向海自然保护区景观格局变化及湿地梯度分布特征研究

应用遥感和地理信息系统技术,对向海自然保护区不同年代景观格局特征,及其重要湿地景观梯度分布特征进行深入的分析。研究发现因受人类活动和气候暖干影响,研究区草地和湿地景观减少趋势明显,而耕地、林地和未利用地增加趋势较为突出;景观丰富度指数逐渐降低,多样性指数保持着小幅度的上升趋势,优势景观越来越不明显。向海自然保护区湿地景观分布呈向西南方向递增;向海核心区湿地景观消退速率也明显快于缓冲区;1960年向海自然保护区核心区内湿地景观梯度区域占了总核心区面积的80％,到2004年DI≥30区域所占比例减少到了45％,保护区湿地景观梯度值呈整体性下降,导致了保护区湿地生态系统功能下降趋势明显。人类活动干扰、气候逐年变暖、蒸发强烈、再加上霍林河上游供水不足导致向海保护区内霍林河河道逐渐干涸,是向海自然保护区景观格局变化的主要驱动因素,并导致河道周边湿地退化过程将向西南方向逐渐推进,因此加强人类活动的自我约束,合理地引用有限资源,加大保护区重要湿地的保护力度已迫在眉捷。     

湿地景观格局变化研究进展

湿地是自然界最富生物多样性的生态景观,具有重要的生态功能。湿地景观格局是各种生态过程综合作用的结果,具有高度的景观异质性,对景观的功能和过程有着显著的影响。湿地生态系统是世界上受威胁最为严重的生态系统之一,在自然因素和人类活动的影响下发生了大面积的转化或丧失。本文从湿地景观格局研究方法、面积变化、景观类型转化、驱动力以及动态模型、湿地景观格局指数以及湿地景观格局与气候变化之间的关系等方面综述了湿地景观格局变化的研究进展,指出湿地景观格局变化及其生态效应和高原湿地景观格局变化与气候变化之间的关系是未来研究的重点领域。     

泉州湾河口湿地景观格局变化研究

利用1988年、1993年、1997年、2002年和2005年泉州湾河口湿地的遥感影像数据,将该湿地分为永久性河流/河口水域/浅海水域、潮间沙石海滩、潮间淤泥滩涂、红树林、互花米草(Spartina alterniflora)沼泽、水产池塘和其他湿地7个类型,对该湿地景观格局变化进行了研究.结果表明,1988～2005年间,泉州湾河口湿地景观格局发生了明显变化,整体景观越来越呈多类型均衡化分布,各景观斑块的形状趋于复杂;潮间淤泥滩涂的面积明显减少,从1988年的3 043.62 hm2减少到2005年的2 009.42 hm2,面积共减少1 034.2 hm2;而互花米草沼泽和水产池塘的面积在明显增加;1988年互花米草沼泽的面积仅为20.16 hm2,到2005年时其面积已达563.05 hm2,互花米草沼泽面积增加了542.89 hm2,平均每年增加约32 hm2,且目前仍处于扩大阶段;水产池塘的面积从1988年的30.87 hm2增加到2005年的185.01 hm2,其面积增加了154.14 hm2;由于人工红树林生态恢复工程的实施,使红树林面积在2005年达到50.72 hm2,人工造林是恢复红树林生态系统的有效途径;潮间淤泥滩涂、红树林和互花米草沼泽的破碎化程度增大,景观异质性越来越高.     

南四湖湿地景观格局变化及原因分析

根据南四湖1987年、1991年、1999年和2007年的TM/ETM遥感影像解译分析结果,结合对自然环境及人类活动特征的分析,研究了南四湖湿地的景观格局变化过程与主要影响因素.结果表明,1987年以来南四湖自然湿地面积锐减,其中挺水植物区面积减小了近538 km2,而台田-坑塘、人工养殖区等人工湿地以及农业用地面积分别增加了171 km2、327 km2、86 km2.1991年之前,南四湖湿地类型变化主要受湖泊水位等自然环境因素的影响,其中,1988～1990年南四湖几近干涸,使得挺水植物区的分布向湖心区迁移,而近岸地区挺水植物区面积大大减小;这一时期南四湖水位的降低加剧了近岸湖区的围垦,农业用地面积增加.1991年以来,南四湖湿地类型变化主要受人类活动的影响,由于大规模的围垦圈圩,台田-坑塘、人工养殖区的面积大幅增加.     

