig.6 The dynamic variation of hemeroby index in the small Sanjiang Plain in 1955-2010
人为干扰度与景观指数的相关分析表明（表3）,1955~2010年人为干扰度与PLAND和LPI均呈负相关,且通过了0.01水平上的显著性检验,说明人为干扰是小三江平原湿地面积减少的主要原因。1955年,沼泽湿地作为基底景观,占研究区总面积的53.28%,然而,经过4次大规模农业开发[28],湿地逐渐丧失和破碎化,1955~2010年间,该区开垦的耕地达2.336×104km2,80.06%的沼泽湿地丧失;1955~1996年人为干扰度与AI均呈负相关,且相关性逐渐减弱,而2010年不相关,1955~1965年人为干扰度与CONNECT均呈负相关,1976~2010年不相关,说明人为干扰对沼泽湿地的邻近与连接程度的影响逐渐减弱;除1955年外,其它年份人为干扰度与ED均呈负相关,说明随着人为干扰的增强,沼泽湿地斑块的边缘在减小;人为干扰度与PD的关系较复杂,表现为1955年正相关,1976年、1996年和2010年负相关,1965年和1986年不相关,说明1955年沼泽湿地面积较大时人为干扰使湿地斑块数量增加,而到后期沼泽湿地面积较小时人为干扰促使湿地斑块数量减少;1955~2010年人为干扰度与PARA均不相关,说明人为干扰对沼泽湿地斑块的形状影响较小。
表3 人为干扰度与沼泽湿地景观指数的相关系数
Table 3 Correlation between hemeroby and marsh landscape pattern index
| 景观指数 | 相关系数 | 1955年 | 1965年 | 1976年 | 1986年 | 1996年 | 2010年 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| AI(%) | Pearson 相关性 | -0.809** | -0.595** | -0.327* | -0.308* | -0.358* | -0.194 |
| N | 52 | 44 | 43 | 47 | 51 | 51 | |
| CONNECT(%) | Pearson 相关性 | -0.660** | -0.454** | 0.055 | -0.338 | 0.153 | -0.128 |
| N | 48 | 44 | 35 | 33 | 48 | 51 | |
| ED(m/hm2) | Pearson 相关性 | 0.112 | -0.512** | -0.662** | -0.818** | -0.565** | -0.618** |
| N | 52 | 44 | 43 | 47 | 51 | 51 | |
| LPI(%) | Pearson 相关性 | -0.953** | -0.946** | -0.896** | -0.811** | -0.558** | -0.707** |
| N | 52 | 44 | 43 | 47 | 51 | 51 | |
| PARA | Pearson 相关性 | -0.18 | 0.057 | -0.262 | -0.088 | 0.146 | -0.142 |
| N | 52 | 44 | 43 | 47 | 51 | 51 | |
| PD(个/km2) | Pearson 相关性 | 0.608** | 0.154 | -0.305* | -0.118 | -0.316* | -0.378** |
| N | 52 | 44 | 43 | 47 | 51 | 51 | |
| PLAND(%) | Pearson 相关性 | -0.976** | -0.975** | -0.938** | -0.897** | -0.788** | -0.852** |
| N | 52 | 44 | 43 | 47 | 51 | 51 |
1) 1955~2010年小三江平原沼泽湿地景观的时空格局发生了较大变化。从时间上看,沼泽湿地的面积逐渐减少,破碎化程度逐渐增加,空间连接性先增加后降低,沼泽湿地斑块的形状由复杂变得简单后又变得复杂,最大斑块逐渐减小;从空间分布格局来看,1955年研究区沼泽湿地景观的原始格局是研究区的西南部破碎化较大,景观较复杂,而中部和东北部沼泽湿地破碎化较小,景观较简单。1986年后转变为西南部的沼泽湿地的逐渐丧失造成该区沼泽湿地斑块逐渐减少,而中部和东北部沼泽湿地的破碎化逐渐增加。沼泽湿地斑块类型所占景观面积比例和连接度高值区主要分布在小三江平原的中部和东北部。
2) 1955~2010年小三江平原人为干扰逐渐增加,其中1955~1976年人为干扰增强的幅度较大,而1976~2010年人为干扰增强的幅度放缓,从空间分布上看,人为干扰由西南向东北逐渐减弱。1955~2010年沼泽湿地景观格局变化对人为干扰具有明显的响应,人为干扰对小三江平原沼泽湿地的邻近与连接程度的影响逐渐减弱,对沼泽湿地边缘密度影响逐渐增强,人为干扰与斑块密度的相关性由正相关转为负相关,同时人为干扰度与沼泽湿地景观指数的空间分布有较好的对应关系。
人为干扰度对湿地景观格局指数的影响具有阶段性和区域性特征。不同时期、不同区域、不同湿地类型的人类活动强度不同,其对湿地景观格局指数影响的程度也不同。如孙永光等[17]对大洋河河口湿地研究表明,人为干扰度指数与斑块数量、边缘密度指数和面积加权的平均斑块分形指数呈正相关,而与平均形状指数相关性不显著;陈鹏等[16]对厦门湾滨海湿地研究表明,人为干扰与整体景观指数中的边缘密度、斑块密度、分离度呈正相关,而与最大斑块指数呈典型负相关,人为干扰已成为厦门湾滨海湿地景观格局演变的主要驱动力;李继红[18]对宝清县沼泽湿地景观研究表明,人为干扰度与景观格局指数（斑块数量、边缘密度、面积加权的平均形状指数和平均斑块分形指数）空间分布均呈正相关,干扰过程会导致斑块数量和边缘密度呈上长趋势,而面积加权的平均形状指数和平均斑块分形指数呈下降趋势;而本研究的结论与其它研究的结论不尽相同,小三江平原干扰度与边缘密度和最大斑块指数呈负相关,与斑块密度的相关性时正时负,与周长面积比不相关。产生这种结果的原因是本研究计算的是沼泽湿地类型的景观指数,且对不同时期干扰度对景观指数影响进行分析,而以往研究用的是整体景观指数,且仅分析一个时期人为干扰度与景观指数的关系,同时也说明了人为干扰度对湿地景观格局指数的影响具有阶段性和区域性的特征。1954年沼泽湿地是小三江平原的基底景观[24],对小三江平原的景观格局有控制作用,随着人类开发活动的增强,沼泽湿地的面积逐渐丧失,而到2010年农田变为小三江平原的基底景观[21],小三江平原沼泽湿地对景观格局的控制力逐渐下降,导致干扰度与聚合度及连接度前期相关性较强,而后期相关性减弱或不相关,说明人为干扰已成为小三江平原沼泽湿地景观格局变化的主要驱动力。
人为干扰度影响到景观格局指数的空间分布格局,它同时受地形地貌、湿地分布格局和保护措施的影响。人为干扰在三江平原沼泽湿地景观格局变化过程中起到关键性作用,1955~2010年小三江平原沼泽湿地破碎化由西南向东北转移,主要是由于三江平原人口数量的不断增多,耕地需求量不断上涨,1955~1965年,研究区西南部地势较高,较易开垦,此期间主要对西南部的湿地进行开垦,造成该区域湿地破碎化严重。1965年后,开垦活动逐渐向地形平坦的东北部转移,结果导致大片湿地破碎化,使得沼泽湿地面积不断减少,景观上由原来的湿地基质变为现在的农田基质[26],同时网络化的道路、堤坝和沟渠加剧了湿地的破碎化[32],湿地景观破碎化后致使沼泽湿地的斑块数量增多,因此造成东北部沼泽湿地的破碎化较强。地形地貌是影响沼泽湿地形成和空间分布的主要因素,它影响着沼泽湿地的景观空间结构,并对未来沼泽湿地空间格局的变化起到控制作用[33]。研究区西北部和南部为小兴安岭和完达山,地形多为山地,而中、东部地区河流较多,在其流域内形成河流冲积低平原,在河流改道所形成的古河道遗迹和地势低洼地区形成沼泽湿地。在地形地貌因素影响下,研究区的西、北部湿地分布较少,而中、东部地势低洼地区的湿地分布较多,虽然受人类活动影响湿地景观不断破碎化,沼泽湿地数量也不断减少,但沼泽湿地的空间分布格局并未改变,因此造成沼泽湿地斑块所占景观面积比例的空间分布规律与原始湿地分布规律类似,呈现自西南向东北逐渐增加的趋势。研究区西部自然保护区较少,而研究区东部设立了三江、八岔岛、洪河自然保护区,中部设立了挠力河、七星河自然保护区,保留了大量的沼泽湿地,同时受湿地保护政策影响,在保护区周边农田当中残留了大量的孤立湿地[34],因此从聚散性指标上看,研究区中东部沼泽湿地的连接度较高,而西部沼泽湿地的连接度较低。
景观格局指数的计算结果严重依赖于空间尺度和格网分辨率,而人为干扰度也具有尺度效应,本文仅从30 km×30 km这个尺度探讨了人为干扰与景观格局指数之间的关系,在以后的研究中会更加深入的研究空间尺度对它们关系的影响。另外,景观格局与人为干扰度之间的空间关系,以及它们之间相互作用的机理,还有待于进一步的研究。
The authors have declared that no competing interests exist.
