環(huán)境工程向版

1、號(hào)： 學(xué)科分類號(hào)： 編號(hào)： 級(jí)：公 開(kāi)密理工大學(xué)專業(yè)全日制環(huán)黃渤海濕地系統(tǒng)分布研究遼寧沿海地區(qū)濕地景觀格局變化分析 作者專業(yè)名稱：環(huán)境工程研究方向：景觀導(dǎo)師 ： 導(dǎo)師： 答辯委員會(huì)答辯日期：年月日理工大學(xué)處201年 月日A Dissertation in Environmental EngineeringResearch on wetland distribution around the Huanghai and Bohai Sea CircleWetland landscape pattern change analysis in Liaoning coastal areaCandidat

2、e:Xiang YingqiSupervisor:Rong GuiwenCollege of Earth and EnvironmentAnHui University of Science and TechnologyNo.168, Shungeng Road, Huainan ,232001,P.R.CHINA獨(dú) 創(chuàng) 性本人所呈交的是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果。據(jù)我所知，除了文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方以外，中不包含其他人已經(jīng)或撰寫過(guò)的研究成果，也不包含為獲得理工大學(xué)或其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或而使用過(guò)的材料。與我一同工作的同志對(duì)本確的說(shuō)明并表示謝意。做的任何貢獻(xiàn)均已在中作了

3、明作者簽名：日期：年月日使用書(shū)作者完全了解理工大學(xué) 有保留、使用本的屬于的規(guī)定，即：在校攻讀學(xué)位期間工作的知識(shí)產(chǎn)權(quán)有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交 理工大學(xué) 。學(xué)校復(fù)印件和磁盤，保留并向被查閱和借閱。本人理工大學(xué)可以將的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等保存、匯編。（的在后適用本書(shū)）作者簽名：簽字日期：年月日導(dǎo)師簽名：簽字日期：年月日摘要摘要濕地因?yàn)槠渲匾沫h(huán)境效益和功能而被譽(yù)為“地球之腎”和“生物超市”，它不僅能夠?yàn)槿祟愄峁┍匦璧纳姝h(huán)境，而且在保護(hù)生物的多樣性方面有著不可替代的作用。遼寧沿海地區(qū)濱海濕地十分豐富，對(duì)區(qū)域發(fā)展發(fā)揮了重要的作用。近年來(lái)，隨著沿海地區(qū)進(jìn)程的加快和人

4、口的大量增加，人類活動(dòng)對(duì)濕地環(huán)境的干擾日趨強(qiáng)烈，不合理的開(kāi)發(fā)利用對(duì)濕地造成了大面積的破壞，天然濕地面積逐漸減少，破碎化程度加劇，濕地服務(wù)功能日益。如何有效地保護(hù)和恢復(fù)濕地已成為我國(guó)濕地可持續(xù)利用的研究熱點(diǎn)。本文根據(jù)遼寧沿海地區(qū)濕地景觀的特點(diǎn)，應(yīng)用遙感技術(shù)獲得遼寧沿海地區(qū)2000、2007 和 2014 年三期遙感影像并進(jìn)行人工目視解譯，然后利用 ARCGIS 軟件得到遼寧沿海地區(qū)的濕地 分類圖，運(yùn)用 FRAGSTATS 軟件進(jìn)行相關(guān)景觀指數(shù)的計(jì)算，采用轉(zhuǎn)移矩陣和景觀指數(shù)對(duì)研究區(qū)過(guò)去 15 年的土地利用、沿海地區(qū)的濕地景觀格局變化和驅(qū)動(dòng)力進(jìn)行了研究，結(jié)果表明：（1） 濕地的總面積在逐年增加，人工

5、濕地的比重在逐年增加，而自然濕地面積比重在降低；（2） 濕地斑塊類型多樣性程度降低，破碎化程度逐年下降；（3） 濕地與不同景觀類型之間發(fā)生著相互轉(zhuǎn)化，其中有大量濕地轉(zhuǎn)化為農(nóng)田和城鎮(zhèn)，大部分人工濕地取代了天然濕地；（4） 在自然條件下，天然濕地之間也存在著相互轉(zhuǎn)化；（5） 景觀格局的變化主要受人為干擾的影響，同時(shí)，自然因素也是不可忽視的重要因素。圖 23 表 12 參 61：濕地；景觀格局；景觀指數(shù)；沿海地區(qū)分類號(hào):I摘要II摘要AbstractWetland is known as the “the kidney of the Earth” and “the biological superm

6、arket” because of its important environmental and ecological functions, it not only can provide the necessary survival environment for human, but also has an irreplaceable role in the protection of biological diversity. Liaoning coastal area has rich coastal wetland resources, which plays a decisive

7、 role to the development of regional economy. In recent years, the paces of urbanization in the coastal areas and large increase in population have made the interference of human activities on the wetland ecological environment become intense. Unreasonable development and utilization of human caused

8、 widespread destruction to wetland resources. The natural wetland is suffering continuous reduction and worsening fragmentalization. As a result, its function to serve ecology is put to pressing deterioration. How to effectively protect and restore wetland resources has become a research focus in th

9、e sustainable utilization of wetland in our country.According to the characteristics of the Liaoning coastal wetland landscape, this study makes artificial visual interpretation based on the 2000、2007 and 2014 remote sensing images, and then using ARCGIS software to get the Liaoning coastal wetland

10、resources classification figure, at the same time, the related landscape index is calculated through using FRAGSTATS software. Through using transfer matrix and landscape metrics, this paper studied the land use and the change of wetlands landscape pattern of coastal area and its driving force from

11、2000 to 2014, Results showed that:(1) The area of the wetlands increased year by year, the proportion of constructed wetland increased, while the proportion of natural wetland area reduced；(2) The wetland patches type diversity degree is reduced, the degree of fragmentation decline year by year；(3)