三江平原沼泽湿地景观格局变化及其生态效应

在遥感和地理信息系统的支持下，应用景观生态学的理论和方法，对景观类型的斑块和面积大小、形状特征、主要景观及其相关土地覆盖类型间的转化关系以及沼泽景观破碎化进行分析，定量分析和研究1986-2000年三江平原沼泽景观的动态变化，结果表明：15年来，三江平面沼泽的面积正在日益缩小，沼泽正在大幅度地转化为耕地，沼泽已经到了完全破碎化的边缘。最后分析了沼泽的动态变化引起的生态效应。     

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17331.72 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。     

河南沿黄湿地景观格局及其动态

By using GIS and remote sensing techniques, the paper discusses how human activities have changed along the Yellow River in Henan province, China and how these altered activities have influenced the wetland landscape pattern change from 1987 to 2002. Results show that the total area of the wetland reduces dramatically compared to 1987, the total area of wetland reduces by 19.18%, the number of the patches in 2002 increases by 21.17%, the density increases by 50%, and the total perimeter increases by 1,290,491 m. Disturbed by human activities, landscape diversity index decreases from 1.1740 in 1987 to 0.9803 in 2002. During the last 20 years, the total area of the rice wetland increases, while the others decrease. Among those, the area of the bulrush wetland decreases most. In 1987, it takes 0.5% of the total area, but in 2002, it only takes 0.11%. The interpenetration of human influences on the wetland natural system has been long and close. The impacts of human activities on the spatial pattern of the wetland landscape along the Yellow River in Henan from 1987 to 2002 are great.     

珠江口滨海湿地景观格局变化分析

以专题地图和遥感影像为数据源,采集1986、1995和2005年珠江口滨海湿地数据,选取基于景观类型的景观聚集度指数、景观分维数和基于景观面积的景观多样性指数,从景观类型和景观水平研究珠江口滨海湿地景观格局变化。结果表明:(1)在各湿地景观类型中,面积占绝对优势的是浅海水域景观,面积增加最多的是养殖水面,减少最多的是水田。(2)受人为开发因素影响,湿地总面积持续减少,1986―1995年和1995―2005年湿地总面积相继减少20821hm2和55708hm2,分别相当于研究区总面积的5.3﹪和14.2﹪。(3)湿地景观变化具有显著时间异质性,类型分布具有显著的空间异质性。人为开发和分割湿地景观导致各景观类型聚集度指数不同程度降低,而景观分维数增加,景观多样性指数先小幅增加后大幅下降。(4)湿地景观格局的变化导致湿地整体质心坐标经历了先向北移动0.4km,后向东南迁移6.1km。前后两个时期相比,湿地面积减少速度和质心迁移速度在后期明显加快,由此反映出岸线以上陆域湿地正在加速退化。研究珠江口滨海湿地景观格局变化,可为保护和长期规划珠江口滨海湿地提供科学依据。     

近20年来海口市湿地景观生态安全格局变化及其成因分析

利用景观格局指数和景观生态安全度模型等方法,探究2000—2018年海口市湿地景观生态安全格局变化特征。结果表明:过去20年,海口市湿地总面积先增加后减少,海口湿地景观生态安全度由0.121提升至0.165,表明湿地景观生态安全格局呈现出优化的趋势;不同湿地类型的生态安全格局变化存在显著差异,各类湿地的景观生态安全度与其空间分布密切相关;自然驱动力对湿地发展的影响较弱,政府采取的湿地保护和治理政策和措施为湿地景观生态安全格局优化提供了重要动力。     

闽江口琅岐岛湿地景观格局变化研究

以闽江口琅岐岛为研究区,选取1989年4月9日、1997年1月28日的Landsat TM影像和2005年1月7日的SPOT5影像为数据源,根据琅岐岛湿地的区域特点,将湿地景观划分为滩涂、灌溉水田、养殖水面、河漫滩、水库坑塘、河流6种类型;研究了琅岐岛湿地景观格局特征、变化和各景观类型间的转化.结果表明,3个时期的湿地面积发生明显变化,与1989年和1997年相比,2005年湿地面积大幅增加,达到4 056.12 hm2,湿地景观类型以灌溉水田、养殖水面和滩涂为主;1997年,湿地斑块数量(60块)、斑块密度(2.250 8)和景观破碎度(0.020 5)最大,人类活动对湿地景观的干扰较大;各湿地景观要素中,水库坑塘的斑块密度和分离度指数最大,斑块小,分布零散,灌溉水田的斑块密度和分离度指数最小,表明灌溉水田斑块大且连通件好,破碎化程度低;研究期间,除河流较稳定外,其他类型湿地面积变化较明显,面积变化较大的是养殖水面和灌溉水田;与1989年相比.2005年养殖水面面积净增1 124.01 hm2,其中由其他类型湿地转化的面积有541.44 hm2,还有582.57 hm2由非湿地转化而来;灌溉水田面积净增252.54 hm2,除各类湿地之间转出、转入外,另有761.76 hm2由非湿地转入;在人类活动干扰下,琅岐岛湿地景观多样性趋于增加.     

