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东营市位于山东省东北部,是黄河三角洲中心城市,作为我国重要的石油和天然气生产基地,同时又是湿地之城。湿地与海洋、森林并列为全球三大生态系统,具有强大的生态服务功能,是东营经济社会可持续发展的重要战略资源。但是,近年来随着东营市社会经济的快速发展,建设用地规模不断扩张,人口规模迅速增长,人类活动对自然环境的干扰加剧,对湿地和开发利用强度也相应的加大,导致天然湿地面积不断减少。城市化与工业化进程不断加快,盐田开发、水产养殖等滩涂开发活动以及陆相石油和海相石油开发并重的石油开采活动等导致了湿地景观结构与生态服务功能发生了一定的变化。天然湿地面积不断减少,而人工湿面积地不断增加,湿地景观破碎化加剧,湿地生物多样性水平下降,湿地生态安全格局问题突显。 因此,本文选择东营市为研究区域,利用遥感与地理信息系统技术,对2000年和2010年两期TM/ETM遥感影像进行湿地信息提取和分类,并利用土地利用转移矩阵得到研究区10年间土地利用变化情况;利用景观格局指数分析了东营市10年间的景观格局变化情况;在此基础上,运用景观格局优化理论,从湿地生物多样性保护角度出发,将景观格局和生态过程相结合,把物种运动的生态过程看作是一个能动的景观控制过程,根据保护物种的生态特性,以及对其在迁移扩散过程中必须通过克服景观阻力的过程模拟,采用最小累积阻力模型,选取地形、植被覆盖信息、土地利用类型、道路四个因子先进行单因子湿地景观安全格局分析,然后通过权重叠加分析得出东营市湿地景观综合安全格局。以此划分不同安全水平的生态安全区域,进而构建生态源地、生态节点、生态廊道等景观优化组分来加强景观的生态空间联系,并从自然和人文因素两方面深入分析湿地景观格局变化的驱动机制;为湿地景观格局优化提出策略,为湿地管理提供科学依据。 本文研究得到的结论主要包括以下几方面: (1)湿地景观结构的总体特征:10年间东营市湿地总面积有所增加,但天然湿地面积有所下降,人工湿地面积有所增加。其中,天然湿地面积减少了455.94km2,而人工湿地面积增加了639.58km2,天然湿地面积占湿地总面积的比重由83.85%下降到69.69%,而人工湿地面积占比从16.15%上升到30.31%。天然湿地以浅海水域、滩涂和沼泽、草甸湿地为主,2010年各天然湿地占比分别为59.92%、14.92%和17.87%;而人工湿地以水库/坑塘、养殖水面和盐田为主,2010年各人工湿地占比分别为20.80%、38.44%和30.96%。 (2)湿地景观的人为改变是近年来东营市湿地生境的主要演化特点。天然湿地中浅海水域和滩涂之间、沼泽、草甸、灌丛等天然湿地之间不断的相互转化,流转最多的依次是滩涂、沼泽草甸湿地、和灌丛湿地。湿地转化空间分布主要集中在两部分,一部分主要在河口区北部、黄河故道以西,在沾利河、草桥沟和挑河附近;另一部分在垦利县东部的沿海地区,此处水库、坑塘众多,湿地间转化频繁。 (3)景观破碎化程度增加,景观异质性增强。大面积旱地和滩涂转为建设用地、交通用地、盐田和养殖水面,虽然旱地和浅海水域仍然是东营市的主导景观类型,但整个景观格局破碎化趋势明显,已呈现出各景观要素共存的格局发展趋势。东营市区域景观蔓延度指数CONTAG呈下降趋势,表明区域景观中小斑块数量增多,湿地各景观类型总体聚集趋势下降,优势斑块的连通性下降,具有多种要素存在的密集格局,景观异质性增强。 (4)结合研究时期内区域景观格局存在问题,从湿地生物多样性保护角度出发,将景观格局与生态过程相结合,把东营市现存的湿地保护区和重要的湿地斑块作为保护对象,利用最小累积阻力模型,分析了地形、植被覆盖信息、土地利用类型和道路四个因子对生态安全格局的影响,探讨如何识别景观中的关键生态节点,从而构建生态源地、生态廊道、生态节点等景观格局优化组分,来加强景观的生态空间联系,为湿地物种的生存和发展提供良好的生态环境,并为湿地景观格局优化提出策略,以及湿地管理提供科学依据。