洞庭湖區(qū)濕地景觀格局與鳥類棲息地時空變化

1、洞庭湖區(qū)濕地景觀格局與鳥類棲息地時空變化摘要：針對湖南省洞庭湖濕地自然保護區(qū)的景觀格局及鳥類棲息地變化情況，利用19952015年的TM/OLI 遙感影像、鳥類分布點、地形氣候等環(huán)境因子數(shù)據(jù)，采用主成分分析、移動窗口、MaxENT模型等方法，對湖區(qū)二者 的時空變化特征及其間關(guān)聯(lián)性進行了分析結(jié)果表明，濕地總面積在20年間呈急劇減少一增加一減少趨勢，湖 區(qū)整體景觀破碎度增大，但斑塊差異減小，高值區(qū)向中、西部轉(zhuǎn)移 20年來，鳥類適宜生境面積減少了 55. 72 km2，整 體適宜程度下降，但隨著湖區(qū)環(huán)境整治工作的開展，在2000年后，由南洞庭湖區(qū)域開始，整體情況逐步好轉(zhuǎn)相 關(guān)分析及回歸分析顯示，在全

2、局范圍內(nèi)隨著湖區(qū)景觀破碎化程度增大，鳥類棲息地不適宜面積增加，而在臨近主 湖區(qū)范圍內(nèi)的變化，情況有所差異關(guān)鍵詞：洞庭湖；濕地；景觀格局；鳥類棲息地；時空變化Spatio-temproal Changes of Wetland Landscape Pattern andAvian Habitats in Dongiing Lake AreaAbstract: Wetland is an important part of the ecological environment which plays the irreplaceable role in maintaining regional ec

3、ological balance and hab i tat security. In th i s paper,Dongt i ng lake,a significant area of Chinas wetland ecosystem,has been chosen as the study area. Based on TM/OLI remote sens ing images, bird species points and envronment factors like c 1 imate, terrain, etc. , we analyzed the spato-temporal

4、 distribution and correlaton of wetland landscape and avian habitats in the lake area. The results show that, the total area of wetlands showed a trend of sharp decreasbincreasing-decreasing in past 20 years, and the overall landscape fragmentation in the lake area increased, but the difference betw

5、een them was generally reduced, whie high-va ue areas were shifting to the centra and western regions.The suitabe habitat area of waterfows has decreased by 55. 72 km2 ,and the overall suitabiiity of this area has deciined. However, situation has gradually improved since 2000 with the government)s e

6、fforts to rectify the environment. Correlaton and regresson analyss showed that as the fragmentation of the area increased, the unsuitable area also increased, while considering the procedure of time and space, the suitable area i ncreased n some dstrcts when the patch dfference and landscape dverst

7、y .ncreased.Key words： Dongting lake ; wetland ; landscape pattern;avan habitat ； spatio-temporal difference，浦西土彖族長頃湘潭市:姿底市懷化市常德市ar陽市張沙布 )0 20 km，浦西土彖族長頃湘潭市:姿底市懷化市常德市ar陽市張沙布 )0 20 km匚虱研究區(qū)范圍0100 km江西省廣東省、注：該圖基于湖南省自然資源廳標準地圖服務(wù)下載的審圖號為湘+(2020)037號的標準地圖制作，底圖無修改 圖1 研究區(qū)位置范圍0引言濕地是地球生態(tài)環(huán)境的重要組成部分E,與森 林、海洋一起并稱為全