| [26] |
Spatial autocorrelation analysis of multi-scale changes in Bielahong River basin wetlands.
利用空间自相关模型,结合GIS技术,对别拉洪河流域不同尺度上湿地空间自相关的动态变化进行了研究。结果表明,自20世纪50年代至2000年,别拉洪河流域湿地面积逐渐减少,湿地全局空间自相关呈先增加后减小再增加的"N"字型趋势;别拉洪河流域湿地高-高自相关类型有逐渐减少并向流域下游扩张的趋势,而低-低自相关类型有逐渐增加并向流域上游扩张的趋势;湿地空间自相关表现出明显的尺度效应,随着研究尺度的增大湿地空间自相关性逐渐增强;别拉洪河流域湿地空间自相关的动态变化主要是由人类对湿地的开发造成的。
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| [27] |
三江平原湿地消长与区域气候变化关系研究 [J].https://doi.org/10.3321/j.issn:1001-8166.2001.06.013 URL Magsci [本文引用: 1] 摘要
<p>以遥感手段为主，提取近20年来多个时期三江平原湿地变化动态数据。将湿地动态数据与历年气象数据相对变化比较处理后，再作灰色关联分析，可以发现它们之间的相互关系。研究表明三江平原湿地面积减小迅速，三江平原区域气候环境变化剧烈，超过全球气候变化速度。通过灰色关联分析可以发现，湿地在维持区域"冷湿"效应中作用突出，三江平原湿地的变化与气温变化成负相关，与降水、湿度变化成正相关。湿地消长与气候要素中的降水因子的相关关系最大，与日照因子相关关系较低，与降雪因子几乎无关。</p>
A study on the relationship between distributive variation of wetlands and regional climate change in Sanjiang Plain. https://doi.org/10.3321/j.issn:1001-8166.2001.06.013 URL Magsci [本文引用: 1] 摘要
<p>以遥感手段为主，提取近20年来多个时期三江平原湿地变化动态数据。将湿地动态数据与历年气象数据相对变化比较处理后，再作灰色关联分析，可以发现它们之间的相互关系。研究表明三江平原湿地面积减小迅速，三江平原区域气候环境变化剧烈，超过全球气候变化速度。通过灰色关联分析可以发现，湿地在维持区域"冷湿"效应中作用突出，三江平原湿地的变化与气温变化成负相关，与降水、湿度变化成正相关。湿地消长与气候要素中的降水因子的相关关系最大，与日照因子相关关系较低，与降雪因子几乎无关。</p>
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Combining remote sensing and household level data for regional scale analysis of land cover change in the Brazilian Amazon [J].https://doi.org/10.1007/s10113-009-0107-7 URL Magsci [本文引用: 1] 摘要
Land cover change in the Brazilian Amazon depends on the spatial variability of political, socioeconomic and biophysical factors, as well as on the land use history and its actors. A regional scale analysis was made in Rond?nia State to identify possible differences in land cover change connected to spatial policies of land occupation, size and year of establishment of properties, accessibility measures and soil fertility. The analysis was made based on remote sensing data and household level data gathered with a questionnaire. Both types of analyses indicate that the highest level of total deforestation is found inside agrarian projects, especially in those established more than 20 years ago. Even though deforestation rates are similar inside and outside official settlements, inside agrarian projects forest depletion can exceed 50% at the property level within 10–14 years after establishment. The data indicate that both small-scale and medium to large-scale farmers contribute to deforestation processes in Rond?nia State encouraged by spatial policies of land occupation, which provide better accessibility to forest fringes where soil fertility and forest resources are important determinants of location choice.
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Landscape dynamics and the management of change [J].https://doi.org/10.1080/01426390120024475 URL [本文引用: 1] 摘要
Change in economy and society is directly reflected in the character of landscapes, both in terms of their form and function and the landscape planning and management challenges which they present. The phenomenon of landscape dynamics within post-industrial society is considered and the development of a connection between the drivers of landscape change and the management response is sought. Two key drivers of landscape change are proposed - 'obsolescence' and 'dysfunction' - and these in turn are related to a management matrix bounded by axes of condition and character of landscape. It is suggested that the definition of these relationships helps to substantiate and more clearly define the tasks of landscape planning, design and management in the United Kingdom.
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山东日照傅疃河口湿地脆弱性特征与生态恢复 [J].