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1980~2000年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,21a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,21a来向西南方向偏移了49.82km,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。     

黄河三角洲湿地景观边界变化及其对土壤性质的影响

以1992年和2006年TM遥感影像为基础信息,运用滑箱扫描方法获得组分边界特征,分析了黄河三角洲景观总体变化,在此基础上,研究不同景观类型变化过程土壤容重、水分含量、全氮、全磷、有机质及土壤盐分离子Ca2+、K+、Mg2+、Na+的差异性,以揭示景观变化对湿地土壤性质的影响.结果表明,三角洲景观组分之间的边界趋于复杂化,部分耕地转化为柽柳(Tamarix chinensis)、芦苇(Phragmites australis)和翅碱蓬(Suaeda heteroptera),潮滩植被侵入滩涂.不同景观类型下的土壤性质差异不显著,但景观类型转化对土壤性质存在一定影响.农田转变为柽柳、芦苇、翅碱蓬过程中土壤容重降低;而滩涂转变为翅碱蓬后土壤容重提高.农田转化为林地和滩涂转化为灌丛过程中土壤含水量降低,而其他景观变化过程土壤含水量表现出增加的趋势.不同景观类型下土壤全氮、有机质、全磷含量均较低,且变化过程中土壤养分含量变化也较小.各景观类型变化过程中土壤Ca2+含量变化幅度最大;其他土壤盐分离子含量的变化因景观组分变化方向不同存在较大差异,但总体上看,不同景观变化过程下土壤盐分离子含量均具有较大变化.     

松嫩平原湿地动态变化及其驱动力研究

利用 1986年和 2 0 0 0年的遥感影像解译得到的土地利用图 ,提取出松嫩平原湿地动态变化信息。根据土地利用变化动态度模型 ,湿地动态变化主要表现为湖泊、沼泽、河流等天然湿地的减少及人工湿地面积的增加 ,其中天然湿地类型的湖泊和沼泽变化最为显著 ;质心模型分析指出湿地的空间变化趋势主要为质心相对朝东北方向偏移的趋势 ,湖泊和沼泽在西南部的减少是其主要原因 ;湖泊和沼泽的转移变化信息表明 ,湖泊面积的减少主要是退化为盐碱地和沼泽 ,而沼泽主要是转化为农田。松嫩平原湿地动态变化存在显著的自然和人为方面的驱动力因素 ,自然因素为湿地的退化提供了内在动因 ,而人为因素则加速了湿地的退化和转化 ,同时自然和人为因素之间存在着反馈机制。     

近20年来河南沿黄湿地景观格局演化

在遥感和GIS技术的支持下,结合河南沿黄湿地的区域特点,确定了河南沿黄湿地景观分类系统,通过采用景观多样性指数、优势度、景观破碎化指数、分布质心和扩展度等景观的空间格局指数,比较系统地分析了近20年河南沿黄湿地景观空间格局变化。结果表明：(1) 河南沿黄湿地的分布面积呈显著下降趋势。1987~2002年湿地面积减少了19.18 %,斑块数量增加了21.27 %,斑块密度净增加0.5倍。斑块总边缘增加了129 0491 m,斑块平均边缘减少了117.84 m。(2) 随着人类干扰强度增加,景观多样性下降,优势度增高。研究区景观多样性指数1987年为1.174,2002年降为0.9803,优势度指数由1987年的0.4355提高到2002年的0.6291。湿地的破碎化程度随着湿地面积的减小和斑块数量的增加,其破碎化程度越来越大,破碎化指数由1987年的0.0141增加到2002年的0.0172。(3) 湿地景观要素中,稻田湿地面积在增加,而水库坑塘、河流、滩地、荒草沼泽地面积都在不断减少,其中荒草沼泽 (芦苇沼泽) 湿地面积减少幅度最大。1987年荒草沼泽湿地占整个湿地地区的0.5%,但到2002年只占0.11%。表明近20年来,人类活动对河南沿黄湿地景观格局变化的影响程度较大。     