8、球三大生態(tài)系統(tǒng)；因其強大的 生態(tài)凈化作用，又有“地球之腎”的美名，在維護區(qū) 域生態(tài)平衡和生境安全等方面具有重要功能與價 值濕地景觀格局是指大小和形狀不一的濕地 景觀斑塊在空間上的排列，是景觀異質(zhì)性的重要表現(xiàn) 和各種生態(tài)過程在不同尺度上作用的結(jié)果其取決 于濕地資源的地理分布和組分,與濕地生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn) 定性、恢復(fù)能力以及生物多樣性有密切的關(guān)聯(lián)性+由于經(jīng)濟迅速發(fā)展和人口數(shù)量急增的雙重壓 力，大量濕地遭受過度的資源開發(fā)和污染，導(dǎo)致濕地 面積大幅度縮小、生態(tài)系統(tǒng)被嚴重破壞，在近年來為 大眾所關(guān)注+關(guān)于濕地景觀格局變化、影響及驅(qū)動 力的研究也逐漸增多，文獻#7-9利用多時期遙感影 像數(shù)據(jù)，采用景觀格局指數(shù)

9、方法，對白洋淀、南四湖、 洪湖濕地的景觀格局變化及驅(qū)動因素進行了分析( 文獻10-13以遙感數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，計算景觀格局指 數(shù)，并通過Markov、InVESK等模型進行預(yù)測和評 價，分析人為干擾度對景觀格局的影響+有關(guān)于濕 地生物多樣性的研究多集中于鳥類，研究方式主要 可分為兩類:一是以鳥類棲息地為研究區(qū)，分析其景 觀格局變化特征，如文獻14-15分別以河南新鄉(xiāng)黃 河濕地、巴音布魯克天鵝湖濕地為研究區(qū)，分析其景 觀格局演變特征;二是進行生境類型濕地景觀格局計 算，結(jié)合不同區(qū)域的鳥類分布差異，分析其間的影響， 如文獻1017利用影像和鳥類調(diào)查數(shù)據(jù)分布對西洞 庭、鄱陽湖濕地景觀格局變化的影響進行了研

10、究+然 而，以上文獻多為進行研究區(qū)域的全局景觀指數(shù)計 算,分析其在時間跨度上的變化，對影響因素、驅(qū)動力 等進行分析，并沒有將景觀格局差異在空間上細化+ 洞庭湖是我國的濕地生態(tài)系統(tǒng)重要區(qū)域,其范圍 內(nèi)的東洞庭湖自然保護區(qū)、西洞庭湖自然保護區(qū)、南洞 庭湖濕地和水禽自然保護區(qū)均在國際濕地名錄中1, 是白鶴、東方白鸛、中華秋沙鴨等眾多珍稀鳥類的棲 息地。然而，由于過去幾十年間的自然變化、人地矛 盾及環(huán)境污染問題，濕地生態(tài)環(huán)境嚴重惡化，鳥類棲 息地也不斷縮減，成為生態(tài)環(huán)境問題凸顯、生態(tài)安全 風(fēng)險突出的地區(qū)之一+本文基于洞庭湖區(qū)濕地的遙 感影像及鳥類分布數(shù)據(jù)，通過分類回歸樹( classification

11、 and regression tree, CART)方法，對湖區(qū)進行了 土 地利用類型遙感解譯，并采用移動窗口、網(wǎng)格分析、 MaxENT模型、主成分多元回歸等方法，對湖區(qū)濕 地景觀格局及鳥類棲息地適宜性時空變化及其間關(guān) 聯(lián)性進行分析，可為湖區(qū)的濕地、鳥類棲息地和生物 多樣性保護工作提供理論借鑒+1 研究區(qū)概況洞庭湖地處湖南省北部、長江中游南岸(230N 3020N,11040E11310E),是我國第二大淡水 湖，其作為長江中下游僅有的2個大型通江湖泊之 一，是長江流域最重要的集水、蓄洪湖盆，湖區(qū)內(nèi)廣 泛分布水系、灘地、沼澤等自然景觀，是典型的河湖 型濕地+本文選取洞庭湖流域湖南省境內(nèi)的東洞