在野外调查和文献资料的基础上,讨论了山东省日照市傅疃河口湿地的生态脆弱性特征及其影响因素,并提出了相应的生态恢复重建措施和工程。结果表明,近年来由于受到自然因素和人为因素的影响,傅疃河口湿地生态系统表现出脆弱性特征,具体体现在湿地基底和生态系统的敏感性、湿地水源的不稳定性和水体水质的胁迫性及人类活动过度干扰和湿地的难恢复性3方面。该湿地生态恢复措施包括:科学建立河流缓冲带、撤拆围堰和疏通水道,以保证湿地生态系统地表基底的稳定性;建设调蓄工程和采用截污导流措施,以恢复湿地水文和水质;开展湿地动植物生境恢复工程,为动物尤其是水禽提供较好的栖息地等。
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Cooper P et al. Economic reasons for conserving wild Nature [J]. |
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Changes in the landscape structure of the Nagara River Basin, central Japan [J].https://doi.org/10.1016/j.landurbplan.2003.10.027 URL [本文引用: 2] 摘要
A watershed is a structural and functional unit of a landscape consisting of various environments and sustaining a certain biodiversity. Conservation of watershed environments is important at both the regional and the national level. As a basis for conservation management, sufficient information about landscape structure should be provided for the whole terrestrial area of a watershed. In the present study, we reconstructed the former landscape structure and elucidated the changes in land use patterns during a period of about 80 years after 1900 (late Meiji era) in the Nagara River Basin, central Japan. We used three sets of maps for the analyses: old and modern topographical maps made in 1909, 1971 and 1992 by the Geographical Agency. Each map (ca. 18 km x 22 km) was divided into 400 (20 x 20) grid cells, according to latitude and longitude. The dimension of each grid cell was about 1 km
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Li Yue et al. Vulnerability characteristics and ecological recovery of futuan estuary wetlands,rizhao city,Shandong province.
在野外调查和文献资料的基础上,讨论了山东省日照市傅疃河口湿地的生态脆弱性特征及其影响因素,并提出了相应的生态恢复重建措施和工程。结果表明,近年来由于受到自然因素和人为因素的影响,傅疃河口湿地生态系统表现出脆弱性特征,具体体现在湿地基底和生态系统的敏感性、湿地水源的不稳定性和水体水质的胁迫性及人类活动过度干扰和湿地的难恢复性3方面。该湿地生态恢复措施包括:科学建立河流缓冲带、撤拆围堰和疏通水道,以保证湿地生态系统地表基底的稳定性;建设调蓄工程和采用截污导流措施,以恢复湿地水文和水质;开展湿地动植物生境恢复工程,为动物尤其是水禽提供较好的栖息地等。
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1954年以来三江平原土地利用变化及驱动力 [J].https://doi.org/10.3321/j.issn:0375-5444.2008.01.010 URL Magsci [本文引用: 1] 摘要
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Wang Zongming et al. Land use change in sanjiang plain and its driving forces analysis since 1954. https://doi.org/10.3321/j.issn:0375-5444.2008.01.010 URL Magsci [本文引用: 1] 摘要
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三江平原流域湿地景观破碎化过程研究 [J].
以流域为研究单元,利用历史图件和遥感数据资料及GIS技术,系统分析了该区典型流域50年来湿地景观的破碎化过程.结果表明,该区湿地景观破碎化在斑块个体和空间结构两方面变化极大.景观斑块个体变化主要表现为最大斑块、平均斑块面积不断缩小,斑块密度不断增大,斑块形状破碎化指数不断增大,景观内部生境面积破碎化指数不断上升;空间结构变化主要表现为湿地景观由初始基质景观逐渐变为河岸带景观;同时,随着农田面积逐渐扩大,隔离湿地斑体数量不断上升,隔离度不断增大;景观空间分布模式由"大陆-岛屿模式"向"卫星型模式"转变,最后变化为"完全隔离型模式".导致该区湿地景观破碎化的主导因素是大规模的农业开发,反映了人类活动对湿地景观的巨大影响.
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Comin F A et al. Relationships between landscape pattern, wetland characteristics, and water quality in agricultural catchments [J].https://doi.org/10.2134/jeq2007.0591 URL PMID: 18948470 [本文引用: 1] 摘要
ABSTRACT Water quality in streams is dependent on landscape metrics at catchment and wetland scales. A study was undertaken to evaluate the correlation between landscape metrics, namely patch density and area, shape, heterogeneity, aggregation, connectivity, land-use ratio, and water quality variables (salinity, nutrients, sediments, alkalinity, other potential pollutants and pH) in the agricultural areas of a semiarid Mediterranean region dominated by irrigated farmlands (NE Spain). The study also aims to develop wetland construction criteria in agricultural catchments. The percentage of arable land and landscape homogeneity (low value of Simpson index) are significantly correlated with salinity (r(2) = 0.72) and NO(3)-N variables (r(2) = 0.49) at catchment scale. The number of stock farms was correlated (Spearman's corr. = 0.60; p < 0.01) with TP concentration in stream water. The relative abundance of wetlands and the aggregation of its patches influence salinity variables at wetland scale (r(2) = 0.59 for Na(+) and K(+) concentrations). The number and aggregation of wetland patches are closely correlated to the landscape complexity of catchments, measured as patch density (r(2) = 0.69), patch size (r(2) = 0.53), and landscape heterogeneity (r(2) = 0.62). These results suggest that more effective results in water quality improvement would be achieved if we acted at both catchment and wetland scales, especially reducing landscape homogeneity and creating numerous wetlands scattered throughout the catchment. A set of guidelines for planners and decision makers is provided for future agricultural developments or to improve existing ones.
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Wang Junjing et al. Landscape pattern evolution processes of alpine wetlands and their driving factors in the Zoige Plateau of China [J]. |
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Zhang Shikui et al.Fragmentation process of wetland landscape in watersheds of Sanjiang Plain, China.
以流域为研究单元,利用历史图件和遥感数据资料及GIS技术,系统分析了该区典型流域50年来湿地景观的破碎化过程.结果表明,该区湿地景观破碎化在斑块个体和空间结构两方面变化极大.景观斑块个体变化主要表现为最大斑块、平均斑块面积不断缩小,斑块密度不断增大,斑块形状破碎化指数不断增大,景观内部生境面积破碎化指数不断上升;空间结构变化主要表现为湿地景观由初始基质景观逐渐变为河岸带景观;同时,随着农田面积逐渐扩大,隔离湿地斑体数量不断上升,隔离度不断增大;景观空间分布模式由"大陆-岛屿模式"向"卫星型模式"转变,最后变化为"完全隔离型模式".导致该区湿地景观破碎化的主导因素是大规模的农业开发,反映了人类活动对湿地景观的巨大影响.
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三江平原孤立湿地的形成及主要类型 [J].
在地质因子、气候因子和人为干扰因子等的共同作用下,三江平原形成大量的孤立湿地。新构造运动的沉降或隆起间接地影响到孤立湿地的形成和发育,质地黏重的第四纪沉积物为孤立湿地的形成创造了有利的环境条件,古冰丘融化和古河道变迁直接导致孤立湿地的形成。气候变化(气温逐渐升高,降水量逐渐减少)和水文条件的改变(水位降低)造成湿地生态系统的逆向演替和退化,湿地退化后以"孤立湿地"形式残存下来。自20世纪50年代以来,在三江平原开展了几次大规模的农业开发活动,导致大面积连片湿地的破碎化,在农田中的地势较低处残留下来的沼泽,形成大量的孤立湿地。按孤立湿地形成和发育的地貌部位,将孤立湿地划分为阶地碟型洼地型、古河道型、河漫滩型、湖滨型和山前倾斜平原型孤立湿地。其中,分布在河流阶地地貌中的孤立湿地数量最多;按孤立湿地的形态可以分为碟型、线型和不规则型孤立湿地;按孤立湿地与土地利用类型之间的关系可划分为自然湿地中的孤立湿地、林地中的孤立湿地、居民用地中的孤立湿地、水田中的孤立湿地和旱田中的孤立湿地,其中,旱田中的孤立湿地数量最多。孤立湿地的结构和功能多样,生态环境效应明显,应对其进行合理保护与规划。
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黄河三角洲湿地景观格局变化特征研究 [J].URL 摘要
运用3S技术和景观生态学原理,通过对景观类型面积、斑块数目、 斑块百分比、最大斑块所占景观面积的比例、分维数、破碎度指数、景观多样性指数、均匀度指数、优势度指数、蔓延度指数的计算,对黄河三角洲湿地 2004-2009年生态景观的动态变化进行了研究.结果表明,黄河三角洲湿地景观的基质类型是养殖池,研究期内异质性降低,破碎度呈减少趋势.