12、The wetlands and the different landscape types undergone a transformation between each other, there are a large number of wetlands translated into farmland and, most of the artificial wetland has replaced the natural wetland；(4) Under natural conditions, there are mutual transformations between the

13、naturalwetlands；III摘要(5) The landscape pattern change ismainly affected by human disturbance,meanwhile natural factors are also an important element which cannot be ignored.Figure 23 table 12 reference 61Keywords: Wetland; Landscape pattern; Landscape metrics; Coastal areabooks catalog:IV目錄目錄摘要IAbst

14、ractIII1緒 論11.1 選題背景11.21.3研究的目的和意義1濕地國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀21.3.1 濕地國(guó)外研究現(xiàn)狀21.3.2 濕地國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀3研究方法41.41.4.11.4.2轉(zhuǎn)移矩陣分析4景觀指數(shù)分析法41.4.3主成分分析法51.5研究?jī)?nèi)容與研究框架52景觀與景觀學(xué)72.1 景觀與景觀學(xué)研究簡(jiǎn)述72.1.1景觀與景觀學(xué)的概念72.1.2景觀學(xué)的研究?jī)?nèi)容72.2 景觀變化8研究區(qū)概況113.1 自然概況1133.1.1地理位置和范圍113.1.23.1.33.1.43.1.5地形地貌12氣候13水文13土壤與植被14狀況153.23.2.13.2.2人口狀況15狀況154數(shù)據(jù)處理

15、與濕地景觀類型分類174.1 數(shù)據(jù)來(lái)源17V目錄4.2遙感數(shù)據(jù)184.34.44.5遙感數(shù)據(jù)預(yù)處理18建立研究區(qū)景觀類型分類系統(tǒng)19遙感影像分類提取景觀類型圖205 遼寧沿海地區(qū)濕地景觀格局動(dòng)態(tài)分析255.1 研究區(qū)景觀格局分析方法與選擇255.2 2014 年濕地景觀格局空間分析275.3遼寧沿海地區(qū)濕地景觀格局 15 年動(dòng)態(tài)變化分析325.3.1 基于類型水平的濕地景觀格局動(dòng)態(tài)變化分析345.3.2 基于景觀水平的濕地景觀格局動(dòng)態(tài)變化分析36區(qū)域景觀格局對(duì)比分析415.45.5景觀類型轉(zhuǎn)換分析42本章小結(jié)436 濕地景觀格局變化驅(qū)制分析及可持續(xù)發(fā)展建議456.1 景觀變化的驅(qū)動(dòng)因子456.

16、2 遼寧沿海地區(qū)濕地景觀格局驅(qū)動(dòng)力分析456.2.1 自然因素456.2.2因素466.3 遼寧沿海地區(qū)濕地可持續(xù)發(fā)展和利用建議476.3.1 完善濕地保律. 476.3.2 廣泛深入的進(jìn)行濕地的各項(xiàng)科學(xué)研究476.3.3 開(kāi)展?jié)竦乇Ｗo(hù)的宣傳教育48本章小結(jié)487 結(jié)論與討論497.1 主要結(jié)論497.2 存在問(wèn)題50參考文獻(xiàn)51致謝錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。作者簡(jiǎn)介及讀研期間主要科研成果錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。VI目錄ContentsAbstract(in)錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。Abstract(in English)錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。1 Introduction11.1 Background11.2 Res

17、earch Purpose and Significance11.3 Wetland Research Status at Home and Aborad11.3.1 Wetland Research Status Aborad21.3.2 Wetland Research Status at Home21.4 Research Methods31.4.1 Transfer Matrix Analysis31.4.2 Landscape Index Analysis31.4.3 Principal Component Analysis31.5 Research Cotents and Fram

18、ework42 Landscape and Landscape Ecology錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。2.1 Landscape and Landscape Ecology Research Briefly錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。2.1.1 The Concept of Landscape and Landscape Ecology錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。2.1.2 The Research Contents of Landscape Ecology錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。2.2 Landscape Change錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。3 General Situation of Study Region and Rese

19、arch Methods錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。3.1 Natural Conditions錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。3.1.1 Geographical Location and Scope錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。3.1.2 Topography錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。3.1.3 Climate錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。3.1.4 Hydrological錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。3.1.5 Soil and Vegetation錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。3.2 Socioeconomic Status錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。3.2.1 Population錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。3.2.2 Socioeconomic Status錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。3

20、.3 Research Methods and Technical Route錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。4 Remote Sensing Data Processing and Wetland Landscape Type Classfication錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。VII目錄4.1 Remote Sensing Data Sources錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。4.2 Remote Sensing Data Listing錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。4.3 Remote Sensing Data Processing錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。4.4 The Establish of Landscape Pattern Cla

21、ssification System in Study area錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。4.5 Remote Sensing Image Classification to Extract the Landscape Type Map錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。5 Liaoning Coastal Wetland Landscape Pattern Dynamic Analysis .錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。5.1 Methods and Choice of Landscape Pattern in Study Area錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。5.2 Wetland Landscape Spatial Pattern A

22、nalysis in 2014錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。5.3 14 Years Dynamic Analysis of Liaoning Coastal Wetland Landscape Pattern錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽5.3.1 Dynamic Analysis Based on the Type Level錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。5.3.2 Dynamic Analysis Based on the Landscpe Level錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。5.4 Regional Landscape Pattern Analysis錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。5.5 Analysis of Landscape Type

23、Conversion錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。6 Driving Mechanism Analysis of Wetlands Landscape Pattern錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。6.1 Driving Force Analysis of Wetlands in Liaoning Coastal Area錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。6.1.1 Driving Factors of Landscape Changes錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。6.1.2 Natural Factors錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。6.1.3 Socioeconomic Factors錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。6.2 Suggestions of Wetlan