12、 庭、南洞庭、西洞庭3個濕地保護區(qū)為研究范圍(圖1),包括共11個縣級行政單元，總面積為15 992 km$。 研究區(qū)地形以洞庭湖為核心，周邊為河湖沖積平原! 再過渡為環(huán)湖丘陵崗地、低山。該區(qū)域?qū)賮啛釒Ъ?風(fēng)氣候，溫暖濕潤、雨熱充足，年平均溫度為17 l, 年平均降水量1 2001 450 mm,以其所特有的生 態(tài)環(huán)境孕育了豐富的自然資源，是多種珍稀動物的 棲息地。2數(shù)據(jù)來源與研究方法2.1數(shù)據(jù)來源及預(yù)處理研究所使用到的數(shù)據(jù)源主要有遙感影像數(shù)據(jù)、 地形高程數(shù)據(jù)、矢量地圖數(shù)據(jù)。影像數(shù)據(jù)為美國陸 地資源衛(wèi)星系列19952015年的Landsat-5和 Landsat-8 (path： 123125

13、； row： 3941),共 5 期 35景影像。考慮湖區(qū)水位季節(jié)性變化，所獲取影像 的月份范圍為該年的1012月。遙感影像與數(shù)字 高程圖來源于地理空間數(shù)據(jù)云和美國地質(zhì)勘探局官 網(wǎng)，矢量地圖數(shù)據(jù)來源于國家基礎(chǔ)地理信息中心。 在ENVI中對所獲取影像進行輻射定標、大氣校正 (FLAASH模型)等預(yù)處理，后續(xù)研究過程中所涉及 到的歸一化差值植被指數(shù)(normalized difference vegetation index, NDVI )、比值植被指數(shù)(ratio vegetation index,RVI)、坡度等數(shù)據(jù)通過波段運算、 空間分析等方式得出。參考其他學(xué)者現(xiàn)有研究成果19-21,并根據(jù)

14、濕 地公約及土地利用現(xiàn)狀分類表，建立了研究區(qū)的 分類體系，將研究區(qū)用地分成了林地、農(nóng)田、建設(shè) 用地、水系、泥灘地、蘆葦灘地、苔草灘地7類。 參考地物類別的反射率特征選取影像band1 band7(2015 年 band1 band8)、ISODATA 分類結(jié) 果、NDVI、RVI、數(shù)字高 程模型(digital elevaton model,DEM)、坡度12個分類特征參數(shù)(2015年為 13個)進行波段合成，結(jié)果作為CART決策樹分 類對象，在ENVI中運行CART算法獲取的決策 樹文件，并對輸出結(jié)果進行聚類、篩除等分類后處 理，采用混淆矩陣方法進行分類精度評價。結(jié)果 顯示，各期影像數(shù)據(jù)解譯

15、的總體精度都在94%以 上,Kappa系數(shù)均大于0. 92,得出最終的洞庭湖區(qū) 土地利用/覆被變化(land use/cover change, LUCC) 分類結(jié)果(圖2)。(a) 1995年(b) 2000年(c) 2005年圖例林地蘆葦灘地建設(shè)用地農(nóng)田025 kmII水系.泥灘地苔草灘地(e) 2015年(d) (e) 2015年注：該圖基于湖南省自然資源廳標準地圖服務(wù)下載的審圖號為湘S(2020)037號的標準地圖制作，底圖無修改。圖2景觀分類結(jié)果圖2.2景觀格局指數(shù)選取與計算參考已有研究，選取了蔓延度指數(shù)(C ONTAG)、 斑塊密度(PD)、斑塊面積標準差(PSSD)等10個景 觀