Research on the characteristic of Landscape-Patterns in wetland of Yellow River delta using RS and GIS. URL 摘要
运用3S技术和景观生态学原理,通过对景观类型面积、斑块数目、 斑块百分比、最大斑块所占景观面积的比例、分维数、破碎度指数、景观多样性指数、均匀度指数、优势度指数、蔓延度指数的计算,对黄河三角洲湿地 2004-2009年生态景观的动态变化进行了研究.结果表明,黄河三角洲湿地景观的基质类型是养殖池,研究期内异质性降低,破碎度呈减少趋势.
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北京湿地景观格局演变特征与驱动机制分析 [J].https://doi.org/10.11821/xb201101008 URL Magsci [本文引用: 1] 摘要
在遥感和GIS技术的支持下，应用1984-2008 年多时相长时间序列的TM遥感数据，选取斑块总面积、平均面积、分维度、多样性、优势度和聚集度等具有典型生态意义的景观格局指数，对北京湿地20 多年的湿地景观格局演变特征进行分析，探索其演变机制。结果表明：北京湿地总面积在总体上呈先增加后急剧减少再小幅回升的趋势，1994 年的湿地总面积仅为2004 年的47.37%。北京湿地以人工湿地为主，其变化主导着湿地总面积的变化趋势。水库湖泊湿地类型面积占到33.50%~53.73%，其平均面积高于其他湿地类型。坑塘稻田类型的平均面积最小，其面积比例为16.46%~45.09%。河流湿地由于受到自然驱动因子作用较大，其分维度指数高于人工湿地类型；1992-2004 年湿地景观多样性指数由1.11 上升到1.34，表明此阶段各类型所占面积比例分布趋于均匀，而聚集度指数从65.59 下降到58.41，表明景观连通性降低，破碎化程度加重。研究不同湿地类型空间质心变化表明：密云水库面积最大，导致水库湖泊类型质心位于密云县内；1984-1998 年充足的降水使河流湿地质心整体向东北方向偏移了10.43 km，1999-2006 年，连续干旱和大量不合理的开采利用，河流湿地质心向西南部偏移了10.75 km；由于受“退稻还旱”政策影响，使得北部地区的水稻种植面积减小，坑塘稻田湿地质心2006 年以后向南偏移；市区北部兴建的奥林匹克森林公园，使2008年公园湿地质心向海淀区北部偏移。
Gong Huili et al. Evolution of wetland landscape pattern and its driving factors in Beijing. https://doi.org/10.11821/xb201101008 URL Magsci [本文引用: 1] 摘要
在遥感和GIS技术的支持下，应用1984-2008 年多时相长时间序列的TM遥感数据，选取斑块总面积、平均面积、分维度、多样性、优势度和聚集度等具有典型生态意义的景观格局指数，对北京湿地20 多年的湿地景观格局演变特征进行分析，探索其演变机制。结果表明：北京湿地总面积在总体上呈先增加后急剧减少再小幅回升的趋势，1994 年的湿地总面积仅为2004 年的47.37%。北京湿地以人工湿地为主，其变化主导着湿地总面积的变化趋势。水库湖泊湿地类型面积占到33.50%~53.73%，其平均面积高于其他湿地类型。坑塘稻田类型的平均面积最小，其面积比例为16.46%~45.09%。河流湿地由于受到自然驱动因子作用较大，其分维度指数高于人工湿地类型；1992-2004 年湿地景观多样性指数由1.11 上升到1.34，表明此阶段各类型所占面积比例分布趋于均匀，而聚集度指数从65.59 下降到58.41，表明景观连通性降低，破碎化程度加重。研究不同湿地类型空间质心变化表明：密云水库面积最大，导致水库湖泊类型质心位于密云县内；1984-1998 年充足的降水使河流湿地质心整体向东北方向偏移了10.43 km，1999-2006 年，连续干旱和大量不合理的开采利用，河流湿地质心向西南部偏移了10.75 km；由于受“退稻还旱”政策影响，使得北部地区的水稻种植面积减小，坑塘稻田湿地质心2006 年以后向南偏移；市区北部兴建的奥林匹克森林公园，使2008年公园湿地质心向海淀区北部偏移。
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1954-2010年三江平原土地利用景观格局动态变化及驱动力 [J].https://doi.org/10.5846/stxb201306101639 URL Magsci [本文引用: 1] 摘要
受自然因素和人为因素的影响，近60年三江平原土地利用景观格局发生了明显变化。以遥感影像为主要信息源，利用地理信息系统技术和数理统计方法，对1954-2010年三江平原土地利用景观格局动态变化及其驱动力进行分析。结果表明：1954-2010年三江平原耕地、居住建设用地和水域面积呈增长趋势，林地、草地和湿地面积呈减少趋势；土地利用综合动态度呈先增加后降低再增加的趋势；三江平原斑块密度、周长面积比、景观分离度和Simpson’s多样性指数都呈先上升后下降的趋势，最小值出现在2010年，斑块密度和周长面积比的最大值出现在1976年，景观分离度和Simpson’s多样性指数的最大值出现在1986年；1954-2010年三江平原斑块密度和周长面积比的高值区由东北向西南转移，低值区由中部向东部转移，景观分离度指数呈现先聚集后分散的趋势，Simpson’s多样性指数由中间高四周低格局，逐渐转变为南部高北部低的格局。
Tian Xuezhi et al. Landscape pattern dynamics and driving forces analysis in the Sanjiang Plain from 1954 to 2010. https://doi.org/10.5846/stxb201306101639 URL Magsci [本文引用: 1] 摘要
受自然因素和人为因素的影响，近60年三江平原土地利用景观格局发生了明显变化。以遥感影像为主要信息源，利用地理信息系统技术和数理统计方法，对1954-2010年三江平原土地利用景观格局动态变化及其驱动力进行分析。结果表明：1954-2010年三江平原耕地、居住建设用地和水域面积呈增长趋势，林地、草地和湿地面积呈减少趋势；土地利用综合动态度呈先增加后降低再增加的趋势；三江平原斑块密度、周长面积比、景观分离度和Simpson’s多样性指数都呈先上升后下降的趋势，最小值出现在2010年，斑块密度和周长面积比的最大值出现在1976年，景观分离度和Simpson’s多样性指数的最大值出现在1986年；1954-2010年三江平原斑块密度和周长面积比的高值区由东北向西南转移，低值区由中部向东部转移，景观分离度指数呈现先聚集后分散的趋势，Simpson’s多样性指数由中间高四周低格局，逐渐转变为南部高北部低的格局。
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2013年三江平原北部洪水对沼泽湿地景观的影响 [J].URL 摘要
基于Landsat 8 OLI和HJ-1 CCD影像,利用面向对象方法,对2013年8月发生在三江平原北部的洪水进行遥感监测,获取洪水浸淹范围,评估洪水造成的损失,分析洪水对沼泽湿地景观的影响。结果显示,在洪水淹没范围内,土地覆盖遥感分类的总体精度为93%,Kappa系数为0.92;洪水发生后,研究区内4个国家级自然保护区内的沼泽面积增加了30 654 hm2,沼泽斑块面积增加,斑块间水力联系加强,景观破碎度降低。2013年夏季洪水对研究区沼泽的恢复和重塑有促进作用。
Jia Mingming et al. Impacts of summer flood occurred in North of sanjiang plain in 2013 on landscape of marshes. URL 摘要
基于Landsat 8 OLI和HJ-1 CCD影像,利用面向对象方法,对2013年8月发生在三江平原北部的洪水进行遥感监测,获取洪水浸淹范围,评估洪水造成的损失,分析洪水对沼泽湿地景观的影响。结果显示,在洪水淹没范围内,土地覆盖遥感分类的总体精度为93%,Kappa系数为0.92;洪水发生后,研究区内4个国家级自然保护区内的沼泽面积增加了30 654 hm2,沼泽斑块面积增加,斑块间水力联系加强,景观破碎度降低。2013年夏季洪水对研究区沼泽的恢复和重塑有促进作用。
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黄河三角洲盐地碱蓬盐沼的时空分布动态 [J].