气候变化与湿地

概括介绍了湿地的重要性,详细论述气候变化对不同类型湿地的影响,以及湿地作为温室气体的库、汇和源在缓解气候变化方面所起的作用,并从湿地保护和合理利用的角度,提出缓解气候变化影响的对策,包括:开展湿地资源清查,收集全球各种类型湿地的数据和信息,建立更加完善的气候变化模型,以便将气候变化纳入保护和管理活动;保护、维持或恢复湿地生态系统是减缓全球气候变化的重要措施。     

基于景观生态学方法的朝阳港潟湖湿地人类干扰强度定量评估

以朝阳港潟湖湿地为研究区,将朝阳港潟湖湿地景观类型划分为两大类七个亚类,其中自然景观主要包括河口湿地、潟湖浅滩、沼泽和盐碱荒地;人工景观主要包括养殖池、盐田和农用地。1954～2007年的50余年间,朝阳港潟湖湿地景观总体变化趋势是从大斑块、类型较单一的自然景观为主体的景观格局向小斑块、多种景观类型共同控制的景观格局转变,不同时期景观类型及其面积变化的主要驱动因素是人类活动。为了度量人类活动干扰对潟湖湿地的影响,以景观生态学为基础,构建了人类干扰强度模型方法,对1954年以来不同时期人类活动对潟湖湿地的干扰强度进行了量化分析,提出了湿地的人类干扰强度分级标准。研究结果表明,1954～1971年期间,朝阳港潟湖湿地的人类干扰强度为轻微干扰;此后,人类对潟湖湿地的干扰强度为强干扰。对比不同时期人类活动对该潟湖湿地的干扰强度,发现在1972～1983年间人类活动对该潟湖湿地的干扰强度突然增大,该潟湖湿地的开发高峰期主要是20世纪70年代至80年代初。检验结果证明,人类干扰强度模型的计算结果是可信的。     

流域土地利用/覆被变化对洪河保护区湿地景观的影响

从流域尺度, 应用遥感和GIS 技术对1954 年以来6 个时段土地利用/ 覆被变化进行分析, 并采用景观生态学方法对洪河保护区及其所在浓江河流域湿地景观多样性和景观连通度进行计算, 系统研究了流域土地利用变化对保护区湿地景观的影响。结果显示: ① 浓江河流域大规模土地利用发生在20 世纪80 年代之后, 年均耕地面积增长速度为101 km²/a; ② 土地利用/ 覆被变化直接导致流域湿地景观多样性降低, 同时也间接影响了洪河保护区湿地景观多样性; ③ 流域土地利用变化带来的景观连通度降低严重割断了景观之间原有的物质交换和功能维持关系, 是导致保护区湿地景观结构和功能改变的主要因素之一; ④ 恢复保护区周围一定面积的湿地, 维持良好的景观连通度是实现保护区自然保护效益的方法之一。     

北京湿地景观格局演变特征与驱动机制分析

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。     

福建洛阳江口红树林湿地及其周边地区景观变化研究

利用"3S"技术,对福建洛阳江口红树林湿地及周边地区1993年、2001年、2003年和2006年遥感影像进行了动态分析.将研究区的景观类型划分为红树林、米草(Spartina)地、滩涂、水域、建设及交通用地、其他林地与农田7类;分析各类型景观格局特征和动态变化以及各景观类型间的转化.结果表明,4个时期的红树林面积发生明显变化,与1993年相比,2006年红树林的面积增加了5倍,达到145.08 hm2;红树林的空间分布范围也在不断向南延伸,红树林空间质心变化由早期向西北偏移变为后期向东南偏移.4个时期中,研究区红树林的平均斑块面积在2001年最小(0.34 hm2),而斑块数(58)、破碎度(0.000 291)、分离度(223.15)、斑块形状指数(20.67)、分维数(1.50)都在2001年达到最大,红树林在2001年破碎化现象最明显,分布零散,斑块形状最复杂.2001年,研究区其他6种景观类型的连续性和整体性较差,这与研究区附近城乡建设和经济发展有关.滩涂与其他林地的动态度在2003～2006年间最大;红树林、米草地、建设及交通用地以及农田的动态度在2001～2003年间最大,这主要与城乡建设以及红树林湿地恢复和外来入侵物种防治工作有关.在其他林地、建设及交通用地和农田的面积转化中,建设及交通用地面积在1993～2006年间增加了1 526.17 hm2.