16、格局指標。由于各指數(shù)間可能存在較強的相關(guān)關(guān) 系，反映的信息在一定程度上有重疊，會增加分析問 題的復(fù)雜性，因此，本文應(yīng)用SPSS24進行主成分分 析(表1、表2),選取了成分矩陣中占有較大提取比 例的5個指數(shù)：CONTAG、PD、PSSD、最大斑塊指 數(shù)(LPI)、香農(nóng)多樣性指數(shù)(SHDI),可在大量減少 數(shù)據(jù)冗余的基礎(chǔ)上較準確地表達景觀結(jié)構(gòu)信息。表1 特征值總方差成分總計方差/（% ）累計/（%）16.81668. 16568.16522. 39423.94292.10730. 6186.17998.28640. 1711.714100.000表2旋轉(zhuǎn)后的成分矩陣景觀指數(shù)1成分2蔓延度(CON

17、TAG)0.9960.025斑塊密度（PD）0. 9440.142斑塊面積標準差（PSSD）0.9420.251最大斑塊指數(shù)（LPI）0.9050.024香農(nóng)多樣性指數(shù)（SHDI）0. 8990.342香農(nóng)均勻度指數(shù)（SHEI）0. 8990.342平均斑塊大?。ˋrea-MN）0.8680.413景觀形狀指數(shù)（LSI）0. 8570.393平均斑塊分維數(shù)（MPFD）0. 2190.959平均斑塊形狀指數(shù)（MSI）0.1410.9412.3 移動窗口法移動窗口法是實現(xiàn)區(qū)域景觀指數(shù)的量化和空間 可視化的有效方法，可以更明確地從空間上展示景 觀格局動態(tài)變化的過程，揭示研究區(qū)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的差 異性（本文

18、對篩選出的5個景觀指數(shù)以300 m 為間隔，進行窗口半徑在300-1 800 m范圍的移動 窗口計算，在ArcGIS中創(chuàng)建8 000個隨機點提取柵 格值，將所提取點值在GS+中進行半變異函數(shù)計 算，記錄不同窗口大小下的塊基值比變化情況，以此 來檢驗最佳移動窗口半徑。經(jīng)分析，本文中的最適 宜窗口半徑為900 m。2.4基于MaxEnt模型的鳥類生境適宜性分析MaxEnt模型是物種分布模型中的一種，其將物 種與其生長環(huán)境視為一個系統(tǒng),通過計算系統(tǒng)具有最 大熵時的狀態(tài)參數(shù)確定物種和環(huán)境之間的穩(wěn)定關(guān)系， 并以此估計物種的分布本文選取了洞庭湖區(qū)白 鶴（Grus leucogeranus ）、東方白鸛（C

19、iconia boyciana ）、 中華秋沙鴨（Mrrgus squamatus ）等國家/、0級保 護鳥類共14種，地形、植被、氣候、人類干擾等環(huán)境 因子共3A種，通過MaxEnt模型對洞庭湖區(qū)鳥類潛 在生境適宜性進行了模擬#$5$。3結(jié)果與分析3.1濕地景觀格局變化時空分異1）濕地面積變化。影像分類后LUCC數(shù)據(jù)進行類 別面積統(tǒng)計，結(jié)果如表3所示。研究區(qū)濕地總面積在 20年間整體上呈急劇減少一增加一減少趨勢。2015 年濕地總面積為2 802. 01 km2,相較于1995年的初 始值減少了 753.77 km2。濕地面積最小的時間點為 2000年，其值為2 003. 41 km2,與1

20、995年相比較， 面積急劇下降，減少了 1 552.37 km2,致因是該時間 段蘆葦灘地和泥灘地的大量縮減。按濕地類別來 看，在20年間，面積有減少的同樣為蘆葦灘地和泥 灘地，尤其是蘆葦灘地，在經(jīng)歷2005*2010年的面 積增長后，再次急劇減少，相較于初始值面積減少了 871. 39 km2,而泥灘地則減少了 252. 65 km2。苔草灘 地面積變化量較少，除2005*2010年以外，在其他時間 段持續(xù)增加，其面積最小時為2010年的116. 19 km2, 與其他時段相比較，差值較大。水系面積除2000* 2005年有少量減少以外，在其他時間段都穩(wěn)步增加。表3歷年濕地類別面積統(tǒng)計年份濕