为了研究高强度人类活动背景下的黄河三角洲盐地碱蓬(Suaeda salsa)盐沼斑块空间配置在时间序列上的变化特征,以1984年、1994年、2004年和2014年的遥感影像数据为数据源,研究盐地碱蓬盐沼斑块的面积、周长、形状复杂性指数、空间聚集性和密度的空间配置特征。结果表明,1984~2014年期间,黄河三角洲盐地碱蓬盐沼面积萎缩了约78%,而且盐沼斑块破碎化趋势明显;盐沼斑块的周长面积比和形状复杂性指数随时间显著增大,这将会进一步地导致盐地碱蓬盐沼过度开放,加快盐沼质量的恶化进程;盐沼斑块间的最邻近指数减小,斑块聚集性显著;盐地碱蓬盐沼的斑块密度随时间减小,并向自然潮沟分布密集区域聚集。要有效地开展滨海湿地修复,需要对滨海湿地斑块的历史分布和空间配置有一个更清晰的认识,而不是仅关注湿地面积是否增加,这将对滨海湿地生态修复具有重要的指示作用。
Zou Yuxuan et al. Dynamics of spatial and temporal distribution of suaeda salsa salt marshes in the Yellow River delta.
为了研究高强度人类活动背景下的黄河三角洲盐地碱蓬(Suaeda salsa)盐沼斑块空间配置在时间序列上的变化特征,以1984年、1994年、2004年和2014年的遥感影像数据为数据源,研究盐地碱蓬盐沼斑块的面积、周长、形状复杂性指数、空间聚集性和密度的空间配置特征。结果表明,1984~2014年期间,黄河三角洲盐地碱蓬盐沼面积萎缩了约78%,而且盐沼斑块破碎化趋势明显;盐沼斑块的周长面积比和形状复杂性指数随时间显著增大,这将会进一步地导致盐地碱蓬盐沼过度开放,加快盐沼质量的恶化进程;盐沼斑块间的最邻近指数减小,斑块聚集性显著;盐地碱蓬盐沼的斑块密度随时间减小,并向自然潮沟分布密集区域聚集。要有效地开展滨海湿地修复,需要对滨海湿地斑块的历史分布和空间配置有一个更清晰的认识,而不是仅关注湿地面积是否增加,这将对滨海湿地生态修复具有重要的指示作用。
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Hemerobe und hemerochore pflanzenarten Ein terminologischer Reformversuch [J]. |
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浙江西门岛湿地景观格局与人为干扰度动态变化 [J].
<div style="line-height: 150%">基于西门岛湿地2007和 2010年两期SPOT5影像(空间分辨率均为5 m)数据,结合西门岛湿地土地利用现状,参考《全国土地利用分类》（试行）、海域使用分类海洋行业标准以及综合考虑遥感数据特性,建立西门岛湿地人为干扰类型分类系统；应用景观格局指数法、GIS空间分析法,得到景观指数和人为干扰度指数,探讨了西门岛湿地景观格局与人为干扰度动态变化.结果表明: 研究期间，西门岛湿地景观异质性、破碎度和优势度降低,景观形状复杂度降低.西门岛湿地人为干扰中心由分散发展到集中;干扰中心主要贡献景观类型是裸地和居民点;干扰总程度由海域向陆地逐渐加重,居民点、码头、交通用地干扰总程度最高.滩涂养殖、泥滩地、浮筏养殖景观的人为干扰度跳跃性大.水陆交错带出现干扰总程度较低但干扰极不平稳的现象.无干扰、半干扰和全干扰型景观的斑块数量下降.无干扰、半干扰景观的平均斑块面积增加,全干扰景观的平均斑块面积减少.无干扰景观的平均形状指数下降,半干扰型和全干扰型景观形状有复杂化趋势.</div><div style="line-height: 150%"> </div>
Wu Tao et al. Dynamic changes of landscape pattern and hemeroby in Ximen Island wetland, Zhejiang Province, China.