24、d Sustainable Development and Utilization in Liaoning錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽6.2.1 Improve the Wetland Protection Laws and Regulations .錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。6.2.2 Extensive Scientific Research錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。6.2.3 Wetlands Protection Publicity and Education錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。7and Discussion錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。.錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。7.1 Main7.2 Problem錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。Referen

25、ce錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。Compliment錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。Resume of Author錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。VIII1 緒 論1 緒 論1.1 選題背景濕地是由水陸相互作用而形成的自然綜合體，是自然界最富生物多樣性的生態(tài)景觀和人類最重要的生存環(huán)境之一1。濕地和森林、海洋并稱為全球三大系統(tǒng)，具有獨(dú)特的水文、土壤和植被特征，能為眾多動(dòng)植物提供棲息地，并在蓄洪防旱、保護(hù)海岸帶、凈化水質(zhì)、氣候調(diào)節(jié)、降解環(huán)境污染等方面有著非常重要的作用，被譽(yù)為“地球之腎”。雖然濕地有著舉足輕重的作用，但隨著沿海濟(jì)的高速發(fā)展，以及人口的大量增加，人類進(jìn)程的不斷加快，沿海經(jīng)活動(dòng)對(duì)濕地系統(tǒng)的干擾愈發(fā)強(qiáng)烈。“圍海造地”等一系

26、列不合理的開(kāi)發(fā)利用對(duì)濕地環(huán)境造成了嚴(yán)重的破壞，使得濕地面積大幅度減少；沿海工廠的建立導(dǎo)致濕地環(huán)境污染加劇；過(guò)度的捕撈近海魚(yú)類及坑塘的修建使得生物多樣性逐步喪失，濕地功能日趨下降。遼寧省海岸線長(zhǎng)達(dá) 292km，是我國(guó)東北地區(qū)唯一的沿海省份，的高速發(fā)展對(duì)該地區(qū)濕地的環(huán)境造成了巨大的。該地區(qū)地處環(huán)渤海地區(qū)重要位置和東北亞關(guān)鍵地帶，人口密源豐富，交通體系發(fā)達(dá)，是和發(fā)展集中地區(qū)，濕地景觀格局變化明顯。濕地不僅能夠維持沿海地區(qū)的環(huán)境平衡，而且它的、環(huán)境和價(jià)值在東北地區(qū)發(fā)展中也占有著非常重要的位置，同時(shí)它的服務(wù)功能也不容忽視。近年來(lái)，沿海地區(qū)在遼寧省政府“五點(diǎn)一線”沿海開(kāi)放戰(zhàn)略的向?qū)?，臨港得到迅猛發(fā)展，的

27、加快、環(huán)境的干擾日人口大量增加以及工業(yè)規(guī)?；募惺沟萌祟惢顒?dòng)對(duì)這一地區(qū)趨強(qiáng)烈。在發(fā)展伴隨而來(lái)的環(huán)境下，人類如何保護(hù)濱海濕地的完整性，維護(hù)其功能以及如何可持續(xù)的進(jìn)行開(kāi)發(fā)利用，已成為沿海地區(qū)重點(diǎn)關(guān)注的問(wèn)題之一。1.2 研究的目的和意義遼寧沿海地區(qū)獨(dú)特的濕地和地緣優(yōu)勢(shì)使其沿岸成為發(fā)展的戰(zhàn)略重點(diǎn)區(qū)。隨著沿海地區(qū)沿岸開(kāi)發(fā)強(qiáng)度增大，近岸海域環(huán)境質(zhì)量逐年下降、污染范圍不斷擴(kuò)大，破壞日趨嚴(yán)重，環(huán)境災(zāi)害頻發(fā)，逐步威脅遼寧沿海濕地環(huán)境安全以及人類健康。環(huán)境污染事故預(yù)防和應(yīng)急響應(yīng)急需環(huán)境基礎(chǔ)性數(shù)據(jù)支撐。雖然沿海地區(qū)（包括濱海帶）在不同時(shí)間節(jié)點(diǎn)、由不同組織部門擁有分散的11 緒 論環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，但由于空間布局上缺乏

28、整體性、時(shí)間序列上缺乏連續(xù)性、行政區(qū)域上缺乏統(tǒng)一性、數(shù)據(jù)管理上缺乏共享性等，難以滿足當(dāng)前甚至今后相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)期我國(guó)沿海尤其是濱海帶發(fā)展的需要。加強(qiáng)遼寧沿海地區(qū)海帶域系統(tǒng)，能夠?yàn)閰^(qū)域系統(tǒng)科學(xué)研究和科技立項(xiàng)、區(qū)域與環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展以及海洋國(guó)際爭(zhēng)議提供關(guān)鍵和重要的基礎(chǔ)性數(shù)據(jù)支撐，也是直接關(guān)系我國(guó)、環(huán)境長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展的戰(zhàn)略問(wèn)題。開(kāi)展遼寧沿海濱海帶環(huán)境系統(tǒng)的、全面的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信息，對(duì)遼寧沿海地區(qū)景觀的多樣性進(jìn)行對(duì)比分析，探討其景觀格局變化的驅(qū)動(dòng)力因素，有利于更好地了解遼寧沿海地區(qū)景觀格局的演變過(guò)程，為該區(qū)域土地的可持續(xù)利用提供科學(xué)的依據(jù)，對(duì)滿家有關(guān)遼寧沿海區(qū)域基礎(chǔ)性數(shù)據(jù)的緊迫需求，應(yīng)對(duì)突發(fā)性環(huán)境污染事故，實(shí)現(xiàn)科學(xué)決策

