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人类活动与自然干扰共同作用导致湿地景观格局发生变化,对湿地生态系统产生深刻影响,流域湿地景观格局变化及驱动机制的研究成为热点。但目前对于湿地景观格局变化的研究方法尚未形成体系,湿地景观格局变化的驱动因素研究定量性差,需要进一步完善。大辽河流域湿地近年受人为活动影响较大,自然湿地退化较为严重,以其为对象开展研究,有助于完善湿地景观格局变化及其驱动力研究的方法体系,并可为流域生态保护与修复提供重要的决策依据。
本文以遥感学、景观生态学、统计学等多学科理论为指导,以1992年、2001年和2007年大辽河流域TM影像为信息源,解译获取该地区三期土地利用数据,以此为基础系统分析了大辽河流域湿地转化及由此衍生的景观格局变化,探讨了自然驱动因素和社会经济驱动因素对景观格局变化的影响。主要研究内容与结论为:
(1)构建了土地利用转移矩阵,绘制了湿地转化信息图谱,分析、比较了1992-2001年和2001-2007年湿地转化特征,通过质心模型分析了湿地空间变化特征,并运用马尔科夫模型预测了湿地变化趋势。结果表明,自然湿地向人工湿地和其它用地转化趋势明显,其它用地向人工湿地转化趋势明显。1992至2001年间,自然湿地的转出在主要发生在浑河中下游以及三岔河口西部,2001至2007年间,主要发生在太子河南部主要支流附近以及大辽河入海口处。1992至2001年间,其它用地向人工湿地转化在主要发生在浑河和太子河中下游流域,及大辽河入海口处和太子河上游区域,2001至2007年间主要发生在浑河中下游流域。自然湿地质心总体向流域东北部迁移,人工湿地质心总体向流域西南部迁移。若继续维持当前变化态势,未来河流、湖泊和沼泽三类自然湿地将持续减少,滩地和人工湿地将不断增加,湿地景观格局进一步发生变化。
(2)从流域、水资源分区和行政分区三个尺度,分景观和斑块类型两个水平,分析了湿地景观格局变化特征。结果表明,流域总体景观斑块趋于破碎化、多样、均匀分布,自然湿地景观大斑块逐渐萎缩,斑块趋于分散、规则,而人工湿地景观斑块趋于团聚。浑河中下游和太子河流域,湿地景观破碎化程度相对其它区域较高,自然湿地景观斑块空间格局变化方向相对一致,浑太河交汇口至大辽河入海口流域范围内湿地面积较大,湿地景观斑块聚集程度较高,未来此区应作为湿地重点保护区。各县市而言,自然湿地与人工湿地景观面积和斑块数量增减不一,没有明显规律性,总体来看,流域中下游县市变化幅度较大。
(3)分析了气温、降水和径流量3个自然驱动因子的历年变化趋势,选取人口、人均生产总值等11个社会经济指标,采用多因子相关分析,从景观和斑块类型同平研究湿地景观格局变化与社会经济发展间的关系。结果表明,1992至2007年间,大辽河流域气温波动上升,降水和径流缓慢减小,区域气候由暖湿逐渐转向暖干,一般会导致湿地的萎缩,对湿地景观格局造成影响。景观水平上,1992至2001年间,农业发展对湿地景观格局影响较大,2001到2007年间,一、二、三产业发展均对湿地景观格局具有一定影响。斑块类型水平上,1992至2001年间,农作物种植对滩地影响较大;2001至2007年间,河流、湖泊和沼泽三类自然湿地面积变化受农业机械化推动的农业发展与第三产业发展影响较大。