<div style="line-height: 150%">基于西门岛湿地2007和 2010年两期SPOT5影像(空间分辨率均为5 m)数据,结合西门岛湿地土地利用现状,参考《全国土地利用分类》（试行）、海域使用分类海洋行业标准以及综合考虑遥感数据特性,建立西门岛湿地人为干扰类型分类系统；应用景观格局指数法、GIS空间分析法,得到景观指数和人为干扰度指数,探讨了西门岛湿地景观格局与人为干扰度动态变化.结果表明: 研究期间，西门岛湿地景观异质性、破碎度和优势度降低,景观形状复杂度降低.西门岛湿地人为干扰中心由分散发展到集中;干扰中心主要贡献景观类型是裸地和居民点;干扰总程度由海域向陆地逐渐加重,居民点、码头、交通用地干扰总程度最高.滩涂养殖、泥滩地、浮筏养殖景观的人为干扰度跳跃性大.水陆交错带出现干扰总程度较低但干扰极不平稳的现象.无干扰、半干扰和全干扰型景观的斑块数量下降.无干扰、半干扰景观的平均斑块面积增加,全干扰景观的平均斑块面积减少.无干扰景观的平均形状指数下降,半干扰型和全干扰型景观形状有复杂化趋势.</div><div style="line-height: 150%"> </div>
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1989-2010年间厦门湾滨海湿地人为干扰影响评价及景观响应.应用海洋学学报 [J],Wen Chaoxiang et al. Assessment of impact on coastal wetland of Xiamen Bay and response of landscape pattern from human disturbance from 1989 to 2010. |
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河口湿地人为干扰度时空动态及景观响应——以大洋河口为例 [J].https://doi.org/10.5846/stxb201112061865 URL Magsci [本文引用: 1] 摘要
以大洋河河口湿地作为研究对象,利用1958年、1970年、1984年航摄影像(空间分辨率:2.0 m)和2008年SPOT5影像(空间分辨率:5.0 m)作为数据源,借助人为干扰度指数(HI)、景观格局分析、GIS空间分析方法,探讨大洋河河口湿地人为干扰度时空动态分异及景观格局指数的响应机制。结论:1)全干扰类型面积从1958年的4.16 km<sup>2</sup>上升至9.16 km<sup>2</sup>;半干扰类型从115.82 km<sup>2</sup>上升至180.57 km<sup>2</sup>;而无干扰类型面积从1958年的291.23 km<sup>2</sup>下降至221.13 km<sup>2</sup>,人为干扰度在不同历史时期呈非均质化变化,人类活动干扰中心逐渐由陆向海过度;围海养殖是人类干扰度变化的主控景观因子;2)在时间上,人类干扰过程(全干扰、半干扰)会导致斑块数量(NP)、边缘密度指数(ED)、平均形状指数(MSI)和面积加权的平均斑块分形指数(AWMPFD)总体在1958年-2008年间呈下降趋势;3)空间上,人为干扰度指数与景观格局指数空间分布相关性大小依次为:斑块数量(NP)＞边缘密度指数(ED)＞面积加权的平均斑块分形指数(AWMPFD),呈正相关,平均形状指数(MSI)与人为干扰度相关性不显著。
Wu Tao et al. Temporal and spatial dynamic changes and landscape pattern response of Hemeroby in Dayang estuary of Liaoning Province, China. https://doi.org/10.5846/stxb201112061865 URL Magsci [本文引用: 1] 摘要
以大洋河河口湿地作为研究对象,利用1958年、1970年、1984年航摄影像(空间分辨率:2.0 m)和2008年SPOT5影像(空间分辨率:5.0 m)作为数据源,借助人为干扰度指数(HI)、景观格局分析、GIS空间分析方法,探讨大洋河河口湿地人为干扰度时空动态分异及景观格局指数的响应机制。结论:1)全干扰类型面积从1958年的4.16 km<sup>2</sup>上升至9.16 km<sup>2</sup>;半干扰类型从115.82 km<sup>2</sup>上升至180.57 km<sup>2</sup>;而无干扰类型面积从1958年的291.23 km<sup>2</sup>下降至221.13 km<sup>2</sup>,人为干扰度在不同历史时期呈非均质化变化,人类活动干扰中心逐渐由陆向海过度;围海养殖是人类干扰度变化的主控景观因子;2)在时间上,人类干扰过程(全干扰、半干扰)会导致斑块数量(NP)、边缘密度指数(ED)、平均形状指数(MSI)和面积加权的平均斑块分形指数(AWMPFD)总体在1958年-2008年间呈下降趋势;3)空间上,人为干扰度指数与景观格局指数空间分布相关性大小依次为:斑块数量(NP)＞边缘密度指数(ED)＞面积加权的平均斑块分形指数(AWMPFD),呈正相关,平均形状指数(MSI)与人为干扰度相关性不显著。
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基于生态干扰度的宝清县湿地景观动态分析 [J].https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-7461.2013.05.30 URL [本文引用: 1] 摘要
以宝清县为研究对象，以1989年9月16日、1999年9月20日和2006年10月1日 3期TM（ETM。）遥感影像和2010年10月9日1期SPOT遥感影像为数据源，借助生态干扰度指数、景观格局分析和GIS空间分析方法，探讨宝清县 湿地生态干扰度时空动态分异及景观格局指数的响应机制。结果表明：1）全干扰类型面积从1989年的26050．92hm2上升至 28756．42hm2；半干扰类型从877869．69hm2上升至907030．62hm2；而无干扰类型面积从1989年的96207．24hm2 下降至64340．31hm2，景观呈破碎化趋势，景观干扰程度加强；2）在时间上，干扰过程会导致斑块数量（NP）和边缘密度指数（ED）总体呈上升趋 势，平均斑块分形指数（MPFD）和面积加权的平均形状指数（AWMSI）总体在1989--2010年间呈下降趋势；3）空间上，人为干扰度指数与景观 格局指数空间分布相关性大小依次为：斑块数量（NP）〉边缘密度指数（ED）〉面积加权的平均形状指数（AWMSf）〉平均瘫块分形指数（MPFD），呈 正相关。
Dynamic appraisals of landscape pattern in baoqing county wetland based on eco-disturbance degree. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-7461.2013.05.30 URL [本文引用: 1] 摘要
以宝清县为研究对象，以1989年9月16日、1999年9月20日和2006年10月1日 3期TM（ETM。）遥感影像和2010年10月9日1期SPOT遥感影像为数据源，借助生态干扰度指数、景观格局分析和GIS空间分析方法，探讨宝清县 湿地生态干扰度时空动态分异及景观格局指数的响应机制。结果表明：1）全干扰类型面积从1989年的26050．92hm2上升至 28756．42hm2；半干扰类型从877869．69hm2上升至907030．62hm2；而无干扰类型面积从1989年的96207．24hm2 下降至64340．31hm2，景观呈破碎化趋势，景观干扰程度加强；2）在时间上，干扰过程会导致斑块数量（NP）和边缘密度指数（ED）总体呈上升趋 势，平均斑块分形指数（MPFD）和面积加权的平均形状指数（AWMSI）总体在1989--2010年间呈下降趋势；3）空间上，人为干扰度指数与景观 格局指数空间分布相关性大小依次为：斑块数量（NP）〉边缘密度指数（ED）〉面积加权的平均形状指数（AWMSf）〉平均瘫块分形指数（MPFD），呈 正相关。
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双台河口湿地景观及生态干扰度的动态变化 [J].
<p>建立自然保护区的主要目的是使区内自然资源免受人为干扰，维持其重要的生态服务功能.本文借助遥感技术，引入生态干扰度（hemeroby）概念，系统地评价了辽宁双台河口湿地自然保护区及其邻近地区景观格局和生态干扰度的动态变化特征.首先应用专家经验知识将景观类型按生态干扰程度分为全干扰型、半干扰型和无干扰型等3个一级类型，在此基础上细分为30个二级景观类型；再通过问卷调查和专家判别，确定各景观类型的生态干扰度指数（hemeroby index），制定景观分类系统.并结合1987年4月30日、1995年6月7日、2000年6月12日、2006年10月11日等4期TM（ETM<sup>+</sup>）遥感影像，获得景观分类图和干扰度指数.结果表明：从1987—2006年，1）保护区及其临近地区景观呈现破碎化趋势，其中以保护区的芦苇湿地最为明显；2）研究区内无干扰类型的景观进一步被开发成半干扰和全干扰类型景观；3）干扰度指数空间分布的总特征是河口地区和河道的生态干扰度跳跃性最大，而城市周围的生态干扰度最高，其原因主要是城市化进程的不断推进和渔业的大规模发展.</p>
Chen Liding et al. Dynamic changes of landscape pattern and eco-disturbance degree in Shuangtai estuary wet land of Liaoning Province,China.