29、與快速響應(yīng)，統(tǒng)籌沿海區(qū)域和流域社會(huì)發(fā)展，實(shí)現(xiàn)黃渤海濱海帶和環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展具有重要科學(xué)意義，對(duì)明晰我國(guó)在該區(qū)域的戰(zhàn)略地位、加強(qiáng)與周邊的長(zhǎng)期合作具有意義。有鑒于此，本文依托沈陽(yáng)應(yīng)用自然科學(xué)基金（41171155）和基礎(chǔ)性專項(xiàng)“中國(guó)東部濱海沼澤濕地及其主要效益綜合”（2013FY1118000）, 基于遙感技術(shù)獲得 2000、2007 和 2014 年土地利用數(shù)據(jù)，并采用轉(zhuǎn)移矩陣和景觀指數(shù)對(duì)研究區(qū)過(guò)去 15 年土地利用及沿海地區(qū)的濕地景觀格局變化和驅(qū)動(dòng)力進(jìn)行了綜合研究，旨在更好地了解遼寧沿海地區(qū)濕地景觀格局的演變過(guò)程，為該地區(qū)濕地 的可持續(xù)利用提供科學(xué)的依據(jù)。1.3 濕地國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀1.3.1 濕

30、地國(guó)外研究現(xiàn)狀濕地的相關(guān)研究最早可追溯至歐洲對(duì)泥炭地的開(kāi)發(fā)與利用。國(guó)際上早已成立了國(guó)際泥炭（IPS），并已召開(kāi)了多次國(guó)際會(huì)議，對(duì)泥炭開(kāi)發(fā)、保護(hù)、利用等方面做出許多探索。20 世紀(jì)中葉之后，前與美國(guó)、等世界各國(guó)逐步開(kāi)始重視濕地，研究?jī)?nèi)容涉及濕地定義、分類、 系統(tǒng)與管理2。上個(gè)世紀(jì)末以來(lái)，濕地生物多樣性、濕地的環(huán)境功能等方面開(kāi)始受到國(guó)內(nèi)外大多數(shù)學(xué)者的關(guān)注和重視。美國(guó)是開(kāi)展?jié)竦匮芯孔钤绲?。上個(gè)世紀(jì) 50 年代，美國(guó)鳥(niǎo)類和野生動(dòng)物保護(hù)最先給出了濕地的定義：水深較淺或有暫時(shí)性積水的區(qū)域都可稱為濕地，各種淺水沼澤、植被沼澤及湖泊或水體的淺水部分都涵蓋在內(nèi)。20 世紀(jì)初，美國(guó)21 緒 論有關(guān)部門開(kāi)始對(duì)濕地

31、系統(tǒng)的類型進(jìn)行分類。大致分成三種類型：水補(bǔ)給沼澤、雨水補(bǔ)給沼澤和過(guò)渡型沼澤。上個(gè)世紀(jì)末，美國(guó)環(huán)保局提出了受損濕地恢復(fù)計(jì)劃。目前已經(jīng)開(kāi)展了明尼蘇達(dá)州北部濕地、佛羅里達(dá)州大沼澤地和密西西比河上游濕地的恢復(fù)與重建等項(xiàng)目3。在其他發(fā)達(dá)如英國(guó)、瑞典等國(guó)對(duì)于濕地的保護(hù)和重建工作也提出了很多計(jì)劃，如：河漫灘濕地功能恢復(fù)、流域生物多樣性的保護(hù)與提高、濕地的遏制及預(yù)防。他們更加重視在濕地恢復(fù)過(guò)程中的對(duì)于過(guò)程的研究，要著重加強(qiáng)對(duì)其功能的恢復(fù)，而不僅僅是形式上的重塑。在國(guó)際上，大多數(shù)學(xué)者對(duì)濕地有一個(gè)較為綜合的定義，即Ramsar 公約中給出的對(duì)濕地的解釋：“天然或人工、長(zhǎng)久或暫時(shí)性的沼澤地、泥炭地或水域地帶、靜止或

32、、淡水、半咸水、咸水體，包括低潮時(shí)水深不超過(guò) 6 米的水域。還可包括與濕地毗鄰的河岸和海岸地區(qū)，以及不位于濕地內(nèi)的島嶼或低潮時(shí)水深超過(guò) 6 米的海洋水體4?！惫s對(duì)濕地的定義比較廣泛，明確指出湖泊與河流，沼澤地， 濕地草場(chǎng)，泥炭地，綠洲，河口及江口，三角洲，潮灘，近海水域，紅樹(shù)林及珊瑚礁，和一些人工濕地，像魚(yú)塘，水稻田，水庫(kù)和鹽田均屬于濕地范疇。上個(gè)世紀(jì) 90 年代，在 Ramsar 公約國(guó)第四屆成員國(guó)大會(huì)上，完成了 Ramsar 濕地分類系統(tǒng)的制定，目前，該分類系統(tǒng)在國(guó)際上得到了大多數(shù)學(xué)者認(rèn)可。1.3.2 濕地國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀我國(guó)很早就對(duì)濕地的重要性產(chǎn)生了認(rèn)識(shí)，并具有一定研究基礎(chǔ)，但由于理論體系

33、不健全等因素，成果與國(guó)際相比仍存在一定差距。1992 年，我國(guó)加入濕地公約后，全對(duì)濕地重要性的認(rèn)識(shí)普遍提升，加之重點(diǎn)科研項(xiàng)目的大力扶持，濕地科學(xué)在我國(guó)蓬勃發(fā)展。目前國(guó)內(nèi)濕地景觀研究主要側(cè)重人類活動(dòng)影響較為嚴(yán)重的平原地區(qū)和海岸帶5，基本覆蓋了重要濕地分布區(qū)。三江平原是典型的內(nèi)陸淡水濕地區(qū)。我國(guó)對(duì)該區(qū)濕地研究已積累了系統(tǒng)成果6。部分研究結(jié)果顯示：近 40 余年的土地開(kāi)發(fā)利用活動(dòng)，已使該區(qū)濕地景觀格局發(fā)生巨大變化7。這種變化主要表現(xiàn)在濕要景觀類型如沼澤、濕草甸等的大面積喪失和景觀嚴(yán)重破碎化8，以及由于地表排水導(dǎo)致的濕地景觀類型轉(zhuǎn)化7。并且，這些變化已使?jié)竦氐木坝^功能受到不同程度的影響和破壞6，如對(duì)濕