21、地類別/km2蘆葦灘地苔草灘地泥灘地水系總面積19951311.82435.81687.191 120.963 555. 782000123.77504.32111.191 264.132 003.4120051 047.23511.68184.951 232.862 976.7220101 709.19116.19190.691395.123 411.192015440.43476.45434.541 450.592 802.012）全局景觀格局指數(shù)變化。經(jīng)主成分分析，選 取 CONKAG、PD、PSSD、LPI、SHDI 共 5 個指數(shù)來 表征湖區(qū)濕地的景觀格局變化（表4）0在20年間,

22、變化幅度較大的景觀格局指數(shù)有PD、PSSD。其中， PD較初始值有較大增加，至2015年，其值約為初始 的2.6倍，湖區(qū)整體景觀破碎度增大。LPI和PSSD 變化趨勢相同，在1995*2000年間增加，后迅速減 少至初始值的約0. 41倍、約0. 33倍，斑塊差異總體 減小，聚集程度下降。CONKAG值在60左右浮 動，屬中等水平，斑塊空間連續(xù)性較強，但在2010* 2015年間降低幅度較大。SHDI取值較高且較初值 有少量增加，說明20年間，景觀類型所占比例漸趨 于均衡化，景觀豐富度有少量增加。3）景觀格局指數(shù)空間變化。根據(jù)所選取的指 數(shù)的生態(tài)學(xué)意義及取值范圍，對選取的5個景觀 格局指數(shù)的移

23、動窗口計算結(jié)果進行柵格計算及空間 疊加（圖3）,取值大代表其土地利用類型豐富、破碎表4 19952015年全局景觀格局指數(shù)年份PDPSSDLPICONTAGSHDI19958. 2081 298.33920.80356.4461.3602000!7. 0471 986.45138.90060.3371.2242005!6. 0091 448.55022.32459.2611.2882010!13. 496881.17321.85056.1491.2572015!21.652429.9748.64548.3771.463度大，受人類活動干擾嚴重。由圖3可知，1995年, 高值區(qū)主要集中于岳陽樓區(qū)

24、一湘陰縣沿線的近河湖 區(qū)域及東部邊界林地區(qū)域。19952000年間，原有 高值區(qū)域取值降低，高值區(qū)集中分布于君山區(qū)一岳 陽樓區(qū)一岳陽縣境內(nèi)，漢壽縣一赫山區(qū)沿線區(qū)域取 值也有提升，變化區(qū)域多為農(nóng)田、林地或灘地的交錯 地帶，在此時間段內(nèi)，其破碎度增大，人類活動干擾 加劇。至2005年，研究區(qū)中部取值整體降低，高值 區(qū)向北部及東部邊界處轉(zhuǎn)移。20052010年期間, 中部農(nóng)田區(qū)域取值持續(xù)降低，而在東部的岳陽樓 區(qū)一湘陰縣及西南部漢壽縣一赫山區(qū)沿線區(qū)域形成 了 2條高值帶，高值區(qū)仍主要為農(nóng)田、水域、灘地及 林地銜接區(qū)域。至2015年，高值區(qū)重心向研究區(qū)中 部移動，東部及西南部高值區(qū)域面積明顯減少，并沿

25、 中心水域聚集形成東北一西南向的新高值區(qū)，中部 濱水區(qū)域景觀豐富度增大，破碎化程度加重。20年 間景觀格局整體變化過程顯示，景觀破碎化高值區(qū)主 要分布于臨近水域或農(nóng)田、林地或灘地等的銜接區(qū) 域,造成區(qū)域景觀格局變化的主要因素應(yīng)為在人類社 會經(jīng)濟活動影響下產(chǎn)生的用地類型轉(zhuǎn)移，中部區(qū)域表 現(xiàn)為灘地、林地與農(nóng)田、建設(shè)用地間轉(zhuǎn)化，水體、其他 灘地與蘆葦灘地、楊樹林間轉(zhuǎn)化及后期湖區(qū)環(huán)境保護 工作下的退耕還湖、濕地修復(fù)等活動，而在東西部山 區(qū)則多為由原生林地向建設(shè)用地或經(jīng)濟林類別轉(zhuǎn)變。(a) 1995年(b) 2000年(c) 2005年(d) 2010年(e) (d) 2010年注：該圖基于湖南省自然資