<p>建立自然保护区的主要目的是使区内自然资源免受人为干扰，维持其重要的生态服务功能.本文借助遥感技术，引入生态干扰度（hemeroby）概念，系统地评价了辽宁双台河口湿地自然保护区及其邻近地区景观格局和生态干扰度的动态变化特征.首先应用专家经验知识将景观类型按生态干扰程度分为全干扰型、半干扰型和无干扰型等3个一级类型，在此基础上细分为30个二级景观类型；再通过问卷调查和专家判别，确定各景观类型的生态干扰度指数（hemeroby index），制定景观分类系统.并结合1987年4月30日、1995年6月7日、2000年6月12日、2006年10月11日等4期TM（ETM<sup>+</sup>）遥感影像，获得景观分类图和干扰度指数.结果表明：从1987—2006年，1）保护区及其临近地区景观呈现破碎化趋势，其中以保护区的芦苇湿地最为明显；2）研究区内无干扰类型的景观进一步被开发成半干扰和全干扰类型景观；3）干扰度指数空间分布的总特征是河口地区和河道的生态干扰度跳跃性最大，而城市周围的生态干扰度最高，其原因主要是城市化进程的不断推进和渔业的大规模发展.</p>
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Cheng Xiao et al. China’s wetland change (1990-2000) determined by remote sensing [J].https://doi.org/10.1007/s11430-010-4002-3 URL Magsci [本文引用: 1] 摘要
<p>Two wetland maps for the entire China have been produced based on Landsat data acquired around 1990 and 2000. Wetlands in China have been divided into 3 broad categories with 15 sub-categories except rice fields. In 1990, the total wetland area in China was 355208 km<sup>2</sup> whereas in 2000 it dropped to 304849 km<sup>2</sup> with a net loss of 50360 km<sup>2</sup>. During an approximate 10-year period, inland wetland reduced from 318326 to 257922 km<sup>2</sup>, coastal wetland dropped from 14335 to 12015 km<sup>2</sup>, while artificial wetland increased from 22546 to 34911 km<sup>2</sup>. The greatest natural wetland loss occurred in Heilongjiang, Inner Mongolia, and Jilin with a total loss of over 57000 km<sup>2</sup> of wetland. In western China, over 13000 km<sup>2 </sup>of wetlands were newly formed in Xinjiang, Tibet, and Qinghai. About 12000 km<sup>2</sup> of artificial wetlands were also added for fish farm and reservoir constructions. The newly formed wetlands in western China were caused primarily by climate warming over that region whereas the newly created artificial wetlands were caused by economic developments. China’s wetland loss is caused mainly by human activities.</p>
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Du Jia et al. Wetland degradation: its driving forces and environmental impacts in the Sanjiang Plain, China [J].https://doi.org/10.1007/s00267-014-0278-y URL PMID: 24844462 Magsci [本文引用: 4] 摘要
This study investigated human-induced long-term wetland degradation that occurred in the Sanjiang Plain. Results from analyzing land-use/land-cover data sets derived from remotely sensed Landsat Multispectral Scanner/Thematic Mapper imagery for four time points showed that wetlands in the Sanjiang Plain have been severely transformed, and the area of wetlands decreased by 38 % from 1976 to 1986, by 16 % from 1986 to 1995, and by 31 % from 1995 to 2005. This study showed that transition to agricultural cultivation accounted for 91 % of wetland losses, whereas transition to grassland and forest accounted for 7 % of the wetlands losses. Institutional strategies and market policies probably exerted great impacts on agricultural practice that directly or indirectly influenced the decrease in wetlands. This study also indicated that an increased population likely led to wetland conversion to cropland by showing a high correlation between population and cropland (R (2) = 0.92, P < 0.001). Wetland loss occurred during later time intervals at a low rate. This study suggests that the existing wetland-protection measures in the Sanjiang Plain should be reinforced further because of possible environmental consequences of wetland loss, such as enhanced soil carbon emission, changed hydrological cycling, and regional temperature increase.
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Li Zhaofu et al. Impacts on wetlands of large-scale land-use changes by agricultural development: the Small Sanjiang Plain, China [J].https://doi.org/10.1579/0044-7447-33.6.306 URL PMID: 15387064 [本文引用: 1] 摘要
The Small Sanjiang Plain (SSP), was formerly the largest wetland complex in China, located in the Northeastern part of Heilongjiang Province, China. Home to vast numbers of waterfowls, fish, and plants, the SSP is globally significant for biodiversity conservation. The loss and fragmentation of wetlands as a result agricultural development over 50 years has impacted wetland communities and their biodiversity. We used GIS to inventory large-scale land-use changes from 1950 to 2000, together with other statistical data. We found that 73.6% of the wetlands were lost due to agricultural development. Consequences of these land-use changes included: i) a rapid decline in waterfowl and plant species with the loss and fragmentation of natural wetlands and wetland ecosystem degradation; ii) greater variation in wetland water levels as the result of land-use changes over the years; iii) disruption of the dynamic river-floodplain connection by construction of drainage ditches and levees; and iv) a decrease in floodplain area that caused increased flooding peak flows and runoff. Here we show how these changes affect wetland biodiversity and impact important wetland species.