34、地珍惜野生動(dòng)物造成的巨大威脅9。黃河三角洲的主要環(huán)境問(wèn)題是土壤的鹽漬化以及由此引起的濕地植物(如蘆葦)型的變化10,11。但是，由于人類對(duì)黃河三角洲自然系統(tǒng)的干擾31 緒 論日益增強(qiáng)，該區(qū)植被格局在自然框定下的軌道發(fā)生了偏離。研究結(jié)果表明：擾動(dòng)對(duì) 系統(tǒng)具有深遠(yuǎn)的影響12。隨著人們土地利用方式的變化，土壤結(jié)構(gòu)狀況和土壤養(yǎng)分也隨之改變，重建和恢復(fù)其特有的物種區(qū)系及豐富度將變得愈發(fā)困難13。青藏高原是重要的濕地分布區(qū)之一，由于獨(dú)特的地理?xiàng)l件，在濕地研究中占有特殊地位。研究的早期，學(xué)者們著眼于宏觀的濕地。隨著科技發(fā)展與理論進(jìn)步，80 年代中后期，相關(guān)研究逐步細(xì)化。趙魁義14等和陳桂琛15等依據(jù)有無(wú)泥炭

35、積累和自然地理?xiàng)l件分別建立了該區(qū)濕地分類系統(tǒng)。近年來(lái)的成果日趨重視該區(qū)濕地與生物多樣性保護(hù)16,17。隨著濕地環(huán)境問(wèn)題研究的具體深入，相關(guān)的濕地景觀健康評(píng)價(jià)與恢復(fù)研究也逐步成為國(guó)內(nèi)外的前沿?zé)狳c(diǎn)18-20，這必將為濕地的保護(hù)與恢復(fù)工作提供具體的行動(dòng)指南。1.4 研究方法1.4.1 轉(zhuǎn)移矩陣分析轉(zhuǎn)移矩陣可以清楚地觀察沿海地區(qū)不同景觀類型之間的轉(zhuǎn)移變化情況。利用不同時(shí)期的土地利用圖進(jìn)行空間疊加，求出土地利用類型的轉(zhuǎn)移矩陣。轉(zhuǎn)移矩陣了土地利用類型之間的轉(zhuǎn)變21,22。常被研究者1.4.2 景觀指數(shù)分析法景觀指數(shù)分析法是景觀學(xué)中最常用的定量化研究方法，一般景觀格局的變化，以及景觀格局和過(guò)程之間的關(guān)系 2

36、3。景觀指數(shù)作為一種簡(jiǎn)單的定量指標(biāo)，能夠?qū)⒕坝^格局的信息高度濃縮，并且從 3 個(gè)方面來(lái)進(jìn)行分析：?jiǎn)我话邏K、斑塊類型和景觀。景觀結(jié)構(gòu)特征隨時(shí)間的變化通常用景觀指數(shù)來(lái)描述，同時(shí)也可以通過(guò)它來(lái)辨別景觀中學(xué)特征的空間梯度。近年來(lái)，景觀指數(shù)分析方法在區(qū)域的研究中發(fā)揮著重要作用。景觀指數(shù)的選擇一般從研究區(qū)景觀類型的實(shí)際情況和景觀指數(shù)的學(xué)意義出發(fā)，選取具有代表性、能說(shuō)明問(wèn)題并且盡量簡(jiǎn)單的指數(shù)，它是基于研究區(qū)域內(nèi)景觀要素空間關(guān)系幾何特征的數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法 24。合理有效的景觀指數(shù)應(yīng)該包括三個(gè)方面的內(nèi)容：（1）景觀整體多樣性特征；（2）景觀單元的形態(tài)特征；（3）景觀組分的空間構(gòu)型特征 25。本研究利用景觀指數(shù)分析方

37、法在景觀水平和類型水41 緒 論平上進(jìn)行區(qū)域景觀空間格局動(dòng)態(tài)變化的分析。計(jì)算軟件采用由美國(guó)俄勒岡州立大學(xué)森林科學(xué)系開(kāi)發(fā)的景觀指數(shù)計(jì)算軟件 FRAGSTATS 3.3 柵格版本。1.4.3 主成分分析法主成分分析法的原理是將許多復(fù)雜且彼此間的影響變量重新組較少指的綜合指標(biāo)，以此來(lái)降低變量之間的相互干擾 26。本文將收集的 8 種標(biāo)在 SPSS（20.0）軟件下進(jìn)行主成分分析，得到成分矩陣，并找出影響景觀格局變化的主要驅(qū)動(dòng)因子。1.5 研究?jī)?nèi)容與研究框架本文基于 2000、2007 和 2014 年三期遙感影像數(shù)據(jù)，應(yīng)用地理信息系統(tǒng)軟件ENVI、ARCGIS，并結(jié)合景觀指數(shù)計(jì)算軟件 FRAGSTA

38、TS，通過(guò)野外和室內(nèi)分析相結(jié)合的方式，對(duì)遼寧省沿海地區(qū)的濕地景觀格局時(shí)空變化及其驅(qū)動(dòng)力進(jìn)行了分析，其研究?jī)?nèi)容如下：（1）利用 ENVI 對(duì) 2000、2007、2014 年 Landsat TM/OLI 影像數(shù)據(jù)進(jìn)行人工目視解譯，然后利用 ARCGIS 等地理信息系統(tǒng)軟件分類統(tǒng)計(jì)沿海濕地的面積，構(gòu)建遼寧省沿海濕地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)；（2） 根據(jù)各景觀指數(shù)的意義和實(shí)用性，利用 FRAGSTATS 對(duì)選取的景觀指數(shù)進(jìn)行計(jì)算；（3） 利用轉(zhuǎn)移矩陣法對(duì)濕地景觀類型之間及濕地與其它景觀類型之間的轉(zhuǎn)化進(jìn)行分析；（4） 應(yīng)用主成分分析法對(duì)遼寧沿海地區(qū)濕地景觀格局變化的驅(qū)動(dòng)力進(jìn)行研究。技術(shù)路線見(jiàn)圖 1-1。51 緒 論研