26、源廳標準地圖服務(wù)下載的審圖號為湘S（2020）037號的標準地圖制作，底圖無修改。圖3 19952015年景觀格局指數(shù)空間疊加結(jié)果3.2鳥類適宜生境時空分異1）鳥類適宜生境時間異質(zhì)性。利用MaxEnt模 型對洞庭湖區(qū)的14種國家/、0保護鳥類的適宜生 境分布進行分析，并根據(jù)鳥類的保護等級、瀕危程度 利用層次分析法來確定權(quán)重（表5）進行空間疊加， 依據(jù)數(shù)值大小劃分為不適宜、較適宜、適宜、最適宜 4個層級，得出洞庭湖區(qū)的鳥類適宜生境分布（圖4）。 對歷年各適宜性級別進行面積統(tǒng)計（圖5）。在 19952015年期間，鳥類適宜生境的總面積有所減少, 其中適宜和最適宜區(qū)域面積分別減少了 14. 799

27、km2、 6.838 km2,而不適宜區(qū)域面積在此20年間增加了 55. 762 km2，研究區(qū)內(nèi)鳥類生境在整體上呈現(xiàn)高等級 向低等級、適宜區(qū)域向不適宜區(qū)域轉(zhuǎn)化的趨勢。從不 同時間段來看，不適宜區(qū)面積在19952005年間逐 年遞減，2005年后面積增加，較不適宜區(qū)變化情況與 其正相反；最適宜區(qū)域從1995年開始面積持續(xù)減少， 在20052010年間短暫回升后，繼續(xù)減少;而適宜區(qū)域 面積則是在20002010年間穩(wěn)步增加后又急劇下降。表5 鳥類權(quán)重賦值保護等級瀕危 程度物種名權(quán)重極危白 鶴(Grus leucogeranus)0. 305 7瀕危東方白鶴(Ciconia boyciana )、

28、 中華秋沙鴨(Mergus squamatus)0. 164 1國家I級易危白頭鶴(Grus monacha )0. 087 7低危黑鸛(Ciconia nigra)0. 028 4易危白枕鶴(Grus vijcio)0.071 4近危小天鵝(Cygnus columbianus )、 鴛鴦(Zi 濁 galericulata )0.035 7國家0級低?；寅Q(Grus grus)、白額雁(Anser albifrons )、白琵鷺(Platalea leucorodia )、雀鷹(Accipiter nisus ) A 日本松雀鷹(Accipiiew gularis )、松雀鷹(Accijr

29、iter virgatus)0.017 92）鳥類適宜生境空間異質(zhì)性。對研究區(qū)進行 網(wǎng)格劃分，計算每個網(wǎng)格在不同時間段的適宜性 變化值，變化值為正則代表該區(qū)域向較高適宜性 層級轉(zhuǎn)變。根據(jù)各個網(wǎng)格的變化值進行克里金插 值，制作洞庭湖區(qū)鳥類生境適宜性變化空間分布 圖（圖6）0由圖6可知，適宜程度發(fā)生較大變化的 區(qū)域多分布于中心水域周邊，在19952000年期 間，中部臨湖區(qū)域適宜度都有較大程度的降低；而 適宜度有提高的則是離湖稍遠的南縣西部、岳陽 縣西部邊界區(qū)域。20002005年間，適宜度繼續(xù) 降低的區(qū)域有岳陽縣西部及南縣大通湖區(qū)域，而 適宜度發(fā)生較大提升的有湘陰縣北部橫嶺湖區(qū) 域、沅江市南洞庭