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Ma Wenhong et al. Loss and fragmentation of marshes in the Sanjiang plain,Northeast China,1954-2005 [J]. |
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基于移动窗口法的岷江干旱河谷景观格局梯度分析 [J].https://doi.org/10.5846/stxb201310312639 URL Magsci [本文引用: 2] 摘要
以岷江干旱河谷为研究区，基于GIS技术和移动窗口法对其景观格局梯度变化进行分析，以期为区域的景观格局优化和管理提供支持。根据研究区的形状特征，分别沿干流和支流设置4条样带；选取景观水平下的景观指数，利用FRAGSTATS3.3软件分别采取标准法和移动窗口法获得不同尺度下的景观指数值；综合利用景观指数粒度效应分析、区域面积信息守恒评价方法和景观指数幅度效应评价曲线确定研究区景观格局梯度分析移动窗口尺寸，并计算了此窗口尺度下4条样带上的景观指数，得到沿样带方向的景观梯度格局。结果表明：岷江干旱河谷的景观基质是灌木林地，面积占73.82%。有林地和草地的景观异质性低，居民地和耕地斑块破碎化程度较大。确定了50m的栅格大小，250m的移动窗口尺寸为研究区景观格局梯度分析的窗口尺度；4条样带上各景观指数均随景观类型变化出现不同幅度的上下波动特征，梯度特征明显。处于景观类型过渡地带的区域，景观多样性和异质性增加，破碎化程度高；干旱河谷景观格局梯度变化主要受地形、水热因子，以及堤坝建设和土地开发利用影响。研究作为一种有益的尝试，更精细地分析了研究区的景观格局，能够为河谷地区景观格局量化分析提供参考，但也存在一定不足，需要在今后工作中继续深入研究。
Yan Sha et al. Gradient analysis of dry valley of Minjiang River landscape pattern, based on moving window method. https://doi.org/10.5846/stxb201310312639 URL Magsci [本文引用: 2] 摘要
以岷江干旱河谷为研究区，基于GIS技术和移动窗口法对其景观格局梯度变化进行分析，以期为区域的景观格局优化和管理提供支持。根据研究区的形状特征，分别沿干流和支流设置4条样带；选取景观水平下的景观指数，利用FRAGSTATS3.3软件分别采取标准法和移动窗口法获得不同尺度下的景观指数值；综合利用景观指数粒度效应分析、区域面积信息守恒评价方法和景观指数幅度效应评价曲线确定研究区景观格局梯度分析移动窗口尺寸，并计算了此窗口尺度下4条样带上的景观指数，得到沿样带方向的景观梯度格局。结果表明：岷江干旱河谷的景观基质是灌木林地，面积占73.82%。有林地和草地的景观异质性低，居民地和耕地斑块破碎化程度较大。确定了50m的栅格大小，250m的移动窗口尺寸为研究区景观格局梯度分析的窗口尺度；4条样带上各景观指数均随景观类型变化出现不同幅度的上下波动特征，梯度特征明显。处于景观类型过渡地带的区域，景观多样性和异质性增加，破碎化程度高；干旱河谷景观格局梯度变化主要受地形、水热因子，以及堤坝建设和土地开发利用影响。研究作为一种有益的尝试，更精细地分析了研究区的景观格局，能够为河谷地区景观格局量化分析提供参考，但也存在一定不足，需要在今后工作中继续深入研究。
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基于移动窗口法的豫西山地丘陵地区景观异质性分析 [J].https://doi.org/10.5846/stxb201310282595 URL Magsci [本文引用: 1] 摘要
研究典型区域景观异质性过程中，对特征尺度的判断尤为重要。基于3S技术，以豫西山地丘陵地区巩义市为研究区域，在分析其景观组分与结构的基础上，采用半变异函数和移动窗口相结合的方法，确定研究景观异质性的特征尺度，并在特征尺度下选取西北-东南方向和东北-西南方向两条样线，分析研究区不同干扰背景下景观异质性的空间特征。结果表明：豫西巩义地区总体上以旱地、建设用地、水浇地、草地和有林地景观类型为主，其中旱地所占比例最大（30.9%），沟渠所占比例最小（0.1%）；根据特征尺度分析确定研究区巩义市景观异质性的合适尺度为1000 m；在特征尺度下，研究区景观破碎化以河谷平原和丘陵为主的巩义东部偏南区域最高，以人为干扰较少的南部低山有林地区最低，景观多样性分布特征则呈现4个聚集中心，分别为北部河谷平原农业区、城市建成区、南部低山区和东南丘陵区；不同干扰背景下，巩义地区景观异质性根据城市化程度呈现以市区为中心向外辐射发展的特征，同时受海拔高度因素影响较大，即在海拔200 m以下区域景观受人为干扰强烈，海拔200-500 m丘陵区域受海拔因子和人为干扰因子共同作用，海拔500 m以上区域海拔因子起主导作用。研究结果可为豫西山地丘陵地区及同类地区景观异质性的研究尺度、景观格局优化和土地的有效管理提供依据。
Liang Guofu et al. Landscape heterogeneity of mountainous and hilly area in the western Henan Province based on moving window method. https://doi.org/10.5846/stxb201310282595 URL Magsci [本文引用: 1] 摘要
研究典型区域景观异质性过程中，对特征尺度的判断尤为重要。基于3S技术，以豫西山地丘陵地区巩义市为研究区域，在分析其景观组分与结构的基础上，采用半变异函数和移动窗口相结合的方法，确定研究景观异质性的特征尺度，并在特征尺度下选取西北-东南方向和东北-西南方向两条样线，分析研究区不同干扰背景下景观异质性的空间特征。结果表明：豫西巩义地区总体上以旱地、建设用地、水浇地、草地和有林地景观类型为主，其中旱地所占比例最大（30.9%），沟渠所占比例最小（0.1%）；根据特征尺度分析确定研究区巩义市景观异质性的合适尺度为1000 m；在特征尺度下，研究区景观破碎化以河谷平原和丘陵为主的巩义东部偏南区域最高，以人为干扰较少的南部低山有林地区最低，景观多样性分布特征则呈现4个聚集中心，分别为北部河谷平原农业区、城市建成区、南部低山区和东南丘陵区；不同干扰背景下，巩义地区景观异质性根据城市化程度呈现以市区为中心向外辐射发展的特征，同时受海拔高度因素影响较大，即在海拔200 m以下区域景观受人为干扰强烈，海拔200-500 m丘陵区域受海拔因子和人为干扰因子共同作用，海拔500 m以上区域海拔因子起主导作用。研究结果可为豫西山地丘陵地区及同类地区景观异质性的研究尺度、景观格局优化和土地的有效管理提供依据。
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别拉洪河流域湿地变化的多尺度空间自相关分析 [J].
利用空间自相关模型,结合GIS技术,对别拉洪河流域不同尺度上湿地空间自相关的动态变化进行了研究。结果表明,自20世纪50年代至2000年,别拉洪河流域湿地面积逐渐减少,湿地全局空间自相关呈先增加后减小再增加的"N"字型趋势;别拉洪河流域湿地高-高自相关类型有逐渐减少并向流域下游扩张的趋势,而低-低自相关类型有逐渐增加并向流域上游扩张的趋势;湿地空间自相关表现出明显的尺度效应,随着研究尺度的增大湿地空间自相关性逐渐增强;别拉洪河流域湿地空间自相关的动态变化主要是由人类对湿地的开发造成的。
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Tian Xuezhi et al.Formation and Main Types of Isolated Wetlands in Sanjiang Plain.
在地质因子、气候因子和人为干扰因子等的共同作用下,三江平原形成大量的孤立湿地。新构造运动的沉降或隆起间接地影响到孤立湿地的形成和发育,质地黏重的第四纪沉积物为孤立湿地的形成创造了有利的环境条件,古冰丘融化和古河道变迁直接导致孤立湿地的形成。气候变化(气温逐渐升高,降水量逐渐减少)和水文条件的改变(水位降低)造成湿地生态系统的逆向演替和退化,湿地退化后以"孤立湿地"形式残存下来。自20世纪50年代以来,在三江平原开展了几次大规模的农业开发活动,导致大面积连片湿地的破碎化,在农田中的地势较低处残留下来的沼泽,形成大量的孤立湿地。按孤立湿地形成和发育的地貌部位,将孤立湿地划分为阶地碟型洼地型、古河道型、河漫滩型、湖滨型和山前倾斜平原型孤立湿地。其中,分布在河流阶地地貌中的孤立湿地数量最多;按孤立湿地的形态可以分为碟型、线型和不规则型孤立湿地;按孤立湿地与土地利用类型之间的关系可划分为自然湿地中的孤立湿地、林地中的孤立湿地、居民用地中的孤立湿地、水田中的孤立湿地和旱田中的孤立湿地,其中,旱田中的孤立湿地数量最多。孤立湿地的结构和功能多样,生态环境效应明显,应对其进行合理保护与规划。
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