39、究區(qū)土地利用圖研究區(qū)土地利用2000、2007、2014年 TM/OLI 影像圖 1-1 技術(shù)路線圖Fig. 1-1 Flow chart of the study processes6遼寧沿海地區(qū)濕地可持續(xù)發(fā)展和利用建議驅(qū)動(dòng)力分析濕地景觀格局變化分析主成分分析法轉(zhuǎn)移矩陣分析方法景觀指數(shù)分析方法遼寧沿海地區(qū)遙感影像分類圖濕地信息遙感解譯2 濕地景觀格局的理論和方法2 景觀與景觀學(xué)2.1 景觀與景觀學(xué)研究簡(jiǎn)述2.1.1 景觀與景觀學(xué)的概念景觀的空間結(jié)構(gòu)與形態(tài)特征對(duì)人類及其它生物造成了何種影響，是景觀學(xué)研究的主要內(nèi)容，它以學(xué)和地理學(xué)為基礎(chǔ)，具有多向性和綜合性特征，是一門新興的交叉學(xué)科27-32。組

40、成景觀單元的類型、空間配置及其與相互作用是它的是研究基礎(chǔ)，在此基礎(chǔ)之上，強(qiáng)調(diào)景觀空間格局、學(xué)過(guò)程的學(xué)尺度與過(guò)程尺度之間的相互作用33,34。國(guó)際景觀學(xué)會(huì)對(duì)景觀學(xué)有一個(gè)明確的定義：“是對(duì)于不同尺度上景觀空間變化的研究，它包括導(dǎo)致景觀異質(zhì)性的生物、地理和等因素，它是一門連接自然科學(xué)與相關(guān)人類科學(xué)的交叉學(xué)科”35。景觀學(xué)的研究對(duì)象是景觀，不同的研究者根據(jù)自身不同的研究背景，對(duì)景觀的定義也不同。學(xué)中對(duì)于景觀的定義可以分為廣義和狹義兩種：無(wú)論是微觀還是宏觀，在不同時(shí)空尺度上都能表現(xiàn)出斑塊性或異質(zhì)性的土地單元即為廣義的景觀36。而在不同的范圍內(nèi)的，具有多種系統(tǒng)，且其格局具有重復(fù)性，并能夠反映地理、人文等多

41、種綜合特征的景觀復(fù)合體即為俠義的景觀37?？偠灾?，景觀是一個(gè)土地單元多樣，視覺(jué)特征明顯的地理實(shí)體；其價(jià)值在和等方面都有體現(xiàn)28。、地球上大多數(shù)景觀經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的適應(yīng)和演化后，在自然和人類的相互作用下形成了穩(wěn)定的類型38。景觀的科學(xué)、和示范價(jià)值在于可以成為協(xié)調(diào)人類與環(huán)境相互關(guān)系的模型39。對(duì)于景觀進(jìn)行研究，可以認(rèn)識(shí)和研究不同的過(guò)程，包括對(duì)物種、群落以及人類開(kāi)發(fā)的活動(dòng)的研究，因而，景觀也是研究環(huán)境和人類活動(dòng)之間相互關(guān)系的合適尺度40。2.1.2 景觀學(xué)的研究?jī)?nèi)容學(xué)最早由德國(guó)植物學(xué)家 Carl Troll 于 20 世紀(jì) 30 年代提出，景觀景觀學(xué)的研究經(jīng)歷其萌芽、形成與發(fā)展階段27,31-33至今已

42、有 70 多年的歷史。景觀學(xué)蘊(yùn)含了十分廣闊的研究領(lǐng)域，其研究涉及到科學(xué)領(lǐng)域的各個(gè)方面，其中包括土壤學(xué)、氣象學(xué)、地理學(xué)、水文學(xué)以及其它以下三個(gè)方面：和學(xué)科。它的研究?jī)?nèi)容主要有72 濕地景觀格局的理論和方法景觀結(jié)構(gòu)：景觀要素的大小、形狀、分布、數(shù)量、組成類型及相關(guān)的物質(zhì)與能量的分布；景觀功能：景觀結(jié)構(gòu)與過(guò)程之間的能量和物質(zhì)可為系統(tǒng)的平衡與進(jìn)化提供動(dòng)力，同時(shí)也能夠?yàn)槿祟愄峁┪镔|(zhì)和生存資料；景觀動(dòng)態(tài)：景觀結(jié)構(gòu)與功能隨著時(shí)間的變化而變化。也就是說(shuō)景觀動(dòng)態(tài)的變化是由其結(jié)構(gòu)單元的組成成分和空間格局的變化所組成。景觀的結(jié)構(gòu)、功能和動(dòng)態(tài)彼此依賴，且在相互之間發(fā)生作用。景觀結(jié)構(gòu)對(duì)景觀功能起到了決定作用，同時(shí)也受到