30、蘆葦場、南縣大通湖以及平江縣 昌水河沿岸區(qū)域；從大的空間范圍上來看,5年間 東洞庭湖區(qū)適宜度整體降低，而南洞庭湖區(qū)適宜 度情況有所好轉(zhuǎn)。SHT市郵區(qū)林山區(qū)W長沙市華容縣.”心 岳陽富陽,樓區(qū)隔德市點X不適宜 較適宜 適宜最適宜0 20 km(a) 1995年(b) 2000年(c) 2005年(e) 2015年(d) (e) 2015年注：該圖基于湖南省自然資源廳標準地圖服務(wù)下載的審圖號為湘S（2020）037號的標準地圖制作，底圖無修改圖D 19952015年湖區(qū)鳥類適宜生境分布20052010年間，東洞庭、南洞庭稍遠湖濱區(qū)域 的適宜度都有較大程度的提升;而適宜度有顯著降低 的區(qū)域為湘陰縣橫

31、嶺湖、岳陽樓區(qū)南湖周邊區(qū)域；且 在整體上呈現(xiàn)出大型水系周邊適宜度有所提升，而小 型水系周圍適宜度下降的景象。20102015年間， 東洞庭西岸沿線適宜度出現(xiàn)較大程度下降，而湘陰縣 北的橫嶺湖區(qū)域在這段時間內(nèi)適宜度持續(xù)提升。除 此以外，適宜度有提升的區(qū)域還有岳陽縣西北部（東 洞庭湖北岸）、臨湘市東北部邊界處（黃蓋湖西岸）。20052010年間，東洞庭、南洞庭稍遠湖濱區(qū)域 的適宜度都有較大程度的提升;而適宜度有顯著降低 的區(qū)域為湘陰縣橫嶺湖、岳陽樓區(qū)南湖周邊區(qū)域；且 在整體上呈現(xiàn)出大型水系周邊適宜度有所提升，而小 型水系周圍適宜度下降的景象。20102015年間， 東洞庭西岸沿線適宜度出現(xiàn)較大程度

32、下降，而湘陰縣 北的橫嶺湖區(qū)域在這段時間內(nèi)適宜度持續(xù)提升。除 此以外，適宜度有提升的區(qū)域還有岳陽縣西北部（東 洞庭湖北岸）、臨湘市東北部邊界處（黃蓋湖西岸）。3001 360較適宜+適宜-最適宜不適宜1343.154264,031253.8573401320144.2111 2801001 250.91265.757 in.7261 300 代1沁25七200S 12J1507.392 1379451 276.588125.178156.929131.107-202.966250501矗年2000年2005年2010 年6.6511 260)01 24012201 2002015 軍圖5 19

33、952015年湖區(qū)鳥類適宜生境面積統(tǒng)計(a) 1995 2000年(b) 20002005年紂 b 20 km(c) (a) 1995 2000年(b) 20002005年紂 b 20 km(c) 2005 2010年(d) 20102015年注：該圖基于湖南省自然資源廳標準地圖服務(wù)下載的審圖號為湘S（2020）037號的標準地圖制作，底圖無修改11.000 20 km變化值1.29圖6 19952015年洞庭湖區(qū)鳥類生境適宜性變化3.3濕地景觀格局與鳥類生境變化相關(guān)性分析1）全局指數(shù)變化量關(guān)聯(lián)分析對歷年來各適宜 層級面積及景觀格局指數(shù)進行相關(guān)分析（圖7）可 知，與不適宜面積呈較顯著反相關(guān)的景