43、景觀功能的影響。景觀結(jié)構(gòu)和功能的變化伴隨著時(shí)間的變化，這種動(dòng)態(tài)變化受到多種因素的綜合影響，如人為因素、自然因素、生物及非生物因素，并且景觀結(jié)構(gòu)的變化大多伴隨著景觀功能的變化。圖 2-1描述的為景觀結(jié)構(gòu)、功能和動(dòng)態(tài)的相互關(guān)系及景觀論。學(xué)中的基本概念和基本理景觀學(xué)生物論觀點(diǎn)景觀結(jié)構(gòu)景觀組成單元的多樣性及其空間格局空間異質(zhì)性景觀連接度斑塊動(dòng)態(tài)理論島嶼生物地理學(xué)理論過(guò)渡帶理論復(fù)合種群理論滲透理論與閾限現(xiàn)象斑塊-廊道-基底模型景觀功能景觀空間結(jié)構(gòu)與生態(tài)過(guò)程的相互作用景觀動(dòng)態(tài)景觀空間結(jié)構(gòu)與功能隨時(shí)間的變化等級(jí)理論尺度格局與過(guò)程圖 2-1 景觀學(xué)主要研究?jī)?nèi)容之間的相互關(guān)系及其基本概念和理論Fig 2-1 T

44、he relationship of landscape ecology research contents and basic concept and theory.2.2 景觀變化82 濕地景觀格局的理論和方法景觀動(dòng)態(tài)變化研究是指景觀結(jié)構(gòu)、功能、空間格局隨著時(shí)間的變化而變化的情況。在景觀學(xué)中，大多數(shù)學(xué)者將景觀動(dòng)態(tài)變化作為研究的問(wèn)題之一，同時(shí)也是研究熱點(diǎn) 40。景觀變化有三種標(biāo)準(zhǔn)：（1） 景觀基質(zhì)改變，由一種新的景觀要素類型替代；（2） 景觀要素類型所占比例存在較大變化，導(dǎo)致景觀內(nèi)部空間格局變化；（3） 景觀中有新的景觀要素類型產(chǎn)生，并達(dá)到一定的覆蓋范圍41。在沒(méi)有人為干擾下自然產(chǎn)生的景觀變

45、化的空間過(guò)程有 5 種：穿孔、分割、破碎化、縮小和消失 33。景觀開(kāi)始變化時(shí)最普遍的方式是穿孔，如整片森林由于伐木而出現(xiàn)了空地，使其穿孔；分割是景觀變化的另一種的方式，它所劃分區(qū)域的區(qū)域?qū)挾认嗟?；破碎化是指較大土地類型分成若干的小斑塊。很明顯，分割是破碎化的一種，但比較特殊?？s小是景觀轉(zhuǎn)化中一種很普遍的現(xiàn)象，如濕地的一部分被用于修建水庫(kù)坑塘，那么濕地的面積就會(huì)縮小?？臻g過(guò)程的不同將會(huì)影響到生物的多樣性、侵蝕和水化學(xué)等過(guò)程。穿孔、分割和破碎化等過(guò)程無(wú)論是對(duì)整個(gè)區(qū)域，還是對(duì)區(qū)域中的一個(gè)斑塊都有重要影響。而縮小和消失過(guò)程只發(fā)生在單個(gè)大斑塊或廊道中。景觀內(nèi)部的各種和外部的作用力發(fā)生相互作用導(dǎo)致景觀變化

46、，這將使景觀從一種狀態(tài)到另一種狀態(tài)發(fā)生轉(zhuǎn)變42,43。這種變化取決于內(nèi)外驅(qū)動(dòng)力對(duì)組成景觀的要素的干擾作用，最后導(dǎo)致景觀的穩(wěn)定性和它的空間格局發(fā)生變化27。景觀格局空間變化的改變是由不同造成的。而有關(guān)景觀變化的、過(guò)程和結(jié)果是當(dāng)前景觀學(xué)研究的熱點(diǎn)問(wèn)題44,45；而景觀變化過(guò)程通常用來(lái)解釋發(fā)生空間變化的景觀類型之間的相互轉(zhuǎn)化46。多式、廊道式、邊緣式、散布式、單核心式和隨機(jī)式是景觀變化的空間模式的 6 種類型37。景觀變化從一個(gè)邊緣開(kāi)始，單向平行蔓延即為邊緣式。廊道式是指新廊道從兩邊向外擴(kuò)張，將原來(lái)的景觀類型分成兩半。從景觀中的一點(diǎn)或一個(gè)處向外蔓延即為單式。多點(diǎn)向外蔓延即為多式。散布式指新斑塊廣泛散

47、布。邊緣模式中不存在穿孔、分割或破碎化過(guò)程，這對(duì)于大斑塊來(lái)說(shuō)是最好的，也是最有利于連接性的；然后是單核模式比較好；而散布模式則因?yàn)槠溥^(guò)早地喪失所有的大斑塊，所以是學(xué)上的一種模式。廊道模式同樣存在學(xué)上的局限性。景觀變化的空間過(guò)程與其空間模式模式中出現(xiàn)的穿孔過(guò)程同樣會(huì)出現(xiàn)在散布模式中。關(guān)，就像在單和多邊緣模式也有上的缺點(diǎn)，上最好的景觀變化模式是一種“頜狀”模式學(xué)上的優(yōu)點(diǎn)在于：（jaw m）。與其他模式相比，它92 濕地景觀格局的理論和方法（1） 始終保持著原來(lái)方形的生境斑塊，尤其是在鑲嵌序列的最后階段；（2） 廊道連接性得到加強(qiáng)，小的殘余斑塊在新的土地類型所的區(qū)域中起的是物種的踏腳石（stepst

48、one）作用，大片而連續(xù)的新土地類型在廊道和小斑塊的作用下所產(chǎn)生的負(fù)作用最??；（3）邊界長(zhǎng)度在這種模式下有所拉長(zhǎng)，以便為多生境物種和邊緣物種提供更多的生境。103 研究區(qū)概況3 研究區(qū)概況3.1 自然概況3.1.1 地理位置和范圍遼寧沿海地區(qū)位于我國(guó)海域最北部，瀕臨黃海與半封閉的渤海，背靠遼闊的東北大地，自鴨綠江口（北緯 39°5700，東經(jīng) 124°5321）起，到山（北緯 39°5854，東經(jīng) 119°4912），跨經(jīng)度 4°2736，緯度 2°5321。分六個(gè)海域：大連海域、丹東海域、營(yíng)口海域、錦州海域、盤錦海域和葫蘆島海域，分