34、觀格局因子 依次為CONKAG、PSSD、LPI,而與其正相關(guān)的則 為SHDI和PD；較不適宜面積情況與其正相反，即 當研究區(qū)景觀破碎度、景觀多樣性增大，斑塊形狀復(fù) 雜度減小時，不適宜面積增加，較不適宜面積減少 適宜面積與SHDI表現(xiàn)出較強的負相關(guān)性，景觀多 樣性增大時，適宜區(qū)面積呈減少趨勢；最適宜面積除 與PSSD反相關(guān)較為顯著外，與其他景觀指數(shù)的相 關(guān)性都不顯著，即在一定范圍內(nèi)，隨著受人類干擾增 大，斑塊間差異縮小，最適宜區(qū)域面積增大，聯(lián)系在 該時間段內(nèi)的最適宜棲息的近水區(qū)域的主要變化，LPISHDI-I1|CONTAG一PSSD二PD-j111.00.500.51.0相關(guān)性| 不適宜較不

35、適宜口適宜最適宜|圖7相關(guān)性矩陣 可詮釋為濕地與農(nóng)田間的轉(zhuǎn)化在一定程度上也可 以提高鳥類食物豐度，而食物豐度也是影響鳥類 生存、分布的重要因素，棲息地適宜度會隨食物豐 度增加2）空間變化關(guān)聯(lián)分析對移動窗口計算所得柵 格進行網(wǎng)格劃分，并按網(wǎng)格單元進行景觀格局指數(shù) 平均值統(tǒng)計，選取19952015年間共500組數(shù)據(jù)， 進行研究區(qū)域適宜性面積與景觀格局指數(shù)變化間的 多元回歸分析回歸結(jié)果顯示，利用所選的5個景 觀格局指數(shù)進行19952015年間不適宜區(qū)域、適宜 區(qū)域2個應(yīng)變量進行回歸的擬合優(yōu)度R2分別為 0. 628和0. 577（同一時期數(shù)據(jù)回歸R2可達0. 748, 且增加景觀格局指數(shù)后，R2對應(yīng)

36、增大），雙側(cè)檢驗 Sig.值為0.00,說明2個因變量的全部變異中分別 有62. 8%和57. 7%能夠通過回歸關(guān)系被解釋，且用 這些因變量來進行預(yù)測是有價值的。且殘差分析中 Durbin-Watson值及直方圖顯示，殘差是基本獨立 且正態(tài)分布的，由此得出2個回歸方程分別如式（1）、 式（2）所示S1 = 2. 452 X + 1. 636 X2 2. 135 X! +2.249 X4 220. 011 X5 + 243.246（1）S2 = 1. 617 X1 1. 089 X2 + 0. 492 X! 2. 488 X4 + 121. 919 X5 2.451（2）式中：&為不適宜區(qū)域面積

37、；2為適宜區(qū)域面積 X1、X2、X!、X4、X5 分別為 PSSD、CONKAG、LPI、 PD、SHDI。由回歸模型可知，考慮空間及時間差異的不適 宜區(qū)域面積的回歸方程中，回歸系數(shù)為負值的有 PSSDLPISHDI,而系數(shù)為正值的有CONKAG和 PD。適宜區(qū)域情況正與其相反，即當區(qū)域斑塊差 異、景觀優(yōu)勢增大，景觀豐富度增加，不適宜面積減 少；而蔓延度、斑塊密度增大時，不適宜面積增加。 根據(jù)適宜性變化空間分布圖（圖6）,20年間適宜區(qū) 域有顯著變化的區(qū)域主要分布于水系周邊，此處的 地物類型變化主要為農(nóng)田、灘地與水體間的轉(zhuǎn)化，而 研究區(qū)內(nèi)水系周邊的灘地為鳥類的主要棲息地，在 人類各項社會經(jīng)濟活動的影響下，隨著農(nóng)田向其他 類型的轉(zhuǎn)化，完整的農(nóng)田斑塊被農(nóng)田、灘地、水體交 錯的破碎化斑塊所取代，該區(qū)域PSSD、LPI、SHDI 值有所增大，湖區(qū)內(nèi)適宜