49、屬黃海和渤海。海岸線全長(zhǎng) 2.92×103km ，其中大陸岸線長(zhǎng) 292km，占我國(guó)海岸線長(zhǎng)度的 12.7%，沿岸有島嶼 506 個(gè)，岸線長(zhǎng) 6.28×102km 。海域平均水深約 18m，最大深度約 80m。周邊地區(qū)包括遼寧省 6 個(gè)沿海城市的轄區(qū)，即大連市、丹東市、營(yíng)口市、錦州市、盤錦市和葫蘆島市。根據(jù)遼寧沿海開(kāi)發(fā)建設(shè)（20062020），研究區(qū)包括兩個(gè)空間層次。一是沿海六市域范圍，面積 5.65×104km 2。二是沿海六市所轄的 21 個(gè)市區(qū)，和東港市、莊河市、普蘭店市、瓦房店海縣、蓋州市、大洼縣、盤山縣、凌海市、興城市、大石橋市、綏中縣 12 個(gè)沿?？h（

50、市），長(zhǎng)約 1400 km，寬約 3050 km，土地面積 3.51×104km 2（圖 3-1）。其中在 “五點(diǎn)一線”政策影響下，重點(diǎn)建設(shè)的區(qū)域是：遼西錦州灣區(qū)、大連長(zhǎng)興島臨港工業(yè)區(qū)、丹東產(chǎn)業(yè)園區(qū)、營(yíng)口沿海產(chǎn)業(yè)基地和大連花園口工業(yè)園區(qū)五個(gè)區(qū)域和西起葫蘆島綏中、東止丹東東港的濱海公路，全長(zhǎng) 1.44×103km 。113研究區(qū)概況圖 3-1研究區(qū)位置示意圖Fig. 3-1 Location of study area3.1.2 地形地貌遼寧沿海地區(qū)地處黃渤海沿岸，全省海岸線東起鴨綠江，西至老龍頭，大陸海岸線長(zhǎng) 292km。地勢(shì)總體來(lái)說(shuō)北高南低，坡度緩和，除了遼地丘陵、遼東以

51、外，其它地區(qū)都是地勢(shì)低平的平原（圖 3-2）。研究區(qū)海拔高度在-19.2 1090.6m 之間。其中海拔在 60m 以下的地區(qū)占研究區(qū)總面積的 55%，150m 以下的占到 71.3%。大石橋東部山區(qū)老轎頂山海拔為 1.090km，為研究區(qū)海拔最高處。地貌形態(tài)包括構(gòu)造剝蝕丘陵，山前沖洪積扇，侵蝕平原和沖海積、沖洪積平原。123 研究區(qū)概況圖 3-2 遼寧沿海地區(qū)地形與主要水體Fig.3-2 Landform and major water bodies in Liaoning coastal area3.1.3 氣候遼寧沿海地處亞歐大陸東部，屬溫帶大陸性季風(fēng)氣候，雨熱同季。全年氣溫、降水分布由

52、南向東北和由東南向西北方向遞減。該區(qū)四季分明，光照充足，太陽(yáng)總輻射量年平均在 450kj/cm2 以上，年均氣溫為 8.8，1 月平均氣溫-10.1，7 月平均氣溫 24.1；10的年積溫為 3487.3。年平均降水量為720mm，雨量充沛，全年降水 85% 集中在生長(zhǎng)季，雨熱同季，有利于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。全年無(wú)霜期為 176d，結(jié)凍期為 156d，年平均日照時(shí)數(shù) 2600.3h，日照率為 58%，全年盛行偏南風(fēng)，頻率最高，占 27% ，冬季盛行偏北風(fēng)，風(fēng)速 2.84.3m/s。3.1.4 水文遼寧沿海地區(qū)江河密布，水豐富，水質(zhì)含鹽分較高，分屬于遼西沿海流域、遼河干流流域、渾太流域和鴨綠江干流流域，省

53、內(nèi) 300 多條河流由東、西、北向南注入黃海和渤海。研究區(qū)水類型有風(fēng)化裂隙水、巖溶裂隙水和孔隙潛水三類，主要以降水補(bǔ)給為主，徑流途徑短，排泄快，水位年季節(jié)變化明顯。 遼河三角洲大小河流 20 多條，匯集于雙臺(tái)子河與大遼河入海。遼河（包括大遼河）年徑流量為 5.62×108m 3，大凌河 4.10×109m 3，其中盤錦地區(qū)有大小河流21 條，流域面積達(dá) 1.20×103km 2，年經(jīng)流量 1.55×1010m 3，大型水庫(kù) 6 座。營(yíng)口地區(qū)有大小天然河流和人工河 50 余條，境內(nèi)有大小水庫(kù) 24 座，其中，主要水庫(kù)133 研究區(qū)概況1.35×1

54、09m 3，地表徑流為 4.32×108m 3，盤錦為有 3 座。遼河三角洲共有水2.58×108m 3，營(yíng)口為 1.24×108m 3，9.20×108m 3，其中水水約為7.3×108m 3。凌海主要河流大凌河和小凌河由北向南蜿蜒注入遼東灣。丹東地區(qū)江河密布，有 944 條大小河流，大型水庫(kù) 10 座。其中鴨綠江在丹東境內(nèi)的流域面積為 1.17×104km 2；渾江在丹東境內(nèi)年徑流量 7.10×109km 3，在丹東境內(nèi)流域面積 2.46×103km 2；蒲石河流域面積 1.18×103km 2，安平河流域面積2.2